Περίληψη
Η εκπαιδευτική ρομποτική εμπλέκει τους μαθητές σε μια ολοκληρωμένη προσέγγιση STEM που τους βοηθά να κατανοήσουν τις έννοιες STEM καθώς και να αυξήσουν τις θετικές αντιλήψεις για τα θέματα STEM από νεαρή ηλικία. Όταν ξέσπασε η πανδημία COVID-19, τα φυσικά ρομπότ σε μια τάξη με δια ζώσης διδασκαλία κατέστησαν αδύνατα. Ένα πρόγραμμα εικονικού ρομπότ αναπτύχθηκε γρήγορα για να λειτουργεί με μια οικεία πλατφόρμα κωδικοποίησης, παρέχοντας στους μαθητές και τους εκπαιδευτικούς μια εναλλακτική ρομποτική λύση που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί από οπουδήποτε. Σε αυτήν την εργασία, τα δεδομένα χρήσης από πάνω από ένα εκατομμύριο μαθητές παγκοσμίως θα ερμηνευθούν παράλληλα με δύο μελέτες περίπτωσης εκπαιδευτικών. Αυτός ο συνδυασμός δεδομένων παρείχε πληροφορίες για το εικονικό ρομπότ ως εργαλείο μάθησης, καθώς και ως διδακτικό πόρο. Οι μελέτες περίπτωσης των εκπαιδευτικών αποκάλυψαν επίσης ένα σύνολο κρίσιμων αναγκών που διευκόλυναν τη διδασκαλία σε τέτοιες απρόβλεπτες συνθήκες. Τέλος, αυτά τα δεδομένα δείχνουν ότι το εικονικό περιβάλλον μάθησης ρομπότ θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως συμβιωτικό συμπλήρωμα ενός φυσικού ρομπότ για να βοηθήσει τους μαθητές να αποκτήσουν αυτοπεποίθηση με τον επαναληπτικό προγραμματισμό, να αυξήσει τον ενθουσιασμό για την εκπαιδευτική ρομποτική και να παρέχει στους εκπαιδευτικούς μια εξαιρετικά ευέλικτη επιλογή διδασκαλίας στο μέλλον.
Λέξεις-κλειδιά
Εικονικό ρομπότ, εκπαιδευτική ρομποτική, διδακτική ρομποτική, λύσεις COVID-19, εκπαίδευση STEM, επιστήμη υπολογιστών, προγραμματισμός
Εισαγωγή
Η ρομποτική και η επιστήμη των υπολογιστών έχουν ενσωματωθεί ολοένα και περισσότερο στην πρωτοβάθμια και δευτεροβάθμια εκπαίδευση (από το νηπιαγωγείο έως την 12η τάξη) στις Ηνωμένες Πολιτείες τα τελευταία χρόνια, ωθούμενη από εθνικές εκθέσεις και πολιτικές. Το 2015, το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών δήλωσε ότι η απόκτηση γνώσεων και δεξιοτήτων στους τομείς των επιστημών, της τεχνολογίας, της μηχανικής και των μαθηματικών (STEM) είναι ολοένα και πιο ζωτικής σημασίας για τους Αμερικανούς, ώστε να συμμετέχουν πλήρως σε μια παγκόσμια οικονομία έντασης τεχνολογίας, και ότι είναι κρίσιμο για όλους να έχουν πρόσβαση σε υψηλής ποιότητας εκπαίδευση σε θέματα STEM. Η Επιτροπή για την Εκπαίδευση STEM του Εθνικού Συμβουλίου Επιστήμης και Τεχνολογίας υπέβαλε έκθεση το 2018 για να σκιαγραφήσει μια ομοσπονδιακή στρατηγική για την εκπαίδευση STEM. Αυτή η έκθεση σημειώνει ότι «Ο χαρακτήρας της ίδιας της εκπαίδευσης STEM έχει εξελιχθεί από ένα σύνολο αλληλεπικαλυπτόμενων επιστημονικών κλάδων σε μια πιο ολοκληρωμένη και διεπιστημονική προσέγγιση στη μάθηση και την ανάπτυξη δεξιοτήτων». Αυτή η νέα προσέγγιση περιλαμβάνει τη διδασκαλία ακαδημαϊκών εννοιών μέσω εφαρμογών στον πραγματικό κόσμο και συνδυάζει την επίσημη και την άτυπη μάθηση στα σχολεία, την κοινότητα και τον χώρο εργασίας. Επιδιώκει να μεταδώσει δεξιότητες όπως η κριτική σκέψη και η επίλυση προβλημάτων, μαζί με ήπιες δεξιότητες όπως η συνεργασία και η προσαρμοστικότητα. Αυτή η εθνική εστίαση στη μάθηση STEM συνοδεύτηκε από αυξημένη έρευνα και καινοτομία σε εκπαιδευτικά περιβάλλοντα σχετικά με τον τρόπο καλύτερης ενσωμάτωσης της τεχνολογίας στην τάξη για θέματα STEM.
Η ρομποτική παρέχει στους μαθητές έναν πρακτικό τρόπο να εξερευνήσουν έννοιες STEM. Τα βασικά θέματα STEM είναι σημαντικά στην πρωτοβάθμια και δευτεροβάθμια εκπαίδευση, καθώς αποτελούν απαραίτητες προϋποθέσεις για προχωρημένες πανεπιστημιακές και μεταπτυχιακές σπουδές, καθώς και για την αύξηση των τεχνικών δεξιοτήτων στο εργατικό δυναμικό1. Μια μετανάλυση2 αποκάλυψε ότι γενικά, η εκπαιδευτική ρομποτική αύξησε τη μάθηση για συγκεκριμένες έννοιες STEM. Μελέτες σε πολλές ηλικιακές ομάδες αποκάλυψαν ότι η ρομποτική αυξάνει το ενδιαφέρον των μαθητών και τις θετικές αντιλήψεις για τα θέματα STEM3, 4, 5, γεγονός που με τη σειρά του αυξάνει την σχολική επίδοση και προάγει την απόκτηση πτυχίου στις θετικές επιστήμες6, 7, 8. Για τους μαθητές λυκείου, η ρομποτική έχει χρησιμοποιηθεί για την υποστήριξη της προετοιμασίας για το κολέγιο και των δεξιοτήτων τεχνικής σταδιοδρομίας9, 10, 11, ενώ η ρομποτική έχει εισαχθεί σε μαθητές δημοτικού σχολείου για την ανάπτυξη δεξιοτήτων διερεύνησης και επίλυσης προβλημάτων, καθώς και για την ενίσχυση θετικών αντιλήψεων για θέματα STEM12, 13. Η εισαγωγή της εκπαιδευτικής ρομποτικής έχει αποδειχθεί ιδιαίτερα ωφέλιμη για τους νεαρούς μαθητές, οι οποίοι μπορούν να αρχίσουν να διαμορφώνουν αρνητικές στάσεις απέναντι στα μαθήματα STEM ήδη από την 4η τάξη14. Οι νεαροί μαθητές επωφελούνται από ένα ολοκληρωμένο μαθησιακό πλαίσιο και αναπτύσσουν πιο θετικές στάσεις απέναντι στα μαθήματα STEM με πρώιμες εμπειρίες επιτυχίας15.
