文摘

虚拟现实(VR)的使用增加了在许多不同的领域,特别是在学习过程。最重要的一个虚拟现实工具是zSpace平台,它可以作为一个虚拟的学习环境。本文旨在增加应用VR技术的意识在沙特阿拉伯通过使用zSpace作为虚拟学习环境在所有沙特学校而不是使用传统的学习方法。作为一个案例研究中,我们选择在吉达Al-Hamra学校。与学生和教师通过分析测试和问卷调查,我们对使用zSpace的影响学生的学习成绩、教育成就和技能。我们已经表明,使用zSpace代替传统的学习方法在学生学习的过程有更好的效果,被认为是一个主要学习环境的积极作用。

1。介绍

近年来,新技术的出现,导致了世界的发展,许多研究表明其重要性在教育宗旨和证明,当使用不同的教学方法在学习过程中,学生将学习更有效。由于这个原因,计算机被认为是作为教育工具来帮助学生来处理不同的学习方案和经验。与增强现实技术的发展(AR)和虚拟环境,有机会加强学习经验在学校和教室,和用户可以被允许与3 d虚拟环境通过模拟大量的感官,将虚拟世界的元素带入现实世界中,从而提高我们看到的,听到的,和感觉。它将计算机生成的对象到现实世界,只能被用户。同时,让学生模拟经验现象,他们通常不会直接经验。例如,模拟可以代替实验室设备,可能太昂贵的或危险的在学校。模拟也可以用来探索长或极短的时间内发生的现象,很容易融入一个类。与模拟,学生也可以操纵变量和查看多个实验的结果实际上无需重复它们。鉴于这些好处,相信在教室里使用模拟可以帮助提高学习。一个教育虚拟环境(夜)或虚拟学习环境(1)是一个虚拟的环境,取决于具体的教学模式,结合一个或多个教学目标,并允许用户获得经验,他们不能获得从自然世界1]。经验学习理论(英语教学)证实了学习和知识创造通过经验和从学习过渡到知识的创新应用(2]。虚拟现实(VR)可以传递复杂的知识3]和促进探索、收集、分享和知识融入学习过程(4,5]。学习和提高学生的技能可以通过整合经验学习和虚拟现实技术。实践和计算机模拟体验援助知识获取和高层次的批判性思维6,7]。教育的应用虚拟现实也积极影响科学知识的习得和心智的发展8]。

各种研究工作证明,虚拟现实是有用的作为一个教育工具,有助于增强互动的学习过程,使学生自然地在虚拟世界(9),它允许他们去访问的地方,例如月球表面。虚拟现实技术在这一领域提供了巨大的好处,允许三个经验,即大小、转导,和具体化,是重要的学习方法,但并不是在现实世界中获得。虚拟现实技术有助于改变一个虚拟的相对大小的事情(10]。大量的教育科技公司正在使用虚拟现实将现实世界的经验带入教室,同时强调技术的能力,激发和吸引学生的注意力。

最受欢迎的虚拟现实平台是zSpace,由许多套仿真模型在各领域加强发现通过经验。平台为学生提供了一组互动学习环境,虚拟模型可以使用附带的操纵笔和3 d眼镜。老师提供的各种特性来改善学生的学习经验,帮助他们学习和发现(11]。

平台允许学生们解剖动物和器官,操纵化合物和结构在3 d和运行实验不需要昂贵的实验设备和物资。(12]。有一个高概率,这项研究的结果提供有用的知识沙特教育应用VR在所有沙特学校。作为一个案例研究在沙特阿拉伯,我们应用研究Al-Hamra学校(13],它适用于虚拟学习环境在学习过程中对一些类和对象通过zSpace平台。我们的目标是提高对虚拟现实技术的应用在所有沙特学校证明的使用虚拟学习环境在Al-Hamra学校的学习过程,而不是使用传统的学习方法对学生有一个更好的影响。一些教训在传统方法解释和其他人使用这个平台了解虚拟现实对学生的影响”的理解教育平台的材料和效果对学生学业成绩和他们的满意程度。

2。文献综述

2.1。经验学习理论:学习创建

英语教学假设概念通过具体经验或抽象概念可以转化为知识通过反光观察或活性实验14,15]。经验学习可以开发学习思考[16),它可以有效地刺激学生的教育动机和允许他们获取知识17]。给学生提供经验通过计算机模拟可以有效地促进学习和培养学生的思维能力的学生,以及反射和描述性思维(6]。学生常常在现实中缺乏实际技能和经验;将体验式学习与虚拟现实技术可以提高学习质量和输出(7]。

