کاربرد واقعیت افزوده در آموزش
امروزه بیشتر از قبل واژه‌های واقعیت مجازی (Virtual Reality) و واقعیت افزوده (Augmented Reality) را می‌شنویم. به کمک فناوری‌های مدرن، مرز بین دنیای مجازی و واقعی در حال محو شدن است و فناوری، تجربه‌های نفس‌گیری را برای انسان‌ها ایجاد می‌کند که تا مدت کوتاهی پیش، فقط در تصور نویسندگان داستان‌های علمی-تخیلی یافت می‌شد.
در واقعیت افزوده و واقعیت مجازی، تصویرها توسط کامپیوتر ایجاد می‌شوند. اما وجه تمایز این دو فناوری در این است که در واقعیت مجازی (VR) همه عنصرهای درک شده توسط کاربر، با استفاده از کامپیوتر تولید می‌شوند و فرد بعد از نصب هدست واقعیت مجازی (VR) بر روی سر، محیطی را مشاهده می‌کند که بر اساس تغییر موقعیت بدنش تغییر می‌کند؛ بنابراین ذهن انسان پس از مدتی می‌پذیرد که در یک محیط واقعی قرار گرفته است.
اما در واقعیت افزوده (AR)، قسمتی از اطلاعاتی که کاربر درک می‌کند، در دنیای واقعی وجود دارند و فقط بخشی از آن‌ها، توسط کامپیوتر ساخته شده‌اند. به لطف بازی‌های معروف موبایل مانند Pokémon Go و برنامه‌های رسانه‌های اجتماعی مانند Snapchat، بسیاری از ما می‌دانیم که واقعیت افزوده (AR) چگونه کار می‌کند.
اما جادوی AR به همین‌جا ختم نمی‌شود. واقعیت افزوده در زمینه‌های دیگر، از جمله آموزش، با موفقیت مورداستفاده قرار می‌گیرد. امروزه صنایع مختلف در حال جستجوی راه‌حل‌های AR برای یادگیری سریع‌تر و موثرتر هستند. در ادامه این مقاله به معرفی صنایعی می‌پردازیم که از واقعیت افزوده (AR) به‌منظور آموزش استفاده می‌کنند.
۱. واقعیت افزوده برای آموزش در کلاس
استفاده از واقعیت افزوده در کلاس می‌تواند یک کلاس معمولی را به یک تجربه جذاب تبدیل کند. فناوری AR مثال‌های مجازی را فراهم می‌کند و برای یادگیری بهتر، عناصر بازی را با مطالب کتاب درسی ترکیب می‌کند. در نتیجه، تعامل در کلاس‌ها بیشتر می‌شود. AR به دانش‌آموزان کمک می‌کند اطلاعاتی را که به تازگی آموخته‌اند، بهتر به خاطر بسپارند. چند نمونه از کاربردهای واقعیت افزوده در آموزش کلاس، شامل این موارد هستند:
دیرینه‌شناسی:
Dinosaur 4D+ یک برنامه AR است که از مجموعه‌ای از فلش‌کارت‌ها تشکیل شده است. کاربران می‌توانند برای دیدن دایناسورهای سه‌بعدی فلش‌کارت‌ها را اسکن کنند. با استفاده از Dinosaur 4D+، دانش‌آموزان می‌توانند دایناسورها را در حال فعالیت ببینند، آن‌ها را بچرخانند و بزرگ و کوچک کنند. همچنین این برنامه درباره هر دایناسور اطلاعاتی ارائه می‌دهد.
علم شیمی:
Elements 4D از AR برای سرگرمی و جذاب‌تر کردن شیمی استفاده می‌کند. در ابتدا کاربران باید مکعب‌هایی کاغذی از بلوک‌های عناصر خاص تهیه کنند. سپس باید این مکعب‌ها را جلوی دوربین دستگاه خود قرار دهند تا عنصرهای شیمیایی، نام و وزن اتمی آن‌ها نمایش داده شود. برای کشف عنصرها، دانش‌آموزان می‌توانند دو مکعب را کنار هم بگذارند تا از واکنش عنصرها مطلع شوند و واکنش شیمیایی را ببینند.
تاریخ و علم:
اپلیکیشن آموزشی Google Expeditions، با کمک فناوری VR و AR تورهای آموزشی ارائه می‌دهد و به معلمان اجازه می‌دهد از واقعیت افزوده در آموزش استفاده کنند. با استفاده از فناوری AR و دستگاه‌های تلفن همراه، کاربران می‌توانند اشیا سه‌بعدی را وارد کلاس کنند، سپس در اطراف قدم بزنند و آن‌ها را کشف کنند. این اشیا و پدیده‌ها می‌توانند گردباد، آتشفشان یا حتی DNA باشند. Google Expeditions موضوع‌های مختلفی را پوشش می‌دهد و بیش از ۱۰۰ AR Expeditions را مانند سیستم گردش خون، تاریخچه فناوری و فرود بر روی ماه، ارائه می‌دهد.
