تقنية الواقع الافتراضي في التعليم : كيف يتم استخدام الواقع الافتراضي في التعلم الغامر

نستكشف ماهية الواقع الافتراضي ، وكيف يعمل ، والطرق التي يمكن استخدامها في التعليم ، ولماذا يعد الواقع الافتراضي مثاليًا لبيئات التعلم الحديثة.

في عالم حيث التكنولوجيا هي السمة الغالبة في حياتنا اليومية ، أصبح الواقع الافتراضي أكثر بروزًا في مجموعة واسعة من الصناعات. ما كان في يوم من الأيام رفاهية نادرة أصبح الآن منصة يسهل الوصول إليها توفر تجارب غامرة للأشخاص من جميع الأعمار.

في هذه المقالة ، سوف نستكشف ما الذي يجعل تعليم الواقع الافتراضي فعالاً للغاية ، ونتعمق في الطرق التي يمكنها تحسين رفاهية الطلاب ومناقشة الواقع المعزز في بيئة التعلم. سنقدم أيضًا بعض الأمثلة على الطرق التي يمكن من خلالها استخدام الواقع الافتراضي في جوانب أخرى من التعلم والتدريب والتحدث قليلاً عن سماعات الرأس المناسبة.

 

ما هو الواقع الافتراضي؟

قبل أن نتعمق ، دعنا نناقش ما هو المقصود في الواقع بهذا. الواقع الافتراضي ، أو اختصارًا VR ، عبارة عن محاكاة يتم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر وتؤدي إلى تغيير تصور المستخدم للواقع وتسمح له بالتفاعل مع بيئة ثلاثية الأبعاد. على الرغم من أن محيطك غير موجود فعليًا أثناء ارتداء سماعة رأس VR ، إلا أن التجربة غامرة للغاية لدرجة أنها تشعر بالتأكيد كما لو أن محيطك حقيقي.

يمكن أن تكون هذه الحقائق الزائفة مجردة تمامًا وتتكون من ميزات ومحيط غير واقعي ، أو يمكن استخدامها لتكرار تجربة واقعية تمامًا مثل التجول في مدينة الفاتيكان أو استكشاف شارع منزلك باستخدام Google Earth. ليس من المستغرب أن يكون شيء ما بهذه القوة أداة تعليمية مفيدة للغاية.

عندما نفكر في الواقع الافتراضي ، من السهل أن نتخيل شيئًا مستقبليًا ومتقدمًا يتجاوز فهمنا. ومع ذلك ، فهي متاحة الآن بسهولة في جميع أنحاء العالم ، حيث يستخدمها الناس للمتعة والترفيه على أساس يومي.

 

كيف يعمل الواقع الافتراضي؟

نحن نعلم أن الواقع الافتراضي هو أداة قوية ، ولكن كيف يعمل؟ تأتي سماعات الواقع الافتراضي عادةً على شكل زوج سميك من النظارات الواقية المتصلة بجهاز كمبيوتر مع مجموعة من وحدات التحكم التي تسمح للمستخدم بتنفيذ الإجراءات.

ومع ذلك ، هناك أيضًا سماعات رأس متقدمة تتضمن تتبع العين دون الحاجة إلى وحدات تحكم ، وحتى سماعات الرأس التي تعد وحدات تحكم مستقلة دون الحاجة إلى الاتصال بالكمبيوتر. هناك أيضًا المزيد من سماعات الرأس ذات الأسعار المعقولة على شكل نظارات واقية من الورق المقوى يمكنك توصيلها بهاتفك.

حركة

يعود سحر الواقع الافتراضي إلى قدرة سماعات الرأس على تتبع حركة رأس وعين المستخدم وتغيير المنظور معك. سماعات الرأس قادرة أيضًا على تتبع حركة جسمك ، مما يسمح لك بالمشي في بيئة محاكاة.

