Dua tahun setelah Universitas Negeri Arizona menggantikan semua laboratorium biologi pengantar dengan lab realitas virtualgelombang pasang jurusan STEM yang meningkat universitas mendapatkan nilai keseluruhan yang lebih baik dan bertahan lebih lama dalam program mereka, menurut hasil studi longitudinal yang dirilis Senin.
Pakar pendidikan-teknologi mengatakan Buku putih Dari Lab Aksi Edplus ASU menegaskan investasi baru -baru ini dalam pendidikan realitas virtual dan menunjukkan bagaimana realitas virtual dapat menjadi alat yang efektif untuk memelihara keterampilan penalaran yang kompleks di zaman kecerdasan buatan generatif. Selain itu, penelitian ini menunjukkan bahwa pembelajaran virtual dapat membantu mempersempit pencapaian historis dan kesenjangan tenaga kerja di bidang STEM.
“Mereka tidak hanya mengeksekusi laboratorium sains seperti resep-mereka di dunia mendalam yang mengeksplorasi dan bekerja melalui penugasan laboratorium yang dirancang dengan ahli yang terhubung dengan cerita VR,” kata Annie Hale, direktur eksekutif di Edplus Action Lab dan penulis utama makalah tersebut. “Dan itu mengarah pada keuntungan nyata dan terukur dalam pembelajaran dan kegigihan di STEM.”
Sejak musim gugur 2022, para ilmuwan yang bercita-cita tinggi, dokter, insinyur, dan jurusan STEM lainnya di ASU telah diminta untuk memasangkan kuliah bio 181 dan bio 182 mereka dengan serangkaian sesi lab realitas virtual 15 menit dalam suaka margasatwa intergalaksi 3-D, di mana makhluk-makhluk seperti dinosaurus berada di ambang perpanjangan. Siswa membuat avatar ilmuwan lapangan dan melintasi dunia virtual untuk mengumpulkan sampel dan data sebelum kembali ke kelas untuk menganalisis temuan mereka dan menggunakan prinsip biologis dunia nyata untuk menyelamatkan makhluk.
Ketika ASU pertama kali mengujicobakan kursus di musim semi 2022, sebuah studi acak sekitar 500 siswa menunjukkan janji awal realitas virtual Dalam meringankan tingkat gesekan yang tinggi secara historis-terutama untuk siswa berpenghasilan rendah, perempuan dan non-berkulit putih-dalam kelas STEM pengantar yang telah lama mengganggu ASU dan universitas di seluruh negeri. Siswa dalam kelompok lab realitas virtual 1,7 kali lebih mungkin untuk mencetak antara 90 persen dan 100 persen pada tugas lab mereka dibandingkan dengan siswa dalam kelompok lab konvensional.
Sementara hasil tersebut menunjukkan keberhasilan konsep awal, beberapa ahli memberi tahu Di dalam ed tinggi Pada saat mereka tertarik melihat hasil jangka panjang sebelum mengkategorikannya sebagai “sepotong pedagogi yang diselesaikan.”
Hale punya ide yang sama.
“Setelah kami melihat hasil yang bagus dari persidangan itu, saya bertanya -tanya apakah itu hanya efek semester,” katanya. “Penyesuaian pedagogis dapat meningkatkan tarif ABC dan kepuasan siswa, tetapi tidak selalu memiliki implikasi jangka panjang.”
Untuk menjawab pertanyaan itu, Hale dan tim penelitinya mengembangkan studi longitudinal dua tahun yang melacak lebih dari 4.000 hasil pembelajaran siswa dalam urutan laboratorium biologi pengantar dua kursus antara musim gugur 2022-ketika ASU mulai mewajibkan semua jurusan STEM untuk mengambil lab biologi realitas virtual-dan musim semi 2024.
Mereka menemukan bahwa siswa yang mengambil laboratorium biologi realitas virtual, rata-rata, meningkatkan tanda kursus akhir mereka dengan seperempat dari nilai antara Bio 181 dan Bio 182. Dibandingkan dengan siswa yang mengambil dua kursus antara 2018 dan 2022-lebih penting dari pengenalan ko-level virtual-para pelaku umum dalam koorden-kombinasi yang lebih rendah dari kombinasi yang lebih rendah.
Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa siswa yang mengambil lab virtual reality lebih mungkin daripada rekan -rekan mereka untuk tetap jurusan STEM, dan bahwa mereka secara konsisten berkinerja baik pada semua penugasan laboratorium terlepas dari tingkat persiapan sekolah menengah mereka, pendapatan, ras, etnis atau jenis kelamin.
