في ظل التطورالهائل الذي تشهده التكنولوجيا،كان لابد للتعليم من مواكبة هذا التطور ، وفي هذا المقال ، سنتناول مفهومي الواقع الافتراضي، و الواقع المعزز في التعليم.
مفهوم الواقع الافتراضي التعليمي : Virtual education
هو أن تكون عملية التعليم والتعلم بما فيها من محتوى، وصفوف، ومكتبات، وأساتذة، وطلاب، وتجمعات، ومرشدين جميعهم يشكلون قيمة موجودة فعلاً، لكن تواصلهم يكون من خلال شبكة الإنترنت، متحررين بذلك من حاجزي المكان والزمان.
- استخداماته : المعامل الافتراضية، المكتبة الإلكترونية، الجامعات الافتراضية، الفصول الافتراضية، التدريب والتعلم عن بعد.
مفهوم الواقع المعزز Augmented Reality
- نظراً لحداثة مفهوم الواقع المعزز؛ فقد تعددت المصطلحات التي تشير إليه، ومن خلال الرجوع إلى أدبيات الواقع المعزز نلاحظ كثيراً من المصطلحات المرادفة لهذا المفهوم، مثل: ( الواقع المضاف – الواقع المحسن – الحقيقة المعززة – الواقع المدمج ). وجميعها مصطلحات تدل على الواقع المعزز، والسبب وراء اختلاف الألفاظ هو طبيعة الترجمة لمصطلح الواقع المعزز باللغة الإنجليزية ( Augmented Reality).
الفرق بين الواقع الافتراضي Virtual Reality والواقع المعزز : Augmented Reality
الواقع الافتراضي VR
الواقع المعزز AR
- يحدث داخل عالم افتراضي كامل.
- هو إضافة عناصر ومعلومات افتراضية إلى العالم الحقيقي، وتعزيز الواقع بمعنى دمج الواقع الحقيقي مع الواقع الرقمي.
- يفصل المستخدم بشكل تام عن المحيط الخاص به.
-لا يفصل المستخدم بشكل تام عن المحيط الخاص به.
الأجهزة : الواقع الافتراضي VR
استخدامها ضروري، مثل:
-نظارة Hololens AR
-نظارة Samsung Gear VR
الأجهزة: الواقع المعزز AR
مثل:
-نظارةHololens AR
-نظارة Google Glass
أهمية استخدام الواقع المعزز و أيجابياته في تدريس العلوم:
- يزيد من دافعية الطلاب لاكتشاف الأشياء من زوايا مختلفة.
- يساعد في تصور المفاهيم العلمية المجردة.
- يسهل دراسة المفاهيم التي يصعب على الطلاب دراستها عن طريق الخبرة المباشرة.
- يزيد الانتباه والتركيز والرضا عن التعلم.
- يتيح التعلم التعاوني والتعلم الذاتي.
- يوفر الوصول السريع للمعلومات العلمية.
اهمية الواقع الافتراضي:
- تتضح أهمية الواقع الافتراضي في النقاط التالية:
- حيث يمكن للفرد من خلاله أن يمر بخبراتٍ قد لا يستطيع أن يتعلمها في الواقع الحقيقي لعوامل عدة، مثل: الخطورة ،أو التكلفة العالية، أو ضيق الوقت، أو غيرها من الأسباب .
- إن هذه التقنية تقوم على المزج بين الخيال والواقع من خلال خلق بيئات صناعية حيةٍ تخيليةٍ قادرةٍ على أن تمثل الواقع الحقيقي، و تهيئ للفرد القدرة على التفاعل معها .
- تستخدم هذه التقنية في مجالاتٍ شتى، مثل: الطب، و الهندسة، والعمارة، والتدريب العسكري، والقضاء، والتعليم؛ فهي لا تقتصر على مجال لكنها تفيد جميع الميادين خاصةً تلك الميادين التي تحتاج الى تدريب قبلي .
- و يلعب البعد الثالث أو التجسيم دورا رئيسيا في الواقع الافتراضي؛ حيث تكون المخرجات على هيئة نماذج شبيهةٍ بالواقع ،وتجعل المتعامل معها يندمج تماماً، كأنما هو مغموسٌ في بيئة الواقع ذاته .
- و تشترك في هذه التقنية حواسّ الإنسان؛ كي يمر بخبرةٍ تشبه الواقع بدرجةٍ كبيرةٍ، لكنها ليست حقيقية. و يتم خلال هذه التقنية توصيل بعض الملحقات بالحاسب الآلي تمكن الفرد من رؤية البرنامج بصورةٍ مجسمةٍ ذات أبعادٍ ثلاثةٍ، ويرتدي الفرد خلالها قفازاتٍ، وغطاءً للرأس، تمكّنه من اللمس، والشعور، و الرؤية،و السمع.
