Lisätyn todellisuuden hyödyntäminen tekniikan opetuksessa

Abstract

Jatkuvassa muutoksessa oleva toimintaympäristömme aiheuttaa muutospainetta ihmisten kouluttamiseen. Perinteisen luokkaopetuksen tilalle on tullut nykyään vaihtoehtoisia, oppijalähtöisempiä opetustapoja, joissa hyödynnetään uutta teknologiaa runsaasti. Yksi paljon kiinnostusta herättäneistä teknologioista on lisätty todellisuus eli AR-teknologia (eng. augmented reality), jossa käyttäjälle muodostetaan virtuaalista opetussisältöä eri laitteiden avulla. Tämä kandidaatintyö tarjoaa ajankohtaisen katsauksen siihen, miten AR-teknologiaa voidaan hyödyntää tekniikan korkeakouluopetuksessa nykyään. Tutkimus on toteutettu kirjallisuuskatsauksena, johon aineisto on kerätty erinäisistä aineistotietokannoista hyödyntämällä pääosin Andor-hakupalvelua. Tarkasteltavina laitteina on sekä kädessä että päässä pidettävät näytöt eli HMD-laitteet (eng. head-mounted display). Löydetystä aineistosta esitellään AR-teknologian tuomaa lisäarvoa opetukseen, mutta toisaalta tarkastellaan myös soveltamisen haasteita tietyissä tilanteissa. Näiden pohjalta muodostetaan johtopäätökset siitä, onko soveltaminen relevanttia nykyään. Tutkimus osoittaa, että lisättyä todellisuutta hyödynnetään tekniikan opetuksessa vaikeasti hahmotettavien aiheiden visualisoinneissa. Tämä voi käytännössä tarkoittaa mekaanisten systeemien, kuten moottorien osien, tarkempaa tutkimista AR-teknologian avulla. Käyttäjälle muodostetaan virtuaalista lisäinformaatiota moottorin sisällä olevien osien muodoista, identifioinnista ja kinematiikasta. Toinen usein hyödynnetty tapa on ohjeiden antaminen. Opiskelijoille voidaan muodostaa laboratorio- ja laskuharjoituksiin merkkejä, kuten QR-koodeja, joita lukemalla he saavat vinkkejä ja ohjeita työn onnistumisen edesauttamiseksi. AR-teknologian käytön hyödyllisyyttä arvioidaan usein vertailemalla kontrolli- ja testiryhmän oppimistuloksia. Löydetystä aineistosta saadaan selville, että usein AR-teknologiaa opiskelussa hyödyntäneet opiskelijat menestyvät kontrolliryhmää paremmin. Toinen arviointikeino on mielipidekyselyiden tuottaminen. Tämän tutkimuksen tuloksissa korostuu se, että opiskelijat usein todella pitävät tämän teknologian hyödyntämisestä oppimistarkoituksissa. Lisätyn todellisuuden laitteet kehittyvät nopeasti, ja tulevaisuudessa tämän teknologian markkinoiden kasvu vauhdittaa soveltamista koulutukseen. AR-mobiilisovelluksien hyödyntäminen voi olla tietyissä tilanteissa relevanttia jo nyt. Opettajien tulee kuitenkin aina miettiä soveltamisen kannattavuus omalla kohdallaan. Tärkeimpinä vaikuttavina tekijöinä ovat, mitä lisäarvoa AR-teknologialla pyritään tuottamaan, sekä käytettävissä olevat resurssit kuten aika ja raha. HMD-laitteille tuotettua sisältöä ja laitetoimittajien tukea on saatavilla vielä nykyään melko vähän, mikä näkyy vähäisissä tutkimustuloksissa kalliimman AR-teknologian kohdalla. Aihe kaipaakin lisätutkimusta etenkin päässä pidettävien laitteiden osalta. Lisäksi laajempi tutkimus AR-teknologian pitkäaikaisesta hyödyntämisestä riittävän suurilla otoskoilla on tarpeellista.