Tactility as an implementation of the principle of visuality in higher education in the conditions of digital fatigue

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. Contemporary students (Generations Z and Alpha) exhibit widespread digital fatigue due to excessive screen exposure, resulting in attention deficits and diminished cognitive engagement. Concurrently, higher education, particularly within the natural sciences, faces a critical deficit in tactile learning tools that supply essential sensory-motor experience for comprehending complex systems. This deficit impedes the visualization principle’s effective application.

Purpose – to establish theoretically and empirically validate the concept of “tactility” as a pedagogical approach for implementing the visualization principle in higher education, countering the challenges posed by digital fatigue.

Materials and methods. The research utilized a dual-method approach: 1) theoretical analysis of pedagogical frameworks (Montessori, embodied cognition, Kolb's experiential learning), cognitive load theory, and neuroscience literature concerning sensory integration, drawing upon Russian and international publications; 2) empirical assessment of tactile tools conducted during the “Medical and Biological Physics” course at Tyumen State Medical University throughout the 2024/25 academic year.

Results. 1) tactility is fundamentally grounded in major learning theories, fostering autonomy, concrete experience, embodied knowledge integration, and diminished cognitive load; 2) prevalent digital fatigue among students manifests as screen exhaustion, procrastination, and reduced well-being, generating a distinct demand for non-digital pedagogical methods such as tactile learning; 3) empirical deployment of tactile tools (e.g., molecular constructors, wire protein models, hydrogel balls, glass spheres) demonstrated efficacy in enhancing student engagement, facilitating conceptual understanding (e.g., entropy, protein folding, diffusion, optics), and delivering critical sensory-motor feedback in biological physics. The integration of tactile tools into higher education constitutes an efficient strategy to mitigate digital fatigue, enrich sensory-motor experience and improve the visualization and comprehension of complex natural science subjects.

About the authors

Olga M. Ushakova

Tyumen State Medical University

Author for correspondence.
Email: uschakova.om@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2247-9003
SPIN-code: 7021-8298

Candidate of Philosophical Sciences, Associate Professor, Department of Medical Informatics and Biological Physics

 

Russian Federation, 54, Odesskaya Str., Tyumen, 625048, Russian Federation

Sergey S. Strelnikov

Tyumen State Medical University

Email: sss15@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3092-0022
SPIN-code: 1344-3897

Candidate of Philosophical Sciences, Associate Professor, Department of Medical Informatics and Biological Physics

 

Russian Federation, 54, Odesskaya Str., Tyumen, 625048, Russian Federation

Asya I. Kupriyanova

Tyumen State University

Email: tmn.solo@gmail.com
ORCID iD: 0009-0004-8638-3897
SPIN-code: 7503-4622

Candidate of Philological Sciences, Associate Professor, Department of Age-Related Physiology, Special and Inclusive Education

 

