تُعد تكنولوجيا الواقع الافتراضي أحد التطبيقات التكنولوجية الحديثة لتكنولوجيا المعلومات والاتصالات، ويتم فيها إنشاء بيئة ثلاثية الأبعاد بواسطة الحاسوب.
تمكن المتعلمين من استكشافها والتفاعل معها، كما يمكن للمتعلم الانغماس في هذا العالم الرقمي ثلاثي الأبعاد، والتعامل مع كائنات هذه البيئة وتنفيذ المهام والأنشطة داخلها.
مفهوم الواقع الافتراضي (Virtual Reality)
الواقع الافتراضي (Virtual Reality) عبارة عن بيئة محاكاة ثلاثية الأبعاد تساعد المتعلم من التعامل معها وكأنها عالم خيالي، وتوفر هذه المحاكاة القدرة على التفاعل أما بالرؤية أو بالصوت أو عن طريق اللمس، وذلك بالاعتماد على الأجهزة الخاصة لها.
كما أن الواقع الافتراضي يحاكي الواقع الحقيقي بحيث يستخدم المتعلم حواسه أو بعضها.
ويُعرف بأنه: تجسيد وهمي غير حقيقي للواقع أو عالم بديل يتشكل في الحاسوب، ويمكن للمتعلم أن يتفاعل معه بنفس طريقة تفاعله مع الواقع الحقيقي.
وينظر للواقع الافتراضي على أنه: تكنولوجيا تسمح بإنشاء بيئات يمكن التفاعل مع الكائنات بداخلها في الوقت الفعلي، ويمكن استخدامها في التدريب والتعليم.
وهو بيئة محاكاة افتراضية انغماسية تفاعلية لأشياء حقيقية أو تخيلية ثلاثية الأبعاد، منشأة بواسطة رسوم الحاسوب ثلاثية الأبعاد، ينغمس فيها المشاهد باستخدام تكنولوجيات حسية مختلفة، مثل: النظارات المجسمة والقفازات.
خصائص الواقع الافتراضي
- الاستغراق (Immersion): يهدف الاستغراق إلى توليد الإحساس لدى المتعلم بأنه موجود في العالم الحقيقي.
- الإبحار (Navigation): يمكن للمتعلم الإبحار والتجول في بيئات الواقع الافتراضي من خلال الفأرة ولوحة المفاتيح، أو من خلال المواد الصوتية.
- المقياس (Scale): يشير المقياس في بيئات الواقع الافتراضي إلى نسبة التمثيل المئوية للعناصر المكونة للبيئة الافتراضية.
- التفاعل (Interaction): تسمح بيئة الواقع الافتراضي للمستخدمين بالتفاعل مع الكائنات والبيئات التي قد لا يمكن التفاعل معها في الواقع الحقيقي، وتُعد بيئة الواقع الافتراضي بيئة مثالية لاختبار الظواهر التي تكون مكلفة أو حرجة.
- موضع الرؤية (View Point): تعطي بيئة الواقع المثالي بُعدًا جديدًا لتقديم المعروضات المتحفية، ومن بين أهم الفوائد التي تمنحها بيئة الواقع الافتراضيي لتلك المعروضضات هو الرؤية من أي موضع، وبأي مستوى من التفاصيل في الوقت الحقيقي.
- التلقائية (Autonomy): يقصد بالتلقائية قدرة بيئة الواقع الافتراضي على أداء مهامها الخاصة بتلقائية وباستقلالية، وذلك بغض النظر عن أي تفاعلات أو تدخلات من جانب الزائر.
- المحاكاة (Simulation): يستكشف الزائر بيئة الواقع الافتراضي ويكتسب الخبرات من خلال قدرة هذه البيئة على محاكاة الواقع الحقيقي، بحيث يشعر كما لو أنه في البيئة الحقيقية نفسها.
- التمثيل (Representation): ويُعرف بالتجسيد وهو مشاركة الزائر أو المستخدم في أحداث بيئة الواقع الافتراضي من خلال التحكم في كائن (Object) المتواجد داخل بيئة الواقع الافتراضي.
- القدرة على التعديل (Ability to Manipulation): تعتبر من أهم طرق التفاعل المميزة مع بيئة الواقع الافتراضي، وتشير إلى مقدرة مستخدم البيئة الافتراضية على التعامل مباشرة مع ما تحتويه البيئة الافتراضية من كائنات (Objects)، ويتضمن هذا التعامل القدرة على الانتقاء (Selection)، والقدرة على التعديل والتغيير في الأشكال والأحجام وصفات الكائنات الافتراضية.
مميزات استخدام الواقع الافتراضي
- توفر بيئة الواقع الافتراضي بيئة آمنة لاختبار المفاهيم أو المهام التي يصعب اختبارها وتطبيقها في الحياة.
