Хотя эти примеры помогают понять современное состояние образовательных технологий, важно также отметить исследования, проводимые на ранних этапах образовательных технологий, и то, как это исследование может быть применено более широко в будущем к обучению.
В рамках своей работы по киберулучению Национальный научный фонд (NSF) изучает возможности, предлагаемые путем интеграции новых технологий с достижениями в области наук об обучении. Ниже приводятся примеры проектов, финансируемых NSF в рамках этих усилий:
В классах K-12 по всей территории США студенты посещают такие места, как Мачу-Пикчу, Большой Барьерный риф и другие места, не покидая классной комнаты. Педагоги могут получить доступ к таким программам, как Программа Pioneer Google Expedition Pioneer, для уроков и дополнительных ресурсов для создания виртуальных экскурсий. Затем студенты могут использовать Google Cardboard — недорогую пару очков VR, сделанных из картонного выреза, магнитов, объективов и смартфона, поставляемого пользователем, чтобы пережить опыт, который их учитель контролирует с помощью планшета. Проект I-CorpsTM L, программа в рамках Национального научного фонда, в настоящее время пилотирует аналогичный проект для учреждений высшего образования. Это приложение Virtual Reality Field Experience (VRFE) использует Android-смартфон с сопровождающим средством просмотра виртуальной реальности, таким как Google Cardboard.
В рамках Центра исследований и развития виртуальных учебных заведений, награжденного КЭС в 2016 году, исследователи из Университета Флориды изучают, как системы образования могут использовать большие объемы данных для эффективной адаптации обучения для студентов. Центр использует данные предыдущих студентов для персонализации Algebra Nation, бесплатной онлайн-платформы обучения для студентов и преподавателей. Цели для этих усилий включают содействие овладению базовой алгеброй; разработка показателей участия во время обучения; проектирование профессионального развития, чтобы помочь учителям использовать аналитику обучения для дифференциации обучения; и участие в руководстве и аутрич-работе вокруг проектирования персонализации виртуальных обучающих систем с использованием аналитики обучения и сопутствующего профессионального развития для учителей.
Расширенное использование игр и симуляций, чтобы дать студентам опыт совместной работы над проектом, не выходя из своих классных комнат. Учащиеся активно участвуют в ситуации, которая требует срочности и должна решить, что измерять и как анализировать данные, чтобы решить сложную проблему. Примеры включают RoomQuake, в котором весь класс становится уменьшенной симуляцией землетрясения. Когда ораторы играют звуки землетрясения, учащиеся могут снимать показания на смоделированных сейсмографах в разных местах в комнате, проверять возникающую линию разломов и растягивать шпагат, чтобы идентифицировать эпицентр. Другим примером является обучение с использованием роботов в образовании (RALL-E), в котором учащиеся изучают Мандарин, беседуя с роботом, который демонстрирует ряд выражений лица и жестов в сочетании с программным обеспечением для языкового общения. Такие роботы позволят студентам участвовать в социальном ролевом опыте с новым языком без обычных забот о том, чтобы говорить на новом языке. RALL-E также поощряет культурную осведомленность, поощряя хорошее использование языковых навыков и укрепляя уверенность учащихся в практике.
Новые способы подключения физического и виртуального взаимодействия с технологиями обучения, которые объединяют материальные и абстрактные. Например, проект In Touch With Molecules позволяет студентам манипулировать физической моделью молекулы, такой как гемоглобин, в то время как камера воспринимает модель и визуализирует ее с помощью связанных с ней научных явлений, таких как энергетическое поле вокруг молекулы. Материальное взаимодействие студентов с физической моделью связано с более абстрактными концептуальными моделями, способствующими росту понимания учениками. К подобной цели ученики начальной школы рисуют картины математических ситуаций, используя ручку на поверхности планшета с инструментами представления и отрисовкой эскиза, как и на бумаге. В отличие от бумаги, они легко копируют, перемещают, группируют и трансформируют свои изображения и представления таким образом, чтобы они могли выразить то, что они изучают в математике. Они могут делиться с учителем, и с помощью искусственного интеллекта компьютер может помочь учителю увидеть шаблоны в эскизах и поддержать использование студентом выражения в качестве мощного учебного ресурса.
Интерактивное трехмерное программное обеспечение для создания изображений, такое как zSpace, создает потенциально трансформационный опыт обучения. С помощью трехмерных очков и стилуса студенты могут работать с широким спектром изображений от слоев земли до человеческого сердца.
Функция благородного отказа программы zSpace позволяет студентам строить двигатель или создавать батарею, чтобы совершать ошибки и повторять попытки обучения на протяжении всего процесса. Хотя содержание и учебная программа предоставляются, преподаватели могут настраивать и адаптировать планы уроков в соответствии с потребностями своих классов. Этот тип универсальной технологии позволяет студентам работать с объектами, которые обычно не могут позволить себе школы, обеспечивая более богатый, более привлекательный опыт обучения.
Расширенная реальность (AR) как новый способ исследования нашего контекста и истории. В проекте Cyberlearning: Transforming Education EXP исследователи обращаются к тому, как и для каких целей технологии AR могут использоваться для поддержки изучения критических стратегий и процессов запроса. Этот вопрос изучается в контексте исторического образования и подведения итогов, контекстуализации, вывода, мониторинга и подкрепления (SCIM-C), разработанного для обучения историческим исследованиям. Комбинированная аппаратно-программная платформа строится для поддержки педагогики SCIM-C. Студенты используют мобильное устройство с AR, чтобы увеличить свой «полевой» опыт на местном историческом сайте. В дополнение к опыту сайта, поскольку он существует, технология AR позволяет студентам просматривать и изучать сайт с нескольких социальных точек зрения, а также просматривать его структуру и использовать в течение нескольких периодов времени. Исследования фокусируются на потенциале технологии AR в области исследований на основе исследований для дисциплин, в которых анализ изменений во времени имеет важное значение для содействия пониманию того, насколько очень небольшие изменения в течение длительного периода времени могут привести к очень большим изменениям.
По этим примерам мы видим, что обучение не ограничивается экранами или классами, и эта технология может обогатить участие студентов в окружающем их мире.
Reimagining the Role of Technology in Education:
2017 National Education Technology Plan Update
JANUARY 2017