AR/VR kot podpora konceptualnemu razumevanju elektrotehnike

Iztok Humar je visokošolski učitelj, ki ima bogate izkušnje z uvajanjem IKT in inovativnih pedagoških pristopov v visokošolsko poučevanje. Z digitalno prenovo se ukvarja že 20 let, sodeloval je tudi pri razvoju prvih e-učbenikov na članici, številnih videoposnetkih eksperimentov, snemanju predavanj, pripravi novih učbenikov, razvoju obsežnih baz spletnih vprašanj ter digitalizaciji kolokvijskih nalog z rešitvami. V preteklih letih je že deloval kot multiplikator v sodelovanju s Centrom Digitalna UL ter svoje izkušnje sistematično delil s sodelavci v okviru delavnic, posvetov in mentorstev, poleg tega je aktivno prispeval k prenovi več predmetov – od vzpostavitve in nadgradnje spletnih učilnic, priprave interaktivnih videovsebin do uvedbe spletnega preverjanja znanja in sprotnega formativnega spremljanja študentov. Pri poučevanju uporablja kombiniran način dela, digitalna orodja za vizualizacijo ter elemente problemsko in projektno usmerjenega učenja. Vlogo multiplikatorja vidi kot povezovalno in razvojno – kolegom želi nuditi strokovno in praktično podporo pri uvajanju IKT ter inovativnih pedagoških pristopov, od idejne zasnove do izvedbe, deliti pa želi tudi svoje lastne izkušnje, primere dobrih praks in predstaviti izzive, s katerimi se sooča.

Izziv – kako študentom približati abstraktne pojme

V velikih in raznolikih skupinah študentov se izvajalec sooča s kompleksnim izzivom, kako spodbuditi celostno in intuitivno razumevanje tridimenzionalnih ter dinamičnih pojavov, kot so električno in magnetno polje, gostota pretoka, potencial, tokovno polje ter Maxwellove povezave med njimi.

Klasične metode poučevanja pogosto ne zadostujejo, saj:

  • statične 2D skice in matematične izpeljave ne omogočajo poglobljenega dojemanja abstraktnih konceptov;
  • študenti pogosto pristopajo k reševanju nalog le mehanično, brez globljega vpogleda v fizikalno ozadje;
  • raznolika predznanja in pričakovanja študentov dodatno otežujejo enotno razlago ter individualiziran pristop.

Rešitev – ustvarjanje digitalnega učnega modela na osnovi AR/VR tehnologij

Predlagana rešitev temelji na razvoju in pilotni vpeljavi digitalnega učnega modela, ki nadgrajuje obstoječo prakso, izboljšuje konceptualno razumevanje in predstavlja osnovo za širšo implementacijo AR/VR pristopov v tehniških predmetih na UL. Digitalne vizualizacije povezujejo matematične zapise z njihovim fizikalnim pomenom, kar omogoča globlje razumevanje abstraktnih konceptov električnega, magnetnega in tokovnega polja. Učni proces se premakne od klasične razlage k eksperimentalnemu raziskovanju, kjer študenti aktivno preizkušajo, spreminjajo parametre in reflektirajo opažene pojave. Takšen pristop krepi samostojnost, ustvarjalni naboj in občutek soudeležbe študentov v učnem procesu, kar vodi do večje motivacije in kakovosti znanja.

Kako bo potekalo delo pri posodobljenem predmetu?

Delo bo temeljilo na problemsko usmerjenem učenju, kjer študenti v AR in VR okolju aktivno spreminjajo parametre in takoj opazujejo posledice, s čimer povezujejo matematični zapis s fizikalnim pomenom.

  • V AR okolju bodo študenti z zaslonom ali očali nad realnimi modeli (npr. tuljava, kondenzator, vodnik) opazovali potek silnic, jakost polja in spremembe ob variiranju parametrov (lokacija, jakost toka, napetost) za različne geometrije.
  • V VR okolju bodo lahko »vstopili« v polje, spreminjali spremembe potenciala v prostoru ter analizirali vpliv robnih pogojev.

Pilotna izvedba bo zajela izbrane vsebinske sklope in vključevala evalvacijo učnih učinkov (razumevanje, motivacija, uspešnost reševanja nalog).

Vloga digitalnih tehnologij

Digitalne tehnologije (AR/VR) imajo v tem pristopu ključno, a smiselno integrirano vlogo: niso dodatek, temveč orodje za vizualizacijo nevidnega in povezovanje teorije s prakso. Inovativnost je v tem, da študenti ne opazujejo vnaprej pripravljenih simulacij, temveč sami eksperimentalno spreminjajo pogoje in sproti interpretirajo rezultate, kar neposredno podpira konceptualno razumevanje.

Zakaj je ta pristop zanimiv tudi za druge pedagoge?

Pristop je prenosljiv tudi v druge tehniške in naravoslovne predmete, kjer se pojavljajo abstraktni, prostorski ali dinamični pojmi. Ponuja konkreten primer, kako zmerno in premišljeno vključiti napredne digitalne tehnologije za poglobljeno učenje, hkrati pa spodbuja sodelovanje, medvrstniško učenje in razvoj digitalnih kompetenc študentov.