2.2。虚拟现实教学应用和认知学习

一般来说,虚拟现实是一种数字仿真或复制的环境18]。在1960年代,虚拟现实最初是用于娱乐。介绍了教育和培训使用,如飞行训练在1980年代(19]。教学应用也扩大与增加网络带宽和传输速度,以及增加计算机显示技术的质量和计算速度。目前,学生可以使用虚拟现实学习只有一个手机,一个教程应用程序,一个虚拟的耳机(20.]。研究得出的结论是,虚拟现实积极影响学习成果与认知、技能和态度(20.]。虚拟现实可以增加空间的存在和经验丰富的现实主义的学习动机,提高学习行为(8]。

2.3。创造性学习:创造性学习和虚拟现实应用

虚拟现实提供了体验多种感觉的学习(21]。此外,它展示信息的方式感知参与和情感刺激进一步刺激创造力3]。根据文献,虚拟现实场景和三维(3 d)函数可以提高用户的空间知觉、想象和创造性表达(22)以及允许重复学习,激发创造性思维,鼓励创新,促进重复试验不同的教训(3]。脑波研究已经证明,虚拟现实应用程序提高浸和诱导流动状态,可以受益的培养创造力和创造性表达(5]。根据脑科学和认知研究,VR有利于认知反映(5]。目前,大多数学校在沙特阿拉伯使用面对面的方法传统教学方法(当老师指导学生学习通过记忆和背诵技术)在他们的教室进行教学和学习活动。Al-Hamra学校应用新学习方法通过为学生提供一个虚拟的学习环境在某些科目。如今,教学和学习方法将会受到新技术的影响。一些论文和研究展示新技术,特别是虚拟现实,将更好的影响学生的学习过程,还可以增强学生的学习过程和减少它们所面临的障碍或约束。

Saalfeld et al。23)解决医学教育作为学生和他们的老师的一项艰巨的任务。手绘图形被用来表达人体医学概念和解释的部分。他们提到zSpace已经证明其有效性在医学教育通过其绘画的不同区域中使用身体和血管,向学生展示3 d,导致提供的全面可视化人体血液流动。它还帮助教师给学生提供适当的工具来传达信息。使用虚拟系统生物学的实际解剖有助于学生与虚拟动物,而不是真正的动物的尸体(24]。金(25)还提到,解剖模型使用zSpace系统创建高等教育教解剖学的医学生。

德安杰洛et al。26]证明了VR系统中发挥重要作用在发展中教学过程及其对学习的影响结果;学生更喜欢现有的虚拟现实系统在教学过程中,这个设置可以提高他们的学习,性能,和参与。

Lytridis et al。27)发现,在使用VR和基于“增大化现实”技术的学习环境,学生们将会高度活跃,能够提高他们的能力;因此,学习成果会更好与学生在传统的教室。彼得罗夫和Atanasova11发现学生使用虚拟现实将会更好地理解几何形状。此外,学生使用zSpace平台可以学习在一个协作环境12]。zSpace被选为AR工具教学生在134 Dimcho Debelyanov学校在索非亚,保加利亚,2018年(11]。

几项研究已经指出,学生的教育需求和理解信息的方法增加了技术的进步和新媒体联盟(NMC)已经确定AR / VR作为主要的教育技术和司机学习者参与(28]。

在文献回顾和先前的研究之后,我们发现zSpace有助于提高学生的学习过程和提高他们的学习成果。对学生来说是一个强大的和重要的工具;因此,我们试图探讨它对沙特教育影响的程度以及学生和教师的满意度对它后它被用于在吉达和Al-Hamra学校为了证明,制定几个假设:(我)H₁。有显著差异的平均分数太阳能系统集团由传统的教学方法和教学之间zSpace系统作为虚拟学习环境在沙特阿拉伯在显著水平。(2)H₂。有显著差异的平均分数之间的火山群教学由传统方法和组教学zSpace系统作为虚拟学习环境在沙特阿拉伯在显著水平。

