Інтеграція технологій доповненої та віртуальної реальності з адаптивними системами навчання: аналіз концептуальних моделей

Владислав  Круглик

doi:10.28925/2312-5829.2023.44

Автор(и)

Владислав Круглик Мелітопольський державний педагогічний університет https://orcid.org/0000-0002-5196-7241

DOI:

https://doi.org/10.28925/2312-5829.2023.44

Ключові слова:

адаптивне навчання, вища освіта, взаємодія користувача, віртуальна реальність, доповнена реальність, концептуальні моделі, профіль користувача, системи навчання

Анотація

Технології доповненої (AR) та віртуальної (VR) реальності все частіше використовуються в освіті для створення інтерактивного та захоплюючого досвіду навчання. Проте, більшість додатків не використовують повною мірою потенціал технологій AR/VR для адаптивного та персоналізованого навчання. Ця стаття аналізує п'ять нещодавно запропонованих концептуальних моделей, які інтегрують адаптивні методики в освітні системи AR/VR, щоб визначити їх основні компоненти та можливості.

Всі проаналізовані моделі включають профіль користувача, сховище контенту, дані про взаємодію, представлення середовища та компоненти пристроїв. Збирається детальна інформація про користувача, включаючи демографічні дані, рівень знань, когнітивні характеристики, сенсорно-моторні здібності та емоційно-мотиваційні чинники. Це дозволяє адаптувати контент AR/VR до індивідуальних потреб, стилів та станів здобувачів вищої освіти.

У всіх моделях було визначено два ключові компоненти впливу на адаптацію - середовище та механізм адаптації користувача на основі моделі користувача. Додаткові компоненти залежать від рівня обслуговування та особливостей пристрою. Для мобільних додатків хмарні обчислення дозволяють оптимізувати обробку даних про об'єкти, місце розташування та людину.

У дослідженні визначено, що ці моделі забезпечують ґрунтовну концептуальну основу для адаптивних систем навчання AR/VR. Проте, необхідні подальші дослідження для розробки універсальної структури з урахуванням специфіки предметної області. Слід застосовувати онтологічний підхід, щоб дозволити адаптацію для конкретних освітніх контекстів. Це могло б значно покращити стан адаптивних систем навчання AR/VR.

Існуючі концептуальні моделі включають багатообіцяючі методики, але не мають цілісних структур, адаптованих до освітніх галузей. Розробка таких структур є важливою для просування досліджень та практики адаптивного навчання AR/VR. Представлений аналіз та результати закладають фундамент для майбутніх досліджень у проектуванні та оцінці адаптивних освітніх систем AR/VR.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Salar, R., Arici, F., Caliklar, S., & Yilmaz, R. M. (2020). A model for augmented reality immersion experiences of university students studying in science education. Journal of Science Education and Technology, 29(2), 257–271. https://doi.org/10.1007/s10956-019-09810-x.

Abidin, R. Z., Arshad, H., & Shukri, S. A. A. (2017). Adaptive multimodal interaction in mobile augmented reality: A conceptual framework. У The 2nd international conference on applied science and technology 2017 (icast’17). Author(s). https://doi.org/10.1063/1.5005483.

Hervás R, Bravo J, Fontecha J, Villarreal V (2013) Achieving Adaptive Augmented Reality through Ontological Context-Awareness applied to AAL Scenarios. JUCS - Journal of Universal Computer Science 19(9): 1334-1349. https://doi.org/10.3217/jucs-019-09-1334.

Tenemaza, M., de Antonio, A., Ramírez, J., Vela, A., & Rosero, D. (2016). Adaptive augmented reality in mobile applications for helping people with mild intellectual disability in ecuador. У 12th international conference on web information systems and technologies. SCITEPRESS - Science and and Technology Publications. https://doi.org/10.5220/0005862203170324.

Arulanand, N., Babu, A. R., & Rajesh, P. K. (2020). Enriched learning experience using augmented reality framework in engineering education. Procedia Computer Science, 172, 937–942. https://doi.org/10.1016/j.procs.2020.05.135.

Tang, K. S., Cheng, D. L., Mi, E., & Greenberg, P. B. (2019). Augmented reality in medical education: A systematic review. Canadian Medical Education Journal. https://doi.org/10.36834/cmej.61705.

Syrovatskyi, O. V., Semerikov, S. O., Modlo, Y. O., Yechkalo, Y. V., & Zelinska, S. O. (2018). Augmented reality software design for educational purposes. [b. v.]. https://doi.org/10.31812/123456789/2895.

