La réalité virtuelle a l’air cool, mais peut-elle vraiment aider les écoles à enseigner les mathématiques ? (Opinion)

La réalité virtuelle a l’air cool, mais est-elle pratiquement utilisable dans les écoles ? Prismes de réalité pense que la réponse est définitivement “oui”. Lancé en 2019, Prisms s’efforce d’intégrer la réalité virtuelle dans l’algèbre pour des partenaires tels que le ministère de l’Éducation de la ville de New York et les écoles à charte KIPP. J’ai récemment parlé avec Anurupa Ganguly, la fondatrice et PDG de Prisms, pour en savoir plus sur sa vision de la réalité virtuelle et son impact potentiel sur l’enseignement des mathématiques.

-Meule

Meule: D’accord, alors parlez-moi de Prisms.

Anoupa : Prisms est la première plateforme d’apprentissage spatial pour l’enseignement des mathématiques. Soutenus par la National Science Foundation et les National Institutes of Health, nous utilisons la réalité virtuelle pour mettre à l’échelle une nouvelle façon d’apprendre les concepts mathématiques et scientifiques de base qui renforcent la confiance en classe de mathématiques. Pour ce faire, nous immergeons complètement les étudiants dans des problèmes pertinents. Par exemple, les étudiants jouent le rôle de contrôleurs aériens, construisant des équations linéaires pour modéliser deux trajectoires de vol destinées à des collisions, ou se mettent à la place d’un urbaniste pour ressentir les effets de l’urbanisation et créer une équation quadratique pour créer un espace vert. .de taille maximale pour une ville. En les résolvant, ils acquièrent des compétences fondamentales en STEM de la 7e à la 11e année et sont exposés aux nombreuses applications de la modélisation mathématique aujourd’hui. Notre solution d’apprentissage comporte quatre composants principaux ; des modules d’apprentissage, un tableau de bord de données permettant aux enseignants de suivre les progrès des élèves, un programme avec des activités hors ligne et un développement professionnel continu. Cette année scolaire, nous avons lancé deux cours sur les prismes : Algèbre 1 et Géométrie.

Meule: La technologie peut devenir assez intimidante. Pouvez-vous m’expliquer ce que les élèves et les enseignants font réellement lorsqu’ils utilisent Prisms ?

Anoupa : Quand les étudiants écouteurs, ils se mettent à la place d’un praticien – cela peut être un glaciologue, un promoteur immobilier, un propriétaire de petite entreprise – et ont une mission. Par exemple, dans notre module sur les fonctions exponentielles, les étudiants travaillent à créer un modèle mathématique pour déterminer quand les chambres disponibles d’une ville s’épuisent après avoir répondu aux patients entrants exposés à un virus. Ils font l’expérience d’un virus se propageant d’une personne à l’autre dans une salle à manger, puis se rendent au laboratoire Prisms pour créer des tableaux, des graphiques et enfin des équations pour résoudre le problème et contenir le virus. Pendant ce temps, les éducateurs peuvent suivre les progrès des élèves sur un tableau de bord d’analyse basé sur le Web et fournir des commentaires en temps réel pour aider les élèves à des moments critiques tout en utilisant le casque de réalité virtuelle. Cela permet à l’enseignant de continuer à encadrer et à guider chaque élève pendant qu’il travaille à son propre rythme d’apprentissage.

Meule: Comment la réalité virtuelle aide-t-elle l’enseignement des mathématiques ?

Anoupa : Repensez à la façon dont vous avez appris la croissance exponentielle dans votre classe d’algèbre au lycée. Cela évoque probablement des souvenirs d’écriture d’équations encore et encore sans une compréhension significative de la structure d’une fonction. La réalité virtuelle aide à briser ce processus en centrant l’enseignement des mathématiques autour d’un problème du monde réel. Les élèves peuvent ensuite apprendre à créer des modèles mathématiques dans un espace 3D qui inclut le toucher, le son, le mouvement et des visualisations riches. Les principaux indicateurs de succès en STEM sont votre capacité à raisonner spatialement et votre capacité à créer des modèles abstraits de situations réelles. La réalité virtuelle occupe une position unique pour développer ces compétences. Comme l’a dit l’une de nos élèves, “savoir” de cette nouvelle manière lui a donné envie de faire encore plus de maths et l’a aidée à acquérir la confiance nécessaire pour participer plus activement en classe, s’impliquer dans le club technique et chez Girls Who Code et ses cheminement de carrière pour poursuivre un avenir dans les STEM.

Meule: Comment êtes-vous arrivé à ce poste ?