Para peneliti juga melakukan survei siswa sebelum dan sesudah kelas, wawancara, dan pengamatan kelas untuk menginformasikan temuan mereka, yang mengungkapkan investasi emosional yang kuat dan abadi dalam narasi berisiko tinggi untuk menyelamatkan makhluk-makhluk di tempat perlindungan satwa liar intergalaksi.
“Siswa keluar menangis karena alur ceritanya sangat menarik dan menarik,” kata Hale. “Di dunia di mana kurikulum sains bisa membosankan, keras atau banyak matematika, [story] Memotivasi mereka ketika aspek kuantitatif menantang. Mereka ingin menyelesaikannya karena mereka ingin tahu apa yang terjadi selanjutnya. “
‘Kemampuan untuk merasa sukses’
Realitas virtual memiliki kehadiran yang sudah berusia puluhan tahun di dunia pendidikan-teknologi, tetapi para pendidik sering menggunakannya secara tangensial, melalui pengalaman satu kali yang tidak penting untuk melewati kursus tertentu. Meskipun beberapa dari upaya tersebut telah menghasilkan bukti anekdotal dan skala kecil bahwa realitas virtual dapat meningkatkan keterlibatan siswa, data terbaru tentang penggabungan teknologi ke laboratorium biologi menawarkan bukti yang lebih kuat dan berskala besar bahwa investasi ASU yang lebih luas dalam pendidikan realitas virtual sudah membuahkan hasil.
Pada tahun 2020, universitas bermitra dengan perusahaan teknologi dan hiburan Dreamscape Immersive – sebuah perusahaan realitas virtual yang memiliki ikatan dengan produksi Hollywood yang terkenal, seperti Wargames Dan Pria berkulit hitam—Untuk membuat Dreamscape belajar. Selama lima tahun terakhir, perusahaan telah mengembangkan berbagai kursus realitas virtual untuk ASU dan lebih dari selusin K-12 lainnya dan lembaga pendidikan tinggi di berbagai disiplin ilmu, termasuk sejarah seni, kimia, dan astronomi.
Tetapi kursus biologi pengantar tradisional ASU adalah di antara upaya pertama Dreamscape Learn, karena selaras dengan universitas Dorong untuk memperluas partisipasi dalam bidang STEM.
Banyak penelitian telah mengidentifikasi kursus-kursus seperti beberapa hambatan terbesar untuk menyelesaikan gelar STEM dan mendapatkan pekerjaan bergaji baik, terutama bagi siswa yang tidak menyelesaikan kursus biologi yang ketat di sekolah menengah.
Dalam laboratorium biologi yang khas, “Siswa diminta untuk merancang eksperimen dan hipotesis, tetapi mereka belum benar -benar diajarkan keterampilan untuk melakukan itu,” kata John Vandenbrooks, seorang profesor zoologi dan dekan rekan kerja yang mendalam, yang membantu merancang laboratorium realitas virtual. “Untuk siswa yang datang dengan latar belakang yang kuat, itu lebih mudah bagi mereka untuk terlibat. Tetapi siswa lain yang belum memiliki pengalaman yang sama benar -benar berjuang … mereka sudah merasa ketinggalan.”
Meratakan lapangan bermain melalui pemecahan masalah baru adalah apa yang memotivasi dia untuk mendaratkan kurikulum di alam semesta fiksi.
“Tidak ada yang memecahkan masalah di suaka margasatwa intergalaksi,” kata Vandenbrooks. “Ini memberi mereka dasar dan kemampuan untuk merasa sukses di awal karier pendidikan tinggi mereka dan dapat melanjutkan.”
Membuat ‘makna dari kompleksitas’
Tetapi realitas virtual bukan tentang membuat kursus STEM mendasar ini menjadi kurang ketat, melainkan mengajar siswa keterampilan berpikir kritis yang dapat ditransfer, mereka yang terlibat dengan kursus mengatakan.
“Salah satu keuntungan dari membuat narasi fiksi ini adalah bahwa kita dapat mengembangkan cerita sedemikian rupa sehingga siswa harus menggunakan keterampilan yang sangat spesifik pada waktu yang sangat spesifik untuk menyelesaikan masalah itu,” kata Vandenbrooks. “Itu menciptakan perkembangan pembelajaran yang sangat jelas yang melintasi seluruh kurikulum ini dan yang benar -benar menguntungkan siswa dalam pengembangan keterampilan mereka versus memberi mereka serangkaian laboratorium atau tugas yang terkait tetapi tidak harus memiliki kemajuan yang jelas.”