Bainbridge, W. S., & Roco, M. C. (2016). Science and technology convergence: With emphasis for nanotechnology-inspired convergence. Journal of Nanoparticle Research, 18(7). https://doi.org/10.1007/s11051-016-3520-0.

By Jaco Du Preez and Saurabh Sinha. (2020). Higher education leadership in the era of the fourth industrial revolution. The Thinker, 83(1). https://doi.org/10.36615/thethinker.v83i1.221.

Chauhan, J., Taneja, S., & Goel, A. (2015). Enhancing MOOC with augmented reality, adaptive learning and gamification. U 2015 IEEE 3rd international conference on moocs, innovation and technology in education (MITE). IEEE. https://doi.org/10.1109/mite.2015.7375343.

Chlebusch, J., Köhler, I., & Stechert, C. (2020). Reasonable application of augmented reality in engineering education. Proceedings of the Design Society: DESIGN Conference, 1, 1677–1686. https://doi.org/10.1017/dsd.2020.62.

Osadchyi, V. V., Chemerys, H. Y., Osadcha, K. P., Kruhlyk, V. S., Koniukhov, S. L., & Kiv, A. E. (2020). Conceptual model of learning based on the combined capabilities of augmented and virtual reality technologies with adaptive learning systems. [b. v.]. https://doi.org/10.31812/123456789/4417.

Osadchyi, V. V., Chemerys, H. Y., Osadcha, K. P., Kruhlyk, V. S., Koniukhov, S. L., & Kiv, A. E. (2020). Conceptual model of learning based on the combined capabilities of augmented and virtual reality technologies with adaptive learning systems. [б. в.]. https://doi.org/10.31812/123456789/4417.

Damala, A., & Stojanovic, N. (2012). Tailoring the adaptive augmented reality (a2r) museum visit: Identifying cultural heritage professionals' motivations and needs. U 2012 IEEE international symposium on mixed and augmented reality - arts, media, and humanities (ISMAR-AMH). IEEE. https://doi.org/10.1109/ismar-amh.2012.6483992.

Elmqaddem, N. (2019). Augmented reality and virtual reality in education. myth or reality? International Journal of Emerging Technologies in Learning (Ijet), 14(03), 234. https://doi.org/10.3991/ijet.v14i03.9289.

Markova, O., Semerikov, S., & Popel, M. (2018). Socalc as a learning tool for neural network simulation in the special course “foundations of mathematic informatics”. Information Technologies in Education, 3(36), 58–70. https://doi.org/10.14308/ite000674.

Mulders, M., Buchner, J., & Kerres, M. (2020). A framework for the use of immersive virtual reality in learning environments. International Journal of Emerging Technologies in Learning (Ijet), 15(24), 208. https://doi.org/10.3991/ijet.v15i24.16615.

Saif, A. F. M. S., Prabuwono, A. S., & Mahayuddin, Z. R. (2014). Moving object detection using dynamic motion modelling from UAV aerial images. The Scientific World Journal, 2014, 1–12. https://doi.org/10.1155/2014/890619.

Saif, A. F. M. S., Prabuwono, A. S., & Mahayuddin, Z. R. (2013). Real time vision based object detection from UAV aerial images: A conceptual framework. U Intelligent robotics systems: Inspiring the NEXT (s. 265–274). Springer Berlin Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-40409-2_23.

Tenemaza, M., de Antonio, A., & Ramírez, J. (2015). The user model, vocabulary and logical architecture for adaptive augmented reality. U CLIHC '15: Latin american conference on human computer interaction. ACM. https://doi.org/10.1145/2824893.2824901.

Osadcha, K., Osadchyi, V., Semerikov, S., Chemerys, H., & Chorna, A. (2020). The review of the adaptive learning systems for the formation of individual educational trajectory. [b. v.]. https://doi.org/10.31812/123456789/4130.

Chytas, D., Johnson, E. O., Piagkou, M., Mazarakis, A., Babis, G. C., Chronopoulos, E., Nikolaou, V. S., Lazaridis, N., & Natsis, K. (2020). The role of augmented reality in Anatomical education: An overview. Annals of Anatomy - Anatomischer Anzeiger, 229, 151463. https://doi.org/10.1016/j.aanat.2020.151463.

Goff, E. E., Hartstone-Rose, A., Irvin, M. J., & Mulvey, K. L. (2020). Using augmented reality to promote active learning in college science. U Active learning in college science (s. 741–755). Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-030-33600-4_46.

Symonenko, S. V., Zaitseva, N. V., Osadchyi, V. V., Osadcha, K. P., & Shmeltser, E. O. (2020). Virtual reality in foreign language training at higher educational institutions. [b. v.]. https://doi.org/10.31812/123456789/3759.