وظيفة التتبع ثلاثي الأبعاد هذه ليست متاحة للجميع ، حيث يُعد دوار الحركة أحد الآثار الجانبية الشائعة لاستخدام هذه القطع المتقدمة من المعدات. لحسن الحظ ، يمكن أن تعمل وحدات التحكم أيضًا كوسيلة للتنقل داخل البيئة.

رؤية

الآن ، قد تتساءل عن مدى قدرة هذه الأزواج البسيطة من النظارات على تغيير محيطك تمامًا. يتم ذلك عن طريق إنشاء عرض ثلاثي الأبعاد. يعمل هذا بشكل جيد بسبب التجسيم ، وهو القدرة على تصور شكل ثلاثي الأبعاد من المعلومات المرئية من كلتا العينين. ترى عيناك اليمنى واليسرى الأشياء بشكل مختلف قليلاً ، وتجتمع كلتا النظرتين معًا لخلق نفس التأثير لكيفية إدراكنا للأشياء في الحياة اليومية.

يتم عرض صورتين منفصلتين على جانبي النظارات ، واحدة لكل عين ، ويتم عرض هذه الصور على مسافة مثالية من عينيك لخلق إحساس بالعمق. نقرأ الصور وشاشات الهاتف على أنها صور مسطحة ، لذلك لن يكون لها نفس تأثير المحاكاة ثلاثية الأبعاد.

صوت

هناك عنصر أساسي آخر لإنشاء تجربة غامرة تمامًا وهو صوت محيطك ، لذلك لا تكتمل سماعة رأس VR بدون إضافة سماعات رأس – والتي غالبًا ما تكون مدمجة.

 

الواقع المعزز مقابل الواقع الافتراضي

قبل أن نقارن بين الاثنين ، دعونا نحدد الواقع المعزز. ببساطة ، الواقع المعزز هو استخدام التكنولوجيا المولدة بالحاسوب لتحسين تجربة العالم الحقيقي. على الرغم من أنه يبدو مشابهًا للواقع الافتراضي ، إلا أن الاختلاف الرئيسي هو أن الواقع المعزز يدمج محيطك الحقيقي ، بينما يتكون الواقع الافتراضي بالكامل من معلومات افتراضية.

على الرغم من أن مفهوم الواقع المعزز قد يبدو جديدًا بالنسبة لك ، إلا أنك قد تكون قد شاهدته أو سمعت عنه من قبل ، حيث يتم استخدامه في العديد من تطبيقات الهواتف الذكية المعروفة. يستخدم Snapchat الواقع المعزز لإنشاء مجموعة من المرشحات التي تغير وجهك أو البيئة المحيطة. ومن التطبيقات الشهيرة الأخرى للواقع المعزز لعبة Pokemon GO ، والتي تحث المستخدمين على “التقاط” المخلوقات في مواقع حقيقية مختلفة.

يمكن أن يكون الواقع المعزز أداة تعليمية رائعة ويمكن الوصول إليه أكثر من الواقع الافتراضي ، حيث يمكن استخدامه مع الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية. هناك موارد متاحة تحول المحتوى التعليمي إلى تجارب تفاعلية. ومن الأمثلة على ذلك أوراق العمل التعليمية التي يمكن إضفاء الحيوية عليها باستخدام الهاتف الذكي. على الرغم من أن هذا ليس غامرة مثل تجربة الواقع الافتراضي ، إلا أنها لا تزال مفيدة للغاية وجذابة للطلاب.

 

ما هو الواقع المختلط؟

بينما نحن في موضوع الواقع المعزز ، فلنتحدث قليلاً عن الواقع المختلط. يشبه الواقع المختلط الواقع المعزز من حيث أنه يجمع المعلومات الافتراضية مع بيئات العالم الحقيقي. الفرق الرئيسي بين الاثنين هو أن الواقع المختلط يسمح للبيئة الافتراضية بالتفاعل مع العالم الحقيقي.