Russian Federation, 9, Respubliki Str., Tyumen, 625003, Russian Federation

References

  1. Golubkina, K. V., & Abramyan, S. K. (2024). The use of gadgets in the student environment and their impact on students’ health. Problems of Social Hygiene, Public Health and History of Medicine, 32(S1), 577–581. https://doi.org/10.32687/0869-866X-2024-32-s1-577-581. EDN: https://elibrary.ru/OGAJKN
  2. Gonoskova, O. B. (2016). Implementation of M. Montessori’s ideas in higher education. Human Capital, (9), 88–92. EDN: https://elibrary.ru/WTBDXV
  3. Zalivansky, B. V., Samokhvalova, E. V., & Moreeva, E. V. (2025). The impact of digital addiction on the social health of youth. Problems of Social Hygiene, Public Health and History of Medicine, 33(2), 182–187. https://doi.org/10.32687/0869-866X-2025-33-2-182-187. EDN: https://elibrary.ru/AFSXMQ
  4. Montessori, M. (2011). The absorbent mind of the child (320 pp.). Saint Petersburg: Charitable Foundation “Volunteers”.
  5. Popov, V. I., Milushkina, O. Yu., Skoblina, N. A. et al. (2022). The impact of social media use on the formation of internet addiction among medical students. Public Health and Life Environment, 30(8), 51–56. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2022-30-8-51-56. EDN: https://elibrary.ru/EFABJM
  6. Ratner, F. L., & Yusupova, A. Yu. (2010). M. Montessori’s pedagogy in higher education. Education and SelfDevelopment, (4), 159–164. EDN: https://elibrary.ru/PBSYZL
  7. Strelnikov, S. S. (2022). Electronic information and educational environment: Factors of conceptualizing the notion. Perspectives of Science, (12), 215–217. EDN: https://elibrary.ru/ONZBLL
  8. Butler, T. (2024). A critical review of digital technology in education: A pause for thought in 2024. https://doi.org/10.31235/osf.io/5q8vg
  9. Chen, Y., & Qin, X. (2024). Student fatigue and its impact on teaching effectiveness based on online teaching. Education and Information Technologies, 29(8), 10177–10200. https://doi.org/10.1007/s10639-023-12197-3. EDN: https://elibrary.ru/MHVDCJ
  10. Faella, P., Digennaro, S., & Iannaccone, A. (2025). Educational practices in motion: A scoping review of embodied learning approaches in school. Frontiers in Education, 10, 1568744. https://doi.org/10.3389/feduc.2025.1568744
  11. Holman, L. E. (2021). Crossing the generational and digital divide: Accommodating the learning experience of Generation Z. Morehead State Theses and Dissertations (870 с.). Получено из: https://scholarworks.moreheadstate.edu/msu_theses_dissertations/870
  12. Idkhan, A. M., & Idris, M. M. (2021). Dimensions of students learning styles at the university with the Kolb learning model. International Journal of Environment, Engineering & Education, 3(2), 75–82. https://doi.org/10.55151/ijeedu.v3i2.60. EDN: https://elibrary.ru/UCWRWE
  13. Kaur, K. et al. (2022). Digital eye strain – A comprehensive review. Ophthalmology and Therapy, 11(5), 1655–1680. https://doi.org/10.1007/s40123-022-00540-9. EDN: https://elibrary.ru/HEFQXV
  14. Ko, J. Y., & Ju, Yeo. (2022). The effect of digital fatigue on retro & newtro product attitudes: Focused on mediation effect of nostalgia. Journal of Korea Parliamentary Law Institute, 15(2), 19–32. https://doi.org/10.56352/smj.2022.15.2.02. EDN: https://elibrary.ru/BRVVVA
  15. Kolb, D. A. (1984). Experiential learning: Experience as the source of learning and development. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall.
  16. Lindgren, R., Morphew, J. W., Kang, J., Planey, J., & Mestre, J. P. (2022). Learning and transfer effects of embodied simulations targeting crosscutting concepts in science. Journal of Educational Psychology, 114(3), 462–481. https://doi.org/10.1037/edu0000697. EDN: https://elibrary.ru/LEWZMN
  17. Lyu, C., & Deng, S. (2024). Effectiveness of embodied learning on learning performance: A metaanalysis based on the cognitive load theory perspective. Learning and Individual Differences, 116, 102564. https://doi.org/10.1016/j.lindif.2024.102564. EDN: https://elibrary.ru/GZRBPI
