バーチャルリアリティ:教育における次の大きなツールになり得るか?

Primary school students wear virtual reality (VR) headsets inside a classroom
First-class experience.Image: REUTERS/Stringer
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  • バーチャルリアリティ研修は、教育の現場で一般的になりつつあります。

  • VRは、学生と教師に、反復的かつ最適化された研修のための標準化された再現可能な環境を提供できるという利点があります。

  • VR研修に関する研究では、従来の教育よりも技術的、実践的、社会情緒的スキルの育成において効果的であることが示されています。

  • また、この研究では、VR研修を修了した学生は、コース修了後に自信のレベルが20%高かったと報告していることも明らかになりました。

ウォルター・ガルシアは、COVID-19の流行中に看護教育の技術学位の課程を終えようとしていました。卒業の8か月前に、彼が通う技術大学は対面授業を停止し、急きょオンライン授業に移行しました。幸いにも、ウォルターはコースを受講するためのパソコンやインターネットへのアクセスに問題はありませんでした。しかし、ウォルターは懸念を抱いていました。患者のトリアージや緊急避難に関する技術的スキルを習得することを目的とした、実践的な性質を持つ重要な授業を欠席しなければならなくなるからです。WebExを使ったり、マニュアルを読んだりするだけで、どうやってこれらのスキルを身につけられるのでしょうか?ウォルターは、これらの重要分野でスキルのギャップを抱えたまま学位を取得しなければならないことに、不安と焦りを感じていました。

幸運にも、ウォルターのラボ担当教員であるウィリアム・オドノバンは技術に精通しており、医療現場で看護師の緊急対応スキルを育成するために使われているバーチャルリアリティアプリケーションについて知りました。看護学校の学部長の同意を得た後、ウィリアムは、学生がこの没入型の医療緊急シミュレーターを利用できるよう、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)ヘッドセットとライセンスを購入しました。学生が技術を使うための適切な研修を受けた後、学生はこのバーチャルコースを利用できるようになりました。コースは大学図書館内の指定された部屋で受講することも、学生がヘッドセットを借りて自宅でこのシミュレーション体験を試すこともできました。結局のところ、このシミュレーターを通じて、ウォルターは仮想の救急室に入り、現実の状況を鮮明に再現した医療緊急事態を直接体験することができました。

バーチャルリアリティ研修は、学生にとってより身近なものになりつつあります。

バーチャルリアリティ研修は、一般的にシミュレーションされた人工的な環境で学習するプロセスとして知られています。VR研修は半世紀以上にわたり教育分野に存在してきましたが、VRシミュレーターの開発コストが低下し、よりリアルになってきたことで、過去15年間で飛躍的に拡大しました。バーチャルリアリティを用いた研修は最近、多くの教育分野で応用されていますが、主に健康・安全、工学、技術教育の分野です。教育におけるイマーシブ研修の利用を評価した数多くの研究では、教育成果において有望な結果が得られています。

一部の教育分野では、認知的、技術的、社会情緒的スキルを十分に育成することは、研修生とその指導者にとって依然として課題です。その理由の一つは、実地研修や適切な内容・学習状況へのアクセスが限られていることです。パンデミック以前から、特に実験室の利用が必要なプログラムにおいて、学生が実践的スキルを身につけるために必要な実地の教育的経験を提供する学習機会を教育システムが用意することは、特に困難になっていました。これに対応するため、教育者は、学生がそれまで容易に利用できなかった学習経験を開発するために、VRシミュレーションを活用し始めています。VRシミュレーションは、プレッシャーや危険がなく、反復して練習する機会を与えながら、学生に実践的な研修の機会を提供できます。また、VRシミュレーションは、学生に、(細胞内の移動や、人前で話すための模擬シナリオなどを含め)通常は非常に困難または不可能なアクセスとなる状況や学習環境を提供できます。こうした機会は、時間や空間の制約を受けることなく、実際の状況や条件を再現しながら、シミュレーション環境における学生の学習曲線を加速させることができ、実環境よりもはるかに少ないリスクで済みます。

バーチャルリアリティ研修には、多くの教育上の利点があります。

VRシミュレーションは、学生と教師に、反復的かつ最適化された研修のための標準化された再現可能な環境を提供できるという大きな利点があります。VRシミュレーションは、ソフトウェアに組み込まれたゲーミフィケーション、パフォーマンス指標、共同作業機能(アバターの利用)を可能にし、継続的な仲間との交流、能動的学習、楽しさ、パフォーマンスのフィードバックを実現します。これらはすべて、熟達度に基づく研修を高める要素です。構成主義は、仮想環境での学習の実施を支える理論的枠組みの一つとしてしばしば挙げられます。構成主義では、学生は知識を構築し、それを既存の知識構造に組み込むことで学ぶとされています。したがって、構成主義的な学習環境は、能動的学習、動機づけ、双方向性、個別化された学習を高めることができます。VRシミュレーションは、学生の動機づけと臨場感を高めることにつながり得ます。これはVR研修シミュレーションが学生の学習に影響を与え得る二つの経路です。その結果、VRシミュレーションは、学生の学習を高める可能性を持つ教育手法とみなされています。

バーチャルリアリティ研修は、学生のスキル育成に成功しているか?

