沉浸对知识获取和认知负载的影响 在增材制造工艺教育教育中的知识获取和认知负载
Jayant Mathur1, Scarlett R Miller2,3, Timothy W Simpson3,1
1Department of Mechanical Engineering, The Pennsylvania State University, University Park, Pennsylvania, USA.
3D printing and additive manufacturing
|May 1, 2024
概括
虚拟现实 (VR) 培训提供了与粉床融合 (PBF) 增材制造 (AM) 教育的面对面指导相比较的知识获取和认知负载,优于计算机辅助指导 (CAI). 这凸显了VR在可访问的AM劳动力发展方面的潜力.
科学领域:
- 工程 工程师 工程师 工程师
- 教育 技术 技术 教育 技术
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 增材制造 (AM) 的采用受到熟练设计师短缺的阻碍.
- 诸如粉床融合 (PBF) 等工艺的高成本和基础设施需求限制了传统培训.
- 计算机辅助教学 (CAI) 和虚拟现实 (VR) 为人工智能教育提供了潜在的解决方案.
研究的目的:
- 为了比较CAI,VR和面对面指导在学习AM过程中的有效性.
- 调查沉浸和存在对AM教育中的知识获取和认知负载的影响.
- 解决研究中的差距,比较虚拟和物理AM学习环境.
主要方法:
- 参与者使用CAI,VR和面对面的方法接受了材料挤出 (ME) 和PBF的指令.
- 对每个学习媒介和AM过程的知识获取和认知负载进行了测量.
- 使用统计分析来比较不同教学媒介的影响.
主要成果:
- 对于材料挤出 (ME),在CAI,VR和面对面指导之间没有发现学习成果的显著差异.
- 对于粉末床融合 (PBF),虚拟现实教学产生了与面对面培训相比较的知识获取和认知负载.
- 在知识获取和认知负载方面,VR在PBF学习方面表现出优于CAI的优异结果.
结论:
- 虚拟现实 (VR) 可以作为一种有效的替代方案,以在面对面的培训,高进入障碍的AM流程,如PBF.
- 虚拟现实增强了实践学习体验的可访问性,这对于培养熟练的AM劳动力至关重要.
- 这些发现支持将VR纳入AM教育,以克服传统培训的局限性.
