The challenge of the hybrid class: mixed reality to include remote students

The practice of synchronous hybrid education, which involves a mix of in-person and remote students, is a popular solution that has been adopted by an increasing number of institutions in the wake of the COVID-19 pandemic. While it ensures wider access to education, it does not meaningfully integrate remote students, whose participation and contributions are often overlooked. This thesis aims to bridge the gap between these students and lecturers by leveraging Mixed Reality. We conducted a survey among university students and interviews with professors to identify what remote students should communicate for better inclusion in the classroom. Based on our findings, we designed and developed a Mixed Reality system intended for lightweight see-through headsets, which teachers can use to visualise remote students as dynamic three-dimensional avatars, right alongside their in-person peers. The current prototype relies on explicit student interactions through a web page. A preliminary evaluation was carried out, presenting the system’s functionalities and a simulated demo to four experts in Human-Computer Interaction. The expert evaluation suggests that Mixed Reality is a promising area of research for enhancing participation in hybrid classrooms. Future developments should include in-situ experimental validation, studies investigating the scalability of the system with larger cohorts, integration with existing educational technologies, and a systematic investigation of the system’s pedagogical impact and cognitive implications for instructors.

La didattica ibrida sincrona, che prevede la presenza di studenti sia in aula che a distanza, è una soluzione sempre più diffusa, adottata da un numero crescente di atenei in seguito alla pandemia di COVID-19. Se da un lato assicura un più ampio accesso all’istruzione, dall’altro non integra in modo significativo gli studenti remoti, la cui partecipazione e il cui contributo sono spesso trascurati. Questa tesi mira a colmare il divario tra questi studenti e i docenti attraverso l’uso della Realtà Mista. Abbiamo condotto un sondaggio tra studenti universitari e delle interviste con professori per identificare i bisogni comunicativi degli studenti remoti al fine di una migliore inclusione in classe. Utilizzando le informazioni così ottenute abbiamo progettato e sviluppato un sistema di Realtà Mista per visori trasparenti leggeri, che gli insegnanti possono utilizzare per visualizzare gli studenti remoti come avatar tridimensionali dinamici accanto ai loro compagni in aula. L'attuale prototipo si basa su interazioni esplicite degli studenti attraverso una pagina web. È stata condotta una valutazione preliminare, durante la quale sono state presentate le funzionalità del sistema e una sua simulazione a quattro esperti nel campo della Human-Computer Interaction. La valutazione degli esperti ha suggerito che la Realtà Mista è un'area di ricerca promettente per migliorare la partecipazione nelle classi ibride. Gli sviluppi futuri dovrebbero includere la validazione sperimentale in situ, studi che indaghino la scalabilità del sistema con gruppi più numerosi, l'integrazione con le tecnologie educative esistenti e un'indagine sistematica sull'impatto pedagogico del sistema e sulle implicazioni cognitive per gli insegnanti.