أ.د. هند الخليفة
مدة القراءة : 5 دقائق
*جميع ما ورد في هذا المقال يعبر عن رأي الكاتب، ولا يعبر بالضرورة عن رأي المركز.
يصبو الإنسان على مر العصور إلى تحقيق حلم تخطي المستحيل واجتياز حواجز الزمان والمكان، واليوم أتيحت الفرصة لتبلور هذا الحلم من خلال عوالم افتراضية غامرة فتحت آفاقاً لا حدود لها. أحدثت تقنية الواقع الافتراضيVR (Virtual Reality) ثورة تقنية هائلة، ومكّنت من تطوير ابتكارات شبيهة بالخيال، حيث ظل البشر يتصورون مثل هذه الإنجازات في أفلام الخيال العلمي، ومع التحول الجذري الذي يمر به قطاع التعليم، بات الواقع الافتراضي أداة فريدة من نوعها لصقل مهارات المتعلمين وإثراء تجاربهم التعليمية، وأصبحت أيام الكتب التقليدية والمحاضرات ثنائية الأبعاد تتجه ببطء نحو الاندثار. في هذا المقال، نقدم نبذة تعريفية عن الواقع الافتراضي في التعليم وتطور استخدامه تاريخياَ، ونستعرض فوائده في البيئة التعليمية وأدواته المختلفة، بالإضافة إلى تطبيقاته وأخلاقيات استخدامه.
ما هو المقصود بالواقع الافتراضي؟
الواقع الافتراضي (VR) هو تقنية تسمح للمستخدمين بالانغماس في بيئة ثلاثية الأبعاد مصممة عبر الحاسب، من خلال استخدام نظارات أو خوذة رأس مخصصة (Luo et al., 2021). ويحاول الواقع الافتراضي إعطاء المستخدمين الانطباع بأنهم حاضرون بشكل فيزيائي في العالم الافتراضي حتى وهم في الواقع الحقيقي (Mazhar & Al Rifaee, 2023). ويعرفه المركز الوطني للتعليم الإلكتروني بأنه: "بيئة افتراضية كليًا مشابهة للواقع أو مختلفة عنه، ينغمس فيها المتعلم ويتفاعل من خلال الملبوسات الرقمية".
يتكون أي نظام واقع افتراضي من المكونات التالية:
شاشات العرض المركبة على الرأس (HMDs) - تتكون من شاشات موضوعة بالقرب من أعين المستخدمين، مما يوفر رؤية متعددة وثلاثية الأبعاد. غالبًا ما تضم HMDs الحديثة أجهزة استشعار لتتبع الرأس، مما يسمح للمستخدمين بالنظر حولهم في العالم الافتراضي.
تتبع الحركة - تستخدم أنظمة الواقع الافتراضي مجموعةمتنوعة من الأجهزة الاستشعارية، مثل قياسات السرعة وأجهزة الدوران الزاوي، لتتبع حركات رأس المستخدم وجسمه. هذه البيانات المتتبعة حاسمة لتحديث رؤية المستخدم للبيئة الافتراضية.
وحدات معالجة الرسومات (GPUs) - لتوليد رسومات ثلاثية الأبعاد عالية الجودة وبسرعة عالية، يعتمد الواقع الافتراضي على وحدات معالجة الرسومات القوية. ولتجنب التشتت الناتج عن الحركة والحفاظ على الانغماس، يجب أن تكون الصور سلسة ومتوافقة.
تقنية الصوت - بالنسبة لتجربة الواقع الافتراضي لتكون موثوقة، فإن الصوت المكاني أمر أساسي. يعمل استخدام تقنية الصوت ثلاثي الأبعاد على تحسين الشعور بالوجود من خلال ضمان وصول الأصوات من الزوايا والمسافات المناسبة.
التحكم وأجهزة الإدخال - يمكن لمستخدمي أنظمة الواقع الافتراضي التفاعل مع الأشياء الافتراضية من خلال القفازات أو وحدات التحكم المحمولة. يمكن تتبع هذه الوحدات بثلاثة أبعاد، مما يسمح بتفاعل دقيق وطبيعي.
