DOI: https://doi.org/10.5194/gc-9-311-2026
تاريخ النشر: 2026-07-21
المؤلف: Rafael Kenji Horota وآخرون
الموضوع الرئيسي: تعليم الجغرافيا وطرائق التدريس
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في دور تجارب الحقل الافتراضية (VFEs) في تعزيز تعليم علوم الأرض في المركز الجامعي في سفالبارد (UNIS). تبرز الدراسة الحواجز اللوجستية والمالية والاجتماعية التي تحد من الوصول إلى العمل الميداني التقليدي، وخاصة للطلاب ذوي الإعاقات في بيئات صعبة مثل القطب الشمالي العالي. باستخدام نهج مختلط قائم على نظرية التعلم التجريبي ونموذج قبول التكنولوجيا، استطلعت الباحثون آراء 66 طالبًا قبل وبعد الرحلات الميدانية الفعلية. تشير النتائج إلى أن VFEs تحسن بشكل كبير من توجيه الطلاب قبل الحقل، والوعي المكاني، والتفكير بعد الحقل، مما يؤدي إلى تعزيز الاستعداد، والفهم المفاهيمي، والمشاركة. قدر الطلاب VFEs ليس كبدائل للعمل الميداني التقليدي ولكن كأدوات مكملة تسهل تجارب التعلم المتكررة والمتاحة.
تخلص الدراسة إلى أن VFEs، وخاصة من خلال منصة VR Svalbard، تحمل إمكانات كبيرة لمعالجة التحديات المتعلقة بالوصول والشمولية في تعليم علوم الأرض. تؤكد تعليقات الطلاب على أهمية دمج VFEs لتعميم الوصول إلى مواقع الحقل ودعم احتياجات التعلم المتنوعة. تدعو البحث إلى استمرار الحوار بين المعلمين والطلاب لتصميم بيئات تعلم ميدانية فعالة بشكل مشترك، مقترحة أن رؤى الطلاب يمكن أن تدفع الابتكار التربوي. من خلال تعريف الطلاب بإعدادات الحقل المعقدة، قد تقلل VFEs أيضًا من الجدة المرتبطة بدخول بيئات صعبة، مما يعزز المهارات الملاحظة والتفسيرية أثناء العمل الميداني الفعلي. يجب أن تركز الأبحاث المستقبلية على تحسين VFEs من أجل العدالة، والاستدامة، والأثر التربوي عبر سياقات تعليمية متنوعة.
مقدمة
تؤكد مقدمة ورقة البحث على الدور الحاسم لتعليم الحقل في علوم الأرض، موصلة المعرفة النظرية بالمهارات العملية وتعزيز التماسك الاجتماعي بين الطلاب والمعلمين. على الرغم من أهميته، يواجه التعلم القائم على الحقل التقليدي تحديات، بما في ذلك قضايا الوصول للأفراد ذوي الإعاقات، والتحيزات الجنسانية، ومخاوف السلامة، والحواجز المالية، وخاصة للمؤسسات في الجنوب العالمي. لقد سرعت جائحة COVID-19 من اعتماد تجارب الحقل الافتراضية (VFEs)، التي تقدم بدائل مبتكرة للعمل الميداني التقليدي، مما يعزز الشمولية وتطوير المهارات بينما يعالج بعض القيود المرتبطة بالطرق التقليدية.
تسلط الورقة الضوء على إمكانات VFEs، مثل منصة VR Svalbard، لإثراء تعليم علوم الأرض من خلال توفير فرص تعلم قابلة للتوسع وتفاعلية. مستندة إلى نظرية التعلم التجريبي لكولب، يقترح المؤلفون أن VFEs يمكن أن تدعم مراحل مختلفة من عملية التعلم، وخاصة في إدارة المطالب المعرفية المرتبطة بالبيئات غير المألوفة، المشار إليها باسم “فضاء الجدة”. تهدف الدراسة إلى استكشاف تصورات الطلاب حول فائدة التمثيلات الرقمية للحقل وتأثيرها على التعلم التجريبي، وبالتالي المساهمة في فهم أعمق لكيفية تكامل هذه الأدوات مع التعليم القائم على الحقل التقليدي.