- صفوتيدور البرنامج بالتفاعل مع الخبرة المطروحة، والتحكم فيها، وكأنه الواقع تماما. وفي مجال التعليم تستخدم هذه التقنية، فمثلا: قد يسافر الطالب من خلال الواقع الافتراضي عبر الماضي أو المستقبل لمشاهدة صفحات التاريخ و التعامل مع أشخاصٍ شكلوا تاريخ البشرية أو ساهموا في نهضتها .
مميزات الواقع الافتراضي:
١- تقديم بيئة افتراضية للإبحار فيها من خلال فراغٍ ثلاثي الأبعاد يسمح بالتحول، والنظر، و الطيران بداخلها.
٢- معايشة واقع تلك البيئة الذي يعرض العالم الافتراضي بالمقاييس الحقيقية، و الشكل الطبيعي الذي يتناسب مع الرؤية البشرية للأحجام.
و يتوفر ذلك من خلال الوسائل التالية:
- استخدام قفاز المعلومات للاتصال الحقيقي المحسوس مع مواد افتراضيةٍ تُعزز الصور المجسمة؛ حتى يدرك المستخدم عمق الصورة و أبعادها.
- عرض صورٍ وهميةٍ تُشعر المستخدم أنه مغمورٌ في عالمٍ افتراضيٍ صناعيٍ.
٣- استخدام شبكات المعلومات المحلية و العالمية يتيح فرصةً لتوفير بيئةٍ افتراضيةٍ مشتركةٍ مع أشخاص من كافَّة أنحاء العالم.
٤- تحقق البيئة الافتراضية الأمان لمستخدميها عند دراسة معلوماتٍ خطرةٍ، و تمكن المستخدم من التحرك داخل الزمن، و تعرض مواقف من الزمن الماضي، أو تُسرِّع عرضَ المستقبل، و تساعد المستخدم على تحقيق المستوى المرغوب لديه من المهارة بدقةٍعالية.ٍ
خصائص بيئة الواقع الافتراضي:
(المعايشة Presence ، والاستغراق Immersion ، والارتباط Involvement)
- تعتبر هي الخاصية الأساسية التي تميز الواقع الافتراضي عن أي وسيط تقديمٍ آخر، حيث تتضمن هذه الخاصية مفهوماً أساسياً يؤكد على منح المستخدم شعوراً بأنه موجود بالفعل في المكان الحقيقي الذي يكتسب منه الخبرة، وفعالية الواقع الافتراضي أو الأنظمة المعتمدة عليه ترتبط بإحساس المستخدمين بالمعايشة والاستغراق والارتباط بتلك الأنظمة.
يُصنف مستخدمو البيئة الافتراضية إلى ثلاثة أنماطٍ :
١- مستخدم يركز على أن تكون البيئة نسخة طبق الأصل.
٢- المستخدم الذي يميل إلى الخيال.
٣- المستخدم الذي يركز على موقف محدد داخل البيئة الافتراضية.
هناك عدة أنماٌط للمعايشة التي يمكن أن تحدث للمستخدم داخل بيئة الواقع الافتراضي، وهي ثلاثة :
١- المعايشة البيئية.
٢- المعايشة الاجتماعية.
٣- المعايشة الشخصية.
الإبحار : Navigation
- يمكن لمستخدم بيئات الواقع الافتراضي الإبحار، والتجول داخل البيئة مشياً على الأقدام أو مُحلقاً أو من خلال ملامسته للكائنات الرقمية ثلاثية الأبعاد. إضافةً إلى إبحاره بلوحة المفاتيح والفأرة، كما يمكنه أن يبحر من خلال المواد الصوتية المقدمة من خلال بيئة الواقع الافتراضي وكلما كانت عملية الإبحار داخل بيئة الواقع الافتراضي سلسة ومرنة للمستخدم كلما ازدادت معايشة المستخدم للبيئة واستغراقه بها .
- يجب أن تتضمن تلك البيئات نوعاً من التوجيه يضمن عدم تشتت المستخدم ومن أهم الأدوات التي يمكن استخدامها في عملية التوجيه داخل الواقع الافتراضي هو المرشد الإلكتروني داخل البيئة الافتراضية.
و هناك عدة أنماطٍ للإبحار، و هي:
- الإبحار الموجه الكامل.
- الإبحار الحر.
- إبحار العمق.
- الإبحار الأتوماتيكي.
المحاكاة Simulation :
- تتمثل في محاكاة الواقع الحقيقي بحيث يشعر المستخدم كما لو أنه في البيئة الحقيقية نفسها، ولا يقتصر الأمر على مجرد محاكاة البيئة ، بل إن الخبرة نفسها داخل البيئة الافتراضية يتم محاكاتها كالخبرة الحقيقية تماماً، حيث يُطلب من الأفراد اتخاذ القرارات، وحل المشكلات، والتعامل مع المواقف المختلفة في ضوء المعطيات والظروف التي تتحها البيئة المصطنعة.
