TROFLEI

虚拟和增强现实技术对高等教育学习的评估

摘要：虚拟现实 (VR) 具有促进技术增强学习的良好潜力。学生可以从沉浸式可视化和直观交互中受益，从而学习抽象概念、复杂结构和动态过程。本文旨在评估工程教育环境中虚拟和增强现实技术增强学习 (VARTeL) 环境中 VR 学习游戏的效果。新加坡南洋理工大学 (NTU) 的 HIVE 学习中心建立了一个 VARTeL 翻转教室，用于沉浸式和交互式学习。实验是为进行学习的大学生设计的，有三个与科学、技术、工程和数学 (STEM) 相关的交互式沉浸式 VR 游戏，即虚拟细胞、虚拟 F1 赛车和矢量几何。这些 VR 游戏是 NTU 内部为 STEM 教育设计的 VARTeL 应用程序的一部分。进行了定量和定性分析。共有 156 名机械工程专业的学生参加了实验。实验后，有 15 名参与者被选中接受采访。使用两种不同的模型（开发的 VARTeL 和改进的技术丰富的成果导向学习环境清单 (TROFLEI)）进行前测和后测，以衡量 VARTeL 环境在高等教育中的效率。与前测相比，后测有约 24.8% 的显著改善，这说明了 VARTeL 对工程教育的有效性。讨论了 VR 模拟游戏、数据收集方法、数据分析以及实验结果的细节。从结果可以看出，修改后的 TROFLEI 的所有底层量表都高于“良好”类别的阈值，表明本研究设计了一个非常可靠的问卷。平均“理想”值比平均“实际”值高出约 0.7-2.6%。本文还介绍了实验的局限性和未来的工作及建议。