Έρευνες έχουν επίσης δείξει ότι η εισαγωγή της ρομποτικής κατά την προϋπηρεσιακή εκπαίδευση των εκπαιδευτικών αύξησε την αυτοαποτελεσματικότητα των εκπαιδευτικών, τη γνώση περιεχομένου και τις δεξιότητες υπολογιστικής σκέψης16. Ενώ είναι λογικό τα οφέλη της ρομποτικής να είναι αισθητά τόσο για τους εκπαιδευτικούς όσο και για τους μαθητές, η εισαγωγή της ρομποτικής στην επίσημη εκπαίδευση των εκπαιδευτικών είναι ακόμη περιορισμένη. Σε πολλές χώρες, η παραδοσιακή εκπαίδευση εκπαιδευτικών επικεντρώνεται σε θέματα που βασίζονται σε επιστημονικά πεδία στις θετικές επιστήμες και τα μαθηματικά, με αποτέλεσμα οι περισσότεροι εκπαιδευτικοί να μην είναι επαρκώς προετοιμασμένοι στη μηχανική και την τεχνολογία17και να μην έχουν τόση αυτοπεποίθηση στη διδασκαλία θεμάτων STEM που δεν καλύπτονται στην επίσημη εκπαίδευση εκπαιδευτικών ή στη δημιουργία συνδέσεων μεταξύ των επιστημονικών κλάδων STEM18, 19. Ο/Η Bybee20 σημείωσε ότι αυτός ο περιορισμός των θεμάτων STEM στην εκπαίδευση εκπαιδευτικών οδηγεί σε υποεκπροσώπηση της μηχανικής και της τεχνολογίας, ιδιαίτερα στην εκπαίδευση K-8. Ενώ τα οφέλη από την ένταξη της ρομποτικής στην εκπαίδευση των εκπαιδευτικών είναι σαφή16, μια εναλλακτική λύση θα μπορούσε να επιτευχθεί μέσω της συνεχιζόμενης επαγγελματικής ανάπτυξης και της άτυπης μάθησης μέσω κοινοτήτων πρακτικής. Ο Bandura21 εξέφρασε την κριτική πτυχή των κοινωνικών μαθησιακών πλαισίων και από αυτή την έννοια οι Lave και Wenger22 σκιαγράφησαν την έννοια των κοινοτήτων πρακτικής (CoP). Για μια CoP, τα μέλη συγκεντρώνονται γύρω από ένα κοινό ενδιαφέρον σε έναν τομέα, αναπτύσσουν μια κοινότητα και μοιράζονται έρευνα και γνώσεις για την περαιτέρω ανάπτυξη δεξιοτήτων και γνώσεων—αναπτύσσοντας μια πρακτική22. Αντί της ρομποτικής στην επίσημη εκπαίδευση εκπαιδευτικών, η άτυπη μάθηση και τα CoP θα μπορούσαν να προσφέρουν παρόμοια οφέλη στους εκπαιδευτικούς και, επιπλέον, στους μαθητές.
Δυστυχώς, η πανδημία COVID-19 προκάλεσε εκτεταμένη παγκόσμια αναστάτωση στη δια ζώσης μάθηση, επηρεάζοντας σχεδόν όλους τους μαθητές παγκοσμίως23. Οι πρακτικές μαθησιακές εμπειρίες, οι οποίες αποτελούσαν θεμελιώδες μέρος των περισσότερων προγραμμάτων σπουδών STEM για τη ρομποτική, ανεστάλησαν, συμπεριλαμβανομένου του προγράμματος σπουδών ρομποτικής που χρησιμοποιείται από τη σειρά εκπαιδευτικής ρομποτικής VEX. Χρειάζονταν λύσεις εξ αποστάσεως μάθησης για να παρέχουν γρήγορα ένα εικονικό μαθησιακό περιβάλλον που θα μπορούσε να βοηθήσει τους μαθητές να ασχοληθούν με θέματα STEM με αυθεντικό και ουσιαστικό τρόπο. Η VEX Robotics δημιούργησε γρήγορα το VEXcode VR (εφεξής απλώς αναφερόμενο ως «VR»), μια πλατφόρμα με ένα εικονικό ρομπότ που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί με παρόμοιο τρόπο όπως ένα φυσικό ρομπότ.
Αυτή η εργασία θα εξετάσει τα δεδομένα χρήσης που συλλέχθηκαν από την πλατφόρμα εικονικής πραγματικότητας (VR) για να κατανοήσει πώς λειτουργούσε αυτό το εικονικό υποκατάστατο κατά τη διάρκεια αυτής της παγκόσμιας αναστάτωσης. Θα παρουσιαστούν επίσης δύο μελέτες περίπτωσης που παρέχουν το πλαίσιο για το πώς οι εκπαιδευτικοί εφάρμοσαν την Εικονική Πραγματικότητα (VR) στα περιβάλλοντα εξ αποστάσεως μάθησης. Τα δύο κύρια ερευνητικά ερωτήματα για την παρούσα εργασία είναι τα εξής:
- Ποιες πληροφορίες μπορούν να αποκαλύψουν τα δεδομένα χρήσης και οι μελέτες περιπτώσεων εκπαιδευτικών σχετικά με τη μάθηση των μαθητών με εικονική πραγματικότητα μετά την έξαρση της COVID-19;
- Ποιες πληροφορίες μπορούν να παράσχουν οι εκπαιδευτικοί σχετικά με την εφαρμογή της Εικονικής Πραγματικότητας (VR) στην τάξη;
Το χάος που προκάλεσε η COVID-19 έγινε ιδιαίτερα αισθητό στους εκπαιδευτικούς. Δεκαετίες εμπειρίας και μαθήματα σχεδιασμένα για δια ζώσης μάθηση ανατράπηκαν ακαριαία, ωστόσο αυτή η αναστάτωση ενθάρρυνε επίσης τους εκπαιδευτικούς να πειραματιστούν με νέα εργαλεία και μεθόδους διδασκαλίας. Η κατανόηση των αποφάσεων που ελήφθησαν και των αποτελεσμάτων που επιτεύχθηκαν από την οπτική γωνία των εκπαιδευτικών που οδήγησαν σε καινοτόμες λύσεις μπορεί να παράσχει πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο ενσωμάτωσης της νέας τεχνολογίας για την ενίσχυση της μάθησης των μαθητών στη ρομποτική και στα μαθήματα STEM στο μέλλον.
