الواقع المعزز في التعليم

 

 

إشراف

أ. د. / حمد بن عبدالله القميزي

دكتوراه الفلسفة في التربية – تخصص المناهج وطرق التدريس

أستاذ قسم مناهج وطرق التدريس

أعداد الباحثة

عهود بنت بردي العنزي

 

 

المحتويات	رقم الصفحة
المقدمة	1
ما هو الواقع المعزز	3
تاريخ ظهور الواقع المعزز	3
أنواع  الواقع المعزز	6
خصائص ومميزات الواقع المعزز	٨
الواقع المعزز في التعليم	9
أهمية توظيف الواقع المعزز في التعليم	10
خطوات التصميم التعليمي لبيئات الواقع المعزز	10
تطبيقات الواقع المعزز في التعليم	11
التحديات التي تواجه تطبيق تقنية الواقع المعزز في التعليم	14
المراجع العربية	١٦
المراجع الأجنبية	١٧

 

المُقدِّمة

يشهد عصرنا الحالي الكثير من التطورات الحديثة في مختلف جوانب الحياة والتي تؤثر بشكل مباشر على حياتنا وطريقة تفاعلنا مع بعضنا البعض، بما في ذلك التطور التقني والتكنولوجي بالإضافة الى ثورة الاتصالات والمعلومات التي تسببت في تضاعف المعرفة الإنسانية، وفي مقدمتها المعرفة العلمية والتكنولوجية في فترة زمنية قصيرة مما أدى إلى طفرة في تكنولوجيا التعليم الالكتروني والوسائط المتعددة (الغامدي،٢٠٢٠).

ومن ابرز التطورات التقنية التي استحدثت تقنية الواقع المعزز حيث تعتبر تقنية الواقع المعزز من أحدث التقنيات التي تتعامل بدمج الصور الإلكترونية مع وسائط متعددة كالفيديو ومقاطع الصوت والرسوم المتحركة والصور الثابتة والنص التفاعلي والرسوم ثلاثية الأبعاد، فتظهر أمام المتعلم وكأنها واقعاً افتراضيا ولكن بصور واقعية من كاميرا المتعلم، وهذا ما يبين مدى الفائدة العظمى لها في مجال التعليم والمفاهيم الصعبة لكونها قدمت بعداً تقنياً جديداً للتدريس مقارنة بغيرها من التقنيات ( الحسيني،٢٠١٤)

 

 

وفي ضوء ذلك تعد تقنية الواقع المعزز أو ما يطلق عليه بالإنجليزية ( Augmented Reality) من المصطلحات الجديدة التي ظهرت مؤخرا، و بحكم انفتاح التعليم على التكنولوجيا و سعي رواده و منظريه إلى الاستفادة من أحدث ما جادت به التكنولوجيا في تحفيز المتعلمين و جعل عملية التعلم أكثر متعة و تشويقا و إثارة، فقد وجدت تقنية الواقع المعزز طريقها بسهولة إلى مجال التعليم، لتساهم بدورها في إعادة تعريف التعلم، و جعله ذا غاية ومعنى( خميس،٢٠١٥).

فما هي إذن تقنية الواقع المعزز ؟ و كيف يمكن توظيفها في التعليم؟

 

ما هو الواقع المعزز

نظراً لحداثة الواقع المعزز فقد تعددت المصطلحات التي تشير إليه، ومن خلال الرجوع إلى أدبيات الواقع المعزز والبحوث نلاحظ تنوع في المصطلحات المرادفة لها مثل الواقع المحسن والواقع المدمج، الواقع المضاف،

حيث عرفه أزوماAzuma,1997,365)) بأنه” تقنية تفاعلية متزامنة تدمج خصائص العالم الحقيقي مع العالم الافتراضي بشكل ثنائي أو ثلاثي الأبعاد”

كما تم تعريفه بأنه تصميم وإضافة كائنات رقمية باستخدام طرائق عرض رقمية وإضافتها للواقع الحقيقي للبيئة المحيطة بالمتعلم، ويرتبط تطبيق الواقع المعزز بالأجهزة الذكيةـ(Lasrsen,&Test,2011).

كما عرفه (خميس،٢٠١٥) بأنها تكنولوجيا ثلاثية الأبعاد تدمج بين الواقع الحقيقي والواقع الافتراضي، أي بين الكائن الحقيقي والكائن الافتراضي، ويتم التفاعل بينهما في الوقت الحقيقي أثناء تنفيذ الفرد للمهمة الواقعية وذلك بهدف تحسين الادراك الحسي للمتعلم.

