كتاب التعليم الإلكتروني pdf مجدي يونس هاشم

خصائص واستخدامات وأهمية الواقع المعزز في التعليم ومجالاته

تعريف الواقع المعزز وخصائصه واستخداماته في التعليم ومجالاته

مفهوم الواقع المعزز (Augmented Reality)

عرفه (41.Larsen, Bogner, Buchholz, Brosda, 2011,p) بأنه : " إضافة بيانات رقمية وتركيبها وتصويرها واستخدام طرق رقمية للواقع الحقيقي للبيئة المحيطة بالإنسان، ومن منظور تقني غالباً يرتبط الواقع المعزز بأجهزة كمبيوتر يمكن ارتداؤها أو أجهزة ذكية يمكن حملها"

وتضيف الخليفة (۲۰۱۰) أن مصطلح الواقع المعزز يشير إلى إمكانية دمج المعلومات الافتراضية مع العالم الواقعي، فعند قيام شخص ما باستخدام هذه التقنية للنظر في البيئة المحيطة من حوله فإن الأجسام في هذه البيئة تكون مزودة بمعلومات تسبح حولها وتتكامل مع الصورة التي ينظر إليها الشخص. وقد ساعد التطور التقني كثيرا في بروز هذه التقنية فأصبحنا نراها في الحاسبات الشخصية والهواتف الجوالة، بعد أن كانت حكرا على معامل الأبحاث في الشركات الكبرى.

ويعرف الواقع المعزز بأنه :

تقنية تفاعلية تشاركية تزامنية تستخدم الأجهزة السلكية واللاسلكية لإضافة بيانات رقمية للواقع الحقيقي على صورة ( صور - وسائط - مقاطع فيديو - روابط ) بأشكال متعددة الأبعاد .

التطور التاريخي لتقنية الواقع المعزز

من خلال الرجوع لعدد من الأدبيات ، منها ( 122.Yuen, Yaoymeyong, Johnson,2011,p) ؛(2016,169,Choi, Hebert, Estes ) تم تقسيم التطور التاريخي لتقنية الواقع المعزز إلى ثلاث مراحل وهي كالآتي:

أولاً : مرحلة ظهور الفكرة :

في هذه المرحلة ظهر الوقع المعزز كوصف للفكرة التي يقوم عليها ، ففي عام ۱۹۰۱ وصف فرانك باوم مجموعة من النظارات الإلكترونية التي يمكن من خلالها رؤية شخصيات في قصته ( حكاية خيالية).

ثانياً: مرحلة الانتشار المحدود :

وفي هذه المرحلة تحولت الفكرة من خيال إلى واقع ومن أبرز ما تم في هذي المرحلة بلورة مصطلح تقنية الواقع المعزز ، وفيما يلي نستعرض رواد تقنية الواقع المعزز وما احدثوه من نقلة نوعية فيها :

191-197 صمم (Ivan Sutherland) من معهد التقنية (MIT) جهاز يقدم صوت وصورة ثلاثية الأبعاد ، وكان الفارق الجوهري بين هذا الجهاز ورسومات الحاسب هو تغير الرسومات بناءً على المكان الذي يقف فيه المستخدم، من خلال مستشعر رئيسي يقيس الموقع وزاوية الرأس ، وبناءً عليه يتغير نظام الكائنات الافتراضية ، الرابط التالي يوضح آلية عمل الجهاز .

1. ١٩٧٥ : استخدم ميرون كروجر ( Myron Kruger ) من جامعة ( Connecticut) أنظمة لمسية تخدم تقنية الواقع المعزز متصلة بأجهزة الحاسب الآلي لتنفيذ ( Video Place الذي يتيح للمستخدم التفاعل مع حركة صورة الشخص بشكل تزامني ، ويمكن التعرف أكثر على Video Place من خلال الرابط التالي :
2. ۱۹۹۰ : استخدم توم كادول ( Tom caudell) و ديفيد ميزل ( David Mizell) شاشة عرض رقمية كانت ترشد العمال أثناء عملهم على تجميع الأسلاك الكهربائية لصناعة الطائرات ، من خلال ارتداء جهاز يلبس على الرأس ، من الالواح الخشبية التي كانت تستعمل ، ويعتبر ذلك أمراً تاريخياً لمفهوم الواقع المعزز، حيث يعتبر كادول أول من صاغ مصطلح الواقع المعزز .
3. ١٩٩٤ : ابتكر (Azuma) بتعاون مع شركة تعمل في معامل بحوث (HRL) جهاز تعقب مهجن يتيح للمستخدم حرية الحركة بشكل أكبر، ويعتبر تطور في تقنية الواقع المعزز التي كانت تجبر المستخدم البقاء في مكان محدد، واستخدمت تقنية أزوما في عرض الإعلانات النصية الافتراضية على المباني ، وهذه التقنية تعد خطوة أولى لتقنية الواقع المعزز التي أصبحت عالمية الاستخدام .وفي نفس العام توصل (Milgram) إلى العلاقة التي توضح الفرق بين الواقع الافتراضي والواقع المعزز من خلال ما يعرف بمتوالية ميلغرام ، والتي سنتعرف عليها بالتفصيل في المحور التالي .

