Apresentação para a disciplina de PCS5033 - Tecnologias Imersiva Aplicadas a Educação

1. SEMINÁRIOS ONLINE
PCS5033 – TECNOLOGIAS IMERSIVAS
APLICADAS A EDUCAÇÃO
Revisão Sistemática de Estudos Empíricos sobre o
Uso de Tecnologias Imersivas em conjunto com o
paradigma Construtivista
Bruno Silva de Oliveira
Escola Politécnica da USP

2. Introdução & Conceitos
Experiência no aprendizado Construtivismo Tecnologias Imersivas
1 2 3
2
Premissa: Alunos aprendem
mais, quanto mais realista for
a experiência de aprendizado

3. Introdução & Conceitos
Experiência no aprendizado Construtivismo Tecnologias Imersivas
1 2 3
3
1 – Aprendizado parte de atividades práticas
2 – Feedbacks são essenciais no processo
3 – O processo ocorre em etapas (conceitualizar, construir e dialogar)
4 – Aprendizado é um processo social
Construtivismo é uma metodologia ativa baseada na construção do
conhecimento e o aluno é o responsável pela construção do seu próprio
entendimento e construção da realidade

4. Introdução & Conceitos
Experiência no aprendizado Construtivismo Tecnologias Imersivas
1 2 3
4
Realidade Virtual
Vídeos 360°
Realidade Aumentada
Realidade Mista
Interatividade
Imersão / Senso de Presença
Representação da realidade

5. 5
Construtivismo é o paradigma mais
utilizado com tecnologias imersivas
(“construtivismo imersivo”)
Os estudos de tecnologias imersivas
na educação é uma área de
pesquisa ainda imatura
Há a necessidade da proposição de
fatores de design e boas práticas
para o desenvolvimento de
atividades em sala de aula
Outras revisões
sistemáticas
sobre
tecnologias
imersivas
1
2
3

6. 6
Processo de
Revisão Sistemática
Definição de 5 Questões de Pesquisa
Bases: ACM, IEEE e Scopus
Consulta nas bases (query)
Filtro 1 – Remoção de Duplicados
Filtro 2 – Remoção de artigos fora do tema
Filtro 3 – Inclusão apenas de estudos
empíricos (remoção dos demais)
1
2
3
4
5
6

7. 7
Processo de
Revisão Sistemática
Digital Libraries
Stage 1 Stage 2
Query Results Filter 1 Filter 2 Filter 3
ACM Digital Library 25 25 10 3
IEEE Xplore Digital
Library
16 16 11 4
Scopus 101 83 23 12
TOTAL 142 articles 125 articles 47 articles 19 articles
("immersive technology” OR "360-degree video" OR "360° video"
OR "virtual reality" OR vr OR "augmented reality" OR ar OR
"mixed reality" OR mr)
AND (educat* OR learn* OR teach*)
AND constructivism
AND NOT “machine learning” OR “deep learning” OR “artificial
intelligence” OR “neural network”
Query e Resultados

8. QP01 – Principais tecnologias utilizadas?
Realidade Virtual – 84%
Realidade Aumentada – 11%
Realidade Mista – 5%
Vídeos 360° - 0%
Comunidades Virtuais – 42%
Head-Mounted Display – 37%
RA com Marcadores– 10,5%
CAVEs – 10,5%
Ciências Exatas – 48%
Ciências Naturais – 26%
Ciências Humanas – 21%
Não especificada – 5%
1 2 3
8

9. QP02 – Princípios do construtivismo
imersivo?
9
1 – MOTIVAÇÃO & ENGAJAMENTO DOS ALUNOS

10. QP02 – Princípios do construtivismo
imersivo?
10
2 – COLABORAÇÃO POR PARES

11. QP02 – Princípios do construtivismo
imersivo?
11
3 – EXPERIÊNCIA SOCIAL

12. QP03 – Fatores de Design do
Construtivismo Imersivo?
12
Motivação e
Engajamento
Prover ambientes
extremamente reais
Incentivar prática
reflexiva
Habilitar contexto
(autonomia nas
atividades)
Reificação de
conceitos abstratos
em conceitos
concretos
Fidelidade de
representação de
objetos
Ambientes e atividades
persistentes no
ambiente
Professor incentiva a
reflexão dos alunos
Autoavaliação da
experiência de
aprendizado
Estado de Fluxo
Treinamento prévio às
atividades
Adaptação da
usabilidade através do
método TAM

