تاثیر آموزش مبتنی بر واقعیت افزوده تعاملی بر یادگیری و یادداری درس علوم تجربی

پیشینه و اهداف: آموزش در زندگی بشر نقشی اساسی دارد. آموزش علوم تجربی در دوران تحصیل با اینکه از اهم موضوعاتی است که بایستی همراه با تجربه مستقیم دانش‌آموز همراه باشد، در بسیاری مواقع به دلیل محدودیت‌های مکانی، زمانی و یا ریالی تنها مبتنی بر کتب سنتی و رسانه‌های تک‌بعدی موجود در آن‌ها صورت می‌پذیرد. با گسترش فن‌آوری‌های نوین، فرصت‌های جدیدی پیش روی شیوه‌های آموزش و یادگیری موجود قرار می‌گیرند که می‌توانند ساختار آموزشی را متحول کنند. فن‌آوری واقعیت افزوده به‌سان پدیده‌ای نوین و به صورت بالقوه وادی جدیدی را به محدوده کتاب‌های سنتی دانش‌آموزان اضافه می‌کند که علاوه بر استفاده از عناصر چندرسانه‌ای، امکان تعامل با محتوا را نیز میسر می‌سازد. واقعیت افزوده، به عنوان یکی از راه‌های آموزش از راه دور، با شبیه‌سازی دنیای واقعی به صورت انیمیشن، اجسام مجازی، تصاویر سه‌بعدی، صدا و عناصر مشابه امکان تعامل کاربر را با مفاد درسی ممکن می‌سازد. هدف این پژوهش ارزیابی تاثیر آموزش مبتنی بر واقعیت افزوده تعاملی بر یادگیری و یادداری محتوای کتب درسی و مقایسه آن با روش موجود (سنتی) است. روش‌ها‌: این پژوهش یک بررسی تجربی در چارچوب شبه آزمایشی پیش‌آزمونپس‌آزمون روی دو گروه 18 نفره از دانش‌آموزان کلاس ششم ابتدایی انجام داده است. بدین منظور دو سناریو از کتاب علوم دانش‌آموزان انتخاب و به‌صورت واقعیت افزوده تعاملی پیاده‌سازی شده است. گروه گواه از طریق آموزش سنتی و تنها کتاب و گروه آزمایش به صورت آموزش به‌وسیله کتاب و واقعیت افزوده مورد تعلیم قرار گرفتند. ارزیابی یادگیری و یادداری دانش‌آموزان از طریق دو آزمون صورت پذیرفت که روایی آن‌ها از طریق معلمان علوم ناحیه 2 آموزش و پرورش تبریز تایید و پایایی آن‌ها نیز از طریق روش کودرریچاردسون محاسبه شده است. یافته‌ها: نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل کواریانس (ancova) اختلاف آماری معنی‌داری را میان گروه کنترل و آزمایش نشان می‌دهد. میزان یادگیری و یادداری مطالب درسی نیز در دانش‌آموزانی که از طریق واقعیت افزوده تعاملی آموزش دیده بودند در مقایسه با آن‌هایی که با کتاب سنتی و به شیوه مرسوم این آموزش را طی کرده بودند، موثرتر و مطلوب‌تر مشاهده شد. نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج آزمایش‌ها، عملکرد بهتر گروه آزمایش و بررسی تطبیقی مباحث نظری، استفاده از فن‌آوری واقعیت افزوده به عنوان مکمل کتاب‌های درسی مفید و موثر گزارش شده است که می‌تواند ورای محدودیت‌های مکانی و زمانی به تسهیل فرآیندهای آموزشی بپردازد. همچنین، تعامل موجود در واقعیت افزوده، فراگیران را تشویق می‌‌کند تا نقش فعال را جایگزین نقش منفعل کرده و با مشارکت ذهنی بیش‌تری به یادگیری مباحث بپردازند. از سویی دیگر، امکان تکرارپذیری سناریوهای واقعیت افزوده در مباحث آموزشی، فارغ از محدودیت‌های مکانی، زمانی و ریالی، امکان رفع اشکال و ابهامات را در اختیار کاربران قرار می‌دهد که از سایر مزیت‌های بهره‌گیری از این فن‌آوری به شمار می‌آید. در نهایت، با بررسی این قابلیت‌ها و همه‌گیری گوشی‌های تلفن همراه در جهان امروز، می‌توان در افق آینده‌ای نزدیک، حضور آزمایشگاه‌های مجازی را در گوشی‌های هوشمند تلفن همراه پیش‌بینی کرد؛ چیزی که می‌تواند با تدابیری صحیح، حتی دوردست‌ترین مدارس مناطق محروم کشور را نیز با کمترین هزینه‌ای از بابت دروس آزمایشگاهی تا حد زیادی بی‌نیاز کند.

The impact of interactive augmented reality based education on the learning and remembering of empirical science lesson

Background and Objectives: Education plays a key role in human life. While the teaching of experimental sciences is one of the most important topics that should be accompanied by student’s direct experience, in many cases, due to spatial, temporal, or costrelated constraints, it is based solely on traditional books and their onedimensional media. With the spread of new technologies, there are new opportunities for existing teaching and learning methods that can transform the educational structure. Augmented Reality (AR) technology, as a novel paradigm, potentially adds a new feature to the range of traditional student books that not only adds multimedia elements, but also allows interactive engagement with the content of them. Augmented reality, as one of the ways of distance learning, by simulating the real world in the form of animation, virtual objects, threedimensional images, sound and similar elements makes it possible for the user to interact with the with the experiments of a lesson virtually. This study aims to evaluate the effect of interactive augmented reality based education on the learning and remembering of the content of textbooks. Methods: An experimental study in the pretest and posttest quasiexperimental framework was performed on two groups of 18 sixth grade elementary school students. For this purpose, two scenarios have been selected from student science book and implemented in an interactive augmented reality application. The control group was trained through traditional teaching method. On the other hand, in addition to the traditional teaching method, the experiment group’s training was reinforced with the AR application. Students’ learning and remembering evaluation was carried out through two tests. The validity of tests confirmed by the teachers of science in Education District 2 of Tabriz and their reliability has been calculated through Kuder – Richardson Formula. Findings: The results of analysis of covariance (ANCOVA) showed a significant statistical difference between the control and experimental groups. Also, the learning and remembering in students who were trained in interactive augmented reality were more effective than the other group. Conclusion:  According to the results of the experiments, and the comparative review of the theoretical subjects, the use of augmented reality technology has been reported as a useful and effective supplemental tool for textbooks that can, beyond the spatial and temporal constraints, facilitate the training process. Also, the interaction in AR encourages learners to replace the active role with the passive one and to learn the topics with more mental participation. On the other hand, the possibility of repeating augmented reality scenarios in educational topics, regardless of spatial, temporal, and costrealted constraints, allows users to fix bugs and ambiguities, which are other advantages of using this technology. Finally, by examining these capabilities and the ubiquity of mobile phones in today’s world, we can predict the presence of virtual laboratories in mobile smartphones in the near future; which can be useful in deprived areas of the country as a replacement of the lack of minimum facilities.   ===================================================================================== COPYRIGHTS  ©2020 The author(s). This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution (CC BY 4.0), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, as long as the original authors and source are cited. No permission is required from the authors or the publishers.  =====================================================================================