الطرق
توضح قسم “البيانات والطرق” تصميم البحث والتقنيات التحليلية المستخدمة في الدراسة. تفصل مصادر البيانات المستخدمة، والتي قد تشمل مجموعات بيانات تجريبية، واستطلاعات، أو بيانات ثانوية من قواعد بيانات موجودة. تشمل المنهجية كلاً من الأساليب النوعية والكمية، مما يضمن تحليلًا شاملاً للأسئلة البحثية المطروحة.
بالإضافة إلى ذلك، يحدد القسم الأدوات الإحصائية والبرامج المستخدمة لتحليل البيانات، بما في ذلك أي نماذج رياضية أو خوارزميات ذات صلة. قد يصف أيضًا تقنيات أخذ العينات، وإجراءات جمع البيانات، وأي خطوات معالجة مسبقة تم اتخاذها لضمان سلامة البيانات وموثوقيتها. بشكل عام، يوفر هذا القسم إطارًا واضحًا لفهم كيفية إجراء البحث والأساس للنتائج المقدمة في الدراسة.
النتائج
تم تنظيم قسم النتائج لمعالجة السؤالين البحثيين الرئيسيين بشكل منهجي. في القسم 4.1، تستكشف الدراسة أنماط مشاركة الطلاب مع منصة VR Svalbard، مسلطة الضوء على كيفية تفاعل الطلاب مع البيئة الافتراضية. يركز القسم 4.2 على السؤال البحثي 1، مستخدمًا نموذج قبول التكنولوجيا (TAM) لتقييم تصورات الطلاب بشأن فائدة المنصة وسهولة استخدامها.
علاوة على ذلك، يفحص القسم 4.3 كل من السؤال البحثي 1 والسؤال البحثي 2 من خلال تقييم التأثير التعليمي المدرك لتجارب الحقل الافتراضية (VFEs) قبل وبعد العمل الميداني. يتم تأطير هذا التحليل ضمن نظرية التعلم التجريبي (ELT) ومفهوم فضاء الجدة، مما يوفر رؤى حول كيفية مساهمة هذه التجارب في تعلم الطلاب واستعدادهم في تعليم علوم الأرض القائم على الحقل في القطب الشمالي. بشكل جماعي، توفر هذه النتائج فهمًا شاملاً لقبول التكنولوجيا، ودعم التعلم التجريبي، واستعداد الطلاب للعمل الميداني.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على دور تجارب الحقل الافتراضية (VFEs) في تعزيز تعليم علوم الأرض من خلال عدسة نظرية التعلم التجريبي (ELT). يتم وضع VFEs كأدوات تسهل مراحل مختلفة من دورة التعلم التجريبي، بما في ذلك التجربة الملموسة، والملاحظة التأملية، والتجريد المفاهيمي، والتجريب النشط. يسمح دمج الأدوات الرقمية مثل نماذج الكتل الرقمية والتصورات المعتمدة على نظم المعلومات الجغرافية للطلاب بمعاينة بيئات الحقل، وإعادة زيارة المواقع الجيولوجية المعقدة، والانخراط في التأمل المنظم، مما يمدد عملية التعلم إلى ما وراء قيود العمل الميداني التقليدي. تؤكد الدراسة على أن VFEs لا تحل محل التجارب الميدانية الفعلية ولكنها تكملها وتثريها، مما يعزز الانخراط الأعمق وفهم المفاهيم الجيولوجية.
تم إجراء البحث في المركز الجامعي في سفالبارد (UNIS)، حيث توفر البيئة القطبية الفريدة سياقًا غنيًا لتعليم علوم الأرض. تشير النتائج إلى قبول قوي لمنصة VR Svalbard بين الطلاب، مع تقييمات عالية لفائدة المنصة وسهولة استخدامها، مما يشير إلى أن المنصة تدعم نتائج التعلم بشكل فعال. أفاد الطلاب أن VFEs حسنت من توجيههم الجغرافي واستعدادهم للأنشطة الميدانية، مما يعزز فهمهم للميزات الجيولوجية من خلال الزيارات الافتراضية بعد الرحلات الفعلية. تؤكد الدراسة على أهمية قبول التكنولوجيا كشرط أساسي للتكامل التربوي الفعال، موضحة أن الأدوات الرقمية المصممة بشكل جيد يمكن أن تعزز التعلم التجريبي من خلال دعم انخراط الطلاب مع محتوى علوم الأرض. بشكل عام، تدعو البحث إلى اعتماد أوسع لـ VFEs في المناهج الدراسية لعلوم الأرض لتعزيز ممارسات تعليمية مبتكرة وشاملة في البيئات الصعبة.