يوفر الواقع المعزز مرئيات افتراضية ، بينما يوفر الواقع المختلط الفرصة لمعالجة المعلومات الافتراضية. إنها في الأساس مزيج من VR و AR ، وهي أداة تعليمية أخرى مفيدة. Microsoft Hololens هو المثال المثالي للواقع المختلط ؛ يتيح للمستخدم التفاعل مع العروض التفصيلية للتشريح البشري في بيئة حقيقية.

 

مستقبل التعليم

في هذا العصر الرقمي ، أصبح التعلم عبر الإنترنت والتعلم عن بعد شائعًا بشكل متزايد ، ويعترف الكثير من الناس الآن بفوائد منصة التعلم عبر الإنترنت. مع هذه التغييرات الجذرية ، من المنطقي فقط أن نستخدم التكنولوجيا لزيادة إمكانات بيئة التعلم.

 

رفاهية الطالب

مع سلسلة الإغلاق الأخيرة في جميع أنحاء العالم ، واجهت العديد من المدارس والكليات والجامعات الإغلاق. لقد أجبرنا الوباء على التكيف وتغيير الطريقة التي ندرس بها ونتعلم ، مع أساليب مثل التعلم المدمج أصبح هو القاعدة. من المحتمل أن يظل هذا النمط من التعلم بعيدًا عن الوباء ، لأنه يوفر للطلاب نهجًا تعليميًا أكثر مرونة.

ومع ذلك ، فإن إحدى أكبر الصعوبات التي واجهها الطلاب هي قلة التفاعل مع بعضهم البعض ، وكما نعلم جميعًا ، فإن البقاء داخل منزلك طوال اليوم لا يوفر الكثير من التحفيز. وفقًا لدراسة أجراها مكتب الإحصاء الوطني ، أفاد أكثر من نصف طلاب الجامعات بعدم رضاهم عن تجربتهم الاجتماعية خلال خريف عام 2020 ، بالإضافة إلى 57٪ أفادوا بتدهور حالة صحتهم العقلية.

 

الواقع الافتراضي الاجتماعي

يُحدث الواقع الافتراضي بالفعل تأثيرًا كبيرًا على رفاهية الطلاب ، باستخدام أدوات مثل VRroom من ClassVR ، والتي توفر مساحة تعاونية افتراضية للطلاب للتفاعل مع بعضهم البعض. تتيح هذه المنصة للمعلم مراقبة صف دراسي يصل إلى ثلاثين طالبًا في وقت واحد عبر مجموعة من البيئات الافتراضية المثيرة والتعليمية.

واحدة من أكثر الميزات التي لا تصدق لسماعات رأس الواقع الافتراضي هي القدرة على التحدث بحرية مع الآخرين كما لو كانوا في الغرفة معك. يمكن أن تحد غرف الدردشة والمنصات الاجتماعية هذه من فقدان التفاعل الاجتماعي بين زملاء الدراسة والأقران.

تقوم هذه الأدوات بعمل رائع في تكرار الفصول الدراسية والملاعب ، ولا يُقارن الشعور بالتواجد بين زملاء الدراسة بأدوات مؤتمرات الفيديو.

 

ما هو التعلم المعزز بالتكنولوجيا؟

التعلم المعزز بالتكنولوجيا (TEL) هو مصطلح واسع يشمل أي نوع من التعلم الذي يدمج التكنولوجيا بشكل فعال. TEL ليس مفهومًا جديدًا ، حيث يتم استخدام أجهزة الكمبيوتر كأداة تعليمية منذ الثمانينيات.

