Virtual information environments – An exploration into novel ways to convey information with VR

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Arts, Design and Architecture | Master's thesis
Location:
Date
2022
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Master's Programme in New Media
Language
fi
Pages
88+24
Series
Abstract
The field of virtual reality, VR, has taken significant leaps forward in recent years and VR devices are quickly becoming more widely available. The use of VR for different practical applications is being researched in many fields – and many of these applications are related to learning. When it comes to learning applications, VR is often approached as a tool for creating practical simulations. However, VR can also be used in other ways and has potential in creating multifaceted and engaging learning experiences with the power to increase learning motivation. Apart from simulations, VR can, for example, be used for dynamic visualisations and for contextualising knowledge to make the information easier to grasp and remember. This thesis explores different research theories linked to interactive learning environments and VR. Based on the researched literature, four main areas where the use of VR has the most potential were identified: creating learning content supporting constructive and active learning as well as autonomy, increasing the learning motivation, contextualising information by using situated learning methods and supporting deep learning with multifaceted representation of information. Using the discovered theories as a foundation, an interactive VR learning application prototype was designed. The prototype operated as a sandbox to experiment with a variety of learning experiences developed based on different theories and frameworks. The format of the prototype was a freely explorable VR environment in which the user was able to interact with 3D objects and the virtual environments in different thematically linked scenes. The prototype was used to discover new ways to effectively share information and enhance learning. This thesis also aimed to collect a reality-based understanding of the implementation of the experimental approaches. As a part of the development process, the prototype was tested with eight users and simultaneously improved and further developed iteratively. Complementary information on motivation and how well the users were able to grasp information shared in the prototype was also gathered. Along with the development process and usability testing, several valuable observations were made about the good practices and risks involved in the design process of similar VR learning environments. Based on the observation, a variety of hypotheses were generated about the interaction of the learner and VR user interface in the context of learning, thus helping to find potential topics for future research.

Virtuaalitodellisuustekniikka (VR) on ottanut isoja harppauksia eteenpäin viime vuosina ja laitteistojen käyttö arkipäiväistyy. VR:än käyttöä eri käytännön sovelluksiin tutkitaan monella eri alalla – monet näistä sovelluksista liittyvät oppimiseen. Oppimissovelluksissa VR:ää on usein lähestytty käytännön simulaatioiden kautta. VR:ää voidaan käyttää kuitenkin myös tukemaan oppimista muilla tavoilla ja se tarjoaa mahdollisuuksia moniuloitteisiin, mukaansatempaaviin ja oppimismotivaatiota lisäävien oppimiskokemuksien suunnitteluun. VR:ää soveltuu simulaatioiden lisäksi esimerkiksi myös dynaamiseen visualisointiin ja informaation kontekstualisointiin muistettavuuden ja ymmärrettävyyden parantamiseksi. Tässä opinnäytetyössä tutkittiin erilaisia oppimisen teorioita, jotka linkittyvät interaktiivisiin oppimisympäristöihin ja VR:ään. Teorioiden pohjalta hahmotettiin neljä päälinjaa, joissa VR:llä katsottiin olevan erityistä potentiaalia: konstruktiivisen, oppijaa aktivoivan ja oppijan autonomiaa tukevan oppimissisällön luominen, oppimismotivaation lisääminen, informaation kontekstualisointi tilanteisen oppimisen teorioiden keinoin ja informaation moninainen representaatio eri formaateissa syväoppimisen tukemiseksi. Teorioiden pohjalta suunniteltiin interaktiivisen, VR-oppimiskokemuksen prototyyppi, joka toimi kokeiluympäristönä erilaisille oppimisteoriaan nojaaville lähestymistavoille. Formaatiltaan prototyyppi oli VR-ympäristö, jossa kokija sai vapaasti kulkea ja vuorovaikuttaa teemallisesti yhteenliittyvissä interaktioissa ympäristön ja 3D-objektien kanssa. Prototyypin avulla pyrittiin löytämään uusia keinoja luoda kiinnostavia, oppijaa aktivoivia ja tietoa kontekstualisoivia tapoja jakaa informaatiota ja tehostaa oppimista. Kokeellisten lähestymistapojen toiminnasta haluttiin myös kerätä todellisuuteen nojaavaa ymmärrystä. Osana kehitysprosessia prototyyppiä käyttäjätestattiin kahdeksalla käyttäjällä iteratiivisesti prototyyppiä kehittäen. Käyttäjiltä kerättiin myös täydentävää tietoa motivaatiosta ja informaation omaksumisesta. Kehitysprosessin ja käyttäjätestauksien myötä saatiin kerättyä useita suunnitteluprosessille arvokkaita havaintoja, jotka lisäävät ymmärrystä hyvistä käytännöistä ja riskeistä vastaavien VR-oppimisympäristöjen suunnittelussa. Lisäksi kokeellisessa ympäristössä tehtyjen havaintojen kautta hahmottui erilaisia hypoteeseja käyttäjän ja VR-käyttöliittymän vuorovaikutuksesta oppimisen kontekstissa.
Description
Supervisor
Reunanen, Markku
Thesis advisor
Kauppinen, Tomi
Leinonen, Teemu
Keywords
VR, information space, VLE, 3D environments, learning, information sharing, interactive learning, usability
Other note
Citation