الفرق بين المحاكاة كواقع افتراضي والمحاكاة كنظام مستقل بذاته:
المحاكاة كواقع افتراضي
- تعبر عن قدرة الواقع الافتراضي على محاكاة وتمثيل البيئات الحقيقية، وتمثيل الخبرات بداخلها لإحداث التفاعل فيها.
- أو هي عمل محاكاةٍ للبيئة بشكلٍ كاملٍ، وبداخلها يحدث التفاعل.
- هي محاكاةٌ عن طريق نماذج وآلات تحاكي الشيء
الحقيقي الذي يبدأ الفرد بالتدريب عليه.
- تختلف في بعض خصائصها عن الواقع الافتراضي، وهي برنامج تَوَفُّرِ السلامة من المخاطر وتفادي الأخطاء.
. تُركز أكثر على تعليم المهارات خاصةً المهارات التي تشتمل على خطورة أو انفجارات فيتم عمل نماذج أو أجهزة تحاكي الأجهزة الحقيقة.
- المثال:
- محاكاةٌ لمتحفٍ إلكترونيٍ عن طريق اللمس تخرج المعلومات على اللوح، ويتم سرد ما فيه من عناصر.
المحاكاة كنظام مستقل بذاته
- هي صورةٌ لبيئةٍ كليةٍ وشاملةٍ، و ما يقوم الواقع الافتراضي بتمثيله بكل مظاهره وعناصره.
- تمثل مظهراً ( نموذجاً )من مظاهر الواقع الافتراضي .
- تشتمل على أحداث ومظاهر عديدة، ولا تتقيد بأي معلومات أو قواعد أو إجراءات محددة، لأنها اكتشافٌ حرٌ يسمح للمتعلم بعمل أي شيءٍ دون خوف.
- هي نظامٌ إجرائيٌ عمليٌ، يتقيد بإجراءاتٍ وتعليمياتٍ وقواعد معينة.
- لا تسمح للمتعلم بأي عملٍ استكشافيٍ حرٍ؛ لأن ذلك قد يمثل خطورةً عليه
- المثال:
- محاكاة الطيران، مثل :
( عند تصنيع طائرةٍ أو كبينة ليتدرب عليها الفرد بهدف تفادي الخطأ أو المخاطر؛ حتى يستطيعَ التحكم فيها عندما يركب الطائرة الحقيقية، ويعملَ عليها دون رهبةٍ أو خوفٍ لأنه يكون ملماً بالمخاطر المحتملة.
مكونات تكنولوجيا الواقع الافتراضي:
- لوحة المفاتيح key boar .
- الفأرة | الفارة الثلاثية الأبعاد Mouse .
- قفاز البيانات (للمس والتحكم).
- عصا التحكم Joystick .
- خوذة الرأس.
- الكهوف. Caves
- المنظار ذو عدستين \ ذو عدسة واحدة.
- الشاشات التلفزيونية.
- حقائب أدوات مطور البرنامج، و هي عبارةٌ عن مكتبةٍ من البرامج محددة الوظائف، ومصحوبةٌ عادةً ببعض البرامج الثانوية التي قد يحتاج إليها المستخدم.
- يستلزم في استخدام هذه النوعية من البرامج أن يكون لدى الفرد منظومات برامج التأليف
(authoring system) وهي خلفيةٌ بعملية البرمجة.
- هي برامجُ كاملةٌ ذات واجهاتٍ رسوميةٍ تُستخدم لإنشاء بيئاتٍ افتراضيةٍ، ولا تحتاج إلى وجود خلفيةٍ في البرمجة لدى المستخدم.
بهذا، نكون قد تنازلنا كلاً من مفهومي الواقع الافتراضي، و الواقع المعزز، و قمنا بتوضيح الفرق بينهما ،مع ذكر أهمية الواقع الافتراضي و المزايا التي يقدمها ، و تطرقنا أيضاً إلى الأجهزة و التطبيقات التي تُستخدم في تطبيق تقنية الواقع الافتراضي، و نرجو أنو ينال المقال استحسانكم.
المصادر:
١- الحلفاوي، وليد سالم (۲۰۱۱) – التعليم الالكتروني تطبيقات مستحدثة القاهرة: دار الفكر العربي
د. ر . غاریسون و تيري اندرسون (۲۰۰٦ التعلم الالكتروني في القرن الحادي والعشرين الرياض: مكتبة الملك فهد – الوطنية
عبد الحميد، عبد العزيز طلبة. ( ۲۰۱۰). التعليم الالكتروني ومستحدثات تكنولوجيا التعليم المنصورة: المكتبة العصرية.
ريم طارق خماش
