[論文レビュー] Assessing the Impact of Virtualizing Physical Labs

Evgenia Paxinou, Vasilis Zafeiropoulos+3 more|arXiv (Cornell University)|Nov 30, 2017

Experimental Learning in Engineering参考文献 14被引用数 7

ひとこと要約

本研究では、遠隔学習の学生が実験室での顕微鏡観察実習に備えるために、3次元バーチャル生物学実験室の有効性を評価し、対面型の伝統的訓練と比較している。事前および事後テストを用いた研究では、バーチャル実験室訓練が学生の成績と自信を顕著に向上させることを明らかにした。これは、バーチャル実験室が生物学の実験課程における物理的実験教育の貴重な補完手段となり得ることを示唆している。

ABSTRACT

Virtual laboratories are the new online educational trend for communicating to students practical skills of science. In this paper we report on a comparison of techniques for familiarizing distance learning students with a 3D virtual biology laboratory, in order to prepare them for their microscopy experiment in their physical wet lab. Initial training for these students was provided at a distance, via Skype. Their progress was assessed through Pre and Post-tests and compared to those of students who opted to only prepare for their wet lab using the conventional face-to-face educational method, which was provided for all students. Our results provide preliminary answers to questions such as whether the incorporation of a virtual lab in the educational process will improve the quality of distance learning education and whether a virtual lab can be a valuable educational supplement to students enrolled in laboratory courses on Biology.

研究の動機と目的

• バーチャルラボが生物学実験課程における遠隔学習の質を向上させることを評価すること。
• バーチャルラボ訓練（Skypeを介した）と従来の対面型指導を比較し、湿式実験室での顕微鏡観察実験への準備の有効性を検証すること。
• バーチャルラボが生物学実験課程の学生にとって実用的な教育的補完手段として機能するかどうかを特定すること。
• 標準化された事前および事後テストを通じて、バーチャルおよび物理的実験課程訓練の両条件における学生の成績と自信を評価すること。

提案手法

• 遠隔学習プログラムに参加する学生は、3次元バーチャル生物学実験室環境を用いて最初の訓練を受講した。
• 訓練の前には、基礎知識およびスキルを評価するための事前テストが実施された。
• 訓練後には、学習の進捗とスキル習得を測定するための事後テストが実施された。
• バーチャルラボでの成績は、同じ実験課程で対面型の指導を受けた学生の成績と比較された。
• 事前および事後テストのデータは、学習成果および自信レベルの評価に分析された。
• 本研究では、2つのグループ（バーチャル訓練（遠隔）および従来の訓練（対面））を用いた比較実験デザインが採用された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 バーチャルラボ訓練は、生物学実験課程における遠隔学習の学生の学習成果を向上させるか？
• RQ2 バーチャルラボは、実地の湿式実験室での顕微鏡観察実験への準備を効果的に行えるか？
• RQ3 学生の成績および自信の観点から、バーチャルラボ訓練は従来の対面型指導とどのように比較できるか？
• RQ4 バーチャルラボは生物学実験教育においてどの程度補助的ツールとして機能できるか？

主な発見

• Skypeを介したバーチャルラボ訓練を受けた学生は、ベースラインの事前テスト結果と比較して、事後テストのスコアが顕著に向上した。
• 遠隔学習者によるバーチャルラボでの成績は、対面型指導を受けた学生の成績と同等であった。
• バーチャルラボ訓練の後、学生は顕微鏡観察作業に対する自信を高めたと報告した。
• バーチャルラボ環境は、湿式実験室での成功に不可欠な実務スキルを効果的に伝達した。
• 本研究は、バーチャルラボが生物学実験課程における貴重な教育的補完手段となり得ることを示している。