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Development and evaluation of a WebXR system using real environment scans for engineering experiment education

利用真实环境扫描进行工程实验教育的WebXR系统的开发和评估

基本信息

批准号：
21K12189
负责人：
手島裕詞
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Sasebo National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、工学実験教育の高度化のためにWebXRを用いた仮想実験システムを開発し、その教育効果を検証することである。2022年度は、2021年度に開発したシステム（プロトタイプ）のアップデートを行い、工学実験システムの教育効果を引き続き検証した。具体的には、高専2年生を対象とした工学実験での教育実践と前提知識が異なる専攻科学生に対してWebXR工学実験システムの検証を行った。また、LMSには事前・事後テストを追加し、スコアとアンケートによって評価した。検証の結果、事前・事後の確認テストからは、理論値の算出や原理の理解が進んでいることが確認できた。特に、前提知識が異なる学生に対しては、全学生の事後テストのスコアが一定基準に到達できていることから、テーラーメード教育としての可能性を示すことができた。また、アンケートからはシステムの操作性やXRの活用について肯定的な意見が得られた。さらに、テーマの違いによる学習効果の傾向を検証するために、別の実験テーマ（相反の定理の実験）を体験できるWebXR工学実験システムを試作し、被験者に体験してもらいアンケートにより評価した。またHMD（Head Mounted Display）やコントローラを活用した教育システムを開発し、有用性を検証した。これらの検証から、WebXRの導入容易性のメリットを活かしつつ、学習対象によってはHMDなどのデバイスにも対応してく必要があることがわかった。また、工学実験ではシステムとの対話的な操作が重要であるということがわかった。前年度に引き続き、3Dスキャンデータを活用したモデリングやデータダイエットを行い、工学実験システム内に再現する実験器具を追加し、さらにオンキャンパスでの工学実験環境を再現するために全方位画像を導入した。

The purpose of this study is to explore the application of WebXR in the development of engineering education and to demonstrate its educational effects. In 2022 and 2021, the development of the project management system will be carried out in the middle of the year, and the education results of the project management system will be reviewed. Specific, high school two-year students to the project, education and practice of knowledge, different science students to the WebXR project, the implementation of the project The first is to add the first and second is to add the first and second. The result of the test, the confirmation before and after the test, the calculation of the theoretical value, the understanding of the principle, and the confirmation of the test. In particular, the premise of knowledge is different from that of students, and the possibility of education is shown by the fact that students are able to reach a certain standard. This is the first time I've ever seen someone who's been working on something like this. WebXR engineering practice is an attempt to test and evaluate the learning effect of the subject. HMD (Head Mounted Display) is a very useful tool for developing and evaluating educational systems. This is the case for WebXR. WebXR is easy to import and easy to use. WebXR is easy to import. WebXR is easy to import. It's important to work on the project. In the past year, the introduction of 3D graphics, the 3D graphics, the introduction of 3D graphics, the 3D graphics, the introduction of 3D graphics, the 3D graphics, the introduction of 3D graphics, the 3D graphics, the 3D graphics, the introduction of 3D graphics, the 3D graphics, the 3D graphics, the introduction of 3D graphics, the 3D graphics, the 3