3所示。研究设计和实现

3.1。研究参与者

研究人群包括第七年学生在吉达Al-Hamra女子学校。50名女学生被选择并分为两组相同的大小,为25,25岁女孩从7到25女孩从7 b。这是除了教师和管理员处理平台在学校,他们有十个教师。这项研究是基于一种混合之间的定量和定性研究方法,以调查的影响使用zSpace平台在沙特阿拉伯作为虚拟的学习环境。的定量方法,我们比较学生的考试成绩使用zSpace之前和之后。至于定性法,访谈和问卷与学生和教师使用,确保虚拟学习系统的使用对学生在课堂上是有益的。我们认为学生和老师的角度,因为他们是那些我们可以雇佣为本研究收集相应的数据。平台中使用超过一个教训和主题在学校是否科学或理论,在平台中使用的堑壕战的历史主题,解释学生,而且它也被用于一个解剖学在生物学课程,老师解释了心脏和血管和心脏活动zSpace。但作为一个案例研究中,我们在本文的重点是科学,解释太阳系的教训和火山的学生。

3.2。独立变量

教学策略是研究中的自变量。实验组用创造性的经验学习通过zSpace实验室(图1),对照组使用学习使用基本tools-textbooks-and一些教学工具,如多媒体演示文稿(图2)。两个不同的教训在哪里选择向学生解释,第一课是太阳系和其他火山。

3.2.1之上。太阳系的教训

集团7 b研究太阳系使用zSpace系统(实验组)和组7研究太阳系的传统方法(对照组)。

3.2.2。火山的教训

集团7研究火山使用zSpace系统(实验组),而另一组(7 b)研究火山由传统方法(对照组)。教学过程都显示在表中1。

3.3。研究过程

教学过程详细描述表1。

3.4。因变量

学术成就的学生课程的理解:成就可能是衡量学生的平均成绩点通过测试的学生为了知道学生教育主题的理解。

3.5。数据分析

区别是教训的方式解释说,但是测试方法标准化。传统的基于纸张的多项选择题测试应用于火山和太阳系两组受试者发现组之间的差异,研究了使用zSpace系统和组织研究的传统方法。收集到的数据导出使用Microsoft Excel和分析使用社会科学统计软件包(SPSS V.26)。测试后,提供了一份问卷调查发现学生和教师的满意度与平台。我们还进行了结构化的开放式访谈5学生学习后在课堂上学生传统的学习方法和5 zSpace平台在课堂上学到的教育。目的是确保虚拟学习系统的使用在课堂上对学生是有益的。此外,客观分析将被用来分析采访回应,这将使用一个完成NVivo计算机辅助定性数据分析(CAQDAS)软件(29日]。

4所示。结果和讨论

4.1。第1部分:测试组之间的平均分数的差异教学由传统方法和组教学zSpace系统

期末测验应用于两组在火山和太阳系科目。应用这些测试的目的是找出组之间的差异,研究了使用zSpace系统和组织,由传统方法研究,结果如下:

以下4.4.1。测试的差异之间的太阳系考试平均分数两组

假设1。有一个显著的差异在太阳系考试的平均成绩由zSpace集团由传统的教学方法和教学系统作为虚拟学习环境在沙特阿拉伯在显著水平。
为了验证是否有集团之间在太阳系的平均分数差异教学由传统方法和组教学zSpace系统作为虚拟学习环境在沙特阿拉伯,我们使用统计测试表明这种差异;因此,一个方差分析测试将为这种情况下是非常有用的。
方差分析(方差分析)是一个工具用来观察到在一个特定的变量方差分割成组件由不同来源的变化。
方差分析(方差分析)使用相同的概念框架为线性回归。主要的区别来自解释变量的性质:定性而不是定量的,在这里。在方差分析中,通常被称为解释变量因素。
在我们的例子中,解释变量包含两种可能的的教学方法(传统方法= 0,zSpace系统= 1),和因变量值介于0到10。
测试的执行是基于两个统计假设从上面的主要假设:(我)H₀。有没有之间的显著差异在太阳系的平均得分由zSpace集团由传统的教学方法和教学系统作为虚拟学习环境在沙特阿拉伯在5%水平。(2)H₁。有显著差异的平均分数太阳系集团由传统的教学方法和教学之间zSpace系统作为虚拟学习环境在沙特阿拉伯在5%水平。在方差分析测试,如果公关价值小于0.05(或5%),然后我们拒绝H₀并接受H₁,反之亦然。
因此,根据获得的公关价值表2,它是小于0.05,所以我们拒绝零假设H₀并接受H₁:有一个显著的差异在太阳系的平均得分由zSpace集团由传统的教学方法和教学系统作为虚拟学习环境在沙特阿拉伯在5%水平。
因此,为了给更多细节的差异分数为每个问题,我们将使用因子分析(主成分分析)问题的得分,这可能需要1 0错误响应和真实的一个。
主成分分析是一种非常有用的方法来分析数值数据结构米观察/N表变量。它允许以下:(我)快速可视化和分析之间的相关性N变量。(2)可视化和分析米观察(最初所描述的N变量)在一个低维地图,最优可变性标准视图。(3)建立一套P不相关的因素。同样重要的是要注意,PCA是一个探索性的统计工具。这方面的优势是,PCA的可以运行几次与观测或变量在每次运行被添加或删除,只要这些操作的解释是合理的。
因此,使用主成分分析得到以下结果:
从结果显示在表中3,前两个因素F1,F2可以一起解释65.489%的总变异的现象,所以我们可以使用第一个和第二个因素代表样本(变量和观测)以下。
图5可以最终目标的主成分分析(PCA)。它使我们看二维地图上观察和确定趋势。
在PCA表示图形,气的变量位于附近相互呈正相关;这种关系可能有助于解释他们靠近观察,这反映出与观测的关系(学习方法在我们的例子中)。
从图的形式显示在biplot5以上,大部分问题位于斧的积极的一面F1,zSpace系统观测存在,而传统方法观察位于相同的斧子F1的负面。
这种表示法表示高分和zSpace系统之间的正相关,这意味着这种方法比传统方法可能更强大的太阳系为提高考试分数。

