آموزش و انتقال مهارت های عملیاتی در رشته های مهندسی نفت و معدن به دلیل ریسک های بالای جانی، هزینه های سنگین تجهیزات، پیچیدگی های ژئومکانیکی و دسترسی محدود به دکل های حفاری همواره با چالش های ساختاری مواجه بوده است. هدف اصلی این پژوهش، طراحی، توسعه و اعتبارسنجی یک سامانه شبیه ساز مبتنی بر فناوری واقعیت افزوده (AR) جهت شبیه سازی فرآیندهای دکل حفاری و ارزیابی تأثیر آن بر مؤلفه های یادگیری تجربی، کاهش خطاهای رویه ای، بار شناختی و درک فضایی دانشجویان در محیط های آموزشی است. روش شناسی این پژوهش از نوع آمیخته (کمی–کیفی) با طرح شبه آزمایشی پیش آزمون-پس آزمون با گروه کنترل است. جامعه آماری شامل دانشجویان کارشناسی ارشد مهندسی نفت و معدن دانشگاه های برتر صنعتی کشور بوده که نمونه ای هدفمند مشتمل بر ۶۸ نفر انتخاب و در دو گروه کنترل (آموزش سنتی و مدل های رایانه ای دوبعدی، ۳۴ نفر) و گروه آزمایش (شبیه ساز تعاملی AR مبتنی بر هدست و تبلت، ۳۴ نفر) گمارده شدند. داده ها از طریق آزمون های عملکرد مهارتی استاندارد، پرسشنامه مقیاس بار شناختی پیکس، سنجه های سیستم ارزیابی کاربری (SUS) و ثبت بلادرنگ خطاهای شبیه سازی گردآوری شدند. تحلیل داده ها با استفاده از آزمون های تحلیل کوواریانس تک متغیره (ANCOVA)، آزمون تی مستقل، مدل سازی معادلات ساختاری و تحلیل واریانس چندمتغیره انجام پذیرفت. یافته ها نشان داد که گروه آزمایش در شاخص تسلط بر توالی عملیات مهار چاه و تعویض مته به طور معناداری (p<0.001) نمرات بالاتری کسب کرده و میزان خطای رویه ای آن ها تا ۴۱.۲ درصد نسبت به گروه کنترل کاهش یافته است. همچنین، بار شناختی درونی در گروه AR کاهش معناداری را تجربه کرده و نرخ درک فضایی مکانیزم های درون چاهی بهبود چشمگیری داشته است. در نهایت، سیستم واقعیت افزوده توسعه یافته می تواند به عنوان ابزاری مقرون به صرفه، ایمن و تعاملی جایگزین یا مکمل کارآموزی های پرخطر صنعتی در سرفصل های دانشگاهی گردد.

واقعیت افزوده شبیه سازی فرآیندهای حفاری مهندسی نفت و معدن فناوری اطلاعات آموزشی یادگیری تعاملی بار شناختی شبیه ساز مهار چاه