تاريخ ظهور الواقع المعزز:

من خلال الرجوع للعديد من الأدبيات والدراسات السابقة (خميس ٢٠١٥، الحسيني ،٢٠١٤

Yuen,et all,2011، الخليفة٢٠١٠) فقد تم تقسيم تطور الواقع المعزز لعدد من المراحل

المرحلة الأولى: مرحلة الظهور ففي هذه المرحلة كانت تقنية الواقع المعزز تستخدم حصريا من قبل العديد من الشركات الكبرى للمحاكاة والتدريب، وأغراض أخرى، بداية من عام 1950، يوضح الانفوجرافيك التالي مراحل تطور هذه المرحلة:

المرحلة الثانية: مرحلة الانتشار المحدود وظهور مصطلح الواقع المعزز (١٩٩٠-١٩٩٧)

يعود الفضل لظهور مصطلح الواقع المعزز للعالم  توم كادول بالتعاون مع زميله ديفيد ميزل (Tomas &David) عن طريق اختراع جهاز يوضع على الرأس لعرض خطط الأسلاك الكهربائية المحددة لكل طائرة من خلال تكنولوجيا نظارة العين وعرضها على لوحات متعددة الأغراض ومن خلال نظام الكمبيوتر، وفي عام ٩٩٤ ابتكر العالم  اوزما (Azuma)  بالتعاون مع شركة تعمل في معامل  بحوث(HRL) جهاز تعقب مهجن يتيح للمستخدم حرية الحركة بشكل اكبر باستخدام بوصلة وجهاز استشعار قابل للإمالة ، كما تم استخدامه في عرض الإعلانات النصية الافتراضية على المباني. ثم توالت التطورات في هذه المرحلة حتى عام ١٩٩٧م حيث يوضح الانفوجرافيك التالي التطورات الحاصلة في هذه المرحلة

 

المرحلة الثالثة: مرحلة انتشار تقنية الواقع المعزز كتقنية حديثة :

في أواخر التسعينيات وبداية الألفية الثالثة ، شهد الواقع المعزز العديد من التطورات في مجال التكنولوجيا الحديثة ، خاصة مع ظهور الأجهزة والهواتف الذكية وانتشارها السريع والواسع وتنوع مجالات استخدامها.

يوضح الانفوجرافيك التالي اهم هذه التطورات:

 

 أنواع  الواقع المعزز:

لابد من التطرق لأنواع تقنية الواقع المعزز والتي ذكرت في العديد من الدارسات السابقة منها

)Dunleavy,Matt&Dede,Chris,2006 ، Vincent et,all,2013, Lee,Kangdon,2012)

(QR CODE)         –

Hp Reveal, Layar

٣- الواقع المعزز القائم على الإسقاط:

الواقع المعزز القائم على الإسقاط هو أوسع أنواع الواقع المعزز لأنه يعتمد على استخدام الصور التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر وعرضها على أشكال فعلية لإضافة تفاصيل إلى ما يراه المستخدم من خلال بيئة الواقع المعزز لجهاز ذكي ، مثل وضع لوحة المفاتيح أو آلة حاسبة في يدك أو على طاولة وتكون قابلة للاستجابة بالنقر عليها

 

 

٤- الواقع المعزز القائم على التراكيب

يتم استخدامه إما للاستبدال الجزئي أو الكامل للمنظر الأصلي لجسم ما مع عرض مُعزز محدث لهذا الكائن للعين البشرية. يوفر Superimposition AR طرق عرض متعددة للكائن المستهدف مع خيار إظهار معلومات إضافية ذات صلة بهذا الكائن.

خصائص ومميزات الواقع المعزز:

الواقع المعزز كواقع مختلط ومعزز للواقع الحقيقي لديه خصائص عديدة، و هذه الخصائص هي نتاج دمج
اكثر من تقنية مثل (الواقع الافتراضي وتطبيقات الهاتف الجوال والحاسوب)، ويمكن توضيح خصائص ومميزات  الواقع المعزز على النحو التالي :

١-إمكانية إدخال المعلومات بطريقة سهلة وفعالة

٢- جعل الإجراءات الأبعاد

٣- دمج المواد الحقيقية والافتراضية في العالم الواقعي

٤- فعالة من حيث التكلفة وقابلة للتوسع

٥- رغم بساطة الاستخدام إلا انها تقدم معلومات قوية

– التفاعل الفوري بين المواد الحقيقية والافتراضية لتزويد الطلاب بخبرات حسية فائقة . ( الغول،٢٠١٦، Azuma et al ,2001)

