SMALLab: virtual geology studies using embodied learning with motion, sound, and graphics

We present a new and innovative interface that allows the learner’s body to move freely in a multimodal learning environment. The Situated Multimedia Arts Learning Laboratory (SMALLab) uses 3D object tracking, real time graphics, and surround‐sound to enhance embodied learning. Our hypothesis is that optimal learning and retention occur when learning is embodied, multiple modalities are recruited, and learners are allowed to be highly collaborative. We present two geology studies in a high school setting. In the layer cake scenario, students learned more after three days of building and discussing depositional layers in SMALLab than would be expected from a simple retest effect. In the contour mapping scenario, students learned significantly more after creating and discussing maps in the SMALLab environment for three days, compared with a group that received three days of regular instruction with hands‐on projects. We contend that embodied, collaborative, virtual environments have much to offer STEM learners, and the learning gains transcend those that can be expected from more traditional classroom procedures. SMALLab: Virtuelle Geologiestudien mit Hilfe der Ausdrack verliehenen Gelehrsamkeit mit Bewegong, Geräusch und graphischer Darstellung Wir zeigen eine neue und innovative Schnittstelle, die dem Körper des Anfängers erlaubt, sich frei in einer multimodalen Lernumgebung zu bewegen. Das situierte Multimedia Kunst‐Lern‐Labor (SMALLab) benutzt 3D‐Objektverfolgungen, reale zeitgraphische Darstellungen und Rundum‐Klangkulissen, um das erzielte Lernergebnis zu verbessern. Unsere Hypothese ist, dass optimale Lern‐ und Merkergebnisse erzielt werden, wenn “zu lernen” Ausdruck verliehen wird, mehrfache Verfahrensweisen ausgewählt sind, und Lernenden erlaubt wird, hoch kooperativ zu sein. Wir legen zwei Geologiestudien in einer High‐School Einstellung vor. Im “Schichtkuchen”‐Szenario lernten Studenten in drei Tagen mehr depositionale Schichten in SMALLab zu bauen und zu erörtern, als von einer einfachen Nachtestwirkung erwartet werden würde. Im Konturangleichungsszenario, lernten Studenten bedeutend mehr nach dem Entwerfen und Erörtern an drei Tagen von Landkarten in der SMALLab Umgebung, verglich mit einer Gruppe, die drei Tage regelmäßig Anweisungen bei der praktischen Projektarbeit erhielt. Wir behaupten, dass kooperative, virtuelle Umgebungen viel dazu beitragen, STEM‐Lernern Lerngewinne anzubieten, und dass sie jene übersteigen, die von mehr traditionellen Klassenzimmerverfahren erwartet werden können. SMALLab: étudier virtuellement la qéologie en passant par un apprentissage incorpe comportant le mouvement, le son et le graphisme Nous présentons un nouvel interface innovant qui permet au corps de l’apprenant de se déplacer librement dans un environnement d’apprentissage multimodal. Le Laboratoire d’Apprentissage des Arts Multimedia en Situation (SMALL) utilise le repérage des objets en 3D, du graphisme en temps réel, et une sonorisation enveloppante, ceci pour renforcer l’apprentissage « incorporé ». Notre hypothèse, c’est que l’apprentissage et la rétention sont les meilleurs lorsque l’apprentissage est « incorporé », lorsqu’on fait appel à des modalités multiples et lorsqu’on permet aux apprenants d’être des collaborateurs actifs. Nous présentons deux études de géologie dans un contexte de lycée.Dans le scénario du gâteau fourré, les élèves ont appris davantage après trois jours de construction et de débats sur les couches de sédimentation au SMALLab que ce qu’on pourrait attendre d’un simple effet de contre essai. Dans le scénario de cartographie des courbes de niveau les élèves ont appris nettement plus après avoir crée et débattu pendant trois jours sur les cartes dans l’environnement du SMALLab si on les compare à un groupe qui a reçu trois jours de formation traditionnelle avec des réalisations concrètes. Nous soutenons que les environnements virtuels, collaboratifs, « incorporés » offrent beaucoup de possibilités aux apprenants de Science et de Technologie et que les gains cognitifs dépassent ceux que l’on peut attendre des protocoles de classe plus traditionnels. SMALLab: como estudiar geología virtualmente a través de un apprendizaje “encarnado” incluyendo movimientos, sonido y grafismo Aquí presentamos un nuevo interface innovador que permite al cuerpo del alumno moverse libremente dentro de un entorno de aprendizaje multi‐modal. El Laboratorio de Aprendizaje de Artes Multimedia en Situación (SMALLab) utiliza la localización de objetos 3D, el grafismo en tiempo real y un sonido envolvente para realzar el aprendizaje «encarnado». Nuestra hipótesis es que los mejores niveles de aprendizaje y retención aparecen cuando el aprendizaje está «encarnado», cuando muchas modalidades están involucradas y cuando los discentes tienen une fuerte capacidad de colaboración. Aquí presentamos dos estudios de geología dentro de un contexto de enseñanza media. En el escenario del «pastel relleno» los alumnos han aprendido más al final de tres días de construcción y debate sobre las capas sedimentarias que lo que se puede esperar de un efecto de segunda prueba. En el escenario de cartografía de curvas de nivel, los alumnos aprendieron mucho más después de tres días de creación y de debate sobre mapas en el entorno del SMALLab en comparación con un grupo que había recibido tres días de aulas regulares con proyectos prácticos. Sostenemos que los entornos virtuales «encarnados» y colaborativos pueden ofrecer mucho a los alumnos de Ciencias y Tecnologías y que los beneficios cognitivos superan lo que se puede esperar de prácticas más tradiconales en el aula.