الآن بعد أن عرفنا ما هو التعلم المعزز بالتكنولوجيا ، دعنا نكتشف بعض الطرق التي يمكن من خلالها تنفيذ TEL. لقد غطينا بالفعل الواقع الافتراضي والواقع المعزز ، لذلك إليك بعض الأمثلة الأخرى عن TEL:

• التعلم المتنقل – هذا شكل من أشكال التعليم عن بعد. إنها طريقة للوصول إلى المحتوى التعليمي باستخدام الأجهزة المحمولة المختلفة. يجعل التعلم المتنقل تجربة تعليمية مرنة للغاية حيث يمكن الوصول إليها في أي مكان. يمكن أن تتراوح من البودكاست إلى دورات التعلم الإلكتروني الكاملة.
• التعلم المعكوس – هذه طريقة تدريس تتيح للمعلمين تحديد أولويات مهام التعلم النشط أثناء وقت الحصة الدراسية من خلال تزويد الطلاب بالمواد والعروض التقديمية للعمل من خلالها في المنزل. يعمل التعلم المعكوس بشكل جيد مع بيئات التعلم الافتراضية والتعلم المتنقل.
• بيئات التعلم الافتراضية – وهي أنظمة عبر الإنترنت تُستخدم بشكل شائع داخل المدارس والكليات والجامعات. إنها تسمح للطلاب بالوصول إلى الموارد المختلفة وإرسال المهام بسهولة. كما أنها تسمح للمعلمين بمشاركة موادهم الخاصة والتواصل مع الطلاب. Moodle و Blackboard أمثلة على بيئات التعلم الافتراضية هذه.
• الألعاب والتطبيقات الرقمية – يمكن أن تكون مفيدة جدًا للتعلم ، ويمكن الوصول إليها بسهولة لمن لديهم هواتف ذكية. يمكن أن تخلق التطبيقات تجربة تعليمية أكثر جاذبية من الطرق التقليدية.
• يعد Duolingo أحد الأمثلة الجيدة على التطبيقات التعليمية ، مما يجعل تعلم اللغة أكثر تفاعلية. قد يكون هذا مفيدًا لأولئك الذين يشاركون في دروس اللغة.

 

تقنية الواقع الافتراضي في التعليم

الواقع الافتراضي لديه القدرة على إحداث ثورة في التعليم ، ولكن لم يتم استخدامه على نطاق واسع في الصفوف الدراسية التقليدية ، ويرجع ذلك على الأرجح إلى تكلفة سماعات الرأس. مع تحول التعليم ككل إلى المزيد من الإعدادات عبر الإنترنت ، يمكن أن يكون الواقع الافتراضي إضافة رائدة لأي خطة درس. يجعل تعليم الواقع الافتراضي التعلم ممتعًا وآمنًا وجذابًا أكثر من أي وقت مضى.

في تقريرنا الأخير عن مستقبل التعلم حول كيف وماذا ولماذا يتعلم الناس ، عُرض على المشاركين مجموعة مختارة من الابتكارات التكنولوجية وسئلوا عما يرغبون في رؤيته في التعليم بحلول عام 2030. كان الواقع الافتراضي هو الخيار الأفضل من جميع البلدان الثلاثة المشاركة ، حيث يرغب 1 من كل 3 (33٪) في المملكة المتحدة في رؤية الواقع الافتراضي في مجال التعليم بحلول عام 2030.

 

لماذا يعتبر تقنية الواقع الافتراضي في التعليم قويًا؟

أظهرت دراسة أجرتها جامعة وارويك أن الطلاب كانوا قادرين على تذكر المواد الدراسية بشكل أفضل في شكل الواقع الافتراضي. زعم الطلاب في هذه الدراسة أيضًا أن لديهم مشاعر إيجابية أقوى ومشاعر أقل سلبية بعد استخدام سماعات الرأس VR بدلاً من الكتب المدرسية ومقاطع الفيديو.

كما قال ألبرت أينشتاين ذات مرة ، “المصدر الوحيد للمعرفة هو الخبرة”. أفضل طريقة لتعلم المعلومات والاحتفاظ بها هي تجربتها بالفعل ، ويسمح لك تعلم الواقع الافتراضي بالقيام بذلك. هل تفضل سماع قصص عن مصر القديمة أم المشي بين الأهرامات بنفسك؟

يتيح تعلم الواقع الافتراضي للطلاب تجربة مناطق وبيئات معقدة لن يكونوا قادرين عليها بطريقة أخرى ، ويمكن أن يكون هذا مفيدًا لمجموعة واسعة من الموضوعات.