13. QP03 – Fatores de Design do
Construtivismo Imersivo?
13
Colaboração
por pares
Habilitar contexto e
conteúdo
Foco na construção de
conteúdo
Efetiva participação
do professor nas
atividades
Planejar o nível de
manipulação dos
objetos / interação com
ambiente
Métodos de
aprendizado baseado
em problemas
Métodos de
aprendizado baseado
em interpretaçãoMétodos de
aprendizado baseado
com gamificação

14. QP03 – Fatores de Design do
Construtivismo Imersivo?
14
Colaboração
por pares
Prover múltiplas
representações da
realidade
Suportar
conhecimento
colaborativo
Aprendizado misto
(imersivo e outros)
Avatares devem
representar emoções e
sentimentos
Coesão e interação de
grupo
Negociação de recursos
entre pares
Canais “ricos” de
comunicação
multimídia e não-verbal

15. QP04 – Principais conclusões dos
estudos?
15
Pontos positivos
Aumento de motivação, prazer, foco e engajamento dos alunos
Pontos a serem considerados
(perda da experiência real)
Falta de precisão tecnológica, causa falta de precisão no aprendizado
O aprendizado se mostra um pouco mais rápido (mas não tão significativamente)
Mas o treinamento prévio torna todo o processo mais longo
(barreiras de adoção)
Custos da tecnologia, letramento tecnológico (imigrantes digitais) e efeitos negativos no corpo

16. QP05 – Gaps da Literatura? 16
Gaps Experiência
Tecnologia
Ambientes de
aprendizagem
Equipamentos
Não possui frameworks, fatores de
design e especificações amplamente
utilizados
Não há métodos eficientemente robustos
para avaliar a contribuição da tecnologia
no processo de aprendizado
Faltam maiores estudos sobre o uso
custo-efetivo de equipamentos e
tecnologias em sala de aula
Faltam maiores estudos sobre o uso de
blended learning, combinar com outros
métodos complementares e realizar
atividades em ambientes abertos
O número de estudos ainda é
relativamente pequeno
Foco ainda é ensino superior
Aplicado em grupos pequenos
(20 pessoas na mediana)
Estudos concentrados em RV
Não há estudos com vídeos 360°
Área pouco madura

17. 19 Artigos do Escopo da Revisão Sistemática 17
1. Burkle, M.; Kinshuk. (2009) Learning in virtual worlds: The challenges and opportunities. 2009 International conference on CyberWorlds. IEEE. DOI
10.1109/CW.2009.56.
2. Collins, J.; Regenbrecht, H.; Langlotz, T. (2018) Back to the Future: Constructivism Learning in Virtual Reality. 2018 IEEE International Symposium on
Mixed and Augmented Reality Adjunct (ISMAR-Adjunct). DOI 10.1109/ISMAR-Adjunct.2018.00030.
3. Farley, H. (2010) Teaching first-year studies in religion students in Second Life: UQ Religion Bazaar. Proceedings ascilite Sydney 2010: Concise: Farley.
4. Fucshova, M.; Korenova, L. (2019) Visualization in Basic Science and Engineering Education of Future Primary School Teachers in Human Biology
Education Using Augmented Reality. European Journal of Contemporary Education E-ISSN 2305-6746. 2019, 8(1): 92-102. DOI:
10.13187/ejced.2019.1.92
5. Gautam, A.; Williams, D.; Terry, K.; Robinson, K.; Newbill, P. (2017) Mirror Worlds: Examining the Affordances of a Next Generation Immersive Learning
Environment. TechTrends 2018. AECT. doi.org/10.1007/s11528-017-0233-x
6. Girvan, C.; Savage, T. (2010) Identifying an appropriate pedagogy for virtual worlds: A Communal Constructivism case study. Computers & Education 55
(2010) 342–349. Elsevier.
7. Huang, H.; Liaw, S. (2018) An Analysis of Learners’ Intentions Toward Virtual Reality Learning Based on Constructivist and Technology Acceptance
Approaches. International Review of Research in Open and Distributed Learning. Volume 19, Number 1.
8. Karageorgakis, T.; Nisinforou, E. (2018) Virtual Reality in the EFL Classroom: Educational Affordances and Students’ Perceptions in Cyprus. The Cyprus
Review (Vol. 30:1 Spring 2018). Proceedings of the 15th International Conference on Cognition and Exploratory Learning in the Digital Age, CELDA 2018
pp. 53-60
9. Jackson, R.; Taylor, W.; Winn, W. (1999) Peer Collaboration and Virtual Environments: a preliminary investigation of multi-participant virtual reality
applied in science education. SAC’99, San Antonio, Texas. ACM.
10. Keller, T. Glauser, P.; Ebert, N.; Brucker-Kley, E. (2018). Virtual Reality at Secondary School – First Results. 15th International Conference on Cognition and
Exploratory Learning in Digital Age (CELDA 2018).

