3D-virtuaalimaailmat yliopisto-opetuksen tukena

1. 3D-virtuaalimaailmat yliopisto-opetuksen tukena Diplomityö (2009) TKK/Työpsykologia, Espoo (http://bitly.com/8zqw53) Eero Palomäki eero.palomaki@gmail.com

2. Konstruktivistisen oppimiskäsityksen ominaisuuksia (Von Wright, 1993b) • Oppimista pääasiassa tekemistä – kokeilua, ongelmanratkaisua ja ymmärtämistä • Sosiaalisella vuorovaikutuksella on keskeinen rooli jaetun vastuun ja sosiaalisen tuen muodossa • Nämä ominaisuudet vaikuttavat myös arvosteluun. • tulisi olla monimuotoista • oppijan meta-kognitiiviset taidot ja refleksiiviset kyvyt ovat keskeisiä • Tärkeitä ovat myös joustavat opettamistavat • vain tärkeimpien tavoitteiden ja ideoiden kirjaus opetussuunnitelmaan • Konstruktivistis-pohjaisen oppimisympäristön tulisi herättää kysymyksiä opiskelijassa ja auttaa häntä rakentamaan vastauksia.

3. Konstruktivistisen oppimiskäsityksen haasteita • Opettajan tulisi ottaa opiskelijoiden jokapäiväinen todellisuus ja olemassa oleva tieto huomioon kurssisuunnittelussa • Siirtovaikutuksen tarkastelu • Kuinka opiskelijat voivat käyttää opittuja tietoja ja taitoja muissa konteksteissa • Eri lähestymistavat samaan aiheeseen ovat mahdollisia • Esimerkiksi historiallinen ja taloustieteellinen lähestyminen historialliseen tapahtumaan (von Wright, 1993a)

4. Virtuaalimaailmojen edut opetuksessa • Avatarien (roolihahmojen) fyysinen läsnäolo • Reaaliaikainen keskustelu (ääni- ja tekstichat) • Riskitön ympäristö (vaaratilanteiden simulaatiot, avatarin suoja ujoille) • Yhteistyön ja viestinnän kehitys (voimakas läsnäolon tunne) • Osallistuttaminen (esim. immersiolla ja vuorovaikutuksella, parempi käsitteellinen ymmärtäminen) • Vaihtoehtoinen (jaettu) tila tehtäville ja toiminnalle • Vaikean sisällön visualisointi

5. Virtuaalimaailmojen haasteet opetuksessa • Sopivien lisäarvoa tuottavien sovellustapojen löytäminen • Kehonkielen puute • Teknologiset ongelmat • Kulut (aika ja raha) • Käyttäytymis-, terveys- ja turvallisuusasiat (simulaatiopahoinvointi, häirintä) • Standardien puute (lukittuminen yhteen maailmaan, sisällön tuominen ulkopuolelta) • Käyttäjien sopeutuminen (perustaitojen puute, luottamuksen rakennus, hämäännys) • Identiteetti (voi olla haastavaa rakentaa) • Kulttuuri (ongelmat yhteisöjen löytämisessä, eristävä kokemus, uudet käyttäytymisnormit) • Yhteistyö (esim. luottamuksen rakentaminen, tukea muilla järjestelmillä) • Sosiaalinen verkostoituminen (ei verkosto-ominaisuuksia, offline)

6. Eräitä raportoituja käyttötarkoituksia • Omaan tahtiin läpikäytävät tutoriaalit • Näyttelyt, esittelyt ja esitykset • Immersiiviset näyttelyt • Roolipelit ja simulaatiot • Datan visualisointi ja simulointi • Historialliset uudelleenluonnit ja voimaantuonnit • Elävä ja immersiivinen arkeologia • Lyhytfilmien teko nauhoittamalla 3D virtuaalimaaimlaa (machinimat) • Aarejahdit ja tehtävät • Kielellinen ja kulttuurillinen immersio • Luova kirjoittaminen

7. Luovuustyökalu: Kuusi linssiä (Lim, 2009) • Oppiminen tutkimalla • Oppiminen yhteistyön kautta • Oppiminen olemalla • Oppiminen rakentamalla • Oppiminen puolustamalla • Oppiminen ilmaisemalla (RL yleisölle)

8. Linssi 1: Oppiminen tutkimalla • Virtuaalimaailman tutkiminen tarjoaa monia oppimismahdollisuuksia. Tarkasteltava kohde voi olla esimerkiksi installaatio, maisema tai yhteisö. Toteutettavat tehtävät voivat olla esimerkiksi tutkimusta tai kenttätyötä, ja ne voivat olla etukäteen valmiiksi ohjelmoituja ympäristöön. Esimerkki tutkimuksesta voisi olla asiakkaan käyttäytymisen ja liikkeiden seuranta ja analysointi virtuaalimaailman kaupan sisällä.

