ماهیت واقعیت افزوده
«واقعیت افزوده»1 نوعی
تکنولوژی است که از طریق «هدست‌های»2 مخصوص، دنیای
مجازی و دنیای واقعی را ترکیب و اشیای مجازی را به دنیای پیرامون ما اضافه می‌کند. واقعیت افزوده در واقع یک نمای
فیزیکی زنده، مستقیم یا غیرمستقیم، و غالباً در تعامل با کاربر است که عناصری را
به دنیای واقعی افراد اضافه می‌کند. این عناصر بر اساس
تولیدات رایانه‌ای از طریق دریافت و پردازش
اطلاعات کاربر در قالب صدا، ویدیو و تصویر گرافیکی ایجاد می‌شود. واقعیت افزوده تا حدودی شبیه به
واقعیت مجازی است که دنیای واقعی را کاملاً شبیه‌سازی می‌کند. در واقعیت افزوده، عناصر معمولاً
به صورت بی‌درنگ نگاشته می‌شوند و با عناصر محیطی مرتبط هستند. به
کمک تکنولوژی واقعیت افزوده می‌توان اطلاعات مرتبط با دنیای
واقعی پیرامون کاربر را به صورت تعاملی و دیجیتالی به او ارائه کرد. این تکنولوژی در دنیای امروز هر غیر ممکنی را
ممکن می‌سازد و کاربردهای آن روز به
روز در حال افزایش هستند.
ایده اولیه واقعیت افزوده را نخستین بار
توماس کادل3، یکی از کارمندان «شرکت هواپیما‌سازی بوئینگ»، در سال 1990 مطرح کرد. کادل زمانی که برای سرهم کردن کابل‌ها در هواپیما به کارکنان کمک می‌کرد، مفهوم واقعیت افزوده را ابداع کرد.
امروزه بیشتر از گوشی‌های هوشمند برای استفاده از
تکنولوژی واقعیت افزوده استفاده می‌شود. در این حالت، نرم‌افزار واقعیت افزوده روی گوشی نصب و
امکانات آن به گوشی شما اضافه می‌شود. تصویرها توسط دوربین
گوشی، به عنوان ورودی، به نرم‌افزار واقعیت افزوده داده می‌شود و پردازش تصویر انجام می‌گیرد و اطلاعات دیجیتالی متناسب با آن
که غالباً به شکل تصویر یا صداست، برای استفاده در اختیار شما قرار می‌گیرد.
تکنولوژی واقعیت افزوده در آموزش
امروزه معلمان در مواجهه با امکانات
دیجیتالی چالش‌های زیادی را تجربه می‌کنند. انفجار و رشد سریع فناوری اطلاعات
که می‌تواند در آموزش‌و‌پرورش مورد استفاده قرار گیرد، تقاضای
بسیاری برای استفاده از فناوری در آموزش ایجاد کرده است تا بتوان فعالیت‌های یادگیری را فعال‌تر، معنا‌دار‌تر و مؤثر‌تر ارائه کرد. در واقع، واقعیت افزوده
روشی کارامد برای تجسم مفاهیم انتزاعی و حمایت از تعامل یادگیرندگان است. تحقیقات
زیادی نشان داده‌اند، تکنولوژی واقعیت افزوده
ظرفیت قابل توجهی برای ادغام در تدریس و یادگیری دارد. از جمله اینکه می‌تواند دنیای واقعی و خیالی را با هم
ترکیب کند و راه جدیدی برای دستکاری و تعامل با مفاهیم انتزاعی در دنیای واقعی
فراهم آورد. این امر می‌تواند افق‌های کاملاً جدیدی را در یادگیری بسیاری
از موضوع‌ها باز کند.
برای مثال، در درس علوم، نشان دادن
بسیاری از پدیده‌ها یا انجام خیلی از آزمایش‌ها گران و دست و پا گیر است و نظر به
تعداد بالای دانش‌آموزان در اکثر کلاس‌ها، غالباً مسائلی مانند درک نکردن عمیق
موضوع‌ها وجود دارد. در تلاش برای
غلبه بر این‌گونه مسائل، یکی از
ابزارهایی که به کمک واقعیت افزوده می‌توان
از آن استفاده کرد، «آینه مجازی»4 است که از صفحه نمایش رایانه یا وایت
برد برای ساختن مواد، هم‌زمان برای تعداد زیادی از
افراد، استفاده می‌کند. از این نظر، برای
استفاده در کلاس‌های درس پر جمعیت، به ویژه
کلاس یادگیرندگان خردسال مناسب است و ابزاری برای حمایت از یادگیری مشارکتی محسوب
می‌شود. فرض کنید به عنوان معلم درس علوم قصد داشته
باشیم مبحث مربوط به رابطه خورشید و زمین را با بهره‌گیری از این تکنولوژی‌ها تدریس کنیم. در این حالت به چند
ابزار نیاز داریم:
• نرم‌افزار «آی‌آرتولکیت»5؛
• محتوای مجازی سه بعدی که با الگوگیری از یک بسته مجازی سه بعدی
ایجاد شده است؛
• وایت‌برد تعاملی؛
• پروژکتور؛
• «وب‌کم»6 در بالای وایت برد.
بهکارگیری تکنولوژی واقعیت افزوده به کمک
ابزارهای مذکور، یادگیری را ملموس و جذاب می‌سازد.
