iVoltage

電気回路学習のための可視化と拡張現実。

iVoltageは、可視化や拡張現実が電気回路の理解をどのように支援するかを調べる研究開発プロジェクトです。電流、電圧、電位といった見えない電気的量を見える形で表し、大学実験や教員養成での学習支援を検討します。 (Weatherby et al., 2020)

研究課題

学習者は測定値、回路図、実物の回路、抽象的な物理量を同時に結び付けなければなりません。特に電圧や電位は抽象的で、局所的な測定と回路全体の関係を理解しにくい場合があります。

介入・ツール

プロジェクトでは、タブレット上のダッシュボード表示、カメラ画像上に測定値を重ねる拡張現実表示、電位と電流を色・高さ・矢印で表すインタラクティブなシミュレーションを開発・比較しました。

研究デザイン

大学の物理実験を中心に、AR、タブレット表示、マルチメータ、個人作業、ペア作業などを比較し、学習成果、認知負荷、感情的指標を調べました。 (Kapp et al., 2020; Kapp et al., 2020; Weatherby et al., 2024)

状態

デジタル表象、認知負荷、電気回路学習に関する完了済みかつ継続中の研究テーマです。

参考文献

2024

  1. (Not) Learning Alone with Augmented Reality: Continuing Results From a Comparative Study in an Undergraduate Physics Laboratory Course
    Thomas Sean Weatherby, Sebastian Kapp, Michael Thees, and 4 more authors
    In The 15th Conference of the European Science Education Research Association (ESERA), 2024

2020

  1. iVoltage-Einsatz einer Simulation im E-Lehre-Praktikum
    Thomas Sean Weatherby, Thomas Wilhelm, Jan-Philipp Burde, and 4 more authors
    PhyDid B-Didaktik der Physik-Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung, 2020
  2. The Effects of Augmented Reality: A Comparative Study in an Undergraduate Physics Laboratory Course.
    Sebastian Kapp, Michael Thees, Fabian Beil, and 4 more authors
    In CSEDU (2), 2020
  3. Using Augmented Reality in an Inquiry-Based Physics Laboratory Course
    Sebastian Kapp, Michael Thees, Fabian Beil, and 4 more authors
    In International Conference on Computer Supported Education, 2020