 

 

 

الواقع المعزز في التعليم:

تم استخدام تقنية الواقع المعزز في مجال التعليم على نطاق واسع وخصوصا في بيئة المختبرات العلمية والتي ظهرت في الآونة الأخيرة لإجراد مختلف التجارب في صفوف الدراسة الحقيقة، حيث يمكن من خلال الواقع المعزز الجمع بين أشياء حقيقة بأخرى افتراضية واستخدام المعلومات المناسبة من البيئة الخارجية في محيط رقمي يحاكي الحقيقة حيث تجعل من الممكن ربط مجالات التعليم والترفيه (أبو خاطر،٢٠١٨).

هناك العديد من الدراسات التي تطرقت إلى الواقع المعزز واستخدامه في التعليم ودراسة أثر استخدامه على العملية التعليمية ، كدراسة  ( أبو ثنتين،٢٠٢١) والتي هدفت إلى الكشف عن أثر توظيف تقنية الواقع المعزز في تدريس العلوم في تنمية الدافعية للتعلم والتحصيل الدراسي لدى طلاب الصف الثاني المتوسط بمحافظة عفيف، وتمثلت عينتها في (١١٨) طالبا تم تصنيفهم بناء على درجات مادة العلوم في امتحان الفصل الدراسي الأول، واستخدمت أداة الدراسة مقياس للدافعية للتعلم واختبار تحصيلي تم تطبيق هذه الاداتين على مجموعة ضابطة وتجريبية، وكان من ابرز نتائج الدراسة هو أن توظيف تقنية الواقع المعزز له أثر متوسط في تنمية مستويات التذكر والفهم، وأثر كبير في تنمية مستوى التحليل والاختبار ككل.

كذلك درس وسكو (Wasko,2013 (إمكانية الاستفادة من تقنية الواقع المعزز في تصميم المناهج التعليمية، وتقديم ما تحتويه المناهج من عبارات وكلمات وصور وغيرها عبر هذه التقنية وفقاً للأهداف الإجرائية؛ إذ كشفت الدراسة عن فاعلية تقنية الواقع المعزز في تسهيل تنفيذ الأهداف الإجرائية في التعلم، وأشارت إلى أن مصممي التعليم يمكنهم الاستفادة من هذه التقنية في تصميم وإضافة معلومات رقمية على الصور الواقعية حتى يتسنى للمتعلم فيهم ما يطلب منه بشكل أفضل.

 أهمية توظيف الواقع المعزز في التعليم:

أشارت الحسيني (٢٠١٤) إلى أهمية توظيف تقنية الواقع المعزز في التعليم لما لها من مميزات منها:

١ -سد الثغرة بين التعليم النظري والتطبيقي.

٢- يترجم الواقع المعزز النظرية البنائية إلى واقع ملموس يمكن تطبيقه.

٣- يوفر محتوى غني يساعد على فهم المحتوى

٤- تحفيز المتعلمين على المشاركة لأنه يجمع بين المتعة والمعرفة في نفس الوقت

٥- كسر جمود المناهج بإضافة الحسي الحيوي للأشياء.

٦- تعويض قلة الموارد في التعليم وتقليل التكلفة.

خطوات التصميم التعليمي لبيئات الواقع المعزز:

        قدم كريج (Craig,2013) عدد من الخطوات من الممكن استخدامها كدليل لتصميم الواقع المعزز للأغراض التعليمية منها:

١-تحديد المشكلة التي تتطلب استخدام الواقع المعزز

٢- تحديد الحلول الأخرى للمشكلة إن وجدت

٣- تحديد الإمكانات التي يتسم بها الواقع المعزز وهذا يساعد على حل المشكلة

٤- تصميم الواقع المعزز

٥- تنفيذ الواقع المعزز

٦- اختبار الواقع المعزز

٧- تقويم نتائج تطبيق الواقع المعزز في ضوء حل المشكلة

٨-تعديل التصميم   الخاص بالواقع المعزز

٩-اختبار التصميم المعدل

١٠- تكرار الخطوة الملائمة للموقف.