Μέθοδοι
Κωδ. VEX VR. Όταν τα σχολεία στις Ηνωμένες Πολιτείες έκλεισαν τον Μάρτιο του 2020, χρειάστηκε μια λύση που θα μπορούσε να κρατήσει τους μαθητές αφοσιωμένους στη ρομποτική και τα θέματα STEM ενώ παράλληλα εργάζονται εξ αποστάσεως. Η εικονική πραγματικότητα (VR) αναπτύχθηκε και κυκλοφόρησε στις 2 Απριλίου 2020, λίγες εβδομάδες αφότου τα περισσότερα σχολεία πέρασαν σε εικονική μορφή. Οι δραστηριότητες εικονικής πραγματικότητας (VR) δημιουργήθηκαν ώστε να είναι συμβατές με τα άλλα προγράμματα σπουδών ρομποτικής, με διεπιστημονικά μαθήματα ευθυγραμμισμένα με τα πρότυπα περιεχομένου. Η πλατφόρμα κωδικοποίησης VR VEXcode είναι η ίδια με το περιβάλλον κωδικοποίησης που θα χρησιμοποιούσαν κανονικά οι μαθητές με φυσικά ρομπότ με την προσθήκη της εικονικής διεπαφής, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1. Αντί για ένα φυσικό ρομπότ, οι μαθητές δημιουργούν έργα για να ελέγχουν ένα εικονικό ρομπότ σε μια θεματική «παιδική χαρά» που αλλάζει ανάλογα με τη δραστηριότητα. Οι αρχάριοι μαθητές προγραμματισμού χρησιμοποιούν προγραμματισμό βασισμένο σε μπλοκ, ενώ οι προχωρημένοι μαθητές χρησιμοποιούν κείμενο βασισμένο σε Python.
Σχήμα 1. Η διεπαφή της πλατφόρμας VR VEXcode για τη Δραστηριότητα Καθαρισμού Κοραλλιογενών Υφάλων.
Οι δραστηριότητες εικονικής πραγματικότητας (VR) δημιουργήθηκαν με στόχο να είναι διεπιστημονικές, συνδυάζοντας τις δεξιότητες στην επιστήμη των υπολογιστών που είναι θεμελιώδεις για τον έλεγχο ενός εικονικού ρομπότ με θέματα από τις θετικές επιστήμες ή τα μαθηματικά. Κατά τη διάρκεια αυτών των δραστηριοτήτων Εικονικής Πραγματικότητας, οι μαθητές όχι μόνο μαθαίνουν για τον προγραμματισμό, αλλά και για την επιστημονική έρευνα, τη μαθηματική σκέψη και τον τεχνικό αλφαβητισμό — όλα συστατικά ενός ολοκληρωμένου πλαισίου STEM19. Οι μοναδικές συνθήκες που προκάλεσε η COVID-19 απαιτούσαν οι μαθητές να είναι σε θέση να παρακολουθούν τα μαθήματα ανεξάρτητα σε μικτά, σύγχρονα ή ασύγχρονα περιβάλλοντα. Για να επιτευχθεί αυτό, οι μαθητές εισάγονται στους μαθησιακούς στόχους και τον στόχο της δραστηριότητας. Στη συνέχεια, η άμεση διδασκαλία χρησιμοποιείται για την παροχή βήμα προς βήμα διδασκαλίας και σκόπιμης υποστήριξης στην αλληλουχία της μάθησης για την κατανόηση24, 25. Στη συνέχεια, οι μαθητές λαμβάνουν στοχευμένη υποστήριξη που οδηγεί στην επίλυση της τελικής πρόκλησης κωδικοποίησης26. Οι μαθητές μαθαίνουν ότι η ρομποτική και ο προγραμματισμός χρησιμοποιούνται για την επίλυση πρακτικών, διεπιστημονικών προβλημάτων. Για παράδειγμα, στη Δραστηριότητα Καθαρισμού Κοραλλιογενών Υφάλων, οι μαθητές καλούνται να καθοδηγήσουν το ρομπότ τους γύρω από έναν κοραλλιογενή ύφαλο για να συλλέξουν όσο το δυνατόν περισσότερα σκουπίδια πριν εξαντληθεί η ηλιακά φορτισμένη μπαταρία τους. Η ρύπανση είναι ένα παγκόσμιο πρόβλημα που θα λυθεί από τους μαθητές του αύριο και η συμμετοχή σε αυτά τα αυθεντικά, βασισμένα σε σενάρια έργα βοηθά τους μαθητές να εφαρμόσουν τις δεξιότητες της επιστήμης των υπολογιστών σε διάφορους κλάδους.
Σχήμα 2. Το πλαίσιο της αποστολής για τη Δραστηριότητα Καθαρισμού Κοραλλιογενών Υφάλων.
Λαμβάνοντας υπόψη ότι οι μαθητές είναι χωρισμένοι από τους εκπαιδευτές τους, το εικονικό περιβάλλον έπρεπε να είναι όσο το δυνατόν πιο απρόσκοπτο για να μειωθεί η διάσπαση της προσοχής και το γνωστικό φορτίο27, 28. Οι μαθητές μπορούν να μεταφέρουν και να αποθέσουν εντολές στο έργο τους και να παρακολουθήσουν το ρομπότ τους να πλοηγείται στην παιδική χαρά εικονικής πραγματικότητας στο ίδιο παράθυρο. Οι μαθητές μπορούν να προσθέσουν οποιονδήποτε αριθμό μπλοκ κάθε φορά, εκτελώντας το έργο μετά από κάθε προσθήκη, για να δουν πώς κινείται το ρομπότ τους στην παιδική χαρά. Αυτό παρέχει στους μαθητές άμεση ανατροφοδότηση και πρώιμο αίσθημα επιτυχίας.
Επιπλέον, η εξ αποστάσεως μάθηση δημιούργησε πρακτικά εμπόδια που η Εικονική Πραγματικότητα (VR) έπρεπε να ξεπεράσει. Οι σχολικοί υπολογιστές συχνά έχουν περιορισμούς στη λήψη εφαρμογών, με αποτέλεσμα η προσθήκη ενός προγράμματος να αποτελεί εμπόδιο στις πιο συνηθισμένες περιπτώσεις, πόσο μάλλον όταν οι μαθητές χρησιμοποιούν τους σχολικούς υπολογιστές από απόσταση. Αλλά οι μαθητές μπορεί να μην έχουν καν πρόσβαση σε σχολικούς υπολογιστές για να κάνουν την εργασία τους. Για τη μεγιστοποίηση της πρόσβασης στην εικονική πραγματικότητα, το πρόγραμμα δημιουργήθηκε ώστε να βασίζεται εξ ολοκλήρου στο διαδίκτυο (δεν απαιτείται λήψη ή προσθήκη) και να εκτελείται σε πολλούς διαφορετικούς τύπους συσκευών, αυξάνοντας την πιθανότητα οι μαθητές να μπορούν να το χρησιμοποιήσουν.