القيود
تقدم الدراسة عدة قيود تستدعي الاعتبار. أولاً، تعتمد على التصورات المبلغ عنها ذاتيًا حول مكاسب التعلم، والتي قد لا تعكس بدقة التحسينات الفعلية في التفكير المكاني والأداء الميداني. يجب أن تركز الأبحاث المستقبلية على القياسات المباشرة لهذه النتائج التعليمية لتوفير تقييم أكثر موضوعية. ثانيًا، تم إجراء البحث في سياق مؤسسي محدد في القطب الشمالي العالي، مما يثير تساؤلات حول إمكانية تعميم النتائج على بيئات علوم الأرض الأخرى. هناك حاجة إلى دراسات إضافية لاستكشاف هذا الجانب.
بالإضافة إلى ذلك، تم استنتاج مفهوم فضاء الجدة من مقاييس الاستعداد والتوجيه بدلاً من قياسه مباشرة من خلال أدوات تحميل معرفي. يمكن أن تستفيد التحقيقات المستقبلية من دمج مقاييس موثوقة لتقييم الجدة المعرفية والعاطفية بشكل صريح. أخيرًا، هناك إمكانية للبحث المستقبلي لتبني نهج التصميم المشترك الذي يشمل كل من الطلاب والمعلمين، بهدف تعزيز التفاعلية، وإرشادات المهام، واستراتيجيات التكامل ضمن تجارب الحقل الافتراضية (VFEs).
DOI: https://doi.org/10.5194/gc-9-311-2026
Publication Date: 2026-07-21
Author(s): Rafael Kenji Horota et al.
Primary Topic: Geography Education and Pedagogy
Overview
This research investigates the role of Virtual Field Experiences (VFEs) in enhancing geoscience education at the University Centre in Svalbard (UNIS). The study highlights the logistical, financial, and social barriers that limit access to traditional fieldwork, particularly for students with disabilities in challenging environments like the High Arctic. Utilizing a mixed-methods approach grounded in experiential learning theory and the Technology Acceptance Model, the researchers surveyed 66 students before and after physical field excursions. Findings indicate that VFEs significantly improve students’ pre-field orientation, spatial awareness, and post-field reflection, leading to enhanced readiness, conceptual understanding, and engagement. Students appreciated VFEs not as replacements for traditional fieldwork but as complementary tools that facilitate repeated and accessible learning experiences.
The study concludes that VFEs, particularly through the VR Svalbard platform, hold substantial potential for addressing challenges in accessibility and inclusivity in geoscience education. Student feedback emphasizes the importance of integrating VFEs to democratize access to field sites and support diverse learning needs. The research advocates for continued dialogue between educators and students to co-design effective field learning environments, suggesting that student insights can drive pedagogical innovation. By familiarizing students with complex field settings, VFEs may also reduce the novelty associated with entering demanding environments, thereby enhancing observational and interpretative skills during actual fieldwork. Future research should focus on optimizing VFEs for equity, sustainability, and pedagogical impact across various educational contexts.
Introduction
The introduction of the research paper emphasizes the critical role of field education in geoscience, linking theoretical knowledge with practical skills and fostering social cohesion among students and educators. Despite its importance, traditional field-based learning faces challenges, including accessibility issues for individuals with disabilities, gender biases, safety concerns, and financial barriers, particularly for institutions in the global south. The COVID-19 pandemic has accelerated the adoption of Virtual Field Experiences (VFEs), which offer innovative alternatives to traditional fieldwork, enhancing inclusivity and skill development while addressing some of the limitations of conventional methods.