نظرة تاريخية عن الواقع الافتراضي
يعود مفهوم الواقع الافتراضي إلى الخمسينيات الميلادية، وتطور المجال تباعاً مع تطور التقنية. فيما يلي تسلسل زمني موجز لتطور استخدام الواقع الافتراضي في التعليم :
استخدامات تقنية الواقع الافتراضي
على الرغم من أن تقنية الواقع الافتراضي (VR) لا تزال في مراحلها الأولى في استخدامها في التعليم، إلا أن بإمكانها تقديم فرص تعلم مشوقة وتفاعلية وتجريبية تلبي احتياجات وتفضيلات تعليمية متنوعة. ومع استمرار تقدم التقنية، من المتوقع أن يلعب الواقع الافتراضي (VR) دوراً متزايد الأهمية في تشكيل مستقبل التعليم.
يمكننا رؤية استخداماته في التالي (Yu, 2023):
يوفر لطلاب الطب ممارسة الجراحات وتشخيص الحالات الطبية وتعلم التشريح من خلال محاكاة واقعية للواقع الافتراضي. إذ يوفر بيئة آمنة وخالية من المخاطر لتطوير المهارات.
يمكن طلاب الهندسة المعمارية استخدام الواقع الافتراضي (VR) لبناء وتصور النماذج المعمارية، واستكشاف المباني الافتراضية، وإجراء تغييرات في التصميم في الوقت الحقيقي.
تقديم المعامل الافتراضية بطريقة آمنة وفعالة من حيث التكلفة لإجراء التجارب. كما يمكن للطلاب إجراء الملاحظات وإجراء التجارب دون الحاجة إلى معدات معملية فعلية.
في الفن، يمكن إنتاج أعمال فنية ثلاثية الأبعاد ومنحوتات وتصاميم رقمية في استوديوهات فنية باستخدام الواقع الافتراضي. إذ يعزز التجربة والتعبير الإبداعي.
فوائد الواقع الافتراضي في التعليم
حازت قدرة الواقع الافتراضي (VR) على تحسين تجارب التعلم بشكل كبير، على اهتمام المجتمع التعليمي. من خلال تعزيز المشاركة، وزيادة الاحتفاظ بالمعلومات، وتقديم محاكاة دقيقة للعالم الحقيقي، لتعزيز مشاركة الطلاب في الصف والاهتمام بعملهم. يغمر الواقع الافتراضي الطلاب في بيئة تفاعلية ثلاثية الأبعاد، مما يجعل عملية التعلم أكثر إثارة. كما يستهوي عدة حواس، بما في ذلك البصر والسمع، مما يعزز الاتصال الأعمق بموضوع المادة. (Rojas-Sánchez, Palos-Sánchez, & Folgado-Fernández, 2023)
أيضاً، يسمح الواقع الافتراضي بتجارب تعلم أكثر تخصيصًا. حيث يمكن للطلاب التقدم بوتيرتهم الخاصة واختيار مسارات تتوافق مع اهتماماتهم، مما يزيد من دوافعهم للتعلم، واتخاذ مسارات تتناسب مع اهتماماتهم.
فائدة أخرى للواقع الافتراضي في الفصل الدراسي هي تحسين احتفاظ الطلاب بالمعلومات. يستفيد الواقع الافتراضي من الذاكرة المكانية، أي قدرة الدماغ على الاحتفاظ بالمعرفة استنادًا إلى الإشارات المكانية. إذ يميل الطلاب إلى الاحتفاظ بالأفكار والتفاصيل بشكل أكثر وضوحًا عندما يشاركون في عوالم ثلاثية الأبعاد في الواقع الافتراضي. ويعزز هذا النهج متعدد الحواس الاحتفاظ بالذاكرة حيث تكون التجارب الغنية بالحواس أكثر تذكرًا من التعلم المستند إلى النص، فإن هذا الأسلوب متعدد الحواس يحسن احتفاظ الذاكرة.
أيضاً، يوفر الواقع الافتراضي مساحة آمنة للطلاب لممارسة المهام الحقيقية دون أي عواقب في الحياة الواقعية. مما يخلق قيمة مضافة وخاصة في مجالات مثل الطب والطيران، حيث يمكن أن تكون الأخطاء في هذه المجالات لها تداعيات خطيرة.