Αποτελέσματα
Δεδομένα Χρήσης. Τα δεδομένα που παρουσιάζονται παρέχονται από την Google Analytics. Καθώς το VEXcode VR βασίζεται εξ ολοκλήρου σε πρόγραμμα περιήγησης, υπάρχουν διάφορες μετρήσεις που παρέχουν πληροφορίες για το πώς αυτό το εικονικό περιβάλλον ρομπότ έχει χρησιμοποιηθεί παγκοσμίως. Από την κυκλοφορία του τον Απρίλιο του 2020, έχει σημειωθεί μηνιαία αύξηση στους χρήστες εικονικής πραγματικότητας, η οποία έχει συνολικά ξεπεράσει τα 1,45 εκατομμύρια χρήστες σε περισσότερες από 150 χώρες.
Σχήμα 3. Οι χώρες με χρήστες εικονικής πραγματικότητας παγκοσμίως.
Δεδομένου του χρονοδιαγράμματος της COVID-19 και της κυκλοφορίας της εικονικής πραγματικότητας, εξετάσαμε επίσης τη χρήση με την πάροδο του χρόνου. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 4, ο αριθμός των χρηστών αυξήθηκε γρήγορα λίγο μετά την κυκλοφορία και στη συνέχεια μειώθηκε κατά τους καλοκαιρινούς μήνες, όταν οι μαθητές δεν φοιτούσαν. Τους τυπικούς μήνες επιστροφής στο σχολείο (Αύγουστος/Σεπτέμβριος) παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση, η οποία συνεχίστηκε και το υπόλοιπο της σχολικής χρονιάς. Οι περιοδικές μειώσεις στον αριθμό των χρηστών υποδηλώνουν λιγότερη χρήση τα Σαββατοκύριακα και τις περιόδους αργιών.
Σχήμα 4. Ο αριθμός των χρηστών με την πάροδο του χρόνου από την κυκλοφορία του VR.
Ένα έργο είναι ένα πρόγραμμα που δημιουργούν οι μαθητές για ένα μάθημα ή μια πρόκληση. Τα έργα δεν χρειάζεται να αποθηκευτούν για να εκτελεστούν, αλλά ένα αποθηκευμένο έργο λαμβάνεται για να μπορεί ο χρήστης να επιστρέψει σε αυτό αργότερα. Υπήρχαν πάνω από 2,52 εκατομμύρια αποθηκευμένα προγράμματα. Ωστόσο, ένα έργο δεν χρειάζεται να αποθηκευτεί για να εκτελεστεί. Επειδή η εικονική πραγματικότητα βασίζεται εξ ολοκλήρου σε πρόγραμμα περιήγησης, η επεξεργασία ενός έργου και η δοκιμή του γίνονται αμέσως επιλέγοντας «ΕΝΑΡΞΗ». Έχουν εκτελεστεί περισσότερα από 84 εκατομμύρια έργα στο λογισμικό, γεγονός που υποδηλώνει ότι οι μαθητές δοκίμαζαν τα έργα τους σε τακτά χρονικά διαστήματα. Λόγω αυτού του άμεσου βρόχου ανατροφοδότησης, οι μαθητές είχαν την ευκαιρία να πειραματιστούν και να επαναλάβουν με πολύ ταχύτερο ρυθμό σε σύγκριση με την εργασία με ένα φυσικό ρομπότ. Αυτή η επαναληπτική διαδικασία αποτελεί καλή ένδειξη για τη μάθηση των μαθητών, καθώς έχει αποδειχθεί ότι οι πολλαπλές επαναλήψεις διατηρούν τη συμμετοχή και το ενδιαφέρον των μαθητών29.
| Δεδομένα VR VEXcode | |
|---|---|
| Χρήστες | 1.457.248 |
| Αποθηκευμένα έργα | 2.529.049 |
| Εκτέλεση έργων | 84.096.608 |
| Χώρες | 151 |
Πίνακας 1. Όλα τα δεδομένα χρήσης του VEXcode VR από τον Απρίλιο του 2020 έως τον Απρίλιο του 2021.
Δεδομένα Πιστοποίησης. Εκτός από το ίδιο το πρόγραμμα VR και το πρόγραμμα σπουδών που το συνοδεύει, το VR περιλαμβάνει μια δωρεάν εκπαίδευση εκπαιδευτικών που ονομάζεται CS with VEXcode VR Educator Certification Course. Από την έναρξή του τον Ιούνιο του 2020, πάνω από 550 εκπαιδευτικοί έχουν ολοκληρώσει την πιστοποίηση, η οποία περιλαμβάνει πάνω από 17 ώρες προγράμματος σπουδών και υποστήριξης, για να γίνουν Πιστοποιημένοι Εκπαιδευτικοί VEX. Το πρόγραμμα πιστοποίησης περιέχει 10 ενότητες υλικού που στοχεύουν στην προετοιμασία εκπαιδευτικών που ενδέχεται να μην έχουν εμπειρία στην επιστήμη των υπολογιστών ή τη ρομποτική. Το περιεχόμενο καλύπτει θέματα όπως τα βασικά του προγραμματισμού, ο τρόπος κωδικοποίησης του ρομπότ εικονικής πραγματικότητας, ο τρόπος διδασκαλίας με δραστηριότητες εικονικής πραγματικότητας και ο τρόπος εφαρμογής της εικονικής πραγματικότητας σε μια τάξη. Το Σχήμα 5 δείχνει τόσο τον αριθμό των πιστοποιημένων εκπαιδευτικών σε μηνιαία βάση όσο και συνολικά από τον Ιούνιο του 2020 έως τον Μάρτιο του 2021. Οι τάσεις στα δεδομένα δείχνουν αυξημένο αριθμό πιστοποιημένων εκπαιδευτικών γύρω από την περίοδο επιστροφής στο σχολείο, η οποία περιλαμβάνει τον Αύγουστο και τον Σεπτέμβριο και τον Οκτώβριο του 2020.