تطبيقات الواقع المعزز في التعليم:

        سأستعرض بعض من التطبيقات التي يمكن للمعلمين استخدامها بكل سهولة داخل الصف الدراسي، فهي تطبيقات مجانية والأكثر مناسبة لصناعة الواقع المعزز منها:

تطبيق الواقع المعزز في اللغة الإنجليزية:

يمكن توظيف هذه التطبيق لترجمة الكلمات بشكل فوري بمجرد توجيه الجهاز الذكي إلى الكلمة المراد ترجمتها مثل تطبيق

الذي يترجم الكلمة الى العديد من اللغات المختلفة.(Word Lens) &(Bing Translator)

 

 

تطبيقات الواقع المعزز في العلوم والكيمياء والإحياء:

(Element 4D) تطبيق

يمكن من خلال هذا التطبيق خلق تفاعلات كيميائية افتراضية من خلال الأجهزة الذكية حيث استخدمت الباحثة هذا التطبيق مع طالبات الصف السادس والخامس في مادة العلوم للكشف عن عناصر الجدول الدوري والجمع بين عنصرين معاً

 

 

 

 

) Anatomy 4D( تطبيق

يمكن من خلال هذا التطبيق تشريح الجسم البشري واستكشاف أجهزته المختلفة بطريقة افتراضية تفاعلية باستخدام تقنية الواقع المعزز

 

تطبيقات الواقع المعزز يمكن استخدامها مع المواد الدراسية الأخرى:  

Augment-3تطبيق

يمكن من خلال هذا التطبيق إجراء مسح ضوئي للمواد المطبوعة، كالمجلات والخرائط والمطويات وتعزيزها بإضافات الواقع المعزز، مما يسمح لك بالتفاعل مع الواقع بطريقة جديدة كليا

 

 

 

 

 

 

 

 

تطبيق AURASMA

دخل هذا التطبيق في  مجال تقنية الواقع المعزز بقوة ليساهم وبشكل فعال في تسهيل وتيسير تصميم بيئة واقع معزز تعليمية جاذبة وثرية وممتعة وفي متناول الجميع سواء أكانوا معلمين أو متعلمين صغاراً أو كباراً ومن خلال منصات إلكترونية متعددة مثل الحواسيب الشخصية أو الهواتف الذكية أو الأجهزة اللوحية بل وحتى عن طريق النظارات الإلكترونية والعدسات اللاصقة، واعتمدت عليه مدارس وجامعات في دول كثيرة شرقا وغربا ولا يزال أعداد مستخدميه في ازدياد وبسرعة هائلة.

 

من خلال ما تم عرضه مسبقاً ترى الباحثة أن تقنية الواقع المعزز لا تقتصر على مادة معينة دون غيرها، وإنما يمكن توظيفها في جميع المواد الدراسية، كما يمكن توظيفها في تعليم الأطفال، ، مساعدة ذوي الإعاقة وغيرهم من فئات المجتمع .

التحديات التي تواجه تطبيق تقنية الواقع المعزز في التعليم:

بالرغم من المزايا الفعالة لاستخدام تقنية الواقع المعزز في التعليم إلا هناك بعض التحديات التي تواجه استخدام هذه التقنية حيث ذكر كلاً من (أبو خاطر,2020 ,الحسيني،2014 Radu,2012, Lee,2012,  ) منها:

١-ندرة المتخصصين المتمكنين من تطبيق الواقع المعزز

٢- عدم توفر الأجهزة اللازمة لتوظيف الواقع المعزز في المؤسسات التعليمية

٣-عدم توفر القناعة الكافية لدى المتعلمين لهذا النوع من التعليم واختلاف قدراتهم على استخدام التقنية الحديثة.

٤-ظهور بعض المشكلات الفنية اثناء الاستخدام مثل عدم ظهور المحتوى الرقمي او قله كفاءة شبكات الاتصال.

للتغلب على هذه التحديات لابد من عقد دورات تدريبية للمعلمين في استخدام تقنية الواقع المعزز في التدريس وتشجيعهم على الابتكار والابداع في هذا المجال، كذلك تثقيف المعلمين والطلبّ بأهمية هذه التطبيقات وتعريفهم بها والميزات التي تقدمها من تيسير وتسهيل العملية التعليمية.