9. Linssi 2: Oppiminen yhteistyön kautta • Tiimeissä työskentely on yhteistyötä. Usein se sisältää ongelmanratkaisua tai muunlaista rakenteeltaan määriteltyä tutkimista. Tavoitteina voi olla kasvattaa tiimin jäsenten metakognitiivisia tapoja, heidän yhteistä käsitystä jaetusta tiedosta, sekä ryhmätyön sosiaalista dynamiikkaa. Tämä lähestyminen pohjautuu väitökseen, että on hyödyllisempää oppia yhteistyön kautta kuin kilpailevasti. Esimerkiksi Johnson D. and Johnson R. (1994) selittää tätä kantaa.

10. Linssi 3: Oppiminen olemalla • Esimerkiksi Brown ja Duguid (2000) selittävät mitä tarkoittaa ”oppiminen olemalla”. Sen keinoja ovat oppiminen tutkimalla itseään ja identiteettiään. Se voi sisältää erilaisten identiteettien omaksumista. Esimerkkejä toiminnoista voivat olla roolipeliskenaariot tai Shakespeare-teatteriesitys alkuperäisessä ympäristössä tai asuissa virtuaalimaailmassa.

11. Linssi 4: Oppiminen rakentamalla • Eräs tapa saada oppilas ymmärtämään käsitteitä on laittaa hänet rakentamaan esineitä virtuaalimaailmassa. Tätä voidaan toteuttaa yksilö- tai ryhmätyönä. Rakentamisen vaiheena oppilasta voidaan pyytää toteuttamaan toimintoja ohjelmoimalla esineisiin toiminnallisuutta. Rakentamisen kautta oppilas voi esittää ymmärrystään matemaattisista tai fysiikan malleista, estetiikan käsityksestään tai algoritmien loogisesta etenemisestä. Oppilaita voidaan pyytää esimerkiksi rakentamaan tietokoneen emolevy ja kiinnittämään sen osiin kuusi selittävää lappua. Näin oppilas voisi esittää ymmärrystään emolevyn eri osista ja emolevyn rakenteesta.

12. Linssi 5: Oppiminen puolustamalla • Puolustamalla oppiminen tarkoittaa esimerkiksi tarkoituksen poimimista oikeasta elämästä, ja edistämällä ja puolustamalla sitä virtuaalimaailmassa. Oppilaat voivat esimerkiksi suunnitella ja toteuttaa näyttelyn kasvattaakseen muiden tietoisuuttaan koskien jotain heille tärkeän aihetta.

13. Linssi 6: Oppiminen ilmaisemalla • Oppiminen ilmaisemalla voidaan tarkoittaa esimerkiksi sitä, että oppilaat ottavat jotain virtuaalimaailman sisältöä, ja esittävät sitä oikean maailman yleisölle. Tämä voi tarkoittaa esimerkiksi blogien, podcastien tai tallennettujen ruudunkaappausvideoiden esittämistä. Tarvittavia taitoja ovat äänen ja videon editointi, käsikirjoitus, lähdekriittisyys ja luova kirjoitus. Tämä linssi sopii esimerkiksi media- tai kielikursseille.

14. Oppilaan näkökulma • Oppilailla voi olla ennakkoasenteita uusien työkalujen käyttöä kohtaan • Tärkeää motivoida opiskelijat perustelemalla huolellisesti miksi käytämme tätä uutta ratkaisua • Yleensä mielipiteet ennen kurssia ovat negatiivisempia kuin kurssin aikana/jälkeen • Oppilaiden kokemukset leviävät helposti, joten onnistunut kurssitoteutus voi tuoda seuraavalle kurssille paljon lisää osallistujia • Saavutetut oppimistulokset riippuvat yksilöstä • Oppilailla vaihtelevat oppimisprofiilit ja taustat • Erityisoppijat • Hallitseva oppimistyyli vaihtelee

