برای ارزیابی اثربخشی سیستم آموزش تعمیر و نگهداری آسانسور مبتنی بر فناوری واقعیت مجازی، در این مطالعه دو مجموعه آزمایش انجام شد. شرکتکنندگان داوطلب بودند و محققان برگه رضایت آگاهانه کتبی را مطابق با اعلامیه هلسینکی به شرکتکنندگان ارائه دادند. تمام آزمونها مطابق با دستورالعملهای اخلاقی مندرج در آخرین ویرایش «مقررات چین در زمینه بررسی اخلاقی تحقیقات علوم زیستی و پزشکی روی انسان»، مورخ 18 فوریه 2023 انجام شد. طبق رویکرد فوق، محتوای این آزمایش فقط برای حفظ حق مالکیت اطلاعات شرکتکنندگان مورد نیاز بود و نیازی به تأیید اخلاقی وجود نداشت. در این مقاله نتایج ارزیابی سلیقهایِ شرکتکنندگان در مورد سیستم با استفاده از یک پرسشنامه جمعآوری و اثربخشی سیستم با تجزیهوتحلیل تغییرات نمرات عملکرد شرکتکنندگان به صورت عینی ارزیابی میشود. دو کلاس از یک کالج فنی و حرفهای (هر کدام با 40 دانشجو) با سطوح مهارت مشابه برای مطالعه انتخاب شدند. سوژههای تحقیق به گروه آزمایش و گروه شاهد تقسیم شدند و مدت آزمایشها یک هفته تعیین شد تا با برنامه آموزشی کالج فنی و حرفهای مطابقت داشته باشد. اعضای گروه آزمایش با استفاده از سیستم مبتنی بر واقعیت مجازی آموزش دیدند، در حالی که اعضای گروه شاهد به روشهای سنتی آموزش دیدند. دادههای مربوط به پرسشنامهها و تغییر نمرات ارزیابی در پایان آموزش جمعآوری و تحلیل شد.
جدول 1. پرسشنامه و نتایج نظرسنجی رضایت از سیستم
|
|
میانگین (M) | انحراف معیار (SD) |
| غوطهوری: محیط مجازی سیستم حس یک صحنه واقعی را القا میکند و میتواند توجه یادگیرنده را جلب کند. |
4.225 |
0.880 |
| راحتی: استفاده از سیستم به اندازه کافی راحت است. |
4.025 |
0.935 |
| تعاملی بودن: سیستم بسیار تعاملی است و بهراحتی قابلیادگیری است. |
3.725 |
0.948 |
| کارایی: کارکرد سیستم به اندازه کافی کامل است. |
3.950 |
0.740 |
|
انگیزه: سیستم به اندازه کافی جالب است، مایل به یادگیری مستقل و مایل به استفاده مداوم از سیستم برای بهبود توانایی فنی خودم هستم. |
4.15 |
0.823 |
نظرسنجی رضایت از سیستم
گروه آزمایش بلافاصله پس از استفاده از سیستم در نظرسنجی شرکت کرد و به پرسشنامهای که در جدول 1 ارائه شده است، پاسخ داد. پرسشنامه از سیستم نمرهدهی پنج سطحی استفاده میکند که عمدتاً پنج محتوای سیستم را ارزیابی میکند: غوطهوری، راحتی، تعاملی بودن، کارایی و انگیزه. نتایج نظرسنجی رضایت از سیستم در جدول 1 ارائه شده است.