وختاما بعد ان تم استعراض مفهوم الواقع المعزز واهميته في مجال التعليم حيث انه يساعد الطلاب على القيام بدور نشط في اكتساب المعرفة وتطوير القدرات، كذلك يمكّن الطلاب من الوصول إلى المعلومات وفهمها وتحليلها ، سواء كان ذلك الأداء الأكاديمي أو مهارات التفكير النقدي أو الاتجاهات و القدرة على تطبيق هذه المعلومات في سياقات تعليمية جديدة لاكتساب المعرفة والمفاهيم العلمية في الوقت نفسه  وتوفر تقنية الواقع المعزز للطلاب الدافع لاكتساب المعرفة وربط موضوعات الوحدة باستمرار لتحقيق تعلم هادف حيث تحتوي تقنية الواقع المعزز على العديد من الأنشطة التي تتطلب من الطلاب العمل الجاد في الفصل ، مما يساعد الطلاب على تحمل مسؤولية أنفسهم، بالإضافة إلى تطوير قدراتهم، وهذا يزيد من دافعية الطلاب نحو التعلم، ويشعر الطلاب بالسعادة عند استخدام هذه التقنيات مما يحسن من اتجاهاتهم نحوها، ويؤدي إلى تفاعل أكبر من الطلاب مع هذه التقنيات أكثر من الكتاب المدرس ،مما يكون له الأثر في زيادة التحصيل الدراسي.

 

 

المراجع العربية

إيمان مبارك عبد الله الغامدي, & إيمان محمد مبروك قطب. (2020). فاعلية الواقع المعزز في تنمية التحصيل الدراسي والتفكير الناقد لدى طالبات المرحلة الثانوية في مدينة الدمام واتجاهاتهن نحوه. مجلة العلوم التربوية و النفسية.

 

التطور التاريخي للواقع المعزز https://sh-e34.wixsite.com/augmented-reality/alttwr-altarykhy-ltqnyh-alwaqa-alma.

الحسيني ، مها عبدالمنعم.(٢٠١٤) أثر استخدام تقنية الواقع المعزز (Augmented Reality) في وحدة من مقرر الحاسب الآلي في تحصيل واتجاه طالبات المرحلة الثانوية، رسالة ماجستير ،كلية التربية، دار المنظومة للنشر

أبو ثنتين ، نواف رفاع.(٢٠٢٢)اثر تدريس العلوم بتقنية الواقع المعزز في تنمية الدافعية للتعلم والتحصيل الدراسي لدى طلاب الصف الثاني بالمرحلة المتوسطة بمحافظة عفيف، مجلة الجامعة الإسلامية للدراسات التربوية والنفسية، العدد ٣.

الغول، ريهام محمد احمد (2016). تصميم بيئات التعلم بتكنولوجيا الواقع المعزز لذوي الاحتياجات الخاصة رؤية مقترحة. دراسات عربية في التربية وعلم النفس.

مجدي سعيد عقل, & سهيلا كمال أبو خاطر. (٢٠٢٠). فاعلية برنامج يوظف تقنية الواقع المعزز في تنمية بعض مهارات تركيب دوائر الروبوت الإلكترونية في منهاج التكنولوجيا لدى طالبات الصف العاشر الأساسي بغزة. مجلة الجامعة الإسلامية للدراسات التربوية والنفسية, 28(2).

 

المراجع الأجنبية

Azuma, R., Ballot, Y., Behringer, R., Feigner, C., Julie, N & Macintyre, G., “Recent Advances in Augmented Reality”, http://s.v22v.net/pJh (accessed 5 March 2016).

Craig, A., (2013). Understanding Augmented Reality: Concepts and Applications. 1st Edition, Morgan Kaufmann. USA.

Dunleavy, M. & Dede, C. (2006). Augmented Reality Teaching and Learning, Harvard Education Press, USA.

Lee, K. (2012). Augmented Reality in education and training, Tech Trends: Linking Research & Practice to Improve Learning , Vol. 56, No. 2, pp. 13-21.

 

Larsen, Bogner,  Buchholz,  (2011). Evaluation Of A Portable And Interactive Augmented Reality Learning System By Teachers And Students, open classroom conference augmented reality in education, Ellinogermaniki Agogi, Athens, Greece, pp. 41-50.

Radu, L. (2012). Why Should My Students Use AR ? A Comparative Review of the Educational Impact of Augmented Reality, IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality, Atlanta

Vincent, T. & Others (2013). Classifying handheld augmented reality, Three categories linked by spatial happings. Retrieved 12-6-2015, 3pm, from: http://goo.gl/6YKEXA.

 

Yuen, S & Others (2011), Augmented Reality: An overview and five directions for AR in education. Journal of Educational Technology Development and Exchange , Vol. 4, No. 1, pp. 119-140.