ثالثاً: مرحلة الانتشار المطلق:

في أواخر التسعينات وبداية الألفية الثالثة خطت تقنية الواقع المعزز العديد من الخطوات لتصبح أحد تقنيات الحاسب الآلي التي لاقت انتشاراً واسعاً وسريعاً ، ومن أبرز تلك التطورات :

١٩٩٨ : بدأ تنظيم عدد من المؤتمرات المخصصة لدراسة تقنية الواقع المعزز تحت أسم " الندوات الدولية حول الواقع المختلط والواقع المعزز" ISMAR

وفي نهاية التسعينات ظهر عدد من المشاريع والبحوث في سنغافورة وألمانيا والتي ركزت على تطوير تقنية الواقع المعزز .

وتعتبر الألفية الثالثة ومع مرحلة ظهور الأجهزة والهواتف الذكية مرحلة انتقالية لتقنية الواقع المعزز من الاستخدام المحدود إلى

الانتشار، وتبعاً لذلك فقد تعددت مجالات تطبيقه.

مجالات استخدام الواقع المعزز:

يستخدم الواقع المعزز في العديد من المجالات، بما في ذلك:

• التعليم: يستخدم الواقع المعزز لتحسين تجربة التعلم من خلال إضافة عناصر رقمية إلى العالم الحقيقي. يمكن استخدامه لتوضيح المفاهيم المجردة، أو لتوفير تجربة أكثر تفاعلية للطلاب. على سبيل المثال، يمكن استخدام الواقع المعزز لعرض نماذج ثلاثية الأبعاد للأعضاء البشرية في الفصول الدراسية للعلوم، أو لإنشاء رحلات افتراضية إلى مواقع تاريخية.
• الترفيه: يستخدم الواقع المعزز لإنشاء تجارب ترفيهية أكثر غامرة وتفاعلية. يمكن استخدامه في الألعاب، والأفلام، والعروض التلفزيونية. على سبيل المثال، يمكن استخدام الواقع المعزز لإنشاء ألعاب حيث يمكن للاعبين التفاعل مع العالم الحقيقي، أو لإنشاء تجارب سينمائية تجعل المشاهدين يشعرون وكأنهم داخل الفيلم.

• التسويق: يستخدم الواقع المعزز لتحسين تجربة التسوق. يمكن استخدامه لعرض منتجات جديدة، أو لتوفير تجارب أكثر تفاعلية للعملاء. على سبيل المثال، يمكن استخدام الواقع المعزز لعرض نماذج ثلاثية الأبعاد للمنتجات في متاجر التجزئة، أو لإنشاء تجارب تجريبية للمنتجات الجديدة.

• الرعاية الصحية: يستخدم الواقع المعزز لتحسين الرعاية الصحية. يمكن استخدامه لتدريب الأطباء، أو لتوفير تجارب علاجية للمرضى. على سبيل المثال، يمكن استخدام الواقع المعزز لتدريب الأطباء على إجراء العمليات الجراحية، أو لتوفير العلاج الواقعي الافتراضي للمرضى الذين يعانون من اضطرابات القلق أو الاكتئاب.

• التصنيع: يستخدم الواقع المعزز لتحسين الإنتاجية وسلامة العمال. يمكن استخدامه لتوفير إرشادات خطوة بخطوة للعمال، أو لإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد للمنتجات. على سبيل المثال، يمكن استخدام الواقع المعزز لتدريب العمال على كيفية استخدام الآلات الجديدة، أو لإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد للمنتجات الجديدة قبل تصنيعها.

تستمر تقنية الواقع المعزز في التطور، ومن المتوقع أن يتم استخدامها في المزيد من المجالات في المستقبل.