براساس تحلیل نظرسنجی، میانگین نمره کلی پرسشنامه 4.015 بود. نمرات از بالاترین به پایین رتبهبندی شدند: غوطهوری (M=4.225، SD=0.880)، انگیزه (M=4.15، SD=0.823)، راحتی (M=4.025، SD=0.935)، کارایی (M=3.950، SD=0.740) و تعاملی بودن (M=3.725، SD=0.948). این نتایج نشاندهنده سطح بالای رضایت دانشجویان از سیستم است. از این میان، غوطهوری بالاترین نمره را دریافت کرد، که نشان میدهد دانشجویان آموزشِ غوطهور سیستم را برای یادگیری مفید و مؤثر میدانند. نمره تعاملی بودن نسبتاً پایینتر است که نشاندهنده نیاز به بهبود ویژگیهای تعاملی سیستم است. بر اساس این نتایج، ارائه آموزش با استفاده از تجهیزات واقعیت مجازی برای آشنا کردن دانشجویان با سیستم توصیه میشود. نمره راحتی سیستم متوسط است که نشان میدهد استفاده از تجهیزات واقعیت مجازی برای اکثر دانشجویان آسان است. با این حال، اقلیتی از دانشجویان ناراحتی در استفاده از تجهیزات، از جمله علائمی مانند خستگی چشم و سرگیجه هنگام استفاده طولانیمدت از هدستهای واقعیت مجازی را گزارش کردند. علاوه بر این نظرسنجی، نویسنده تحقیق با دانشجویانی که ناراحتی فیزیکی داشتند صحبت کرد و متوجه شد برخی از آنها برای اولینبار استفاده از محیط سهبعدی را تجربه کرده بودند. در نتیجه، 90 درصد دانشجویان اطمینان خود نسبت به توانایی سیستم در ارائه آموزش واقعگرایانه، جذاب و غوطهورکننده را ابراز کردند. اکثر دانشجویان تمایل داشتند از سیستم برای یادگیری دانش نظری پیچیده و شرکت در تمرینات عملی استفاده کنند.
مطالعه اثربخشی سیستم
برای سنجش اثربخشی آموزش مبتنی بر واقعیت مجازی در مقایسه با روش سنتی، در مراحل قبل و بعد از آزمایش، دادههای عملکرد هر دو گروه آزمایش و شاهد را جمعآوری کردیم. این نمرات شامل 20 درصد برای ارزیابی دانش نظری، 20 درصد برای ارزیابی دانش ایمنی و 60 درصد برای ارزیابی دانش عملی بود. شکل 12-الف نمرات ارزیابی را به پنج سطح تقسیم میکند که هر سطح نشاندهندۀ بازه نمره خاصی است. همچنین، شکل 1- پراکندگی نمرات دانشجویان را به صورت نمودار نشان میدهد. بر اساس نتایج این دو شکل، عملکرد گروه آزمایش پیشرفت قابلتوجهی را نشان میداد. تعداد بیشتری از دانشآموزان امتیازات بالا کسب کردند و تعداد کمتری از دانشآموزان امتیازات پایین داشتند که نشاندهنده عملکرد بهتر گروه آزمایش نسبت به گروه شاهد است.
برای ارزیابی دقیقتر اثربخشی سیستم، از آزمونهای t مستقل روی نمرات پیش از آزمایش و پس از آزمایش گروه آزمایش و گروه شاهد استفاده شد تا تأثیر روشهای مختلف آموزش بر یادگیری دانشجویان بررسی شود.
ابتدا، تحلیل آماری توصیفی با استفاده از نرمافزار SPSS روی نمرات اولیه هر دو گروه آزمایش و شاهد انجام شد. نتایج این تحلیل در جدول 2 ارائه شده است. در آزمونهای t با نمونههای مستقل فرض شده است که دادهها از توزیع نرمال پیروی میکنند. به همین دلیل، در این مطالعه از آزمونهای کولموگروف-اسمیرنف و شاپیرو-ویلک برای بررسی توزیع نرمال دادهها استفاده شد. نتایج این آزمونها در جدول 3 ارائه شده است. با توجه به اینکه حجم نمونه نمرات دانشآموزان کمتر از 50 بود، آزمون شاپیرو-ویلک مزیت بیشتری دارد. بر اساس نتایج آزمونهای کولموگروف-اسمیرنف (K-S) و شاپیرو-ویلک (S-W) که بسیار بزرگتر از 0.05 هستند، میتوان نتیجه گرفت نمرات دانشآموزان شرکتکننده در آزمایش از توزیع نرمال پیروی میکند.
شکل 1. نتایج ماکروسکوپی آزمونها: (الف) درصد دانشجویان در هر بازه امتیاز؛ (ب) نمودار پراکندگی پیشرفت دانشجویان.
