[논문 리뷰] VIEW: A Virtual Interactive Web-based Learning Environment for Engineering

Priya Goeser, Felix G. Hamza-Lup외 2명|arXiv (Cornell University)|2018. 11. 19.

Experimental Learning in Engineering참고 문헌 27인용 수 32

한 줄 요약

VIEW는 공학 교육을 향상시키기 위해 확장 가능한 3차원(X3D) 표준 기반으로 구축된 3차원 가상 상호작용 웹 기반 학습 환경이다. 이는 상호작용 모듈을 통해 학생 중심의 몰입형 학습을 가능하게 하며, 실험 결과에 따르면 가상 및 물리적 해부 활동 간에 성능에 유의미한 차이가 없음을 확인하여 학습 목표 달성에 효과적임을 뒷받iesen다.

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.

연구 동기 및 목표

• X3D 표준을 사용하여 공학 교육을 위한 3차원 상호작용 웹 기반 학습 환경을 개발한다.
• 몰입형 학생 중심의 가상 모듈을 통해 학생의 성공과 참여도를 향상시킨다.
• 전통적인 물리적 해부와 비교하여 VIEW에서의 가상 해부의 효과성을 평가한다.
• 가상 학습 환경이 실습 물리 활동과 동일한 학습 결과를 달성할 수 있는지 평가한다.

제안 방법

• 3차원 시각화 및 웹 브라우저 내 상호작용을 가능하게 하기 위해 확장 가능한 3차원(X3D) 표준 기반으로 프레임워크를 구축한다.
• 가상 환경에서 공학 해부 작업을 시뮬레이션하기 위한 상호작용 웹 기반 모듈을 개발한다.
• 물리적 해부와 가상 해부 환경 간의 학생 성과 및 학습 경험을 비교하기 위해 통제된 실험 연구를 실시한다.
• 두 조건 간의 학습 목표를 표준화하여 유효한 비교를 보장한다.
• 평가를 통해 학생 성과를 측정하고, 학습 경험을 평가하기 위해 정성적 피드백을 수집한다.
• 정량적 시험 점수와 정성적 사용자 경험 데이터를 결합한 혼합 방법 접근법을 사용한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 VIEW와 같은 웹 기반 가상 학습 환경이 공학 학습자가 핵심 학습 목표를 달성하는 데 효과적으로 기여할 수 있는가?
• RQ2 가상 해부 활동과 물리적 해부 활동 간에 학생 성과에 통계적으로 유의미한 차이가 있는가?
• RQ3 학생들은 가상 환경에서의 학습 경험을 물리 실험실 설정과 비교해 어떻게 평가하는가?
• RQ4 3차원 가상 환경에서의 상호작용이 공학 교육에서 학생의 참여도와 이해도를 어느 정도 향상시키는가?

주요 결과

• VIEW 가상 해부 모듈을 사용한 학생들은 물리적 해부 조건에서의 학습 목표를 유사 수준으로 달성하였다.
• 가상 및 물리적 학습 환경에 있는 학생들 간에 시험 성과에 유의미한 차이가 관찰되지 않았다.
• 학생들은 가상 환경에 대해 긍정적인 평가를 내며 높은 참여도와 사용성에 만족함을 밝혔다.
• 가상 환경은 공학 교육에서 물리 실험실의 확장 가능하고 접근 가능한 대체 수단으로 강력한 잠재력을 보였다.