Μελέτη Περίπτωσης 1
Η Aimee DeFoe είναι η διευθύντρια στο Kentucky Avenue School, ένα μικρό ιδιωτικό σχολείο στο Πίτσμπουργκ των ΗΠΑ, που συνδυάζει παραδοσιακές και καινοτόμες μεθόδους διδασκαλίας και μάθησης. Όπως τα περισσότερα σχολεία, το σχολείο Kentucky Avenue School υπέστη προβλήματα λόγω της COVID-19 και έπρεπε να βρει εναλλακτικά σχέδια για την έναρξη της σχολικής χρονιάς του Φθινοπώρου 2020, μη γνωρίζοντας πώς θα άλλαζαν οι συνθήκες. Οι πρώτες έξι εβδομάδες του έτους διδάχθηκαν εξ ολοκλήρου εικονικά, ενώ το υπόλοιπο έτος διεξήχθη σε υβριδική μορφή, με ομάδες μαθητών να εναλλάσσουν ημέρες διδασκαλίας με φυσική παρουσία και εξ αποστάσεως. Ακόμα και όταν οι μαθητές μάθαιναν στο σπίτι, ήταν ζωτικής σημασίας να συνεχίσουν να συμμετέχουν στις ίδιες δραστηριότητες επίλυσης προβλημάτων και κριτικής σκέψης όπως και στην τάξη.
Η Έιμι επέλεξε να χρησιμοποιήσει την εικονική πραγματικότητα με τους μαθητές της της έκτης και της έβδομης τάξης για διάφορους λόγους. Καθώς η Εικονική Πραγματικότητα (VR) ήταν ένα εξ ολοκλήρου εικονικό μαθησιακό περιβάλλον, οι μαθητές θα μπορούσαν να εναλλάσσονται μεταξύ σπιτιού και σχολείου χωρίς αλλαγές στην πολιτική που να επηρεάζουν τις μαθησιακές τους δραστηριότητες. Το περιβάλλον προγραμματισμού που βασίζεται σε μπλοκ δεν θα ήταν τρομακτικό για τους μαθητές που είναι νέοι στον προγραμματισμό και υπήρχαν δραστηριότητες σχεδιασμένες για διαφορετικά επίπεδα εμπειρίας. Πίστευε επίσης ότι οι μαθητές θα έβρισκαν τα ρομπότ εικονικής πραγματικότητας συναρπαστικά και ενθαρρυντικά — κάτι που διαπίστωσε ότι ήταν αλήθεια. Αναλογιζόμενη τι ήλπιζε ότι θα αποκόμιζαν οι μαθητές από την Εικονική Πραγματικότητα, η Aimee δήλωσε:
Ήλπιζα ότι η χρήση της Εικονικής Πραγματικότητας (VR) θα ήταν εξίσου απαιτητική, απαιτητική και συναρπαστική με τη χρήση φυσικών ρομπότ, και ότι οι μαθητές μου δεν θα ένιωθαν ότι έχαναν μια εμπειρία, αλλά μάλλον ότι θα αποκτούσαν ένα νέο είδος εμπειρίας προγραμματισμού που θα ήταν εξίσου συναρπαστικό. Ήθελα να νιώσουν το ίδιο είδος ολοκλήρωσης που θα ένιωθαν στην τάξη όταν έπρεπε να επαναλάβουν και να επιμείνουν μέσα από τις προκλήσεις και τελικά να επιτύχουν.
Ως η μόνη καθηγήτρια ρομποτικής, η Aimee δίδασκε 23 μαθητές μία φορά την εβδομάδα, μεταξύ της έναρξης του σχολείου και των χειμερινών διακοπών, για συνολικά 15 μαθήματα. Οι μαθητές ξεκίνησαν με το μάθημα «Επιστήμη Υπολογιστών Επίπεδο Ένα - Μπλοκ». Η Έιμι εργάστηκε στην πρώτη ενότητα με τους μαθητές ως ομάδα, αλλά για τα υπόλοιπα μαθήματα άφησε τους μαθητές να εργαστούν με τον δικό τους ρυθμό και λειτούργησε ως συντονίστρια. Οι περισσότεροι μαθητές ολοκλήρωσαν επτά έως εννέα ενότητες, με την πρόσθετη δραστηριότητα καθαρισμού του ωκεανού.
Η Έιμι διαπίστωσε ότι οι μαθητές παρακινούνταν πολύ από τις προκλήσεις των μαθημάτων, σε τέτοιο βαθμό που μερικές φορές ήταν δύσκολο να τους κάνεις να εργαστούν συστηματικά στο μάθημα. Μερικοί μαθητές που δυσκολεύονταν με την προσοχή ή την ανάγνωση χρειάζονταν πρόσθετη υποστήριξη, και οι έννοιες μεγαλύτερο/μικρότερο από και Boolean ήταν απαιτητικές. Ωστόσο, οι περισσότεροι μαθητές είχαν τη σωστή ποσότητα πρόκλησης, αγώνα και επιτυχίας. Οι μαθητές ενθουσιάστηκαν με την ιδέα της εργασίας με φυσικά ρομπότ όταν επέστρεψαν στην τάξη. Αφού συνεργάστηκε με την Εικονική Πραγματικότητα, η Aimee σημείωσε: «Όλοι έφυγαν από το μάθημα ως πιο σίγουροι προγραμματιστές, χωρίς αμφιβολία».
Μελέτη Περίπτωσης 2
Ο Μαρκ Τζόνστον διδάσκει σε μαθητές της έβδομης και όγδοης τάξης στο Γυμνάσιο Μπελ Ερ στο Ελ Πάσο των ΗΠΑ. Για το μάθημα STEM 1, ο Μαρκ διδάσκει μαθήματα Αυτοματισμού και Ρομποτικής, καθώς και Σχεδιασμού και Μοντελοποίησης στο Project Lead the Way Gateway σε περίπου 100 φοιτητές. Το μάθημα STEM 1 ενσωμάτωσε το ρομπότ VEX IQ για να διδάξει βασική μηχανική και θεμελιώδη κωδικοποίηση με το VEXcode IQ (ένα πλαστικό κιτ ρομπότ για νεότερους μαθητές). Αυτό το μάθημα διδάσκεται το φθινοπωρινό εξάμηνο, επομένως η αρχική αναστάτωση λόγω της COVID-19 δεν επηρέασε τη ρομποτική του την άνοιξη. Ωστόσο, τον Απρίλιο του 2020, ο Μαρκ είδε το ρομπότ VEX VR και άρχισε να εργάζεται με αυτό. «Όταν είδα ότι η εικονική πραγματικότητα χρησιμοποιούσε την ίδια ρύθμιση (δηλαδή, VEXcode), ενθουσιάστηκα πολύ επειδή είδα τις δυνατότητες—σαν ένα κομμάτι παζλ που ΉΞΕΡΑ ότι θα ταίριαζε απόλυτα με αυτό που ήδη έκανα.» Όταν το VR ενημερώθηκε για να συμπεριλάβει την Python, ενθουσιάστηκα ακόμη περισσότερο. Ο Μαρκ δημιούργησε εκπαιδευτικά βίντεο για άλλους εκπαιδευτικούς, συγκεντρώνοντας μεγάλο αριθμό ακολούθων στις πλατφόρμες κοινωνικής δικτύωσης. Μέσω της δικής του μη κερδοσκοπικής εκπαιδευτικής εταιρείας, ο Μαρκ προσέφερε μια δωρεάν θερινή κατασκήνωση για μαθητές σε εικονική πραγματικότητα, εκτός από την εκπαίδευση εκπαιδευτικών ενόψει του σχολικού έτους 2020/21.