۲. واقعیت افزوده برای آموزش پزشکی
دانشجویان پزشکی نیز می‌توانند با بهره‌گیری از واقعیت مجازی، دانش و مهارت خود را ارتقا دهند. موارد استفاده از فناوری AR در این زمینه شامل موارد زیر است:
· ایجاد مدل‌های بدن انسان که به دانشجویان پزشکی امکان یادگیری آناتومی را به صورت عمیق می‌دهد.
· فراهم کردن فرصت‌های آموزشی بیشتر برای دانشجویان پزشکی با کمک شبیه‌سازی.
· تمرین جراحی روی بیماران مجازی.
برای مثال، Human Anatomy Atlas برنامه‌ای است که به دانشجویان اجازه می‌دهد بدن انسان را کشف کنند و نحوه کار آن را درک کنند. این برنامه مدل‌های سه‌بعدی بدن را نشان می‌دهد و برای دانشجویان امکان چرخش و تعامل با آن‌ها را فراهم می‌کند. Human Anatomy Atlas حاوی بیش از ۱۰ هزار مدل تشریحی است و برخی اطلاعات را به هفت زبان ارائه می‌دهد. همچنین این برنامه دارای یک بانک آزمون برای انجام آزمون‌های مختلف است که به دانش‌آموزان کمک می‌کند تا دانش خود را ارزیابی کرده و بهبود بخشند.
Touch Surgery یک برنامه در حوزه سلامت است که در شبیه‌سازی جراحی کاربرد دارد. Touch Surgery با همکاری DAQRI، با راه‌اندازی یک بستر AR، به کاربران اجازه می‌دهد تا بیماران مجازی را تحت عمل جراحی قرار دهند.
امروزه، بسیاری از پروژه‌های خلاقانه طراحی‌شده برای آموزش پزشکی از عینک‌های هوشمند Microsoft HoloLens (معروف به دستگاه ترکیب‌‌کننده دنیای مجازی و واقعی) استفاده می‌کنند. برنامه‌ای به نام HoloAnatomy وجود دارد که توسط دانشگاه Case Western Reserve و کلینیک Cleveland ساخته شده است. این برنامه که به دانشجویان پزشکی کمک می‌کند تا آناتومی را یاد بگیرند، قبلاً جایزه‌های زیادی را از آن خود کرده است.
یکی دیگر از پروژه‌هایی که از HoloLens برای آموزش پزشکی استفاده می‌کند، آناتومی پویا توسط دانشگاه Leiden و مرکز پزشکی دانشگاه Leiden است. این پروژه به دانش‌آموزان کمک می‌کند تا با استفاده از بدن خود، آناتومی انسان را بیاموزند؛ زیرا هولوگرام پزشکی حرکات آن‌ها را منعکس می‌کند.
۳. واقعیت افزوده در صنعت فضایی
صنعت فضایی همیشه از اولین بخش‌هایی بوده که فناوری‌های پیشرفته را مورداستفاده قرار می‌دهد. جای تعجب نیست که این صنعت در حال کاوش و پیشرفت بیشتر در حوزه واقعیت افزوده نیز است. فناوری‌هایی مانند AR و MR (نتیجه ترکیب دنیای واقعی و دیجیتال)، می‌توانند به فضانوردان در انجام کارهایی مانند نگهداری ایستگاه فضایی کمک کنند.
با استفاده از عینک، افراد می‌توانند دستورالعمل‌های کار را به صورت بصری و بدون مراجعه به کتابچه راهنما دریافت کنند. ناسا قبلا پروژه Sidekick را آزمایش کرده است که از HoloLens برای ارائه تصویرها و دستورالعمل‌های مجازی برای کمک به اعضای خدمه برای انجام کارهای پیچیده استفاده می‌کند. طبق گفته ناسا، این قابلیت می‌تواند منجر به کاهش نیاز به آموزش خدمه شود.
