تُعد تقنية الواقع المعزز من أهم التقنيات التي تدمج بيئة المستخدم الحقيقية بإمكانيات التعلم الرقمية لدعم الموقف التعليمي بأسلوب شيق وجذاب يساعد على فهم المفاهيم المجردة.
وتمثل هذه التقنية نقلة نوعية كبيرة لدمج التقنيات الحديثة في العملية التعليمية، والتي يمكن من خلالها من تصميم وبناء بيئات تعلم افتراضية مشابهة للبيئة الواقعية التي يتعلم فيها الطلبة.
مفهوم الواقع المعزز
والهدف من ذلك تعزيز الجانب الادراكي والحسي للمستخدم من خلال توظيف مجموعة من الادوات والمكونات فائقة التصميم كالصور، والرسوم المتحركة ثلاثية الابعاد، وتقدم بشكل تفاعلي لتحقيق أهداف محددة في ضوء البناء والتصميم لبيئات الواقع المعزز.
وتتعامل تقنية الواقع المعزز بدمج الصور الإلكترونية مع وسائط متعددة كمقاطع الفيديو فتظهر أمام المتعلم وكأنها واقعا، وهي في الحقيقة عبارة عن دمج للصوت والرسوم متحركة والصور الثابتة والنصوي تفاعلية والرسوم ثلاثية الأبعاد.
ويُعرف بأنه مستحدثات تكنولوجية تدخل مجالات مختلفة ومنها مجال التعليم بغرض تزويد المتعلم بمعارف وخبرات تتكامل مع النص المعروض أمامه بطريقة تفاعلية من خلال الصوت والصورة والرسومات والفيديو.
مميزات تقنية الواقع المعزز في العملية التعليمية
- تساعد على توفير فرصة للخبرات الحسية بشكل أقرب إلى الخبرات الواقعية.
- تزيد من فاعلية التعليم وتحسن من مخرجات التعليم.
- تساعد على تنويع أساليب التعليم لمواجهة الفروق الفردية بين المتعلمين.
- تحافظ على الشعور بالعالم الحقيقي.
- تتسم بفاعليتها من حيث التكلفة وإمكاناتها للتوسع بكل يسر.
- تشتمل على مجالات متنوعة.
- ترفع من قدرة المتعلمين على استيعاب الحقائق والمفاهيم والعلاقات والأشياء الملموسة.
وشقت تكنولوجيا الواقع المعزز طريقها إلى الهواتف المحمولة، ونظرًا لما تحتويه من تطبيقات وتقنيات تزود المتعلمين بأكبر قدر من المعرفة والمهارة.
طرائق عرض الواقع المعزز
يتطلب دمج البيئة الحقيقية بالبيئة الافتراضية استخدام أحد تقنية الواقع المعزز، وجهاز عرض يمكنه تحسين استقبال المستخدم واستيعاب التفاعلات مع التطبيق، وهناك العديد من أجهزة وطرائق عرض الواقع المعزز، مثال:
- العرض الاسقاطي: يتم إسقاط المعلومات البصرية مباشرة على الغرض المادي لتعزيزه، ويتطلب كاميرا لعرض الاغراض المعززة حيث تستخدم الكاميرا الخلفية لتصوير محيطات العالم الحقيقي والشاشة الامامية لعرض التعزيزات مثل المعلومات التي تم إلقاء الضوء عليها من قبل علامات الواقت المعزز.
- التتبع: هو طريقة تسجيل ما يتم التقاطه بالكاميرا، ويقوم بمزجه مع الصورة الافتراضية التي ولّده الحاسوب، وهناك عدة طرائق للتتبع والتي تضمن استخدام كاميرا رقمية أو جهاز استشعار بصري آخر أو نظام تحديد المواقع أو مقياس التسارع أو بوصلة أو مستشعر لاسلكي.
- المرآة الافتراضية: تُعد المرآة الافتراضية مناسبة للأطفال في الصفوف الدراسية، وتستطيع واجهة المرآة أن تحقق ذلك من خلال دمج مايلي:مجموعة الادوات والبرامج الخاصة بتقنية الواقع المعزز والمحتويات ثلاثية الابعاد الافتراضية، ولوحة بيضاء وجهاز عرض البيانات، وكاميرا ويب يتم وضعها أعلى السبورة الضوئية.
