تقنيات الواقع المختلط واستخداماتها في التعليم والتدريب

مفهوم تقنيات الواقع المختلط:

تجمع تقنية الواقع المختلط بين ميزات كل من الواقع الافتراضي VR والواقع المعزز AR حيث أن كل من هؤلاء يخلق بيئة افتراضية نوعا ما لكن تطبيقات كل منها فريدة من نوعها. إذ يوفر لك الواقع الافتراضي الانغماس الكامل في بيئة افتراضية مغلقة عبر شاشة مثبتة على الرأس.

بينما في الواقع المعزز يقع في الطرف الآخر من الطيف بحيث يتم تقديم المعلومات الرقمية عبر عرض العالم الحقيقي من هاتف ذكي أو نظارات ذكية ك Pokémon GO أو. Google Glass

يتضمن الواقع المختلط MR ميزات AR و VR فهو يطبق MR تجربة افتراضية في العالم الحقيقي ويحرر نفسه من بيئة VR الغامرة بالكامل. بالتالي يسمح للمستخدمين بالتفاعل مع كل من العناصر الواقعية والافتراضية، عادة يتم عرض الواقع المختلط بشاشات عرض مثبتة على الرأس ونظارات ذكية من مصنعي أجهزة الواقع المختلط بما يتضمن: Microsoft و Magic Leap و Third Eye.

أهمية تقنية التعليم المختلط:

يمكن فهم أهمية التعليم المختلط من خلال سيناريو طلاب الطب الذين يقومون بتشريح جثة بشرية كجزء من تجربة عملية أو محاكاة، فباستخدام الواقع الافتراضي يمكنهم التلاعب بالتمثيل الرقمي لجسم الإنسان في بيئة مغلقة، كما أن التفاعل مع زملائهم الطلاب وأعضاء هيئة التدريس كأفتار.

رغم أن الاتصال في هذه البيئة المغلقة مفيد لكنه أقل مثالية نوعاً ما بالمقارنة مع الإجراء في الموقع كما أن جودة الصورة غير متكافئة تماماً مع الواقع.

فقد يكون الواقع المعزز مفيداً لطلاب الطب بحيث يمكن للنظارات الذكية أن تراكب المعلومات على الجثة وتوضح أشياء مثل مكان إجراء الشقوق أو كيفية التعرف على الأعضاء.

فهذا يزيل بعض تحديات الواقع الافتراضي، لكنه لا يساعد المؤسسة على تجنب شراء وصيانة جثث بشرية حقيقية، كما لا يتكيف مع مواقف التعلم الافتراضية بسبب الصور ثنائية الأبعاد التي يعرضها على الأجهزة ثنائية الأبعاد.

أما في الواقع المختلط يمكن للطلاب الذين يرتدون نظارات واقية استكشاف تمثيل افتراضي لجثة بشرية في بيئة سريرية حقيقية خلال فترة التفاعل مع زملائهم الطلاب والمدربين في نفس البيئة.

تقنية التعليم المختلط في التعليم:

كانت تقنية التعليم المختلط VR هي تقنية XR الرئيسية المستخدمة في التعليم العالي، لكن ظهرت عدة قيود. فغالباً يحتاج استخداماً مكثفاً للكابلات المتصلة كما يستخدم بيئة مغلقة.

إضافة إلى أن قابلية التنقل محدودة جداً وقد تشكل مشكلات تتعلق بالمسؤولية بحيث يمكن للمستخدمين أن يصطدموا بالجدران أو يتعثرون في أشياء لا يستطيعون رؤيتها في البيئة الافتراضية.

كما أن عدة مستخدمين معرضون للدوخة والغثيان بعد استخدام VR الممتد، مما يجعل الواقع المختلط هو الأنسب لجلسات الأشخاص ذات الفترات القصيرة نسبياً، كما أنه غير مناسب للعروض التعليمية الطويلة.

يوجد قيود على AR فرغم أنه يوفر إمكانية التنقل لكنه يتمتع بقدرة محدودة على المستخدمين للعمل مع كل العناصر الحقيقية والفرضية، كما يوفر نطاق رؤية ضيقاً خاطئاً فلو كانت الصورة ثلاثية الأبعاد مرئية عند النظر إلى كتاب تستطيع رؤيته فقط إذا كنت تبحث مباشرة في الكتاب.

مما جعل استخدام MR في التعليم الجامعي لكونه يخفف من تحديات كل من VR وAR، إذ تستخدم جامعة فوردهام في نيويورك الواقع الافتراضي في فصول الأعمال للمساعدة في بناء المهارات الناعمة للطلاب مع ملاحظة الأساتذة كيف أن البيئات المحاكاة تمنح الطلاب تجارب أكثر من مجرد التعلم.

كما تتمتع جامعة كوينزلاند بواقع غامر شامل “مجتمع الممارسة” إذ يتعاون أعضاء هيئة التدريس من مختلف التخصصات لتبادل المعرفة وأفضل الممارسات لـ XR عبر الجامعة.

تأثير الواقع المختلط في التعليم:

يغير الواقع المختلط طريقة تفاعل المستخدم مع تطبيقات الأجهزة المحمولة وغيرها من تجارب الرسوم المرئية، كما يسمح بزيادة الرسومات التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر في البيئة الحقيقية على الشاشة.

فلو نقلت كاميرا هاتفك المحمول إلى الفضاء تستطيع رؤية كائن تم إنشاؤه بواسطة الكمبيوتر على شاشتك خلال فترة مشاهدته من الكاميرا مما يجعل بيئة التعلم أكثر تفاعلية.