18. 19 Artigos do Escopo da Revisão Sistemática 18
11. Kyaw, M.; Nakul Saxena; Pawel Posadzki; Jitka Vseteckova; Charoula; Konstantia Nikolaou; Pradeep Paul George; Ushashree Divakar; Italo Masiello;
Andrzej A Kononowicz; Nabil Zary; Lorainne Tudor Car. (2019) Virtual Reality for Health Professions Education: Systematic Review and Meta-Analysis by
the Digital Health Education Collaboration. Journal of medical Internet Research. NLM. Volume 21, Issue 1, 22 January 2019, Page e12959.
12. Liaw, S.; Tan, K.; Wu, L.; Tan, S.; Choo, H.; Yap, J.; Lim, S.; Wong, L.; Ignacio, J. (2019) Finding the Right Blend of Technologically Enhanced Learning
Environments: Randomized Controlled Study of the Effect of Instructional Sequences on Interprofessional Learning. Journal of Medical Internet Research.
Vol. 21 | iss. 5 | e12537 | p. 1.
13. Lilla, K.; Jan, G. (2018) Augmented Reality in Mathematics Education for pre-service teachers in primary level. 17th Conference on Applied Mathematics
– APLIMAT 2018.
14. Nitu, M.; Dascalu, M.; Bagis, S.; Bodea, C. (2018) Zooming Innovation in Consumer Technologies Conference, ZINC 2018; Novi Sad; Serbia; 30 May 2018
through 31 May 2018; Category numberCFP18ZIN-ART; Code 139113. IEEE.
15. Seo, J.; Smith, B.; Cook, M.; Leal, S.; Bai, Z.; Malone, E.; Pine, M.; Suh, J. (2017) Anatomy Builder VR: Embodied VR anatomy learning program to promote
constructionist Learning. CHI 2017, May 6–11, 2017, Denver, CO, USA. ACM.
16. Slone, D. (2009). A methodology for measuring usability evaluation skills using the constructivist theory and the Second Life virtual world. Journal of
Usability Studies. Vol. 4, Issue 4, pp. 178-188.
17. Spalter, A.; Stone, P.; Meier, B.; Miller, T.; Simpson, R. (2002) Interaction in an IVR Museum of Color: Constructivism Meets Virtual Reality. LEONARDO, Vol.
35, No. 1, pp. 87–90.
18. Stigall, J.; Sharma, S. (2018) Usability and Learning Effectiveness of Game-Themed Instrucional (GTI) Module for Teaching Stacks and Queues.
SoutheastCon 2018. IEEE.
19. Vrellis, I.; Papachristos, N.; Bellou, J.; Avouris, N.; Mikropoulos, T. (2010) Designing a Collaborative learning activity in Second Life – An exploratory study
in physics. 10th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies.