La tecnologia VR può migliorare l'insegnamento delle scienze?
Intervista di:
Michael Bodekaer, co-fondatore e direttore tecnico della startup edtech Labster, spiega come la tecnologia della realtà virtuale sia destinata a rivoluzionare l'insegnamento delle scienze, aumentando l'accesso alla scienza pratica.
Aisha Schnellmann: Quali sono le principali sfide che le scuole devono affrontare nell'insegnamento delle scienze?
Michael Bodekaer: Ci sono alcune sfide principali, la prima delle quali è mantenere gli studenti di oggi coinvolti mentre imparano la scienza. Gli studenti di oggi sono così abituati ad alti livelli di interattività e giochi che si disimpegna facilmente quando gli insegnanti utilizzano metodi tradizionali. E a causa degli alti costi e della mancanza di risorse, molte scuole non sono in grado di fornire ai propri studenti un accesso adeguato alle strutture scientifiche come i laboratori. Di conseguenza, gli studenti potrebbero mancanza di opportunità a scuola per imparare la scienza pratica, che è una parte essenziale dell'educazione scientifica.
At LaboratorioVolevamo creare un modo coinvolgente e interessante per permettere agli studenti di interagire con la scienza, aumentando al contempo il loro accesso all'educazione scientifica pratica. A tal fine, abbiamo sviluppato laboratori virtuali completamente interattivi, completi di elementi di gamification come un universo 3D immersivo, la narrazione e un sistema di punteggio.
Grazie ai laboratori virtuali, le scuole possono ridurre drasticamente i costi dell'insegnamento pratico delle scienze, aumentando al contempo l'accesso per gli studenti. L'ambiente del laboratorio virtuale consente agli studenti di impegnarsi in un apprendimento basato sull'indagine, risolvendo problemi concreti del mondo reale e acquisendo al contempo esperienza pratica di laboratorio.
È importante sottolineare, tuttavia, che le simulazioni non potranno mai sostituire i laboratori fisici, ma sono concepite per integrarli. La pratica nel laboratorio virtuale rende gli studenti più sicuri e meglio preparati prima di affrontare il laboratorio fisico.
"Grazie ai laboratori virtuali, le scuole possono ridurre drasticamente i costi dell'insegnamento pratico delle scienze, aumentando al contempo l'accesso per gli studenti."
COME: Come funziona il laboratorio virtuale?
MB: Esistono due modi per accedere ai nostri laboratori virtuali, ognuno dei quali offre un diverso grado di immersione. Uno consiste nell'utilizzare un computer desktop (bassa immersione), mentre l'altro consiste nell'utilizzare visori per la realtà virtuale (alta immersione). Abbiamo scoperto che l'esperienza di alta immersione fornita dai visori per la realtà virtuale aumenta il coinvolgimento e il tasso di trasferimento delle conoscenze Dal laboratorio virtuale a quello reale.
In un studio In uno studio condotto da Labster, un gruppo di studenti che utilizzava visori per la realtà virtuale è stato confrontato con un altro gruppo che accedeva alle simulazioni tramite un computer desktop. In un successivo quiz a risposta multipla, entrambi i gruppi hanno ottenuto risultati simili. Tuttavia, quando gli stessi gruppi di studenti si sono trovati in un laboratorio fisico due settimane dopo e sono stati invitati a svolgere degli esperimenti, gli studenti che avevano utilizzato i visori per la realtà virtuale hanno ottenuto risultati significativamente migliori.
Va inoltre notato che gli studenti imparano effettivamente più velocemente attraverso gli errori, secondo gli studi di “guasto produttivo"Condotto da Prof. Manu Kapur, Cattedra di Scienze dell'Apprendimento e Istruzione Superiore presso l'ETH di Zurigo, con cui ho collaborato a stretto contatto. Quindi un altro vantaggio del laboratorio virtuale è che ci permette di creare un'esperienza di apprendimento unica in cui gli studenti possono imparare dagli errori, in un ambiente sicuro.
Inoltre, permette agli studenti di imparare da scenari reali che sarebbero impossibili da replicare in un laboratorio fisico perché troppo pericolosi o perché si verificano solo raramente.
“Un ulteriore vantaggio del laboratorio virtuale è che ci permette di creare un'esperienza di apprendimento unica, in cui gli studenti possono imparare dagli errori, in un ambiente sicuro.”
COME: È risaputo che la realtà virtuale (VR) ad alta immersione, resa possibile dagli appositi visori, rende gli studenti più presenti e coinvolti nell'esperienza di apprendimento. Tuttavia, può anche portare a una sovrastimolazione cognitiva e quindi avere un effetto negativo sull'apprendimento. È difficile trovare il giusto equilibrio?
MB: Circa due anni fa abbiamo partecipato a un studio Analizzare l'effetto della realtà virtuale ad alta immersione sul carico cognitivo. Abbiamo scoperto che molti studenti avvertivano vertigini quando utilizzavano i visori per la realtà virtuale, a causa del carico cognitivo, e non apprendevano significativamente meglio rispetto agli studenti che non li utilizzavano. Tuttavia, oggi la situazione è diversa.
Da quello studio, la tecnologia è migliorata. I visori per la realtà virtuale più recenti dispongono di "tracciamento posizionale", un miglioramento hardware che riduce drasticamente il sovraccarico cognitivo. Di conseguenza, gli studenti non avvertono più vertigini durante le simulazioni virtuali. Abbiamo inoltre migliorato la progettazione dell'esperienza utente per tenere conto dell'aumento del carico cognitivo che gli studenti sperimentano in una simulazione virtuale.
Questi miglioramenti hanno fatto una grande differenza, ma ci sono voluti due anni difficili di iterazioni per arrivarci. Non è stato un processo facile perché la realtà virtuale è un campo così nuovo e un modo di apprendimento del tutto inedito. Sono necessarie ulteriori ricerche, ma crediamo che la realtà virtuale abbia un potenziale enorme.
COME: Quanto è efficace? Laboratorio Hai mai insegnato scienze ai giovani studenti?
MB: Lavoriamo molto con le scuole superiori, dove i laboratori virtuali di Labster vengono utilizzati per integrare le esperienze di laboratorio fisico degli studenti. In un studio Uno studio pubblicato quest'anno ha rilevato che le simulazioni di apprendimento virtuale nelle scuole superiori hanno aumentato significativamente le conoscenze rispetto alle lezioni tradizionali. Hanno inoltre accresciuto l'interesse degli studenti per le materie STEM e per le carriere in ambito STEM.
Attualmente collaboriamo con diverse case editrici specializzate in ambito educativo, come ad esempio: Pearson negli Stati Uniti e con Springer Publishing in Europa, per produrre simulazioni virtuali strettamente allineate al contenuto dei libri di testo scientifici esistenti.
In Danimarca, abbiamo recentemente lanciato un'iniziativa per introdurre i visori per la realtà virtuale nelle scuole superiori. Per molte scuole, i visori per la realtà virtuale rappresentano un investimento oneroso. Tuttavia, grazie al sostegno del governo danese, che si è impegnato ad aumentare i finanziamenti per le tecnologie didattiche nelle scuole superiori nei prossimi anni, un numero maggiore di studenti potrà beneficiare dell'apprendimento tramite le nostre simulazioni virtuali.
COME: Quanto è importante il ruolo degli insegnanti nell'integrazione delle tecnologie didattiche nell'apprendimento in classe?
MB: È assolutamente fondamentale. Se gli insegnanti sono restii a utilizzare le tecnologie didattiche o non ne riconoscono il valore, non si otterranno risultati. Abbiamo imparato fin dall'inizio che, se non ci si impegnava a fondo con gli insegnanti, gli studenti erano meno propensi a utilizzare le simulazioni virtuali nel loro apprendimento. Gli studenti erano motivati a farlo solo quando i loro insegnanti spiegavano chiaramente i vantaggi, come potevano imparare dalle simulazioni virtuali e come queste simulazioni fossero collegate agli esami.
Nella mia esperienza, molti insegnanti sono ancora timorosi delle nuove tecnologie a causa del preconcetto che la tecnologia educativa sia complicata. Purtroppo, spesso hanno anche troppi impegni per poter sperimentare nuove tecnologie in classe. Per questo motivo, ci teniamo a incontrare gli insegnanti e a illustrare loro le simulazioni virtuali tramite Skype o sessioni dimostrative, mostrando che la tecnologia è in realtà molto facile da usare. Inoltre, abbiamo constatato che è molto utile quando gli insegnanti ci raccomandano ad altri colleghi, sulla base dei risultati positivi ottenuti con i loro studenti.
COME: Quanto è accessibile oggi la didattica scientifica in realtà virtuale alle scuole (e agli studenti)?
MB: Fornire a ogni studente di una classe un visore per la realtà virtuale che gli dia accesso a un laboratorio virtuale completamente attrezzato costa molto meno rispetto all'allestimento di un laboratorio reale. È importante impegnarsi per sfatare il diffuso pregiudizio, diffuso nel settore dell'istruzione, secondo cui la didattica scientifica in realtà virtuale sia costosa.
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Le note
Michael Bodekaer
Nato e cresciuto a Copenaghen, in Danimarca, Michael Bodekaer è sia un innovatore nel campo dell'EdTech che un accademico multidisciplinare, con la passione di colmare il divario tra tecnologia e scienze dell'apprendimento. Ha conseguito un Master in Finanza e Gestione Strategica presso la Copenhagen Business School e la Kellogg School of Management, e una laurea in Finanza ed Economia. Inoltre, Michael è un informatico autodidatta e un architetto del software, e ha progettato diverse soluzioni software aziendali su larga scala nei settori delle comunicazioni, dei videogiochi e dell'istruzione.
Michael sta attualmente conseguendo un dottorato di ricerca in Scienze dell'apprendimento presso l'ETH per sviluppare ulteriormente le sue conoscenze fondamentali e portare avanti il suo lavoro basato sull'evidenza come fondatore e direttore tecnologico di Labster.com.
Laboratorio è un'azienda che sviluppa simulazioni di laboratorio avanzate completamente interattive, progettate per stimolare la naturale curiosità degli studenti e mettere in evidenza i collegamenti tra la scienza e il mondo reale. Fondata nel 2012 da Mads Bonde e Michael Bodekaer, l'azienda ha clienti in oltre 150 istituzioni in 25 paesi, tra cui l'ETH di Zurigo, il MIT negli Stati Uniti e l'Imperial College di Londra. Labster ha uffici in Danimarca, Svizzera, Stati Uniti e Indonesia. In Svizzera, si trova a EdTech Collider.
Il collisore svizzero per le tecnologie educative è il primo spazio collaborativo in Svizzera dedicato ad imprenditori ambiziosi che trasformano l'istruzione e l'apprendimento attraverso la tecnologia. È cofondato da Jacobs Foundation.
Situato nel Parco dell'innovazione EPFL a pochi passi di distanza da Centro per l'educazione digitale dell'EPFLEdTech Collider offre ai suoi membri uno spazio di coworking moderno, che spazia dalle startup in fase iniziale a quelle già affermate. A differenza di un classico incubatore o acceleratore di startup, EdTech Collider offre supporto continuo e accesso a esperti di ed-tech, leader del settore e investitori.