[论文解读] 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 7

一句话总结

本研究评估了3D虚拟生物实验课在帮助远程学习学生为动手显微镜实验做准备方面的有效性，将其与传统的面对面培训进行比较。通过前后测验，研究发现虚拟实验课显著提升了学生的成绩和自信心，表明虚拟实验课可作为生物学课程中实体实验教育的宝贵补充。

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.

研究动机与目标

• 评估虚拟实验是否能提升生物学实验课程中远程教育的质量。
• 比较通过Skype进行的虚拟实验培训与传统面对面教学在帮助学生为湿实验显微镜实验做准备方面的有效性。
• 确定虚拟实验是否可作为生物学实验课程中学生教育的可行补充。
• 通过标准化的前后测验评估学生在虚拟实验和实体实验培训条件下的表现和自信心。

提出的方法

• 远程学习项目的学生通过Skype使用3D虚拟生物实验环境接受初始培训。
• 在培训前进行前测，以评估其基础知识和技能水平。
• 培训后进行后测，以衡量学习成果和技能掌握情况。
• 将虚拟实验中的表现与接受传统面对面教学的学生在同门实验课程中的表现进行比较。
• 对前后测数据进行分析，以评估学习成果和自信心水平。
• 本研究采用对比实验设计，分为两组：虚拟培训（远程）和传统培训（面对面）。

实验结果

研究问题

• RQ1 虚拟实验培训是否能提升生物学实验课程中远程教育学生的学业成果？
• RQ2 虚拟实验能否有效帮助学生为动手操作的湿实验显微镜实验做准备？
• RQ3 在学生表现和自信心方面，虚拟实验培训与传统面对面教学相比如何？
• RQ4 虚拟实验在多大程度上可作为生物学实验教育的补充工具？

主要发现

• 通过Skype接受虚拟实验培训的学生，其后测成绩相比基线前测成绩有显著提升。
• 使用虚拟实验的远程学习者的表现与接受面对面教学的学生相当。
• 学生在完成虚拟实验培训后，对执行显微镜任务的自信心有所提高。
• 虚拟实验环境有效传递了湿实验成功所必需的实际操作技能。
• 本研究证明，虚拟实验可作为生物学实验课程中宝贵的教育补充。