Learning impact evaluation of peer learning and immersion in AR

Abstract

ABSTRAKT

I dag, med teknologi som en viktig del av ulike områder av menneskelivet, er det nødvendig å foreta en omfattende vurdering av teknologiens innvirkning på brukeropplevelsen på anvendelsesområdet. Utdanning er et av de definerende områdene for sosial utvikling, men blir ofte kritisert for utdaterte metoder for kunnskapsoverføring. En tverrfaglig studie som tar sikte på å evaluere virkningen av nye applikasjoner for utvidet virkelighetsteknologi på læringsopplevelsen, kombinert med den populære konstruktivistiske pedagogiske tilnærmingen, er et relevant tema i dagens verdensomspennende digitaliseringsprosess. En innovativ forskningsmetode som er spesielt tilpasset fra designtenkning, brukes for å oppnå hovedmålet med studien - å måle læringspotensialet til peer learning og fordypning i utvidet virkelighet - for å utforske temaet fullt og helt. Dataene analyseres også ved hjelp av kvalitative og kvantitative metoder. Den tverrfaglige forskningsstudien vurderte tre ulike forskningsspørsmål, som til sammen danner en omfattende forståelse av brukeropplevelsen av å lære hjernestrukturen ved hjelp av 3D-modellen i den utvidede virkelighetsapplikasjonen Nevrolens. Resultatene av disse forskningsspørsmålene ga viktig innsikt i viktige elementer ved læring med denne teknologien. Det første forskningsspørsmålet avdekker brukernes oppfatning av deres opplevelse av å samhandle med jevnaldrende i et virtuelt miljø, og gir kvalitative mål på dynamikken i kunnskapstesting før og etter testen. Det andre forskningsspørsmålet er måling av brukernes oppfatning av innlevelse i en studieøkt. Siden teknologier for utvidet virkelighet ikke gir en fullstendig oppslukende opplevelse, er forskjellen mellom å bruke appen i Hololens-headsettet og på mobile enheter betydelig. Forskjellen i opplevd innlevelse under studieøkten er også en viktig faktor for læringsprosessen, studentenes interesse og for AR. Det siste forskningsspørsmålet er den psykologiske faktoren ved vurdering av egen kompetanse og hvordan dette påvirker læring i en ny utdanningskontekst. Syntesen av de ovennevnte aspektene ved læringsopplevelsen danner sammen en vurdering av AR-anvendelse og fordypningsteknologiens pedagogiske potensial. Kort sammendrag av resultater/funn Basert på resultatene av studien gjennom ulike tester med viktige brukergrupper, intervjuer med IT-, nevrovitenskaps-, pedagogikk- og bransjeeksperter, samt kvalitativ og kvantitativ analyse av funnene, ble følgende konklusjoner oppnådd. Peer-læring i AR forbedret studentenes prestasjoner noe; generelt opplevde de samarbeidet med utvidet virkelighet som positivt og berikende mens de lærte 3D-hjernemodellen. Til tross for den mer stabile funksjonen til mobilversjonen av appen, rapporterte de fleste brukerne om en mer verdifull opplevelse i Hololens, på grunn av en bedre oppfatning av modellens volumetriske struktur. Dette faktum, i tillegg til brukerens bevissthet om rommet og deres egne handlinger når de manipulerer modellen, bestemte den positive effekten av den oppslukende teknologien på læringsopplevelsen. Ifølge resultatene før og etter testen viste de i utgangspunktet mest selvsikre brukerne litt høyere fremgang i kunnskapstesten. Konseptet "hvis jeg tror jeg kan klare det, vil jeg klare det" ble også bekreftet av psykologisk pedagogisk teori, samt lagt merke til i uttalelsene fra ulike eksperter gjennom hele studien. Nøkkelord: Utvidet virkelighet, Læringsteorier, Samarbeidslæring, Selvvurdering, Selvlæring, Fordypning, Teknologier i læring

Today, with technology being an essential part of various spheres of human life, it is important to comprehensively assess the impact of technology on user experience in the field of application. Education is one of the defining areas of social development but is often criticized for outdated methods of knowledge transfer. An interdisciplinary study aimed at evaluating the impact of new augmented reality technology applications on the learning experience, combined with the popular constructivist educational approach, is a relevant issue in today's process of worldwide digitalization. An innovative research method specifically adapted from Design Thinking is used to achieve the main aim of the study - to measure the learning potential of peer learning and augmented reality immersion - in order to fully and comprehensively explore the topic. The data is also analysed by qualitative and quantitative methods. The interdisciplinary research study considered three diverse research questions, which together form a comprehensive understanding of the user experience of learning the brain structure using the 3-D model in the augmented reality application Nevrolens. The results of these research questions provided important insights into key elements of learning with this technology. The first research question reveals the user's perception of their experience of interacting with peers in a virtual environment, and provides qualitative measures of the dynamics in pre- and post-test knowledge testing. The second research question is the measurement of user perceptions of immersiveness in a study session. Since augmented reality technologies do not provide a fully immersive experience, the difference between using the app in the Hololens headset and on mobile devices is significant. The difference in perceived immersiveness during the study session is also a significant determinant for the learning process, students' interest and in AR. The final research question is the psychological factor of assessing one's own competences and how this affects learning in a new educational context. The synthesis of the above mentioned aspects of the learning experience together form an assessment of AR application and immersion technology's educational potential. Short summary of results/findings Based on the results of the study through various tests with key user groups, interviews with IT, neuroscience, pedagogy and industry experts, as well as qualitative and quantitative analysis of the findings, the following conclusions were obtained. Peer-learning in AR slightly enhanced the students' performance; overall, they found the experience of augmented reality collaboration while learning the 3D brain model positive and enriching. Despite the more stable functioning of the mobile version of the app, most users reported a more valuable experience in Hololens, due to a better perception of the volumetric structure of the model. This fact, as well as the user's awareness of the space and their own actions when manipulating the model, determined the positive impact of the immersive technology on the learning experience. According to pre and post-test results, the initially most confident users showed slightly higher progress in the knowledge test. The concept "if I believe I can make it, I will make it" was also confirmed by psychological educational theory, as well as noticed in the opinions of various experts throughout the study. Keywords: Augmented Reality, Learning theories, Collaborative learning, Self-assessment, Self-learning, Immersion, Technologies in learning