كما أن تجربة الواقع المعزز تتضمن 25٪ من الواقع الرقمي و75٪ من الواقع الحالي، فهو لا يستبدل البيئة الكاملة بالبيئة الافتراضية بل يدمج الكائنات الافتراضية في العالم الحقيقي.

الواقع المختلط في التعليم للأطفال:

يجعل التعليم المختلط الفصل الدراسي أكثر تفاعلية فهو يمكّن المعلمين من عرض أمثلة افتراضية للمفاهيم وإضافة عناصر ألعاب لتوفير دعم مواد الكتب المدرسية، مما يسرع عملية التعلم وحفظ المعلومات.

فيما يلي بعض الأمثلة على الواقع المعزز في التعليم:

1. Dinosaur 4D:

يتيح “Dinosaur 4D +”، مع مجموعة من البطاقات التعليمية للمستخدمين عرض الديناصورات ثلاثية الأبعاد، والمسح من خلال البطاقة، بالتالي يمكن للطلاب رؤية تصرفات الديناصورات واستخدام ميزات التطبيق للتدوير والتكبير كما يوفر معلومات حول الديناصور.

2. Element 4D:

يجعل تطبيق Element 4D تعلم الكيمياء أمراً ممتع فهو يسمح للمستخدمين إيجاد الوزن الذري والعناصر الكيميائية والتفاعل بين مادتين كيميائيتين وأسمائهم ببساطة عن طريق وضع مكعبين ورقيين لكتلة عنصر خاصة.

3. Google Expeditions:

يمكن تطبيق Google Expeditions المستخدمين من رؤية كائنات ثلاثية الأبعاد في الفصل الدراسي كالبراكين والعواصف والحمض النووي. كما يحتوي تاريخ التكنولوجيا والهبوط على سطح القمر وغيره.

الواقع المعزز في التدريب الاحترافي:

في بعض الصناعات كالطيران والضيافة والجيش وغير ذلك يتم إنفاق مبلغ ضخم من المال والمعدات في التدريب العسكري، في حين يقوم الواقع المختلط على تقليل النفقات ويجعل التدريب تفاعلياً.

يسمح لرواد الفضاء من الحصول على تدريب حقيقي والقيام بمهام كصيانة محطة فضائية، فمثلاً Sidekick هو مشروع تابع لوكالة ناسا يختبر Hololens لتقديم رسوم توضيحية وتعليمات افتراضية لاستخدامها في تدريب الطاقم.

كما يساعد في تدريب الجنود على استخدام المعدات في بيئة افتراضية، مما يحميهم من التعرض للخطر والحصول على تدريب بسهولة.

الواقع المختلط في تطبيقات التعلم الإلكتروني:

الآن بعد أن اضطر الطلاب إلى التعلم من المنزل، أصبح إبقاء الطلاب يشاركون في المحاضرات أمراً صعباً للغاية. وبالتالي، يتبنى أصحاب تطبيقات التعليم الإلكتروني تقنية الواقع المعزز بحماس. إجمالاً، الواقع المعزز يطور تعمل NT أيضاً على تعزيز مكانتها في السوق.

تعرض تطبيقات التعليم الإلكتروني التي تدعم الواقع المعزز الكائن المعزز على الشاشة وتقوم بتشغيل أمثلة ثلاثية الأبعاد للمفاهيم التي تسمح للطلاب بالتعلم والمشاركة.

إجمالاً تُستخدم رسومات الكمبيوتر أيضاً على نطاق واسع، مما يتيح التقاط كائن ما والظهور في البيئة المعززة وتقديم عمليات البحث حول الكائن. هذا يعني أن التطبيق يمكنه التقاط صورة الكائنات من البيئة الحقيقية وتقديم وصف مفصل للكائن، يمكنك أيضاً إنشاء تطبيق التعليم الإلكتروني الخاص بك مع تمكين AR بمفهوم فريد.

إذا تركنا كل شيء جانباً، فإن تطبيقات الواقع المعزز في التعليم تتيح مجموعة واسعة من الفوائد. فيما يلي بعض مزايا استخدام الواقع المعزز في التعليم:

فوائد تقنية الواقع المختلط في التعليم:

يقدم الواقع المختلط في قطاع التعليم عدة امتيازات مرغوبة تتضمن:

1. نظام تعليمي سريع وفعال:

يسمح باكتساب المعرفة عبر المرئيات الغنية والانغماس في الموضوع، كما يعمل على إشراك الطلاب عبر توفير تفاصيل شاملة حول الموضوع بتنسيق صوتي.

شاهد بالفديو: مفهوم التعليم الإلكتروني وميزاته

2. سهولة الوصول إلى المواد التعليمية:

يحل محل الكتب المدرسية والنماذج المادية والملصقات والكتيبات المطبوعة، مما يقلل من تكلفة المواد التعليمية ويسهل الوصول إليها في أي وقت وفي أي مكان.

3. التعلم العملي غامرة:

يساعد في التدريب المهني، إذ تستطيع طهي الطعام أو تشغيل مكوك فضائي دون تعريض الآخرين للخطر أو إنفاق ملايين الدولارات.

4. إشراك الطلاب وإثارة اهتمامهم:

يجعل عملية التعلم ممتعة وسهلة ويحسن التعاون والقدرات، كما يوفر فرصًاً كبيرة لجعل الفصول الدراسية أقل إرهاقاً من خلال غرس تفاعل لا مثيل له من خلال بيئة يتم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر.

في الختام:

يمكن للتعليم يحقق طفرة في نظام التعليم التقليدي من خلال تحويل تجربة التعلم الكاملة فهو يؤثر على اهتمام الطلاب ويجعلهم فعالين، كما يساعد في فهم المفاهيم في بيئة غامرة التي تبسط المفاهيم وتسهيل التعلم.