Dan memiliki keterampilan penalaran yang kompleks itu adalah apa yang akan dilakukan oleh berbondong -bondong jurusan STEM yang ingin bekerja di bidang medis, misalnya, perlu berhasil dalam karier mereka.
“Kunci untuk menjadi dokter yang baik adalah mengetahui apa yang tidak normal secara normal,” kata Vandenbrooks, yang sebelumnya bekerja di Universitas Midwestern, sebuah sekolah kedokteran swasta dengan lokasi di Arizona dan Illinois. “Ketika semuanya mudah, Anda dapat menggunakan algoritma, tetapi ketika keadaan tidak, Anda harus melakukan semua pemecahan masalah ini. Itulah dokter yang Anda inginkan ketika keadaan benar-benar salah, dan itulah yang kami coba latih untuk siswa.”
Jeremy Bailenson, direktur pendiri Lab Interaksi Manusia Virtual Universitas Stanford di Sekolah Pascasarjana Pendidikan, yang tidak berpartisipasi dalam aspek studi ASU apa pun, mengatakan penelitian pendidikan dapat mengambil manfaat dari studi dengan ukuran sampel besar untuk menegaskan studi sebelumnya tentang realitas virtual dalam pendidikan.
Secara umum, pengalaman belajar yang mendalam “mengurangi hambatan bagi orang -orang yang percaya bahwa mereka dapat berhasil di ranah sains,” katanya. “Jika Anda seseorang yang telah diberitahu seluruh hidup Anda bahwa Anda tidak cocok dengan cetakan seorang ilmuwan yang khas – karena penghasilan, ras, jenis kelamin, atau etnis Anda – VR memberi pelajar agensi untuk melihat diri mereka sebagai ilmuwan.”
Meskipun penelitian ini menunjukkan bagaimana teori itu sudah bekerja di laboratorium biologi realitas virtual ASU, itu mungkin bukan pendekatan yang layak untuk setiap perguruan tinggi dan universitas.
Menurut Josh Reibel, CEO Dreamscape Learn, mengimplementasikan sistem pendidikan realitas virtual (yang mencakup biaya perangkat lunak dan biaya satu kali untuk memasang ruang kelas mendalam yang disebut pod) biaya “angka lima untuk enam angka rendah,” tergantung pada ukuran sekolah dan skala penawaran kurikuler.
Pada bulan Maret 2022, Republik Arizona dilaporkan bahwa ASU pada saat itu menginvestasikan $ 5 juta dalam “investasi filantropis untuk pembangunan” untuk membangun laboratorium biologi realitas virtual.
Jika suatu lembaga mampu membelinya, realitas virtual juga menawarkan strategi untuk mengajar siswa untuk berpikir di luar menghafal dan regurasi di zaman kecerdasan buatan generatif.
“Semakin banyak Anda dapat menggunakan AI untuk mengirimkan fakta, semakin banyak tekanan pada pendidikan tinggi untuk melakukan lebih dari sekadar mengirimkan fakta,” kata Reibel. “Itu membantu para pendidik melihat bahwa masalah sebenarnya yang harus diselesaikan bukanlah cara mengisi buku catatan siswa dengan lebih banyak informasi, itu adalah bagaimana membuat mereka bersandar pada keinginan untuk melakukan lebih banyak pekerjaan.”
Chris Dede, seorang peneliti senior di Sekolah Pascasarjana Pendidikan Universitas Harvard dan seorang ahli teknologi pembelajaran, mengatakan bahwa meskipun keuntungan yang disajikan dalam studi ASU relatif “sederhana,” mereka “signifikan”.
“Ini menunjukkan bahwa masuk akal untuk mengembangkan hal -hal lain berdasarkan pendekatan yang sama,” katanya. “Jika manusia dilatih hanya untuk mengetahui banyak fakta dan melakukannya dengan baik pada tes psikometri, mereka akan kalah dari AI di tempat kerja, karena mereka melakukan apa yang dilakukan AI dengan baik daripada apa yang dilakukan orang dengan baik.”
Dan apa yang dilakukan orang dengan baik, katanya, “adalah membuat makna dari kompleksitas dengan menyatukan berbagai hal yang mereka ketahui tentang dunia dan mengembangkan hipotesis tentang apa yang terjadi di lingkungan, yang bukan sesuatu yang dapat dilakukan AI, karena tidak memahami dunia.”