الآثار المتوقعة للواقع الافتراضي
سيغير استخدام الواقع الافتراضي بصورة كبير كيفية اشتراك الطلاب وتعلمهم من المحتوى التعليمي في مراحل التعليم المختلفة بدأ من التعليم الابتدائي مروراً بالثانوي وانتهاء بالتعليم العالي. فيما يلي بعض الأمثلة على كيفية تطبيقه في كل مرحلة.
المرحلة الابتدائية: يوفر الواقع الافتراضي منصة جذابة وتفاعلية للمتعلمين الصغار. تستطيع البيئات الغامرة والألعاب التفاعلية والسرد في الواقع الافتراضي لفت انتباه طلاب المدارس الابتدائية، مما يجعل عملية التعلم أكثر متعة. يمكن لأطفال المدارس الابتدائية إجراء تجارب علمية افتراضية في بيئة آمنة بفضل الواقع الافتراضي. من خلال النماذج الثلاثية الأبعاد التفاعلية، ويمكنهم العمل على مهارات فهم القراءة، أو تشريح المخلوقات الافتراضية، أو استكشاف النظام الشمسي. ويمكن أن يكون الواقع الافتراضي أداة قيمة حتى في التعليم الخاص. تقدم الأداة تجارب تعلم مخصصة تلبي احتياجات الطلاب الفردية، مما يساعدهم على التغلب على التحديات الصعبة في عملية التعلم.
المرحلة الثانوية: يعزز الواقع الافتراضي الكتب المدرسية التقليدية والمحاضرات في التعليم الثانوي ويساعد الطلاب على فهم مواضيع مثل علم الأحياء والكيمياء والفيزياء. على سبيل المثال، يمكن للطلاب استخدام تطبيق "SkyView" لاستكشاف الكون باستخدام تراكيب الواقع المعززة للسماء. كما يعرض الواقع الافتراضي الطلاب في المرحلة الثانوية لمختلف مسارات الحياة المهنية من خلال تجارب الظل المهني الافتراضية (virtual job shadowing) ويقصد بها تلك البرامج التي تتيح للطلاب والمتدربين مشاهدة الآخرين وهم يؤدون وظائفهم في بيئة افتراضية لفهم متطلبات الوظيفة واكتساب بعض الخبرة العملية مما يساعدهم على اتخاذ قرارات أكثر تمحوراً حول مستقبل مهنهم.
مرحلة التعليم العالي: يستخدم الواقع الافتراضي لمحاكاة الهندسة والبحث العلمي. يمكن للطلاب تصميم واختبار نماذج معقدة، وإجراء تجارب معمل افتراضية، واستكشاف الظواهر العلمية بتفصيل. على سبيل المثال، بنت جامعة وستمنستر (The University of Westminster) مساحة افتراضية لطلاب القانون الجنائي حيث يمكنهم البحث عن أدلة في مسرح الجريمة لبناء قضية قتل. إذ يمكنهم فحص مسرح جريمة محاكي للواقع وتحديد ما إذا كان شخص ما قد تمكن من رؤية الجريمة بدلاً من قراءة شهادات الشهود أو إجراء دراسة حالة قديمة تقليدية.
إنشاء محتوى الواقع الافتراضي
تعتبر عملية تطوير محتوى تعليمي للواقع الافتراضي عملية متعددة الخطوات وتحتاج إلى تخطيط وتصميم وإنتاج دقيقين. إذ ينصح بتنسيق تجربة الواقع الافتراضي مع أهداف تعليمية معينة لتعظيم قيمتها التعليمية. ومع تطور التقنية، أصبح من السهل إنشاء محتوى الواقع الافتراضي للتعليم، مما يتيح للمعلمين الاستفادة من قدرات الواقع الافتراضي الغامرة لتحسين عملية التعلم.(Kuna, Hašková, & Borza, 2023)
تتضمن خطوات إنشاء المحتوى ما يلي:
قم بتحديد الأهداف التعليمية والتعلمية بشكل واضح أولاً. قرر ما تريد أن يعلم أو يسمح للطلاب بتجربته من محتوى الواقع الافتراضي.