Οι αβέβαιες διδακτικές συνθήκες δυσχεραίνουν τον προγραμματισμό. «Όταν συνειδητοποίησα ότι η εξ αποστάσεως εκπαίδευση θα συνεχιζόταν και το σχολικό έτος 2020/21, αποφάσισα να διδάξω πρώτα σχεδιασμό και μετά ρομποτική… αλλά τόσα πολλά πράγματα ήταν στον αέρα, που ήταν δύσκολο να σχεδιάσω οτιδήποτε.» Δεν ήξερα αν θα επιστρέφαμε αυτοπροσώπως ή αν θα συνεχίζαμε διαδικτυακά — ελάχιστες πληροφορίες ήταν σαφείς εκείνη την εποχή. Κατέληξα να συνδυάσω τη ρομποτική με το σχεδιασμό και απλώς να κάνω τον προγραμματισμό μία ή δύο μέρες νωρίτερα. Ο Μαρκ άρχισε να χρησιμοποιεί την Εικονική Πραγματικότητα (VR) στην αρχή της σχολικής χρονιάς (η οποία θα παρέμενε 100% εξ αποστάσεως μέχρι το 2021) επιλέγοντας διαφορετικές δραστηριότητες από τον ιστότοπο, κάτι που λειτούργησε καλά επειδή υπήρχαν διαφορετικά επίπεδα εμπειρίας και επεξεργάσιμες οδηγίες. Όταν κυκλοφόρησε το μάθημα Επιστήμης Υπολογιστών Επιπέδου 1 - Μπλοκ, το παρουσίασε πλήρως στους φοιτητές, αν και σημείωσε ότι την επόμενη φορά θα συνέδεε τα μαθήματα με μικρότερες διαλέξεις. Η χρήση της εικονικής πραγματικότητας (VR) ήταν εγγενώς διαφορετική από τα μαθήματα ρομποτικής με φυσική παρουσία, αλλά υπήρχαν ακόμη ένα σύνολο βασικών στόχων που είχε ο Μαρκ για αυτά τα μαθήματα:
- Εξοικειώστε τους μαθητές με το VEXcode
- Ενίσχυση της αυτοπεποίθησης στον προγραμματισμό (αυτοαποτελεσματικότητα)
- Παρουσιάστε ιδέες/λεξιλόγιο προγραμματισμού με μη απειλητικό τρόπο
- «Ξεγελάστε» τους ώστε να χρησιμοποιούν μαθηματικά χωρίς να το καταλάβουν ;)
- Ζητήστε από τους μαθητές να λύσουν σαφώς καθορισμένα προβλήματα δεδομένων περιορισμών
- Εισαγωγή ασαφών προβλημάτων
- Ενθαρρύνετε τη νοοτροπία «αποτύχετε και προσπαθήστε ξανά»
- Διατηρήστε την επίλυση προβλημάτων διασκεδαστική
Ενώ μια εικονική εμπειρία ήταν διαφορετική, ο Μαρκ διαπίστωσε σαφή πλεονεκτήματα στη χρήση της εικονικής πραγματικότητας. Οι μαθητές φοβόντουσαν πολύ λιγότερο να πειραματιστούν χρησιμοποιώντας VR σε σύγκριση με το RobotC (μια άλλη γλώσσα προγραμματισμού που χρησιμοποιείται με άλλα ρομπότ). Ο Μαρκ χρησιμοποιεί επίσης μια μέτρηση του χρόνου που χρειάζονται οι μαθητές για να «νικήσουν» για να προσδιορίσει πόσο καλή είναι μια δραστηριότητα STEM, σημειώνοντας ότι «αν χρειαστεί πολύς χρόνος για να πετύχει ο μαθητής ένα θετικό αποτέλεσμα, είναι πολύ πιο δύσκολο να τον κρατήσεις απασχολημένο».
Υπήρχε μια αμεσότητα στην Εικονική Πραγματικότητα (VR) που ενθάρρυνε την εξερεύνηση και την ενεργό συμμετοχή. Ο Μαρκ περιγράφει αυτό το είδος «νίκης» με ένα παράδειγμα εισαγωγής της Εικονικής Πραγματικότητας σε μαθητές:
Εγώ: «Ανοίξτε όλοι μια νέα καρτέλα και πηγαίνετε στο vr.vex.com». Όλοι βλέπουν την ιστοσελίδα; Καλός. "Τώρα κάνε το ρομπότ να προχωρήσει."
Μαθητής: "Πώς;"
Εγώ: "Δες αν μπορείς να καταλάβεις…"
Μαθητής: "Το κατάλαβα!"
Και τότε εθίστηκαν! Μέχρι εκείνη τη στιγμή, πολλοί από αυτούς με ρωτούν πώς να κάνουν κάθε είδους διαφορετικά πράγματα. Μου ζητούν κυριολεκτικά να τους διδάξω!