- تساعد بيئة الواقع الافتراضي المتعلمين بمختلف قدراتهم على فهم المفاهيم المعقدة بسهولة واكتساب خبرات الحياة الواقعية.
- تساعد بيئة الواقع الافتراضي على جعل عملية التعلم أكثر إثارة للاهتمام، وإشراك المتعلمين في أنشطة ممتعة لتحفيز وتحسين القدرات الأكاديمية لهم.
- تساعد بيئة الواقع الافتراضي على تنشيط مهارات التعلم المعرفي بما يساهم في انخراطهم بفاعلية في عمليات التعلم والتعليم.
- تعزز الصور المجسمة الإدراك الحسي لعمق وأبعاد الفراغ.
- تعزز قدرات التعاون والتواصل بين المتعلمين.
- يقدم التعليم بصورة جذابة تحتوي على المتعة والتسلية.
- إمكانية إجراء الأنشطة في بيئة خالية من المخاطر.
- تتيح بيئة الواقع الافتراضي للمتعلمين المشاركة في أداء المهام والأنشطة بشكل تعاوني.
عناصر بيئة الواقع الافتراضي
- اختبار قدرات المتعلمين على الاستجابة الجسدية والعاطفية لمجموعة من المحفزات التي تتيحها بيئة الواقع الافتراضي.
- تعزيز مشاركة وانخراط المتعلمين في عمليات التعلم من خلال مخاطبة جميع حواسهم عبر الوسائط الرقمية المستخدمة في الواقع الافتراضي.
- التكافؤ من حيث إتاحة الوسائط الرقمية بشكل متكافئ لجميع المتعلمين داخل البيئة.
- وإتاحة التحكم للمتعلمين في طريقة ظهور المثيرات من حيث الموقع والتوقيت.
مكونات بيئة الواقع الافتراضي
من أجل تصميم وإنتاج واستخدام بيئة الواقع الافتراضي لا بد من توفر مكونات، وهذه المكونات يمكن توضيحها على النحو الآتي:
- أجهزة الإدخال (Input Devices): وهي الأجهزة المسئولة على إدخال البيانات والمعلومات والأوامر والاستجابات إلى جهاز الحاسوب، وتتكون من:
- عصا التحكم (Flay box joy stick).
- الفأرة ثلاثية الأبعاد (Three Dim).
- قفاز البيانات (Data Clove).
- أدوات التتبع (Tracker).
- أجهزة الإخراج (Output Devices): وهي المسئولة عن عرض المعلومات والأوامر والاستجابات ونتائج المعالجات سواء أكانت بطريقة مقروءة أو مسموعة أم مرئية أم مزيج من هذه الطرق، وهي أجهزة تعمل ضمن منظومة تكنولوجيا الواقع الافتراضي، وتشمل:
- الكهف (Caves).
- سماعة الأذنين.
- شاشات العرض (Monitors).
- الحاجب الزجاجي.
- المجسم (Stereoscopic Imaging).
- وحدة العرض المحمولة على الرأس (Head Mounted Display).
- منظار متكامل ذو عدستين.
- صندوق مؤثرات الانغماس.
- الأحذية والأزياء الخاصة.
ثانيًا- البرمجيات (Software): وهي البرامج التعليمية الحاسوبية التي يتم من خلالها تصميم العروض من قبل المختصين، وتصنف هذه البرامج وفقًا لبناء بيئة الواقع الافتراضيي إلى نوعين أساسين، هما:
- أطقم الأدوات البرمجية (Toolkits): تتكون من مجموعة من المكتبات البرمجية (Libraries) المعُدة غالبا للغة البرمجة كلغة C أو ++C.
- أنظمة التأليف (Authoring System): تختلف أنظمة التأليف عن أطقم الأدوات، فهذه الأنظمة برامج قائمة بذاتها، ولها واجهة استخدام خاصة بها تساعد المصمم على بناء مشاهد بيئة الواقع الافتراضي، ومن أكثر نظم التأليف شيوعًا في مجال إنتاج عروض بيئة الواقع الافتراضي (VRT, EON, 3D STUDIO MAX).
معيقات استخدام الواقع الافتراضي
- التكلفة المادية العالية للأجهزة المراد استخدامها.
- الادمان المفرط من استخدام الأجهزة؛ مما قد يؤثر على صحة المتعلم.
- نقص الأجهزة والأدوات لتطبيق هذه التقنية في العملية التعليمية.
- تختصر تقنية الواقع الافتراضي على استخدام حاسة السمع والبصر واللمس فقط؛ مما قد يؤثر على هذه الحواس.
دراسات تربوية تناولت موضوع الواقع الافتراضي
أثر الرقمنة وتطبيق الجودة على التعليم الالكتروني والتعليم عن بعد في الواقع الافتراضي.
صعوبات توظيف تطبيقات الواقع الافتراضي في التدريس من وجهة نظر المعلمين بدولة الكويت.