أنشئ خطة شاملة لتجربة الواقع الافتراضي، مع مراعاة الموضوع وتنظيم المحتوى والمكونات التفاعلية. اختر التجربة التي ترغب في الحصول عليها من الواقع الافتراضي (فيديو بزاوية 360 درجة، أو محاكاة تفاعلية، أو سرد قصصي غامر).
أنشئ نصًا أو سردًا يوجه تجربة الواقع الافتراضي. إذ يساعد رسم القصة في تصور كيف سيتدفق المحتوى وكيف سيتفاعل الطلاب مع البيئة.
اختر المنصات والأدوات المناسبة لتطوير الواقع الافتراضي. بالنسبة لتجارب الواقع الافتراضي على الويب، بعض الخيارات تشمل Unity3D وUnreal Engine و A-Frame.
قم بتصميم واجهة مستخدم/تجربة مستخدم سهلة الاستخدام تسمح للمستخدمين بالتنقل والتفاعل مع محتوى الواقع الافتراضي بسلاسة. اهتم إلى راحة المستخدم وإمكانية الوصول.
قم بتضمين محتوى تعليمي في تجربة الواقع الافتراضي، مثل النصوص والصور ومقاطع الفيديو والميزات التفاعلية. تأكد من أن المحتوى يتعلق بأهداف التعلم.
انشر مواد الواقع الافتراضي على المنصات أو القنوات المناسبة للتوزيع. قد تشمل ذلك مواقع الويب ومنصات التعلم الإلكتروني مثل LinkedIn Learning أو Coursera، ومتاجر تطبيقات الواقع الافتراضي مثل Viveport.
التحديات والأخلاقيات لاستخدامات الواقع الافتراضي
على الرغم من أن الواقع الافتراضي قد أحرز تقدمًا كبيرًا في مجال التعليم، إلا أن هناك عدة قضايا تمنع اعتماده العام وتطبيقه في بيئات التعلم. (Marougkas, Troussas, Krouska, & Sgouropoulou, 2023). ربما أكبر عائق لتنفيذ التعليم بواسطة الواقع الافتراضي يكمن في التكلفة المرتبطة بأجهزة وبرمجيات الواقع الافتراضي. يمكن أن تكون نظارات الواقع الافتراضي عالية الجودة، خاصة تلك التي تحتوي على قدرات تتبع كاملة، مكلفة بالنسبة لمعظم المؤسسات والطلاب على حد سواء. وتشمل هذه التكلفة ليس فقط نظارة الواقع الافتراضي، وأجهزة الحاسب أو أجهزة الألعاب المتوافقة. يقيد هذا العائق المالي الوصول إلى تقنية الواقع الافتراضي، خاصة في المدارس أو المناطق ذات الميزانيات المحدودة.
كما يجب على المستخدمين أن يكون لديهم وصول إلى أجهزة حاسب قوية أو أجهزة ألعاب تحتوي على قدرات معالجة الرسومات القوية لتشغيل تطبيقات الواقع الافتراضي بسلاسة. يمكن أن يكون من الصعب ضمان أن المعلمين والطلاب لديهم الوصول إلى البنية التحتية التقنية المطلوبة، خاصة في بعض المؤسسات في الدول النامية التي تعاني من اتصال سيء بالإنترنت.
تنبع التحديات الأخرى من حقيقة أن الواقع الافتراضي هو مجال متطور بسرعة مع مختلف مصنعي الأجهزة ومنصات البرمجيات. يمكن أن تؤدي نقص التوحيد إلى مشكلات التوافق، مما يجعل من الصعب على المعلمين اختيار الأجهزة والبرمجيات المناسبة لفصولهم الدراسية. يمكن أن يعقد هذا النقص من توحيد المحتوى أيضًا.
يمكن أن يؤدي الاستخدام المطول لسماعات الواقع الافتراضي إلى الشعور بعدم الراحة، ومرض الحركة، أو توتر العين. يجب على المؤسسات وضع إرشادات وتوفير تدريب لضمان الاستخدام الصحي الآمن لتقنية الواقع الافتراضي.