مهندسان Lockheed Martin از هدست‌های AR برای جمع‌آوری سریع‌تر کپسول فضایی ناسا استفاده می‌کنند. با کمک عینک، مهندسان مجبور نیستند ساعت‌ها به خواندن دستورالعمل‌های تجهیزات بپردازند. آن‌ها می‌توانند مدل‌های مجازی قطعات مونتاژ شده واقعی را ببینند. همچنین خدمه می‌توانند اطلاعات و دستورالعمل‌های مربوط به نحوه انجام فرایندهای خاص را مشاهده کنند؛ بنابراین مهندسان برای درک و آماده شدن برای کارهای جدید به زمان کمتری نیاز دارند.
همچنین فناوری واقعیت افزوده می‌تواند محیط‌هایی نزدیک به واقعیت ایجاد کند. این قابلیت به آماده‌سازی دانشمندان و فضانوردان کمک زیادی می‌کند. به عنوان مثال، ناسا در حال حاضر از AR برای کمک به دانشمندان برای آماده شدن جهت اکتشاف مریخ استفاده می‌کند. این فناوری می‌تواند با استفاده از عکس‌های گرفته شده در سطح سیاره، منظره مریخ را بازسازی کند. در نتیجه، دانشمندان با استفاده از HoloLens، می‌توانند تقریبا در سطح مریخ گام بردارند.
۴. واقعیت افزوده برای آموزش نظامی
آموزش در بخش نظامی نقشی حیاتی دارد؛ اما قرار دادن سربازان در یک موقعیت خاص برای آموزش همیشه امکان‌پذیر نیست. از فناوری واقعیت افزوده برای ایجاد محیط موردنیاز برای آموزش سربازان استفاده می‌شود و به آن‌ها اجازه می‌دهد بیشتر تمرین کنند. این فناوری باعث صرفه‌جویی در هزینه‌های سفر و کاهش نیاز به تجهیزات ویژه می‌شود؛ زیرا واقعیت افزوده می‌تواند اشیا مجازی را به آن اضافه کند. اگرچه AR نمی‌تواند به طور کامل جایگزین آموزش نظامی سنتی شود، اما در حال حاضر سیستم‌هایی وجود دارند که نیاز به سفر به مکان‌های دورافتاده را کاهش می‌دهد و بدون ایجاد خطر به آموزش سربازان کمک می‌کند.
تفنگ‌داران ایالات متحده چند سال پیش پروژه مربی تیم افزوده (AITT) را آزمایش کردند. در این پروژه، واقعیت افزوده محیطی را فراهم می‌کند که سربازان می‌توانند به طور موثر و کاربردی آموزش ببینند و جلوه‌های مجازی و اشیایی مانند وسایل نقلیه و دشمنان را به دنیای فیزیکی اضافه کنند.
AITT کمک می‌کند تا چنین آموزش‌هایی بیشتر در دسترس باشند و هزینه‌ها را کاهش می‌دهد. محیط آموزش ترکیبی (STE) نیز به‌منظور شبیه‌سازی یک تجربه واقعی نظامی برای سربازان طراحی شده و به آن‌ها امکان می‌دهد با کمک VR و AR، مهارت‌های خود را ارتقا دهند. یکی از بزرگ‌ترین مزیت‌های این راه‌حل، بدون خطر بودن آن است. در حال حاضر، STE در دست توسعه است و انتظار می‌رود به زودی به مرحله‌ی آزمایش اولیه برسد.
۵. واقعیت افزوده برای آموزش ساخت
مطالعات صورت گرفته توسط Deloitte نشان می‌دهد که بین سال‌های ۲۰۱۸ و ۲۰۲۸، احتمالا حدود ۲.۴ میلیون موقعیت شغلی به دلیل کمبود نیروی فنی، خالی بمانند. یکی از راه‌حل‌های ممکن، توسعه آموزش‌هایی است که کارمندان را درگیر خود می‌کند. با استفاده از AR، کارآموزان می‌توانند بدون صرف وقت زیاد برای مباحث تئوری، به بهینه‌ترین شکل تمرین کنند.
هدست‌های AR می‌توانند دستورالعمل‌های گام‌به‌گام را در حین تمرین به کارآموز ارائه دهند. شرکت AGCO که در زمینه ساخت ماشین‌آلات کشاورزی در آمریکا فعالیت دارد، یکی از اولین تولیدکنندگان بزرگی بود که از فناوری‌هایی مانند عینک‌های هوشمند و AR استفاده کرد. این شرکت با استفاده از عینک هوشمند توانسته است زمان لازم برای بازرسی، تولید و آموزش را کاهش دهد.