جدول 2. آزمون چولگی و کشیدگی
|
آمار توصیفی |
گروه | آمار | خطای معیار | گروه | آمار |
خطای معیار |
|
|
مقدار میانگین |
گروه شاهد | 67.1500 | 1.39208 | گروه آزمایش | 67.5500 | 1.67751 | |
|
فاصله اطمینان 95 درصد |
کران پایین |
64.3343 |
64.1569 |
||||
| کران بالا | 69.9657 | 70.9431 |
|
||||
|
میانگین پیراسته 5 درصد |
|
67.2500 |
67.5278 |
||||
|
میانه |
67.0000 | 68.5000 | |||||
| واریانس | 77.515 |
112.562 |
|||||
|
انحراف معیار (SD) |
8.80428 | 10.60950 | |||||
|
حداقل |
47.00 | 45.00 | |||||
|
حداکثر |
83.00 |
90.00 |
|||||
|
برد |
36.00 |
45.00 |
|||||
|
برد میانچارکی |
13.75 |
13.50 |
|||||
| چولگی | 0.208 | 0.374 | 0.011 |
0.374 |
|||
|
کشیدگی |
0.685− | 0.733 | 0.266− |
0.733 |
جدول 3. آزمون نرمال بودن
|
|
کولموگروف-اسمیرنف | شاپیرو-ویلک | ||||||
|
|
آمار | df | Sig. | آمار | df |
Sig. |
||
|
گروه آزمایش – پیش از آزمایش |
|
0.073 | 40 | *0.200 | 0.989 | 40 |
0.961 |
|
| گروه شاهد – پیش از آزمایش |
0.082 |
40 | *0.200 | 0.977 | 40 |
0.586 |
||
نکته: * نشان میدهد SPSS نمیتواند مقدار دقیق p را محاسبه کند، اما حد پایین p واقعی 0.200 است که همچنان از 0.05 بیشتر است.
جدول 4. آزمون t نمونههای مستقل
|
آزمون لوین برای برابری واریانسها |
آزمون t برای برابری میانگینها |
||||||||||
|
فاصله اطمینان 95 درصدِ تفاضل |
|||||||||||
|
|
F | Sig. | t | df | Sig. (2-tailed) | تفاضل میانگین | تفاضل خطای معیار | بالا |
پایین |
||
|
گروه آزمایش |
واریانسها برابر فرض شده است |
0.214 | 0.645 | 3.209 | 78 | 0.002 | 7.375 | 2.298 | 2.799 |
11.951 |
|
|
واریانسها برابر فرض نشده است |
3.209 | 77.668 | 0.002 | 7.375 | 2.298 |
|
|||||
|
گروه شاهد |
واریانسها برابر فرض شده است |
0.063 | 0.815 | 0.896 | 78 | 0.373 | 1.800 | 2.008 | 2.197− |
5.797 |
|
|
واریانسها برابر فرض نشده است |
0.896 | 77.885 | 0.373 | 1.800 |
2.008 |
||||||
نکته: بر اساس اصل آزمون t نمونههای مستقل، در صورتی که واریانس دو نمونه مستقل همخوان باشد، اگر مقدار( Sig. 2-tailed) کمتر از 0.05 باشد، میتوان دو گروه داده را بهطور معنیداری متفاوت دانست.
جدول 5. نتایج تجزیهوتحلیل آزمون t نمونه مستقل.
|
نمونه |
مقدار میانگین | انحراف معیار |
خطای معیار میانگین |
||
|
گروه آزمایش |
پس از آزمایش | 40 | 74.93 | 9.937 | 1.571 |
| پیش از آزمایش | 40 | 67.55 | 10.610 |
1.678 |
|
|
گروه شاهد |
پس از آزمایش | 40 | 68.95 | 9.151 | 1.447 |
| پیش از آزمایش | 40 | 67.15 | 8.804 |
1.392 |
پس از آن، آزمونهای t نمونههای مستقل روی نمرات قبل از آزمایش و بعد از آزمایش برای هر دو گروه آزمایش و شاهد انجام شد تا تأثیر سیستم بر عملکرد دانشجویان ارزیابی شود. بر اساس نتایج آزمون لوین در جدول 4 واریانس نمرات دو گروه همخوانی داشت. تحت این شرایط، طبق اصل آزمون، گروه آزمایش تفاوت معنیداری در عملکرد نشان میدهد، در حالی که تفاوت معنیداری در عملکرد گروه شاهد مشاهده نمیشود. طبق جدول 5، نمرات آموزش گروه آزمایش بهطور چشمگیری بهبود یافت و میانگین نمرات از 67.55 به 74.93 رسید. در مقابل، نمرات آموزش گروه شاهد بهبودهایی را نشان داد، اما این بهبودها معنیدار نبود و میانگین نمرات از 67.15 به 68.95 رسید؛ بنابراین، در حالی که هر دو روش به افزایش نمرات دانشجویان کمک کردند، دانشجویان در محیط آموزش پشتیبانیشده توسط واقعیت مجازی عملکرد بهتری داشتند. سیستم آموزش تعمیر و نگهداری آسانسور مبتنی بر واقعیت مجازی بهطور مؤثری کارایی و کیفیت آموزش را افزایش میدهد.