بالإضافة إلى قدرتها على إنتاج تجارب غامرة ومؤثرة عاطفياً، يثير الواقع الافتراضي (VR) أسئلة أخلاقية التي ينبغي مراعاتها عند استخدامه Al-Ansi, Jaboob, Garad, & Al-Ansi, 2023 ، من أبرزها:
الخصوصية والأمان: استخدام الواقع الافتراضي يتطلب جمع بيانات شخصية عن المستخدمين، مما يثير مخاوف بشأن حماية هذه البيانات وضمان خصوصية الطلاب. يجب على المؤسسات التعليمية وضع سياسات واضحة لحماية البيانات وتحديد الإجراءات المناسبة للتعامل مع هذه المعلومات.
المحتوى المناسب: هناك ضرورة لمراجعة وتقييم المحتوى التعليمي المقدم عبر الواقع الافتراضي لضمان مناسبته للطلاب من الناحية الأخلاقية والثقافية. كما يجب تجنب المحتوى الذي قد يكون مؤذيًا أو مسيئًا.
الاشتراك والتفاعل: يمكن أن يؤدي الاستخدام المفرط أو غير المراقب للواقع الافتراضي إلى مشكلات صحية مثل الإدمان أو الاغتراب الاجتماعي. لذلك يجب على المعلمين والمؤسسات وضع إرشادات واضحة حول مدة ومستوى التفاعل المناسب مع هذه التقنية.
التفاوت التقني: استخدام الواقع الافتراضي في التعليم قد يؤدي إلى زيادة الفجوة الرقمية بين الطلاب ذوي الإمكانات المادية المختلفة، يجب على المؤسسات التعليمية ضمان الوصول العادل لجميع الطلاب إلى هذه التقنية.
إرشادات دمج تقنية الواقع الافتراضي في التعليم
يمكن أن يكون تطبيق الواقع الافتراضي في التعليم مشروعًا واعداً وفعالاً، ولكنه في الوقت نفسه يتطلب التحضير الجيد، فيما يلي بعض الإرشادات العملية للمعلمين والمؤسسات الراغبة في دمج تقنية الواقع الافتراضي في تجربة التعلم.
ابدأ بتحديد الأهداف التعليمية والنتائج المحددة التي يمكن لتقنية الواقع الافتراضي المساعدة في تحقيقها، وحدد كيف يمكن لتقنية الواقع الافتراضي تحسين المناهج الدراسية الحالية وتحسين مشاركة الطلاب وفهمهم.
اختر الأجهزة المناسبة لتقنية الواقع الافتراضي وتأكد من أن البنية التحتية التقنية لمؤسستك يمكنها دعم تقنية الواقع الافتراضي، ستحتاج إلى أجهزة حاسب عالي الأداء أو أجهزة ألعاب، بالإضافة إلى اتصال إنترنت مستقر لتحميل وتحديث محتوى الواقع الافتراضي.
تأكد من أن الجميع وخاصة الطلاب ذوي الإعاقات، يمكنهم الوصول إلى تجارب الواقع الافتراضي، فكر في كيفية احتواء التلاميذ الذين قد يعانون من مشاكل جسدية أو حسية.
ضع بروتوكولات السلامة لاستخدام تقنية الواقع الافتراضي، قم بتثقيف الطلاب حول النظافة السليمة لسماعات الرأس، وشجع على أخذ استراحات منتظمة للوقاية من دوار الحركة، وقدم إرشادات لاستخدام تقنية الواقع الافتراضي بشكل مسؤول.
خطط ميزانيتك واستكشف إمكانية إنشاء محتوى واقع افتراضي مخصص ومصمم وفقاً لمنهجك الدراسي، قد يكون التعاون مع مطوري تقنية الواقع الافتراضي أو مبدعي المحتوى خيار سليم.
ابدأ بشكل صغير وفكر في تجربة تقنية الواقع الافتراضي في دورة أو قسم محدد قبل تنفيذها على نطاق واسع، يتيح ذلك تحسين منهجيتك ومعالجة التحديات قبل التوسع.
شجع على استقبال ردود فعل الطلاب حول تجاربهم، كما يمكن استخدام معرفتهم لتعزيز المنهج الدراسي واستراتيجيات التدريس.
