[논문 리뷰] Assessing the Impact of Virtualizing Physical Labs

Evgenia Paxinou, Vasilis Zafeiropoulos외 3명|arXiv (Cornell University)|2017. 11. 30.

Experimental Learning in Engineering참고 문헌 14인용 수 7

한 줄 요약

이 연구는 거리 학습 학생들이 실습 현미경 실험을 준비하는 데에 3차원 가상 생물학 실험실이 얼마나 효과적인지 평가하며, 전통적인 대면 교육과 비교한다. 사전 및 사후 테스트를 통해 연구 결과, 가상 실험실 교육은 학생들의 성과와 자신감을 뚜렷이 향상시키는 것으로 나타났으며, 이는 생물학 과목의 물리적 실험 교육에 있어 가상 실험실이 유의미한 보조 수단이 될 수 있음을 시사한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 가상 실험실이 생물학 실험 수업에서 거리 학습의 질을 향상시킬 수 있는지 평가하기.
• 가상 실험실 교육(스카이프를 통한)이 물리적 실험실 현미경 실험을 준비하는 데에 전통적인 대면 지도와 비교하여 얼마나 효과적인지 비교하기.
• 가상 실험실이 생물학 실험 수업의 학생들에게 실질적인 교육 보조 수단으로 활용될 수 있는지 판단하기.
• 표준화된 사전 및 사후 테스트를 통해 가상 실험실 및 물리적 실험실 교육 조건에서의 학생 성과와 자신감을 평가하기.

제안 방법

• 거리 학습 프로그램에 소속된 학생들은 3차원 가상 생물학 실험실 환경을 사용해 초도 교육을 받았다.
• 기초 지식과 기술 수준을 평가하기 위해 교육 이전에 사전 테스트를 실시했다.
• 학습 성과와 기술 습득 수준을 측정하기 위해 교육 이후 사후 테스트를 실시했다.
• 가상 실험실에서의 성과를 동일한 실험 수업을 수강하는 대면 지도를 받은 학생들의 성과와 비교했다.
• 사전 및 사후 테스트 데이터를 분석하여 학습 성과와 자신감 수준을 평가했다.
• 가상 교육(거리 학습)과 전통적 교육(대면)의 두 그룹을 비교하는 실험 설계를 사용했다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 가상 실험실 교육은 생물학 실험 수업에서 거리 학습 학생들의 학습 성과를 향상시키는가?
• RQ2 가상 실험실은 실습 현미경 실험을 위해 효과적으로 학생들을 준비시킬 수 있는가?
• RQ3 학생 성과와 자신감 측면에서 가상 실험실 교육은 전통적인 대면 지도와 어떻게 비교되는가?
• RQ4 가상 실험실은 생물학 실험 교육에서 어느 정도 보조 수단으로 활용될 수 있는가?

주요 결과

• 스카이프를 통해 가상 실험실 교육을 받은 학생들은 기준 사전 테스트 결과 대비 사후 테스트 점수에서 뚜렷한 향상을 보였다.
• 가상 실험실을 이용한 거리 학습자의 성과는 대면 지도를 받은 학생들과 유사했다.
• 가상 실험실 교육을 이수한 학생들은 현미경 작업 수행에 대해 자신감이 향상된 것으로 보고했다.
• 가상 실험실 환경는 물리적 실험실에서의 성공을 위해 필요한 실용적 기술을 효과적으로 전달했다.
• 이 연구는 가상 실험실이 생물학 실험 수업에서 유의미한 교육 보조 수단이 될 수 있음을 입증한다.