ثانياً: خصائص الواقع المعزز :

يتميز الواقع المعزز بمجموعة من الخصائص الفريدة التي تميزه عن الواقع الافتراضي، ومن أهم هذه الخصائص ما يلي:

• الاندماج: يمزج الواقع المعزز بين العالم الحقيقي والافتراضي، مما يسمح للمستخدمين بالتفاعل مع كل منهما.
• التفاعلية: يتم استخدام الواقع المعزز في الوقت الفعلي، مما يسمح للمستخدمين بالتفاعل مع المحتوى الرقمي بطرق مختلفة.
• الدقة: يوفر الواقع المعزز محتوى رقمي ثلاثي الأبعاد دقيق وواقعي.
• الشفافية: يمكن استخدام الواقع المعزز لتوفير معلومات واضحة وسهلة الفهم.
• السهولة: يمكن استخدام الواقع المعزز بطريقة سهلة وفعالة.
• التعاون: يمكن استخدام الواقع المعزز للتعاون بين الأشخاص في بيئة افتراضية.
• البساطة: رغم بساطة استخدام الواقع المعزز، إلا أنه يمكنه تقديم معلومات قوية.
• البساطة: يمكن استخدام الواقع المعزز لجعل الإجراءات المعقدة سهلة للمستخدمين.
• الكفاءة: يعد الواقع المعزز فعالًا من حيث التكلفة وقابل للتوسيع بسهولة.

ثالثاً: أهمية الواقع المعزز في التعليم:

يعرف مفهوم التعلم المعزز بأنه تقنية تعلم عند المتعلم، حيث تتبنى بيئات التعلم أساليبها بناء على احتياجات المتعلمين ومتطلباتهم. وليس من الضرورة أن يقتصر مصطلح البيئة في هذا السياق على بيئات التعلم المادية كالصفوف الدراسية؛ قد يشير إلى بيئات التعلم الرقمية حيث يستطيع المتعلمون من خلالها تحفيز قدرتهم على الاكتشاف وهذا ما سيسهم بنهاية المطاف إلى اكتساب قدر أكبر من المعرفة. وعادة ما ترتبط التقنيات المستخدمة في التعلم المعزز ارتباطاً وثيقاً بشاشات اللمس وتقنيات التعرف على الصوت وهذا كفيل بأن يجعل سياقات التعلم متلائمة مع احتياجات المتعلم عن طريق عرض نصوص وصور واضحة إضافة إلى مقاطع فيديو أو مقاطع صوتية. فعلى سبيل المثال لا الحصر، ممن الممكن باستخدام تنقية التعلم المعزز إظهار حاشية الكلام إما عن طريق شاشة العرض الراسية المعروفة باسم هود (HUD)، أو عن طريق سماعات الرأس على هيئة تعليمات صوتية، ولذلك فلا عجب أن أثبتت تقنيات التعلم المعزز قدرتها على تطوير أداء التعلم نظراً لدورها البارز في رفع كفاءة التعليم.

إن نجاح توظيف تقنية الواقع المعزز في التعليم يتوقف على درجة امتلاك المعلم للمعارف والمهارات اللازمة لاستخدام هذه التقنية والتعامل معها.

إن الواقع المعزز في مجال التعليم يوفر مساحة تعليم ابتكارية وذلك عن طريق دمج مواد التعليم الرقمية بمختلف الصيغ الإعلامية من وسائل وأدوات والتي هي أجزاء مباشرة من الحيز المادي أو ما يسمى بالبيئة المادية وبالتالي تهيئة الفرصة ليتمتع المتعلمون بـ (التعلم الموقفي).

يتماشى الواقع المعزز جنباً إلى جنب مع مفاهيم التعلم البنائية، حيث يكون في وسع المتعلمين التحكم بعملية التعلم الخاصة بهم عن طريق التفاعلات النشطة مع بيئات التعلم الواقعية والافتراضية (VR)على حد سواء، المدخلات غير الواقعية في بيئات التعلم هذه، وبالتالي اكتساب قدر أكبر من المهارة والمعرفة.

والتعامل مع يترجم الواقع المعزز النظرية البنائية إلى واقع ملموس يمكن تطبيقه. ولطالما أثبتت أساليب دمج التعلم النظري والتطبيقي جدواها، كما لا يمكن تجاهل الحاجة المتزايدة والملحة في تطبيق مفاهيم التعلم الإلكتروني وإعمال مختلف التقنيات بشكل فعال. ومن هذا المنطلق فإن الواقع المعزز كفيل بأن يسد الثغرة الحاصلة بين التعليم النظري والتطبيقي، ويركز على الطريقة التي يمكن فيها دمج العالم الواقعي والافتراضي معاً؛ لتحقيق مختلف أهداف التعلم الإلكتروني ومتطلباته بل حتى بيئاته أيضاً.