سوف تساعد هذه التوصيات المدارس في الاستفادة القصوى من إمكانيات الواقع الافتراضي لتطوير تجارب تعلم ناجحة ومثيرة للاهتمام للطلاب في مجموعة متنوعة من التخصصات والمستويات الدراسية، وأيضاً يمكن أن يعزز استخدام الواقع الافتراضي بفعالية دافعية الطلاب وفهمهم واحتفاظهم بالمعلومات، مما سيؤدي في نهاية المطاف إلى تحسين النتائج التعليمية.
يتضح من خلال هذا المقال أن تقنية الواقع الافتراضي (VR) أحدثت ثورة كبيرة في مجال التعليم، وأصبحت أداة قوية لتحسين تجارب التعلم وزيادة مشاركة الطلاب وتعزيز استيعابهم للمعلومات، فالقدرة الفريدة للواقع الافتراضي على انغماس الطلاب في بيئات تفاعلية وتجريبية ثلاثية الأبعاد تجعل عملية التعلم أكثر إثارة وإبداعًا وتحفيزًا.
وعلى الرغم من بعض التحديات التي تواجه تطبيق الواقع الافتراضي في التعليم مثل التكلفة العالية للأجهزة والبرمجيات، وقضايا الأمان والخصوصية، إلا أن التقدم التقني المستمر في هذا المجال يجعل من الممكن التغلب على هذه العقبات. كما أن توفير البنية التحتية التقنية المناسبة، وإستراتيجيات التنفيذ السليمة، والتدريب الكافي للمعلمين، كلها عوامل مهمة لضمان تطبيق ناجح لتقنية الواقع الافتراضي في بيئات التعلم المختلفة.
وبشكل عام، يشير المقال إلى أن الواقع الافتراضي سيستمر في لعب دور متزايد الأهمية في تشكيل مستقبل التعليم، حيث يقدم إمكانات هائلة لتحسين نتائج التعلم وزيادة مشاركة الطلاب وتحفيزهم على التعلم، ولذلك على المؤسسات التعليمية الاستثمار في هذه التقنية وتبني طرق مبتكرة لدمجها في المناهج والممارسات التعليمية.
*للخبراء والمختصين، في حال كان لديكم الرغبة بالمشاركة في كتابة مقال حول موضوعات تتعلق بالتعليم والتدريب الإلكتروني، يرجى التواصل معنا على البريد الإلكتروني: care@nelc.gov.sa
Al-Ansi, A. M., Jaboob, M., Garad, A., & Al-Ansi, A. (2023). Analyzing augmented reality (AR) and virtual reality (VR) recent development in education. Social Sciences & Humanities Open, 8(1), 100532. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590291123001377
Heng Luo et al, Virtual reality in K‐12 and higher education: A systematic review of the literature from 2000 to 2019, Journal of Computer Assisted Learning (2021). https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jcal.12538
Mazhar, A. A., & Al Rifaee, M. M. (2023, August). A Systematic Review of the use of Virtual Reality in Education. In 2023 International Conference on Information Technology (ICIT) (pp. 422-427). IEEE. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/10225794
Marougkas, A., Troussas, C., Krouska, A., & Sgouropoulou, C. (2023). Virtual reality in education: a review of learning theories, approaches and methodologies for the last decade. Electronics, 12(13), 2832. https://www.mdpi.com/2079-9292/12/13/2832
Rojas-Sánchez, M. A., Palos-Sánchez, P. R., & Folgado-Fernández, J. A. (2023). Systematic literature review and bibliometric analysis on virtual reality and education. Education and Information Technologies, 28(1), 155-192. https://link.springer.com/article/10.1007/s10639-022-11167-5
Kuna, P., Hašková, A., & Borza, Ľ. (2023). Creation of Virtual Reality for Education Purposes. Sustainability, 15(9), 7153. https://www.mdpi.com/2071-1050/15/9/7153
Yu, Z. (2023). A meta-analysis of the effect of virtual reality technology use in education. Interactive Learning Environments, 31(8), 4956-4976. https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/10494820.2021.1989466