4.1.2。测试不同的火山考试的平均成绩在两组之间

假设2。有一个显著的差异在火山考试的平均成绩由zSpace集团由传统的教学方法和教学系统作为虚拟学习环境在沙特阿拉伯在显著水平。
和之前一样,我们要验证是否有火山考试的平均成绩差被zSpace集团由传统的教学方法和教学系统作为虚拟学习环境在沙特阿拉伯,使用方差分析,同样的编纂,使用这两个统计假设:(我)H₀。有没有之间的显著差异在火山考试的平均成绩由zSpace集团由传统的教学方法和教学系统作为虚拟学习环境在沙特阿拉伯在5%水平。(2)H₁。有一个显著的差异在火山考试的平均成绩由zSpace集团由传统的教学方法和教学系统作为虚拟学习环境在沙特阿拉伯在5%水平。结果显示在表中4表明,公关值小于0.05,所以我们拒绝零假设H₀并接受H₁:有一个显著的差异在火山考试的平均成绩由zSpace集团由传统的教学方法和教学系统作为虚拟学习环境在沙特阿拉伯在5%水平。
在同样的方式,我们提供更多细节的差异分数为每个问题,使用因子分析(主成分分析)的问题得分,也可以采取0错误响应和1的真正的人,所以我们发现以下:
从结果显示在表中5,前两个因素F1一个F2可以一起解释总变异的58.486%的现象,所以我们只能使用第一个和第二个因素代表样本(变量和观测)如下:
显示在图的表示6,大多数问题位于斧头的积极的一面F1接近对方,除了q6位于积极的一面F2和处置位于斧的消极的一面F2。
关于观测,所有zSpace系统观察位于积极的一面F1,而传统方法观察位于负面的斧头F1。
表示表示高分的问题之间的正相关q1, q2、q3,第四季度,q5, q7、九方,q10和zSpace系统,这意味着这种方法比传统方法可能更强大的改善火山课程考试成绩只有除了游戏的主题相关的问题。
另一方面,q6的情况F2不改变积极的结果之间的关系这个问题,zSpace系统,但对于这个问题处置位于消极的一面F2表示一个特定的特点这一主题需要一个传统方法来解释。
然而,这个异常不会影响zSpace的现实系统,作为一种有效的现代方法将有用的高分。

4.2。第2部分:问卷调查分析

4.2.1。准备试点研究

试点研究的问卷进行之前收集样本的结果。它提供了一个试验的调查问卷,其中包括测试问题的文字,确定模糊问题,测试被用来收集数据的技术,和测量标准邀请受访者的有效性。

4.2.2。问卷的内容效度

内容效度测试是由两组专家咨询。首先是要求评估和确定问题是否同意的范围项目,这些项目在多大程度上反映研究问题的概念。另一个是要求评估,所使用的仪器是有效的统计,问卷设计,提供变量之间的关系和考试。两组的专家一致认为,调查问卷是有效和合适的足够的测量概念感兴趣的一些修改。