• تضيف تقنية الواقع المعزز بعداً إضافياً جديداً لتدريس المفاهيم مقارنة بطرق التدريس الأخرى.
• زيادة الفعالية التربوية: يحقق الواقع المعزز نتائج ملموسة في عمليات التعلم التعاونية والتجريبية، وتتضمن الأساليب التي يوفرها الواقع المعزز في التعليم الإدراك البدني والإدراك المتجسد، والتعلم الموقفي، والعمل العقلي. 
• زيادة مدى تحكم المتعلمين: عندما يبدأ المتعلمون بدارسة المحتوى التعليمي باستخدام جهاز الحاسوب، فإنهم يتوجب عليهم عادة اكتساب معرفة تتعلق بطريقة التعامل مع جهاز الحاسوب، كاستخدام جهاز الفأرة أو لوحة المفاتيح. كما سيتوجب عليه أيضاً تعلم بعض المهارات المتعلقة بوظائف الحاسوب ) كطريقة فتح النوافذ وإغلاقها أو فتح قائمة النظام وغيرها الكثير، وبالتالي فبما أن المتعلم مطالب بتعلم هذه الوظائف إضافة إلى المحتوى التعليمي فإن هذا سيضيف عبئاً أكبر عليه في عملية التعلم جسدياً وعقلياً ولكن في الواقع المعزز يكون جسد المتعلم منخرطاً بالكامل في المحتوى التعليمي حيث يستطيع مشاهدة المحتوى بالكامل، وهذا يختلف عن الواقع الافتراضي حيث يشاهد المتعلمون المحتوى التعليمي في إطار ضيق يقتصر على العالم المحيط بهم و على أجسادهم.
• تطبيقات وألعاب الواقع المعزز التعليمية التعلمية تنقل المتعلم إلى عالم المعلومات الدراسية؛ ليختبر أسسها ومسبباتها بنفسه في خبرة واقعية محفزة ومشوقة بدلاً من التعامل مع هذه المعلومات في قالب نصي ثابت.
• تم استخدام الواقع المعزز في مجال التعليم على نطاق واسع وخصوصاً في بيئة المختبرات العلمية والتي . الآونة الأخيرة لإجراء مختلف التجارب في الصفوف الدراسية الحقيقية.
• . تحفيز المتعلمين على المشاركة : لا يخفى على الجميع أن التحفيز يلعب دوراً مهماً في علمية التعلم وهذا ما يحققه الواقع المعزز؛ لأنه يجمع بين المتعة والمعرفة في ذات الوقت، وهذا من شأنه أن يحفز المتعلمين على اكتشاف المزيد في المحتوى التعليمي. يقول بلينجهوست (Billinghurst2,000) بأن المتعلمين عندما قاموا بتجربة تقنية الواقع المعزز وصفوها بقولهم (عالم سحري وهو ما دفعهم إلى التعمق في المحتوى التعليمي وتعلم المزيد عنه. وبعكس ألعاب الفيديو، فإن الواقع المعزز لا يفصل مستخدميه عن عالمهم الواقعي؛ بل العكس تماماً فـ هذا العالم وينقله بشكل واقعي إلى عالم رقمي وهذا كفيل بأن يرفع مستوى الفضول والدهشة لدى المتعلمين ويشجعهم على الاكتشاف.
• زيادة كفاءة المعلم في التعليم تؤدي تقنيات الواقع المعزز دوراً مهماً في مساعدة المعلم على شرح المعلومة بشكل أكثر كفاءة. فإذا كان المعلم يشرح درساً عن الحضارة القديمة مثلاً فإنه سيواجه صعوبة في تبسيط المعلومة إذا لم یکن . معه قطعة أثرية يمكن للمتعلمين معاينتها مثلاً، ولكن مع تقنيات الواقع المعزز أصبحت عملية التعليم أسهل، فبفضلها يستطيع المعلم عرض كل زاوية من زوايا القطعة الأثرية ويستطيع المتعلمون معاينتها.

وأخيراً أضافت شامينا بارفيين (Shameena Parveenn المشاركة في تأسيس إيدوتك (Edutech) للتدريب: حتى يتمكن المتعلمون من تطوير المهارات المطلوبة في عملية التعلم، ينبغي على المدارس أن تغير مفهوم (أنا أوضح الدرس وأنتم تسمعون) أو ما يسمى بمفهوم التلقين إلى أساليب تعلم أكثر فعالية؛ حيث يتحمل فيها المتعلمون مسؤولية عملية التعلم ويكونون مشاركين نشطين أكثر من كونهم مجرد متلقين سلبيين، وهذا ما تحققه تقنيات الواقع المعزز".

*********************************************

المراجع/

• المقبل. الجوهرة وآخرون، (1437هـ). ورقة بحثية بعنوان: تقنية الواقع المعزز، قسم المناهج وطرق التدريس، كلية العلوم الاجتماعية، جامعة الإمام محمد بن سعود الإسلامية، السعودية.
• واقع معزز - ويكيبيديا (wikipedia.org)

تعديل المقال