وتقوم كاميرا الويب المغلقة بنقل صورة المستخدم والمحيط حوله على السبورة البيضاء، ويقوم المستخدم بتوجيه بطاقة الواقع المعزز على خلفية بيضاء في ضوء كاميرا الويب، ويقوم برنامج مجموعة من الادوات الخاصة بالواقع المعزز بالتعرف على هذا في الوقت الحقيقي.
أنواع الواقع المعزز
- على أساس تمييز الموقع: توفر الوسائط الرقمية للمستخدمين بواسطة الهواتف الذكية أو الأجهزة المحمولة خاصية تحديد المواقع GPS، كما أن الوسائط المتعددة كالنصوص والرسومات والملفات الصوتية ومقاطع الفيديو والأشكال ثلاثية الابعاد تزود البيئة المادية بمعلومات أكاديمية أو ملاحية ذات صلة بالموقع.
- على أساس الرؤية: تزويد المستخدمين بوسائط رقمية بعد أن يتم تصوير شيء معيم بواسطة كاميرا الهاتف المحمول أو الأجهزة الذكية مثل ( أكواد QR، والصور، ومتعددة الابعاد، وعلامات Markers)، بحيث تستطيع الكاميرا التقاطها وتمييزها لعرض المعلومات المرتبطة بها، وتعتمد تقنية الواقع المعزز على تعرف النظام على ربط معالم من الواقع الحقيقي بالعنصر الافتراضي المناسب لها والمخزون سابقًا في ذاكراته.
آلية عمل تقنية الواقع المعزز
يقوم عمل تقنية الواقع المعزز على مزج ادوات رقمية افتراضية كالرسوم والصور والأصوات بالواقع المادي لإيجاد صور مركبة تمزج الواقع المادي بالافتراضي، وقد يعمل مع الأجهزة المحمولة أو المكتبية بشرط وجود كاميرا ويب، وتتمثل خطوات عمل الواقع المعزز بالآتي:
- تقسيم الصورة: وتتمثل هذه الخطوة في اقصاء الواجهة الامامية للكائنات عن خلفيتها، ويمكن القيام بذلك من خلال قياس الابعاد، ومعرفة درجة جودة عملية الاقصاء والقدرة على الوصول للكائنات من الصورة.
- الاستخراج: ويشير ذلك إلى تحديد العناصر المدركة على الصورة، وتتكون هذه العناصر بشكل أساس من أركان وخطوط ومنحنيات وأشكال، وتشمل هذه المرحلة على مراحل ثانوية تنطلق من التعرف على الأركان.
- استشكاف العلاقة: تهتم هذه المرحلة بتحديد موقع كل خلية على الصورة، وبما أن أركان العلامة واضحة أصبح من السهل رسم مربع أو شكل رباعي الاضلاع، فقد تطورت العلامات فأصبحت بصور ملونة ومن المعروف أن علامة الكائن الرقمي ذات اللونين الابيض والاسود أسرع من العلامات الملونة وذلك لتنوع درجات الألوان، مما قد يوجد خطأ في ظهور الكائن الرقمي أو عدم قدرة الكاميرا لتتعرف على الصورة.
- توجيه الكاميرا: تتمثل الغاية من هذه المرحلة في ايضاح الكائنات ثلاثية الأبعاد التي سيتم تضمينها على العلامة داخل المشهد، كما تتم اضافة بعض الأمور مثل جودة الايضاح ورسوم الظل والاضاءة.
وعليه فإن تقنية الواقع المعزز تستند إلى تعريف النظام وربط معالم من الواقع الفعلي بالعنصر الافتراضي الملائم له .
دراسات تناولت موضوع الواقع المعزز
أثر استخدام تقنية الواقع المعزز على تنمية المفاهيم الفيزيائية لدى طالبات الصف الثالث الثانوي
فعالية الواقع المعزز على التحصيل الدراسي لدى الطلبة في مادة العلوم في سلطنة عمان.