برخی از برنامه‌ها و تجربه‌های بهکارگیری واقعیت افزوده
یکی از معروف‌ترین پروژه‌ها در این زمینه که چند دانشگاه مطرح
ایالات متحده اجرا کرده‌اند، «ایلین کانتکت»7
نام دارد که برای آموزش ریاضیات و مهارت‌های
خواندن و نوشتن در سطوح ابتدایی و متوسطه طراحی شده است. روش کار برنامه به این
صورت است که دانش‌آموزان با در اختیار داشتن
وسایل همراه، هنگام حضور در فضای باز مدرسه، شاهد اجسام و افرادی مجازی هستند که
از فضا وارد زمین شده‌اند و قصد انجام کارهایی را
دارند. در این برنامه که به صورت بازی طراحی شده است، دانش‌آموزان می‌توانند هر یک از نقش‌های شیمی‌دان، متخصص رمزگشایی یا هکر را داشته
باشند. آنها باید برای فهمیدن آنکه
بیگانگان به چه علت وارد زمین شده‌اند، تعدادی مسئله ریاضی را
به کمک هم حل کنند. استفاده از این نرم‌افزار
نه تنها روحیه کار گروهی را در دانش‌آموزان ایجاد می‌کند، بلکه سبب افزایش انگیزه و حس
کنجکاوی آنها در حل مسائل و درک
موضوعات می‌شود.
«کانکت»8 یکی دیگر از پروژه‌هایی است که برای آموزش علوم تجربی
ایجاد شده است. به این صورت که دانش‌آموزان با استفاده از
نمایشگرهایی که روی سر خود قرار می‌دهند، قادر به مشاهده و
تعامل با شکل‌های دیجیتالی تولید شده توسط
نرم‌افزار واقعیت افزوده هستند و
آموزش‌های لازم را می‌بینند.
کارهایی نیز در زمینه حفاظت از محیط
زیست صورت گرفته‌اند که از جمله آنها نرم‌افزار «آی آر گرینت»9 است که
به منظور ایجاد فرهنگ بازیافت و آموزش نحوه انجام آن به دانش‌آموزان طراحی شده است. این برنامه چون
جنبه بازی و سرگرمی دارد، کاربران را ترغیب و انگیزه بازیافت ایجاد می‌کند.
یکی از مهم‌ترین موارد استفاده از وسایل شخصی در
واقعیت افزوده، بازی‌ها هستند. بازی‌هایی که از «مارکر» استفاده می‌کنند، معمولاً یک برد مسطح و یک نقشه
دارند که امکان نمایش شکل‌های سه بعدی رایانه‌ای را فراهم می‌آورند. از این‌گونه برنامه‌ها می‌توان در انواع زمینه‌های آموزشی استفاده کرد. نرم‌افزار «لرن ای آر»10 یک بسته
آموزشی متشکل از 10 درس است که از تکنولوژی واقعیت افزوده استفاده می‌کند. این نرم‌افزار از این نظر که توسط دانش‌آموزان و معلمان، هم در کلاس درس و هم
در منزل مورد استفاده قرار می‌گیرد، انعطاف‌پذیری بالایی دارد. در زمینه نجوم و
ستاره‌شناسی نیز نرم‌افزارهای زیادی به منظور درک رابطه میان
زمین - خورشید، با استفاده از واقعیت افزوده طراحی شده‌اند که از جمله آنها «اسکای ویو»11 است. این
نرم‌افزار برای تشخیص ستارگان و
سیاره‌ها امکان ترسیم خط بین آنها را می‌دهد و از این رو به بالا رفتن درک دانش‌آموزان از علم نجوم کمک می‌کند.
برنامه دیگری که برای تعلیم دانش‌آموزان دوره ابتدایی به‌کاربرده می‌شود، «اسمارت»12 نام دارد که
با استفاده از آن، مفاهیم اولیه‌ای همچون نام حیوانات و نام
وسایل نقلیه به کودکان آموزش داده می‌شود.
از آنجا که این برنامه از واقعیت افزوده مبتنی بر بازی استفاده می‌کند، به افزایش انگیزه و درک بهتر دانش‌آموزان از مفاهیم می‌‌انجامد.
نتیجه‌گیری
تکنولوژی واقعیت افزوده از جمله
تکنولوژی‌هایی است که می‌تواند در آموزش بسیار مؤثر باشد. با
استفاده از این تکنولوژی می‌توانیم موضوعات پیچیده و
غیرقابل حصول را به راحتی به تعداد زیادی از شاگردان آموزش دهیم. اما واقعیت این
است که بهره‌گیری از این تکنولوژی نیز
مانند هر نوآوری دیگر مستلزم تدارک دیدن زیرساخت‌های لازم و امکانات مربوطه است. پیشنهاد
می‌شود، معلمان با آشنایی بیشتر
با تکنولوژی واقعیت افزوده و بهکارگیری آن برای تدریس درس‌ها، فرایند یاددهی - یادگیری را غنا
بخشند.
پی نوشت ها
1. Augmented Reality
2. Headsets
3. Thomas P.
Caudell
4. virtual mirror دستگاهی است که تصویر شخصی کاربر را روی
یک صفحه نمایش می‌دهد. گویی صفحه نمایش آینه
است.
5. ARToolkit
6. web camera یا وب‌کم، یک دوربین دیجیتالی است که به
رایانه متصل است. وب‌کم می‌تواند تصویر زنده را، از هر جا که
دسترسی به اینترنت وجود داشته باشد، ارسال کند.
7. Alien contact
8. Connect
9. ARGreenet
10. learnAR
11. SkyView
12. SMART