 

ما هي الموضوعات التي يمكن أن تستفيد من تقنية الواقع الافتراضي في التعليم ؟

• الجغرافيا – بدلاً من الطريقة التقليدية للتعرف على العالم من خلال الكتب المدرسية ومقاطع الفيديو ، يسمح الواقع الافتراضي للطلاب بالمغامرة فعليًا في أي مكان في العالم. إن الانغماس في بيئة على الجانب الآخر من كوكبنا يُثري ، وهو تجربة أكثر إمتاعًا.
• التاريخ – هل فكرت يومًا في السفر عبر الزمن لإلقاء نظرة على كيف كانت الأمور في السابق؟ باستخدام سماعة رأس VR ، يمكنك فعل ذلك تمامًا ؛ هناك محتوى متاح يكرر البيئات والسيناريوهات التاريخية ، بل ويتيح لك التحدث مع الشخصيات التاريخية!
• الفن – لقد ولت أيام السفر والدفع للدخول إلى معرض فني مرموق. باستخدام VR ، يمكنك مشاهدة بعض من أجمل المعارض الفنية في العالم من أي مكان على الإطلاق. بالإضافة إلى القدرة على حضور المعارض الفنية تقريبًا ، هناك أيضًا بعض أدوات الواقع الافتراضي الرائعة التي تتيح لك إنشاء فن افتراضي وإطلاق العنان لإبداعك.
• العلوم – هناك العديد من الطرق التي يمكن من خلالها استخدام الواقع الافتراضي لتدريس العلوم ، لكن علم الأحياء والكيمياء أمثلة مثالية. هناك أدوات تعليمية في علم الأحياء تسمح لك بالاقتراب والشخصية من مجموعة من الحيوانات البرية الخطرة ، بالإضافة إلى الأدوات التي تتيح لك استكشاف تشريح كل من البشر والحيوانات. باستخدام تقنية الواقع الافتراضي ، يمكن للطلاب أيضًا إجراء تجارب كيميائية باستخدام مواد يحتمل أن تكون خطرة في بيئة آمنة تمامًا.

هذه ليست الموضوعات الوحيدة التي يمكن أن تستفيد من استخدام الواقع الافتراضي ؛ الاحتمالات لا حصر لها! هناك العديد من الأدوات المختلفة التي يمكن دمجها في خطط الدروس أو استخدامها للدراسة العامة.

 

ما هي السماعات المناسبة تقنية الواقع الافتراضي في التعليم ؟

مع نمو صناعة الواقع الافتراضي باستمرار ، هناك عدد كبير من سماعات الواقع الافتراضي للاختيار من بينها. وهي تتراوح في السعر والراحة والجودة والفعالية. دعونا نلقي نظرة على بعض الأمثلة على سماعات الرأس المتوفرة: 

