[論文レビュー] VIEW: A Virtual Interactive Web-based Learning Environment for Engineering

Priya Goeser, Felix G. Hamza-Lup+2 more|arXiv (Cornell University)|Nov 19, 2018

Experimental Learning in Engineering参考文献 27被引用数 32

ひとこと要約

VIEWは、工学教育の質を高めるために、拡張可能な3次元（X3D）標準に基づいて構築された3次元バーチャルでインタラクティブなウェブベースの学習環境である。学生中心の没入型学習を可能にするインタラクティブモジュールを備えており、実験的結果から、バーチャル解剖と物理的解剖の間で成績に顕著な差は認められず、学習目標の達成においてその有効性が裏付けられている。

ABSTRACT

The use of computer-aided and web-based educational technologies such as Virtual Learning Environments (VLE) has increased significantly in the recent past. One example of such a VLE is Virtual Interactive Engineering on the Web (VIEW). VIEW is a 3D virtual, interactive, student centered, framework of web-based modules based on the Extensible 3D standard. These modules are dedicated to the improvement of student success and learning. In this paper, an overview of the recent developments in VIEW along with associated assessment results is presented. An experimental study was also performed to compare the learning experience and performance of students in a physical dissection activity vs. that in a virtual dissection activity using a VIEW module. The results of this study show that students can meet given learning objectives and that there is limited difference in their learning and performance irrespective of a physical or virtual setting.

研究の動機と目的

• X3D標準を用いた3次元でインタラクティブなウェブベースの工学教育用学習環境の開発。
• 没入型で学生中心の仮想モジュールを通じて、学習の成功と関与度の向上。
• 従来の物理的解剖と比較して、VIEWにおける仮想解剖の有効性の評価。
• 仮想学習環境が、実地の物理的活動と同等の学習成果を達成できるかどうかの評価。

提案手法

• 3次元可視化とインタラクティブ性をウェブブラウザで実現するため、拡張可能な3次元（X3D）標準に基づいてフレームワークを構築。
• 仮想環境での工学的解剖タスクをシミュレートするためのインタラクティブなウェブベースモジュールを開発。
• 物理的解剖とバーチャル解剖の設定を比較する制御実験を実施。
• 両条件間での学習目標を標準化し、妥当な比較を可能にした。
• 学力は評価テストで測定し、学習経験の評価には定性的フィードバックを収集。
• 定量的テストスコアと定性的なユーザーエクスペリエンスデータを統合する混合研究手法を採用。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 VIEWのようなウェブベースの仮想学習環境は、工学教育の学生がコアな学習目標を達成するのを効果的に支援できるか。
• RQ2 仮想解剖と物理的解剖の間で、学生の成績に統計的に有意な差が認められるか。
• RQ3 学生は仮想環境での学習経験を、物理的ラボ環境と比較してどのように評価しているか。
• RQ4 3次元仮想環境におけるインタラクティブ性が、工学教育における学生の関与度と理解度をどの程度向上させるか。

主な発見

• VIEWの仮想解剖モジュールを利用した学生は、物理的解剖条件の学生と同等の学習目標達成を示した。
• 仮想環境と物理的学習環境の両方で、テスト成績に顕著な差は認められなかった。
• 学生は仮想環境に対して肯定的な評価を示し、高い関与度と使いやすさを報告した。
• 仮想環境は、工学教育における物理的ラボのスケーラブルでアクセス可能な代替手段として強く有望であることが示された。