The paper highlights the potential of VFEs, such as the VR Svalbard platform, to enrich geoscience education by providing scalable and interactive learning opportunities. Drawing on Kolb’s Experiential Learning Theory, the authors propose that VFEs can support various stages of the learning process, particularly in managing the cognitive demands associated with unfamiliar environments, referred to as “novelty space.” The study aims to explore students’ perceptions of the usefulness of digital field representations and their impact on experiential learning, thereby contributing to a deeper understanding of how these tools can complement traditional field-based education.
Methods
The section on “Data and Methods” outlines the research design and analytical techniques employed in the study. It details the data sources utilized, which may include experimental datasets, surveys, or secondary data from existing databases. The methodology encompasses both qualitative and quantitative approaches, ensuring a comprehensive analysis of the research questions posed.
Additionally, the section specifies the statistical tools and software used for data analysis, including any relevant mathematical models or algorithms. It may also describe the sampling techniques, data collection procedures, and any preprocessing steps taken to ensure data integrity and reliability. Overall, this section provides a clear framework for understanding how the research was conducted and the basis for the findings presented in the study.
Results
The results section is organized to systematically address the two primary research questions. In Section 4.1, the study explores patterns of student engagement with the VR Svalbard platform, highlighting how students interact with the virtual environment. Section 4.2 focuses on Research Question 1, utilizing the Technology Acceptance Model (TAM) to assess students’ perceptions regarding the platform’s usefulness and ease of use.
Furthermore, Section 4.3 examines both Research Question 1 and Research Question 2 by evaluating the perceived educational impact of virtual field experiences (VFEs) before and after fieldwork. This analysis is framed within Experiential Learning Theory (ELT) and the concept of novelty space, offering insights into how these experiences contribute to students’ learning and preparedness in Arctic field-based geoscience education. Collectively, these findings provide a comprehensive understanding of technological acceptance, experiential learning support, and students’ readiness for fieldwork.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the role of Virtual Field Experiences (VFEs) in enhancing geoscience education through the lens of Experiential Learning Theory (ELT). VFEs are positioned as tools that facilitate various stages of the experiential learning cycle, including concrete experience, reflective observation, abstract conceptualization, and active experimentation. The integration of digital tools such as digital outcrop models and GIS-based visualizations allows students to preview field environments, revisit complex geological sites, and engage in structured reflection, thereby extending the learning process beyond the limitations of traditional fieldwork. The study emphasizes that VFEs do not replace physical field experiences but rather complement and enrich them, fostering deeper engagement and understanding of geoscientific concepts.
The research was conducted at the University Centre in Svalbard (UNIS), where the unique Arctic environment provides a rich context for geoscience education. The findings indicate strong acceptance of the VR Svalbard platform among students, with high ratings for perceived usefulness and ease of use, suggesting that the platform effectively supports learning outcomes. Students reported that VFEs improved their geographic orientation and preparedness for field activities, reinforcing their understanding of geological features through virtual revisits after physical excursions. The study underscores the importance of technological acceptance as a prerequisite for effective pedagogical integration, demonstrating that well-designed digital tools can enhance experiential learning by scaffolding students’ engagement with geoscience content. Overall, the research advocates for the broader adoption of VFEs in geoscience curricula to promote innovative and inclusive educational practices in challenging environments.
Limitations
The study presents several limitations that warrant consideration. Firstly, it relies on self-reported perceptions of learning gains, which may not accurately reflect actual improvements in spatial reasoning and field performance. Future research should focus on direct measurements of these learning outcomes to provide a more objective assessment. Secondly, the research was conducted in a specific institutional context in the High Arctic, raising questions about the generalizability of the findings to other geoscience environments. Further studies are needed to explore this aspect.
Additionally, the concept of novelty space was inferred from preparedness and orientation measures rather than being directly measured through cognitive load instruments. Future investigations could benefit from incorporating validated scales to explicitly assess cognitive and affective novelty. Lastly, there is potential for future research to adopt co-design approaches that involve both students and instructors, aiming to enhance interactivity, task guidance, and integration strategies within virtual field experiences (VFEs).