نیروهای جدید از عینک هوشمند به عنوان بخشی از آموزش اولیه خود برای دریافت دستورالعمل‌های گام‌به‌گام استفاده می‌کنند. این عینک‌ها با استفاده از دستورات صوتی می‌توانند تصویرها و فیلم‌های آموزشی مختلفی را ارائه دهند. به کمک این دستگاه، سایر افراد می‌توانند ببینند که شخصی که عینک به چشم زده است، در حال مشاهده چه چیزی است و این مساله باعث بهبودی همکاری افراد می‌شود.
شرکت دیگری که از فناوری AR برای آموزش استفاده می‌کند، زیمنس است. این شرکت از AR برای کمک به کارآموزان در یادگیری جوشکاری استفاده می‌کند. در حالی که کارآموزان در حال تمرین بر روی جوشکاری شبیه‌سازی شده هستند، مربیان می‌توانند عملکرد آن را بررسی کنند. علت این است که در صفحه‌نمایش، عملکرد کارآموزان نمایش داده می‌شود. به گفته کارآموزان، این راه‌حل به آن‌ها اجازه می‌دهد تا جوشکاری را سریع‌تر و بیشتر انجام دهند.
مزیت‌های استفاده از واقعیت افزوده در آموزش‌وپرورش
در ادامه به معرفی مزیت‌های واقعیت افزوده، هم برای تدریس و هم برای آموزش کارکنان، می‌پردازیم:
۱. تجربه یادگیری جذاب
یک ضرب‌المثل معروف چینی می‌گوید: «به من بگو و من فراموش می‌کنم. به من نشان بده و من به یاد می‌آورم. مرا درگیر کن و می‌فهمم.» تمرین با انجام کار عملی یکی از موثر‌ترین روش‌های یادگیری در نظر گرفته می‌شود؛ زیرا اطلاعات را از حافظه کوتاه‌مدت به بلندمدت منتقل می‌کند. واقعیت افزوده می‌تواند به تعاملی‌تر شدن کلاس‌ها کمک کند و به زبان‌آموزان اجازه می‌دهد تا به جای مباحثی فقط تئوری، بیشتر روی تمرین تمرکز کنند.
همان‌طور که AR اشیای مجازی را به دنیای واقعی اضافه می‌کند، به دانشجویان اجازه می‌دهد مهارت‌های خود را با استفاده از وسایل فیزیکی آموزش دهند؛ بنابراین دانشجویان و کارآموزان به جای اینکه تنها به خواندن کتاب یا گوش دادن به سخنرانی‌ها بپردازند، می‌توانند با کمک هدست و عینک، تمرین را شروع کنند. این روش باعث افزایش تعامل و بهبود تجربه یادگیری می‌شود.
۲. یادگیری مقرون‌به‌صرفه
مواد و تجهیزات آموزشی بسیار گران هستند و همه مدارس و مراکز آموزشی توانایی خرید و نگهداری از آن‌ها را ندارند. اما با استفاده از AR، دانش‌آموزان برای یادگیری فقط به دستگاه‌های تلفن همراه و برنامه‌های AR نیاز پیدا می‌کنند. با در نظر گرفتن استفاده گسترده از دستگاه‌های تلفن همراه، واقعیت افزوده در آموزش حتی بیشتر از گذشته در دسترس است. همچنین AR می‌تواند در هزینه‌های آموزش همکاران صرفه‌جویی کند، زیرا سمینارها و کلاس‌های سنتی می‌توانند با کمک هدست‌ها و برنامه‌های کاربردی AR ارائه شوند.
۳. در بر گرفتن طیف گسترده‌ای از زمینه‌ها
استفاده از واقعیت افزوده، محدود به یک موضوع خاص، گروه سنی یا سطح آموزشی نیست. از AR می‌توان برای آموزش دوره پیش‌دبستانی و عالی و حتی برای آموزش‌های شرکتی استفاده کرد. این فناوری قبلا در زمینه‌های مختلف از ساخت و تولید و فضا گرفته تا صنایع پزشکی و شیمی به کار گرفته شده است.
۴. آموزش ایمن
واقعیت افزوده می‌تواند موقعیت‌های خطرناکی مانند خرابی موتور را شبیه‌سازی کند و به تکنیسین‌ها اجازه می‌دهد با خیال راحت، اقدامات خود را در چنین شرایطی انجام دهند. کارآموزان می‌توانند تعمیر تجهیزات با ولتاژ بالا یا شناسایی و مدیریت موقعیت‌های اورژانسی را یاد بگیرند. این بدان معناست که AR به دانش‌آموزان و کارآموزان اجازه می‌دهد از طریق شبیه‌سازی این شرایط، خود و دیگران را به خطر نیندازند و برای شرایط بحرانی آماده شوند.
منابع:
در شبکههای اجتماعی به اشتراک بگذارید