15. Strateginen taso • Verkkokurssit sanelevat vaatimuksia organisaatiolle: IT-infrastruktuuri, opetuksen suunnittelu, opetustilanne, uudenlainen asiakaspalvelun tarve, organisaation oppiminen • Käyttöönotto eräänlainen muutosprosessi, joka voi olla kivulias, jos organisaatiosta tai sen prosesseista paljastuu heikkouksia tai epäloogisuuksia • Organisaatioiden täytyy tehdä strategisia valintoja ja perusteluja liittyen opetukseen virtuaalimaailmoissa • Opetuksen suunnittelu verkkoon ja virtuaalimaailmoihin voi kuluttaa paljon resursseja • Valmispaketit voivat olla houkuttelevia, mutta usein niiden hintaan tulee lisätä muutostyöt, jotta ne voidaan sovittaa tarpeeseen • Verkkokurssin suunnittelu vie enemmän aikaa kuin lähiopetuksen suunnittelu • Kuka kehittää kurssit ja millä tavalla palkitaan kehityksestä? • Fort HaysStaten yliopisto tarjoaa kolmea erilaista rahallista palkkiota verkkokurssin kehittämisestä. Lisäksi se palkitsee urapolulla kehitykseen osallistujat. Tällaisia seikkoja voidaan käyttää kannustamaan opettajia virtuaalikurssien kehittämiseen. • Strateginen taso voi ylettyä yliopiston yläpuolelle. Esimerkiksi Teksasin yliopisto on käynnistänyt osavaltion laajuisen hankkeen tutkiakseen virtuaalimaailmojen käyttöä opetuksessa.

16. LabLife3D A New Concept Biotechnology and Chemistry Education at Aalto University Palomäki, E., Qvist, P., Natri, O.,Joensuu P., Närhi, M., Kähkönen E., Jokela R., Hemminki, M., Vepsäläinen, J., Korpelainen, P.and Nordstrom, K. Aalto University School of Science and Technology: Departments of Biotechnology and Chemical technology, Chemistry, Industrial Engineering and Management, Material sciences, and Unit for Education Development REFLEKTORI 9.12.2010

17. TIIMI - avain onnistumiseen 11 eri alojen asiantuntijaa • Biotekniikka ja kemia • Pedagogiikka • Opettaminen • Second Life • Opiskelijat

18. WHY ? Do we need alternatives to traditional laboratory classes ? • large class sizes • heavy expenses for modern and safe equipment, facilities and reagents • overlap with other courses, which sets constraints on student schedules. • many engineering curricula do not allow for enough space and time for the learning experience to mature • many students pass laboratory classes without developing a critical thought process of connecting theory (lectures/teaching) with practice (laboratory).

19. AIMS of LabLife3D • Engagestudents to experiment and critically evaluate the inherent behavior of biological or chemical material in a shared local space • Facilitate such engagement by experimentation in a learning space in Second Life • Risk-free enviroment • Experiments can be repeated • No cost for ”failed” experiments • No need for continuous supervision by teaching assistants • Visualizing difficult content is more flexible • Blended learning – reflect, design, analyze • Offer the possibility for other, non-biosciences or chemistry majors, or non-science majors (art, economics, etc.) to take part in experimentation

20. Example: Virus cleanroom project Homework: Essay on safe handling of viruses in the laboratory Practising to use LabLife3D 2 x 45 min 1st visit to LabLife 1) Teacher and student discuss questionaire data 2) Students walk through virus lab and take notes 3) Students reflect on the LabLife3D- experience (complete their notes) 2nd visit to LabLife 1) Teacher and Student discuss notes 2) Students perform virus work in the laboratory according to written protocol Students Write Report Reading material: WHO laboratory Safety manual and keywords for literature searches Familiarize with Topic Familiarize with LabLife3D idea Create accounts and Avatars Questionnaire on student previous knowledge of second life