نتیجهگیری
این مقاله رویکرد نوآورانهای برای آموزش تعمیر و نگهداری آسانسور با استفاده از سیستمهای واقعیت مجازی بهعنوان ابزار آموزشی ارائه میدهد. واقعیت مجازی آموزش تعاملی و عملی را ارائه میدهد و یادگیری را مؤثرتر و کارآمدتر میکند. این رویکرد میتواند به حوزههای دیگر مانند آموزش تعمیر و نگهداری مکانیکی، آموزش ایمنی ساختمان، آموزش پزشکی یا آموزش نظامی گسترش یابد. این مقاله توصیف مفصلی از فرایند توسعه سیستم واقعیت مجازی، از جمله طراحی معماری، ساخت مدل، تولید صحنه و طراحی تعامل ارائه میدهد. روش استفادهشده برای توسعه این سیستم میتواند برای سایر سیستمهای واقعیت مجازی، برای آموزش، تمرین و زمینههای دیگر به کار گرفته شود. ارزیابی سیستم از طریق ترکیبی از پرسشنامهها و تحلیلهای کمّی انجام شد. این روش ارزیابی میتواند برای ارزیابی سایر سیستمهای واقعیت مجازی نیز به کار گرفته شود. این روش ارزیابی به محققان کمک میکند اثربخشی سیستم و رضایت کاربران را با دریافت بازخورد، سنجش نتایج یادگیری و سایر شاخصها ارزیابی کنند.
این سیستم آموزش تعمیر و نگهداری آسانسور مبتنی بر فناوری واقعیت مجازی دارای ویژگیهای زیر است:
- این سیستم مدلهای مجازی بسیار واقعگرایانهای از آسانسورها و ابزارهای تعمیر و نگهداری آنها ایجاد کرده است. این مدلها از نظر رنگ، جنس و اندازه دقیقاً مانند مدلهای واقعی هستند. سیستم همچنین شرایط دشوار تعمیر و نگهداری آسانسور را شبیهسازی میکند و از تشخیص برخورد برای هشدار دادن به دانشجویان در مورد اقدامات خطرناک استفاده میکند.
- این سیستم به صورت پویا قطعات و نحوه عملکرد آسانسورها، گاورنرهای سرعت و تجهیزات تعمیر و نگهداری را نمایش میدهد. همچنین با استفاده از جلوههای ویژه، اصول الکتریکی کنترل همزمان آسانسورها را توضیح میدهد.
- این سیستم انواع مختلفی از پشتیبانی، از جمله پشتیبانی متنی، صوتی، ویدئویی و انیمیشنی را ارائه میدهد تا دانشجویان را در طول یادگیری همراهی کند.
- این سیستم از آموزش و ارزیابی عملی پشتیبانی میکند، اقدامات خطرناک را شناسایی و بهطور خودکار امتیازدهی و رتبهبندی عملکرد را انجام میدهد.
این سیستم آموزش فنی و حرفهای را با فناوری واقعیت مجازی ترکیب میکند و به کاهش هزینههای بالای تجهیزات آموزشی، تأسیسات و مربیان کمک میکند. با تضمین ایمنی، مؤسسات آموزشی میتوانند از روشهای سنتی آموزش دور شوند و به رویکرد آموزش یکپارچه روی آورند. این امر مشکلات ناشی از تجهیزات آموزشی نامناسب، تعداد نامتناسب دانشجویان و دورههای آموزشی طولانی را حل میکند. محتوای آموزشی از اصول آموزشی سازندهگرا پیروی میکند و به دانشآموزان اجازه میدهد با تمرین در موقعیتهای تعاملی به یادگیری مشغول شوند. این امر بهطور چشمگیری بازده آموزش را بهبود میبخشد. نظرسنجیها و تحلیل دادههای عملکرد نشان میدهد سیستم واقعیت مجازی بهطور کارآمدی آموزش را تسهیل میکند. به دلیل ماهیت بازیوار و جذاب سیستم، دانشجویان از سیستم در اوقات فراغت خود برای تمرین تعمیر و نگهداری آسانسور استفاده میکنند که بهطور چشمگیری کیفیت آموزش را ارتقا میدهد.