Αποτελέσματα και Συζήτηση
Η Εικονική Πραγματικότητα ως Εργαλείο Μάθησης. Τα δεδομένα χρήσης και οι μελέτες περίπτωσης παρέχουν πληροφορίες σχετικά με το πρώτο ερευνητικό ερώτημα σχετικά με το πώς η Εικονική Πραγματικότητα λειτούργησε ως εργαλείο μάθησης κατά τη διάρκεια της πανδημίας COVID-19. Το απλούστερο συμπέρασμα προέρχεται από τον τεράστιο όγκο χρήσης: η πλατφόρμα εικονικής πραγματικότητας χρησιμοποιήθηκε από περισσότερους από ένα εκατομμύριο φοιτητές σε όλο τον κόσμο, γεγονός που υποδηλώνει ότι το εικονικό ρομποτικό περιβάλλον λειτούργησε καλά ως υποκατάστατο της δια ζώσης μάθησης σε μια κρίση. Ο αριθμός των έργων που εκτελέστηκαν (84+ εκατομμύρια) ήταν επίσης ένα εκπληκτικό εύρημα αν λάβουμε υπόψη τον αριθμό των μεμονωμένων χρηστών. Κατά μέσο όρο, οι χρήστες ολοκλήρωναν 57 εκτελέσεις έργων, γεγονός που δείχνει υψηλό βαθμό δοκιμών και επαναλήψεων. Αυτό είναι ένα πολύ ελπιδοφόρο αποτέλεσμα, δεδομένης της σημασίας της ανάπτυξης μιας νοοτροπίας «προσπαθήστε και προσπαθήστε ξανά» στους μαθητές. Υπάρχουν πολλοί πιθανοί τρόποι για να επιλυθούν οι δραστηριότητες Εικονικής Πραγματικότητας, κάτι που αποτελεί ένα κρίσιμο μάθημα για τους μαθητές. Όταν οι μαθητές κατανοούν ότι υπάρχουν πολλαπλές λύσεις σε ένα πρόβλημα, υπάρχει αυξημένη πιθανότητα να ζητήσουν ανατροφοδότηση από τους εκπαιδευτικούς και επίσης να έχουν καλύτερη κατανόηση αυτών που μαθαίνουν30.
Από τις μελέτες περιπτώσεων, υπάρχει επίσης επιβεβαίωση ότι η Εικονική Πραγματικότητα (VR) λειτουργεί ως ένα μαθησιακό περιβάλλον χαμηλού διακυβεύματος. Η Aimee σημείωσε ότι οι μαθητές της ήταν πιο σίγουροι για τον προγραμματισμό και ανυπομονούσαν να συνεργαστούν με τα φυσικά ρομπότ. Ο Μαρκ παρατήρησε ότι οι μαθητές φοβόντουσαν λιγότερο τον πειραματισμό καθώς έγραφαν κώδικα στο VEXcode VR και υπήρχε μια αμεσότητα στο αίσθημα της «νίκης» σε αυτό το περιβάλλον. Όταν εξετάζουμε αυτές τις παρατηρήσεις των εκπαιδευτικών σε συνδυασμό με τα ακατέργαστα δεδομένα χρήσης, φαίνεται να επιβεβαιώνεται ότι ένα εικονικό περιβάλλον ρομπότ κάνει τους μαθητές να αισθάνονται πιο ελεύθεροι να πειραματιστούν και να επαναλάβουν την εργασία τους κατά τη διάρκεια της μαθησιακής τους διαδικασίας και αυξάνει τις θετικές αντιλήψεις για τη ρομποτική γενικότερα.
Μαθήματα από Δασκάλους. Όταν εξετάζουμε το δεύτερο ερευνητικό ερώτημα σχετικά με τις γνώσεις που μπορούν να παράσχουν οι εκπαιδευτικοί σχετικά με την εφαρμογή της Εικονικής Πραγματικότητας (VR) στην τάξη, μπορούμε να εντοπίσουμε αρκετά κοινά σημεία από τις μελέτες περίπτωσης. Και οι δύο μελέτες περίπτωσης αποκάλυψαν πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο οι εκπαιδευτικοί έλαβαν αποφάσεις και εφάρμοσαν λύσεις κατά τη διάρκεια της COVID-19, αλλά και για το τι χρειαζόταν για να παρασχεθεί μια αποτελεσματική μαθησιακή λύση για τους μαθητές σε ένα εικονικό και υβριδικό περιβάλλον. Αυτά τα θέματα περιλαμβάνουν ευέλικτες λύσεις, συνέχεια, καθώς και πρόγραμμα σπουδών και υποστήριξη. Αυτά τα ευρήματα θα πρέπει να θεωρούνται ως απαιτήσεις για όλες τις τεχνολογικές λύσεις, καθώς η υποστήριξη των εκπαιδευτικών υποστηρίζει τους μαθητές.
Δεδομένων των αβεβαιοτήτων σχετικά με τις συνθήκες διδασκαλίας, τόσο ο Μαρκ όσο και η Έιμι σημείωσαν ότι χρειάζονταν ευέλικτες λύσεις. Η εξ αποστάσεως μάθηση θα μπορούσε να μετατραπεί σε μάθηση πρόσωπο με πρόσωπο ή σε κάποια ενδιάμεση μορφή. Η εικονική πραγματικότητα (VR) μπορούσε να συνεχίσει να χρησιμοποιείται σε οποιοδήποτε περιβάλλον, αλλά προσέφερε επίσης ευελιξία στην προσέγγισή της. Οι μαθητές θα μπορούσαν να συμμετέχουν σε δομημένα μαθήματα με επίκεντρο τον εκπαιδευτικό, όπως χρησιμοποίησε ο Μαρκ με τις δραστηριότητες και το μάθημα, ή σε μάθηση με επίκεντρο τον εκπαιδευτικό με τον δικό τους ρυθμό, όπως περιέγραψε η Έιμι. Οι εκπαιδευτικοί χρειάζονταν επίσης ευελιξία στο επίπεδο εμπειρίας, τόσο όσον αφορά τις δραστηριότητες όσο και τον τύπο των γλωσσών προγραμματισμού που προσφέρονταν για να καλύψουν τις ανάγκες όλων των μαθητών.
Η συνέχεια της μάθησης επισημάνθηκε ως σημαντική και στις δύο μελέτες περίπτωσης. Η Aimee σημείωσε ότι μετά την εργασία στην Εικονική Πραγματικότητα, οι μαθητές ήταν ενθουσιασμένοι που θα μπορούσαν να εργαστούν με τα ρομπότ VEX V5 που περίμεναν όταν θα συνεχιζόταν η δια ζώσης μάθηση. Η Εικονική Πραγματικότητα (VR) χρησίμευε ως εφαλτήριο για την εργασία με φυσικά ρομπότ και αύξανε τον ενθουσιασμό και τις θετικές αντιλήψεις των μαθητών. Ο Μαρκ σημείωσε επίσης ότι η συνέχεια του VEXcode από το VR στο IQ ήταν πολύ σημαντική για αυτόν: «Δεν μπορώ να σας περιγράψω πόσο υπέροχο είναι που το VEX έχει μια πολύ εύκολη στην παρακολούθηση πορεία από την 3η δημοτικού στο πανεπιστήμιο, όλα χρησιμοποιώντας το VEXcode!» Και με την Εικονική Πραγματικότητα, μπορούν να αρχίσουν να το μαθαίνουν από το σπίτι!