21. Lukemista tutkimuksen alalta • Gillath, O., McCall, C., Shaver, P. & Blascovich, J. (2008). What can virtual reality teach us about prosocial tendencies in real and virtual environments? Media Psychology, 11(2), 259– 282. • Lantz, A. (2001). Meetings in a distributed group of experts: comparing face-to-face, chat and collaborative virtual environments. Behaviour & Information Technology, 20(2), 111–117. • Reeves, B. & Read, J. L. (2009). Total Engagement: Using Games and Virtual Worlds to Change the Way People Work and Businesses Compete. Boston: Harvard Business School Press. • Vasalou, A., Joinson, A. N. (2009). Me, myself and I: The role of interactional context on self- presentation through avatars. Computers in Human Behavior, 25, 510–520. • Yee, N. & Bailenson, J. (2007). The proteus effect: The effect of transformed self- representation on behavior. Human Communication Research, 33 (3), 271–290. • Federley, M., Grenman, K., Kuula, T., Siltanen, S., Palomäki, E., Stigzelius, E., Vartiainen, M. (2010). State of the art – Overview of new applications, practices and concepts in utilizing technology in education, their use in work context, global/local aspects for multichannel online services. Retrieved from http://virtual.vtt.fi/virtual/nextmedia/Deliverables-2010/D1.2.1.2%20MuMuMeSe_state-of-the-art_Learning_models.pdf • Ahma-aho, S., Surakka, T., Haapamäki, J. (2011) Benchmark of 3D virtual environments Retrieved from https://blogs.aalto.fi/allthingsvirtual/2011/06/09/benchmark-report/ • Stigzelius, E., (2011). User adoption of an online learning environment. Master’s thesis. 2011. Retrieved from http://lib.tkk.fi/Dipl/2011/urn100437.pdf • Fox, J., Arena, D. & Bailenson, J. N. (2009). Virtual reality: A survival guide for the social scientist. Journal of Media Psychology, 21(3), 95–113. • Sivunen, A. & Hakonen, M. Review of Virtual Environment Studies on Social and Group Phenomena. Manuscript under revision in Small Group Research

22. Lähdeviitteet 1 • Brown, J. S., & Duguid, P. (2000). The social life of information. Boston, MA: Harvard Business school press. • Dede, C., Brown-L'Bahy, T., & Whitehouse, P. (2002). Designing and studying learning experiences that use multiple interactive media to bridge distance and time. In C. Vrasidas & G. Glass (Eds.), Distance education and distributed learning (Vol. 1, pp. 1-29). London: Eurospan. Retrieved from http://www.lesley.edu/faculty/tbrownlb/T502/index.htm • Dickey, M. D. (2005a). Brave New (Interactive) Worlds: A Review of the Design Affordances and Constraints of Two 3D Virtual Worlds as Interactive Learning Environments. Interactive Learning Environments, 13(1-2), 121-137. • Dickey, M. D. (2005b). Three-Dimensional Virtual Worlds and Distance Learning: Two Case Studies of Active Worlds as a Medium for Distance Education. British Journal of Educational Technology, 36(3), 439-451. • Lim, K. Y. T. (2009). Editor's Corner: The six learnings of Second Life: A Framework for designing curricular interventions in-world. Journal of Virtual Worlds Research, 2(1), 3-11.

23. Lähdeviitteet 2 • Riedl, R., Bronack, S., & Tashner, J. (2005). Innovation in learning: Assumptions about Teaching in a 3-D Virtual World. Presented at the International College Teaching Methods and Styles Conference, Reno. Retrieved from http://bronack.net/pubs/bronackRiedlTashner-CTMS05.pdf • Manninen, J., Burman, A., Koivunen, A., Kuittinen, E., Luukannel, S., Passi, S., Särkkä, H. (2007). Environments that support learning - an introduction to the learning environments approach. Vammala: VammalanKirjapainoOy. • Pesonen, S., Pilli-Sihvola, M., & Tiihonen, J. (2000). Verkkokurssintuotantoprosessi [The production process of a web course]. In J. Matikainen & J. Manninen (Eds.), Aikuiskoulutusverkossa [Adult education in Web]. Tampere: Tammer-Paino. • von Wright, J. (1993a). Oppimisentutkimuksenopetukselleasettamiahaasteita [The challanges that the research of learning creates for teaching]. Kasvatus, 27(1), 9-21. • von Wright, J. (1993b). Oppimiskäsitystenhistoriaajapedagogisiaseurauksia [History of learning concepts and pedagogical consequences]. Opetushallitus [Finnish National Board of Education]. Helsinki: PainatuskeskusOy.

24. 3D-virtuaalimaailmat yliopisto-opetuksen tukena Diplomityö (2009) TKK/Työpsykologia, Espoo (http://bitly.com/8zqw53) Eero Palomäki eero.palomaki@gmail.com