  18. Macrine, S. L., & Fugate, J. M. B. (2021). Translating embodied cognition for embodied learning in the classroom. Frontiers in Education, 6, 712626. https://doi.org/10.3389/feduc.2021.712626. EDN: https://elibrary.ru/JHBJAF
  19. Müller, C. H., Reiher, M., & Kapur, M. (2024). Embodied preparation for learning basic quantum chemistry: A mixedmethod study. Journal of Computer Assisted Learning, 40(2), 715–730. https://doi.org/10.1111/jcal.12909. EDN: https://elibrary.ru/KDMCEP
  20. Murray, A. K., Miller, M., Postlewaite, E. L., & Clark, K. (2022). Implementing the Montessori approach in an undergraduate marketing course: A case study. Frontiers in Education, 7, 1033752. https://doi.org/10.3389/feduc.2022.1033752. EDN: https://elibrary.ru/APEYPT
  21. Onjewu, A.-K. E., Godwin, E. S., Azizsafaei, F., & Appiah, D. (2025). The influence of technology use on learning skills among Generation Z: A gender and crosscountry analysis. Industry and Higher Education, 39(2), 139–157. https://doi.org/10.1177/09504222241263227. EDN: https://elibrary.ru/ATTPHS
  22. Rau, M. A., & Herder, T. (2021). Under which conditions are physical versus virtual representations effective? Contrasting conceptual and embodied mechanisms of learning. Journal of Educational Psychology, 113(8), 1565–1586. https://doi.org/10.1037/edu0000689. EDN: https://elibrary.ru/FFSSOV
  23. Risko, E. F., & Gilbert, S. J. (2016). Cognitive offloading. Trends in Cognitive Sciences, 20(9), 676–688. https://doi.org/10.1016/j.tics.2016.07.002
  24. RomeroRodríguez, J.-M., HinojoLucena, F.-J., Kopecký, K., & GarcíaGonzález, A. (2023). Fatiga digital en estudiantes universitarios como consecuencia de la enseñanza online durante la pandemia Covid19. Educación XX1, 26(2), 165–184. https://doi.org/10.5944/educxx1.34530. EDN: https://elibrary.ru/UVGECK
  25. Rudolph, C. W., Rauvola, R. S., Costanza, D. P., & Zacher, H. (2021). Generations and generational differences: Debunking myths in organizational science and practice and paving new paths forward. Journal of Business and Psychology, 36(6), 945–967. https://doi.org/10.1007/s10869-020-09715-2. EDN: https://elibrary.ru/HDWRLY
  26. Shenoy, P., & Kumar, T. (2024). A humancentred tactile perception device for enhanced learning. Procedia CIRP, 128, 43–48. https://doi.org/10.1016/j.procir.2 Newton 2024.06.005. EDN: https://elibrary.ru/QIRSUS
  27. Solomon, F. et al. (2022). Embodied physics: Utilizing dance resources for learning and engagement in STEM. Journal of the Learning Sciences, 31(1), 73–106. https://doi.org/10.1080/10508406.2021.2023543. EDN: https://elibrary.ru/SWTKWL
  28. Sweller, J. (2011). Cognitive load theory. В Psychology of learning and motivation (Vol. 55, с. 37–76). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-387691-1.00002-8
  29. Tabrik, S. et al. (2021). Visual and tactile sensory systems share common features in object recognition. ENeuro, 8(5), ENEURO.010121.2021. https://doi.org/10.1523/ENEURO.0101-21.2021. EDN: https://elibrary.ru/IQNUIU
  30. Thomas Jha, R., & Price, S. (2022). Embodying science: The role of the body in supporting young children’s meaning making. International Journal of Science Education, 44(10), 1659–1679. https://doi.org/10.1080/09500693.2022.2089366. EDN: https://elibrary.ru/EUNPDK
  31. Tschanz, J. T., & Hammond, A. G. (2020). A Montessoribased approach to treat behavioral and psychological symptoms in dementia. International Psychogeriatrics, 32(3), 303–306. https://doi.org/10.1017/S1041610220000149. EDN: https://elibrary.ru/EKXHKK
  32. Yosep, I., Sakti, D. W., Mardhiyah, A., Maulana, I., Hernawaty, T., & Lukman, M. (2024). Screen fatigue during online learning among first grade of nursing students. Jurnal Keperawatan Komprehensif (Comprehensive Nursing Journal), 10(2). https://doi.org/10.33755/jkk.v10i2.631. EDN: https://elibrary.ru/ENNUVC
  33. Zrudlo, I. (2023). Why the learning styles myth appeals and how to persuade believers otherwise. Teaching and Teacher Education, 132, 104266. https://doi.org/10.1016/j.tate.2023.104266. EDN: https://elibrary.ru/FNPFFP

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».