韓国世界銀行パートナーシップ・ファシリティの支援を受けた最近の研究は、異なる教育分野においてVR研修が学生のスキルをどの程度うまく育成できるかについて、体系的なレビューを提供しています [バーチャルリアリティ研修が学生の学習とスキル開発に与える影響を評価したメタ分析]。本研究は、堅牢な評価を通じてVR研修が学生の学習に与える影響を評価した92の異なる実験のレビューに基づいています。図1は、本研究に含まれる実験の記述統計を示しています。実験の大半は、高等教育機関において、健康・安全に関するテーマや、工学、科学、技術教育のためのバーチャル実験室に関連するテーマで実施されていました。

本研究の結果は、VR研修が平均して、従来の研修よりも効果的であり、学生の技術的、実践的、社会情緒的スキルを育成することを示しています。健康・安全、工学、技術教育の分野では、特に有望な結果が得られています。全般的に、結果から、VR研修を受けた学生は、同じカリキュラムの内容を従来の研修方法で受けた学生と比べて、学習評価で高い点数を取ることがわかりました。

また、結果から、VRによる指導を受けた学生は、従来の指導を受けた同級生と比べて、研修修了後の社会情緒的スキルの評価で高い点数を報告していることもわかりました。分析からは、VR研修を受けた学生は、従来の研修を受けた学生と比べて、授業1時間あたり、投入資源、時間、および/または業績上のエラーの回避において、より効率的であることも示されています。

VR研修を受けた学生は、より効率的で、業績上のエラーを回避しています。Image: 世界銀行

本研究の主な結果は、以下のように要約できます:

  • 合計72件の実験により、VR研修は、従来の研修と同等かそれ以上に、学生の学習成果の向上に寄与することが示されています。

  • 授業1時間の追加につき、VR研修を受けた学生は、同じカリキュラムの内容を従来の研修方法で受けた学生と比べて、学習評価で3%高い点数を取ります。

  • VR研修を修了した学生は、コース修了後、学習に対する自信および自己効力感のレベルが20%高かったと報告しています。

  • VR研修を受けた学生は、授業1時間の追加につき、従来の研修を受けた学生と比べて、平均して最大30%効率的です(投入資源、時間、および/または業績上のエラーの回避において)。

開発途上国におけるVR研修の効果については、さらなるエビデンスが必要です。

VR研修の学習への効果を評価したほとんどの研究は、OECD加盟国、特に米国、英国、カナダで実施されてきました。そのため、VR研修の有望な結果は、すべての教育環境に必ずしも当てはまるとは限りません。VR研修が成功するために必要な要素(接続性、機器やITサポートの利用可能性、学生と教師の基本的なデジタルスキルの習得など)の多くは、開発途上国の多くの教育機関では必ずしも確保されていないためです。また、VR研修の費用対効果を引き続き評価することも不可欠です。VR研修の費用対効果は、コースの期間、分野、使用される技術の種類などの多くのパラメータによって異なる可能性がありますが、必ずしも保証されているわけではありません。実際、この種の指導は、他の代替的なマルチメディアや従来型の実験室と比べてコストを削減できるため、費用対効果が高い可能性があります。VR研修の開発には、ソフトウェア開発、機器、保守、サポート、更新が必要であり、継続的な投資が求められます。これまでのところ、VR研修の効果を評価した研究の多くは、従来の研修方法と比較したVR指導の費用便益分析または費用対効果分析の実施には焦点を当ててきませんでした。このような情報をさらに入手することは、教育システム全体にわたるVR研修の拡張可能性を評価する上で極めて重要です。

要約すると、VR研修は、学生のスキルを育成するための効果的な指導の仕組みとなる傾向があり、特にCOVID-19の流行中において、ウォルターのような学生にとって価値あるツールであることが証明されています。ウォルターは、地元の病院の救急室を支援する仕事のオファーを受けました。そこでは、VR研修で経験したものと似た状況に確実に遭遇するでしょう。今後は、さまざまな科目の教育指導にVRを使用することの長所と短所、ならびにその費用対効果と拡張可能性を引き続き評価することが重要になります。

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