问卷分发给了教师和学生为了知道他们的满意度与平台和SPSS是用于处理和分析收集到的数据通过学生和教师的调查问卷和五点李克特量表(李克特量表是一个平均规模的受访者选择协议或分歧的程度。它可以用来衡量产品或服务分析消费者是否满意或有问题与特定的产品或服务)将被用作表6测量由教师和学生满意的平台。问卷的结果如下。(1)为教师满意度水平的平台从表7显示协议级老师,似乎这问卷显示的全球协议意味着价值3.65坐落在3.40和4.20之间的五点李克特规模。(2)满意度水平与平台为学生关心的传统方法。从表8显示协议级别的学生根据传统方法,我们发现全球中性的判断学生对传统方法;这些结果与全球平均价值3.14坐落在2.61和3.40之间的五点李克特量表显示选项”中性。”(3)满意度水平与平台为学生关心zSpace方法。

关于zSpace平台,似乎从表9全球协议水平高的学生对zSpace平台;这些结果与全球平均价值3.56坐落在3.40和4.20之间的五点李克特量表显示选项”同意。”

4.3。第3部分:确认结果

第一个测试的区别传统方法和zSpace系统,我们发现在太阳系的平均得分显著差异集团由传统的教学方法和教学之间zSpace系统作为虚拟学习环境在沙特阿拉伯,与火山考试的平均成绩和zSpace系统从传统的方法。

关于满意度的水平,我们可以得出结论,学生协议向传统方法,而zSpace平台生成一个高全球协议水平的学生和老师对这个平台的教学方法。这些结果可以证实了方差分析测试,表明这两种方法之间的显著差异,还由PCA分析显示一个潜在zSpace平台和高分数之间的关系。

学生们还在接受采访报道,zSpace帮助他们更注重经验和让他们在课堂上更活跃,而传统的教育使学生更少的精力充沛和无聊。我们发现从采访学生学习通过传统学习方法面临一些困难和学生学习通过虚拟现实平台(zSpace)在很多方面受益如表10下图:

除了提到的平台的好处在上面的表中,它还提供了能够激发和吸引学生的注意力。在交互式虚拟实验室的设计与学生学习课程,特别是在干细胞领域的教育和适合模拟将计算机生成的对象通过基于“增大化现实”技术应用到现实世界中,从而提高学生的东西看,听,感觉帮助提高学习30.]。传统方法如教科书和2 d屏幕提供一个平的,非交互的经验;zSpace提供优秀的3 d深度知觉通过头部跟踪3 d眼镜,学生可以通过手写笔与对象交互。程度的学生能够有一个感觉和社会经验使用虚拟现实技术形状的环境被认为是现实的。

zSpace使老师和学生都可以看到信息在实际环境中添加更多信息,更有意义的实际对象,从而提高学生对世界的理解,他们正在观察31日]。

从研究这个方向的参数选择zSpace作为教学生的基于“增大化现实”技术的工具在134 Dimcho Debelyanov学校在索非亚,保加利亚(11,32]。他们的研究结果是一致的,接近我们的结果,作为物理学和生物学的两个新实验室开放在学校为1000名学生提供新的教育体验。生物学实验室配备zSpace为学生提供机会“解剖”青蛙代替传统的解剖和学生互动的平台。老师提到的改善学生的互动和他们的学术水平,zSpace帮助学生做以下:(我)理解科学和技术原则和理论(2)提高他们的创造力(3)发展他们的技能,比如解决问题的技能和批判性思维(iv)与老师互动

平台的成功之后,新实验室将开放和遏制浓缩计划将协助学生在未来。

通过这些结果,我们得出结论,在学习过程中使用虚拟现实,而不是使用传统的学习方法将会更有利于我们上面提到的学生;很多学生同意,他们希望应用虚拟学习环境在所有科目。

5。结论

本研究的目的是探索zSpace对学生学习的影响表现在沙特教育。在我们的研究中,我们发现很多好处使用zSpace易用性等学习,鼓励团队合作和学生间的合作,给学生一个机会体验复杂的现象,他们通常不直接访问(如火山爆发实验)和探索现象发生很长或很短的时间(太阳和月亮日食),不害怕失败,鼓励创造力和帮助学生释放他们的想象力。平台允许学生探索并与之交互的教训,它降低了财务成本以及伦理问题,比如昂贵的耗材或动物解剖的伤害和杀死他们。虚拟现实(zSpace平台)提供了一种实用的解决方案的学生所面临的挑战,而使用传统学习,比如贫困学生和教师之间的合作,理解,缓慢和困难理解的信息。通过比较传统教育与虚拟教育Al-Hamra学校,我们发现使用虚拟学习系统在学校而不是传统的学习方法有更好的影响学生和学习环境有显著的积极影响。最后,我们可以建议适应zSpace平台作为现代教学方法,生成一个快速,有趣,对学生有效的学习。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称他们没有利益冲突有关的出版。