• سماعة الرأس ClassVR – هذه سماعات مستقلة مصممة خصيصًا للطلاب ، مما يجعلها مريحة وسهلة التنقل. تدعم هذه السماعة الواقع المعزز وكذلك الواقع الافتراضي ، وتأتي مع خطط الدروس الجاهزة والأدلة. لا تحتاج سماعات الرأس هذه إلى الاتصال بهاتف أو أي جهاز آخر ، حيث أن كل شيء مدمج في سماعة الرأس.
• سماعة الرأس Destek V5 VR – هذه السماعة هي واحدة من أرخص السماعات المتاحة ، لذا ستكون في متناول الطلاب. على الرغم من انخفاض سعر هذه السماعة ، إلا أنها لا تزال قوية بشكل لا يصدق. يتصل جهاز Destek بهاتفك الذكي ، ويحتوي على منزلقات لضبط التركيز. ما يميز هذه السماعة عن البدائل الأخرى هو الراحة ، فهي تحتوي على بطانة وأشرطة قابلة للتعديل ، على عكس سماعات الرأس الرخيصة الأخرى.
• Oculus Quest 2 – على الرغم من أن هذه السماعة أغلى من نظيراتها الأخرى المدرجة ، إلا أنها تقدم تجربة واقع افتراضي غامرة بشكل لا يصدق. تميل سماعات الرأس الأخرى القوية مثل هذه إلى الاتصال بجهاز كمبيوتر وأسلاك متصلة مباشرة بسماعة الرأس. يفصل Oculus Quest 2 نفسه عن البقية من خلال العمل كوحدة تحكم مستقلة يمكن الوصول إليها في أي مكان. تحتوي هذه السماعة على بعض من أكثر الرسومات المتاحة سلاسة ، وتتميز بصوت سينمائي ثلاثي الأبعاد.

على الرغم من أن هذه السماعات هي الطريقة الأكثر سهولة للوصول إلى البيئات الافتراضية ، وبالتالي فهي الأنسب للطلاب ، فإن التكنولوجيا لا تنتهي عند هذا الحد. هناك العديد من الوظائف الإضافية المتقدمة وأجزاء أخرى من المعدات لتحسين تجربتك الافتراضية. تقدم VIVE أيضًا أجهزة تعقب يمكن إضافتها إلى عناصر حقيقية أو أجزاء من جسمك لزيادة الانغماس.

 

استخدامات أخرى: تدريب الواقع الافتراضي

لا يقتصر استخدام التكنولوجيا الغامرة للتعلم على الطلاب – فقد ثبت أيضًا أنه من المفيد تدريب المهنيين في مجموعة واسعة من الصناعات. نفذت القوات الجوية الأمريكية استخدام الواقع الافتراضي ضمن برامج تدريب الطيارين. لقد قالوا إنهم رأوا فوائد من جعل الطيارين يتعلمون الأساسيات من خلال تدريب الواقع الافتراضي المتطور.

هناك أيضًا الواقع الافتراضي في الصحة مثل أجهزة محاكاة للجراحة توفر للجراحين تجربة غامرة تمامًا مماثلة لتجربة سيناريو الجراحة الحقيقية. يستخدم التدريب الطبي الواقع الافتراضي تقنية اللمس لتكرار الشعور ولمسة العظام والأنسجة والعضلات الحقيقية.

تتيح هذه الأداة للجراحين ممارسة مهاراتهم الجراحية في بيئة افتراضية آمنة تمامًا. وبالمثل ، هناك تدريب على الواقع الافتراضي لمن يعملون في مهنة الطب البيطري يتيح للمشاهد استكشاف الهيكل العظمي وأعضاء الحيوانات بعمق.

تستفيد صناعة البناء أيضًا من الواقع الافتراضي ، حيث يتم استخدام الواقع الافتراضي لتنفيذ إجراءات التدريب بأكثر الطرق أمانًا. لا يمكن استخدام الواقع الافتراضي لإجراء تدريب آمن فحسب ، بل يمكن استخدامه أيضًا لعرض خطط البناء بمزيد من التفصيل أكثر مما كان ممكنًا في أي وقت مضى. يمكن دراسة خطط البناء بعمق كبير ، ويسمح الواقع الافتراضي للعمال بتصور مشاريعهم قبل العمل عليها.

 

نأمل أن يكون هذا المقال قد أعطاك فكرة قوية عن مدى فائدة أدوات الواقع الافتراضي في بيئة التعلم. مع الاتجاه الذي يسير فيه العالم ، من الآمن القول أن الواقع الافتراضي من المحتمل أن يصبح أكثر بروزًا في قطاع التعليم. إنه بالتأكيد شيء يأمل متعلمونا في رؤية المزيد منه.