Anoupa : J’ai étudié l’ingénierie électrique et l’informatique au MIT et j’ai observé de première main les mentalités et les compétences nécessaires pour réussir dans les sciences mathématiques, en particulier dans les communautés historiquement défavorisées. Après l’obtention de mon diplôme, je suis devenu professeur de physique et de mathématiques au secondaire pour mieux comprendre ce qui se passait au niveau des mathématiques et des sciences de la maternelle à la 12e année, ce qui contribuait à uniformiser les règles du jeu en ingénierie et en mathématiques pour les élèves vivant dans la pauvreté. Depuis lors, j’ai occupé un certain nombre de postes de direction dans les districts STEM dans les plus grands systèmes éducatifs des États-Unis, notamment le ministère de l’Éducation de New York, les écoles publiques de Boston et les écoles à charte de la Success Academy. Grâce à mon expérience en tant qu’administrateur de district et de charte, j’ai découvert qu’il y avait une énorme différence entre ce que l’apprentissage des sciences nous dit sur la façon dont nous apprenons le mieux et les outils que les enseignants et les enfants ont entre les mains. J’ai donc fondé Prisms pour créer une solution d’apprentissage des mathématiques qui représente tout ce que nous savons sur la meilleure façon d’apprendre cette discipline.

Meule: Quel est le coût des prismes pour les écoles ?

Anoupa : La licence logicielle coûte 12 $ par étudiant et par an, ce qui comprend l’accès à tous nos modules d’apprentissage en réalité virtuelle, au tableau de bord synchrone des enseignants, au programme et aux activités, et à l’assistance à la mise en œuvre de notre équipe de réussite client. Chaque ensemble de casques VR et de stations de charge coûte entre 13 500 $ et 21 000 $ et peut être partagé par plusieurs salles de classe et enseignants, car la VR n’est pas un outil d’apprentissage pour tous les jours de l’année scolaire. Les chefs de district scolaire ou les enseignants peuvent Formulaire de contact sur notre site Web pour accéder à notre plateforme d’apprentissage. Pour tous les étudiants à domicile et les parents, nous lançons nos bibliothèques de contenu et notre bac à sable dans la boutique Oculus ce mois-ci.

Meule: Alors, combien d’étudiants servez-vous actuellement ?

Anoupa : Nous servons actuellement plus de 20 000 élèves dans plus de 55 districts scolaires à l’échelle nationale et passerons à 100 000 élèves cet automne. Nos cours de Maths et d’Algèbre 2 au lycée sortiront à la fin de l’année civile 2022 et les cours de sciences sortiront en juillet 2023.

Meule: Existe-t-il des preuves que cette approche fonctionne ?

Anoupa : Nous avons mené une première étude d’efficacité au cours de notre essai de phase I de la National Science Foundation. L’étude a révélé qu’en moyenne, il y avait un gain d’apprentissage à deux chiffres chez les étudiants après avoir terminé le module de fonction exponentielle de Prisms en algèbre 1, par rapport aux repères alignés standard. Ces résultats ont servi de tremplin à d’autres études menées par WestEd, une société de recherche impartiale à but non lucratif. L’étude de faisabilité en classe menée au printemps 2022 a montré que Prisms VR n’est pas seulement réalisable dans la classe de mathématiques formelle – plus de 80% des élèves déclarent que les leçons de VR les ont aidés à mieux comprendre les concepts mathématiques – mais que l’impact sur l’engagement et la confiance, l’efficacité dans l’apprentissage des idées abstraites et l’amélioration des compétences basées sur les normes sont importantes. Notre essai contrôlé randomisé dans 36 districts scolaires a commencé en août. Les résultats des trois études seront disponibles à l’hiver 2022.

Meule: Si vous deviez donner un conseil aux enseignants intéressés par les possibilités de la réalité virtuelle, quel serait-il ?

Anoupa : Il est maintenant temps pour la réalité virtuelle dans l’éducation. Les techniques matérielles et logicielles ont énormément évolué, créant un terrain fertile pour un contenu de haute qualité. L’évolution de la technologie associée à du matériel accessible à moindre coût a ouvert une opportunité aux enseignants à la recherche de moyens efficaces de réengager les élèves et de remédier à la perte d’apprentissage causée par la pandémie. C’est une opportunité incroyable d’accélérer l’apprentissage dans des domaines clés qui ont jusqu’à présent fait l’objet de cycles de récupération sans fin en raison d’outils inadéquats.

Cette interview a été éditée et abrégée pour plus de clarté.

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