Το πρόγραμμα σπουδών και η υποστήριξη ήταν σαφώς κρίσιμα για την επιτυχία της Εικονικής Πραγματικότητας (VR) σε αυτήν την εξελισσόμενη διδακτική κατάσταση μάθησης. Οι μονάδες Εικονικής Πραγματικότητας παρείχαν στους μαθητές όλο το περιεχόμενο που μπορούσαν να μάθουν, καθώς και το υλικό που απαιτούνταν για τη διδασκαλία των μαθημάτων. Δεν έχουν όλοι οι εκπαιδευτικοί υπόβαθρο στην επιστήμη των υπολογιστών και τον προγραμματισμό. Η Aimee σημείωσε ότι το πρόγραμμα που βασίζεται σε μπλοκ δεν ήταν τρομακτικό ούτε για την ίδια, ούτε για τους μαθητές της. Ο Μαρκ είπε επίσης ότι δεν ήταν συνηθισμένος να διδάσκει τόση πληροφορική και έπρεπε να μάθει τα μαθήματα ο ίδιος πριν διδάξει. Ωστόσο, ο Μαρκ παραδέχτηκε: «Αν τα πράγματα επέστρεφαν στο «φυσιολογικό» αύριο, θα μπορώ πλέον να διδάσκω τα μέρη του προγραμματισμού στο μάθημά μου με μεγαλύτερη αυτοπεποίθηση». Η υποστήριξη των εκπαιδευτικών για το πρόγραμμα σπουδών και τον προγραμματισμό της Εικονικής Πραγματικότητας (VR) είναι ζωτικής σημασίας για την εφαρμογή της Εικονικής Πραγματικότητας (VR) στην τάξη.
Η ψηφιακή μάθηση δεν απευθύνεται μόνο στους μαθητές. Οι εκπαιδευτικοί αναζητούν επίσης πληροφορίες σχετικά με τις διδακτικές πρακτικές και τους πόρους μέσω της τεχνολογίας και των μέσων κοινωνικής δικτύωσης. Εκπαιδευτικοί σε σχεδόν 50 χώρες ολοκλήρωσαν την πιστοποίηση Εικονικής Πραγματικότητας. Μια παγκόσμια κοινότητα πρακτικής σχηματίζεται γύρω από την Εικονική Πραγματικότητα (VR). Ο Μαρκ άρχισε να δημοσιεύει βίντεο σχετικά με την εικονική πραγματικότητα στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης και γρήγορα απέκτησε περισσότερους από χίλιους ακόλουθους. Μέσω της εργασίας του με την εικονική πραγματικότητα, έκανε φίλους με καθηγητές στη Σλοβενία και την Ταϊβάν. Καθώς οι εκπαιδευτικοί μοιράζονται την εμπειρία και την πρακτική τους, οι μαθητές τελικά επωφελούνται από αυτές τις άτυπες ομάδες υποστήριξης εκπαιδευτικών. Οι κοινότητες πρακτικής θα μπορούσαν να αποτελέσουν μια γέφυρα μεταξύ της τρέχουσας διαθεσιμότητας της εκπαιδευτικής ρομποτικής και της ένταξης αυτής της τεχνολογίας στην επίσημη εκπαίδευση των εκπαιδευτικών. Καθώς περισσότεροι εκπαιδευτικοί εξοικειώνονται με την εκπαιδευτική ρομποτική μέσω επαγγελματικής ανάπτυξης, όπως οι 550+ εκπαιδευτικοί που ολοκλήρωσαν το πρόγραμμα πιστοποίησης, ή μέσω άτυπων κοινοτήτων μάθησης, περισσότεροι μαθητές θα εισαχθούν στην ολοκληρωμένη μάθηση STEM.
Σύναψη
Το VEXcode VR δημιουργήθηκε σε μια εποχή μεγάλης αβεβαιότητας και μεγάλης ανάγκης για άμεσες λύσεις. Καινοτόμες λύσεις μπορούν να προκύψουν από επείγουσες καταστάσεις. Η εικονική πραγματικότητα έχει αγγίξει περισσότερους από 1,45 εκατομμύρια χρήστες, οι οποίοι έχουν αποθηκεύσει περισσότερα από 2,52 εκατομμύρια έργα και έχουν εκτελέσει περισσότερα από 84 εκατομμύρια έργα—σε περισσότερες από 150 χώρες. Παρόλο που η πανδημία έχει επηρεάσει μαθητές και εκπαιδευτικούς σε όλο τον κόσμο, η Εικονική Πραγματικότητα (VR) έχει επιτρέψει σε μαθητές και εκπαιδευτικούς να ασχοληθούν με έννοιες ρομποτικής και επιστήμης υπολογιστών ανεξάρτητα από φυσικά εμπόδια. Από τις μελέτες περίπτωσης των εκπαιδευτικών, τα θέματα της ευελιξίας, της συνέχειας, του προγράμματος σπουδών και της υποστήριξης προσδιορίστηκαν ως σημαντικά για τη διδασκαλία με την τεχνολογία σε τόσο αβέβαιες και δύσκολες συνθήκες.
Προχωρώντας από αυτή την πρωτοφανή περίοδο, τα διδάγματα που αντλήθηκαν από τη δημιουργία και την εφαρμογή της Εικονικής Πραγματικότητας (VR) υποδεικνύουν δρόμους για τη χρήση της στο μέλλον. Τα δεδομένα χρήσης σε συνδυασμό με τις μελέτες περίπτωσης των εκπαιδευτικών δείχνουν ότι οι μαθητές ένιωσαν λιγότερες αναστολές στην επανάληψη κατά την κωδικοποίηση στο εικονικό περιβάλλον. Αυτό υποδηλώνει ότι η Εικονική Πραγματικότητα (VR) μπορεί να είναι ένα πολύτιμο εργαλείο στήριξης που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με φυσικά ρομπότ. Αυτό υποστηρίζεται επίσης από την ανάγκη για ευελιξία. Η χρήση της Εικονικής Πραγματικότητας (VR) ως εργαλείου μάθησης σε συνδυασμό με ένα φυσικό ρομπότ θα μπορούσε να προσφέρει ένα βέλτιστο, ευέλικτο περιβάλλον ρομποτικής μάθησης, όπου μια εύκολη επιλογή στο σπίτι συμπληρώνει το πρόγραμμα σπουδών φυσικής ρομποτικής με φυσική παρουσία. Προσβλέπουμε σε μελλοντική έρευνα για να διερευνήσουμε πώς οι εκπαιδευτικοί θα μπορούσαν να συνδυάσουν την εικονική και τη φυσική ρομποτική σε έναν κόσμο μετά την πανδημία.
Ευχαριστίες
Ευχαριστούμε θερμά την Aimee DeFoe και τον Mark Johnston για την κοινοποίηση των διδακτικών τους εμπειριών και των πολύτιμων γνώσεών τους.