Ženska pokuka skozi očala, vdelana v veliko črno čelado. Gozdni zvoki izvirajo iz različnih vogalov sobe: ptič je cvrknil tu, vetrič tam šepeta. Počasi se premika po sobi. Na steni je projiciran raven digitalni gozd, tako da lahko opazovalci grobo predstavijo njeno okolico, toda v njenem očesu ta premajhni prostor ne hodi več v majhno, utesnjeno sobo v univerzitetnem laboratoriju. Zahvaljujoč črni čeladi hodi po gozdu.
Čez minuto ji izroči krmilno palico, ki izgleda in vibrira kot motorna žaga, in jo prosijo, da poseka drevo. Ko opravi nalogo, čuti enak odpor, kot bi ga lahko občutila, če bi posekala pravo drevo. Ko bo zapustila ta gozd in ponovno stopila v "resnični" svet, se bo njegova poraba papirja zmanjšala za 20 odstotkov in pokazala bo merljivo prednost pred recikliranimi papirnatimi izdelki. Ti učinki se bodo nadaljevali v naslednjih nekaj tednih in raziskovalci domnevajo, da bo šlo za dokaj trajen premik. Za primerjavo bodo študenti, ki si ogledajo video o krčenju gozdov ali prebrali članek o tej temi, pokazali povečano ozaveščenost o papirnih odpadkih skozi ta dan - vendar se bodo k svojemu osnovnemu obnašanju vrnili do konca tedna.
Študija rezanja dreves je ena izmed mnogih, ki jih je univerza Stanford v zadnjih nekaj letih izvajala v svojem virtualnem laboratoriju za interakcijo z ljudmi, da bi ugotovila, v kolikšni meri lahko simulirana izkušnja vpliva na vedenje. In to je del vse večjega števila raziskav, ki nakazuje, da bi virtualne izkušnje lahko ponudile močan katalizator, če bi sicer apatične skupine začele skrbeti za vprašanja in ukrepati, tudi o podnebnih spremembah. To je pomembno, ker je dokazano, da je čas, preživet v naravi, zelo koristen za zdravje ljudi, ne glede na to, ali si ljudje povrnejo uslugo ali ne, se ponavadi opirajo na naravo, ki jo doživljajo v mladosti. V študiji iz leta 2009, objavljeni v reviji PLoS ONE, so raziskovalci z univerze v Pretoriji v Južni Afriki ugotovili, da so ljudje, ki so desetletje ali več preživeli pohodništvo in nahrbtnike, bolj pripravljeni podpirati prizadevanja za ohranjanje, tisti, ki so obiskali nacionalne parke oz. kot otroci so bili dejansko manj naklonjeni, da bi kaj naredili za podporo okolju. Zgodnja študija (2006) o razmerju med izkušnjami z naravo in okoljevarstvom je pokazala, da so bili tisti, ki so mladost preživeli v "divji" naravi, ki je bila opredeljena kot pohodništvo ali igranje v gozdu, bolj verjetno, da bodo okoljevarstveniki kot odrasli, tisti, ki so imeli bili izpostavljeni "udomačeni" naravi - opredeljeni kot obiski parkov, nabiranje cvetja, sajenje semen ali naselitev na vrtove - niso bili. Glede na verjetnost, da bi vsak otrok doživel "divjo" naravo, se raziskovalci lovijo še drugih načinov gojenja okoljsko odgovornega vedenja.
Posnetek zaslona okolja navidezne resničnosti, uporabljenega v študiji rezanja dreves na univerzi Stanford. (Slika: Virtualni laboratorij za interakcijo med ljudmi / Univerza Stanford) Najnovejše delo z virtualno resničnostjo temelji na približno pol stoletja vedenjskih študij, ki kažejo, da je človekova pripravljenost preusmeriti vedenje neposredno povezano z našim občutkom nadzora.
Podnebne spremembe so, tako kot mnoga obsežna okoljska vprašanja, težava, zaradi katere malo ljudi meni, da imajo neposreden vpliv - na boljše ali slabše. Kot sta raziskovalca Sun Joo (Grace) Ahn in Jeremy Bailenson zapisala v prihajajočem prispevku v reviji Computers and Human Behavior, lahko posamezna dejanja, ki so bila izvedena v mikroosobi, kot je, če papir ne reciklira ali podpirajo določene politike, sčasoma prispevajo k negativnemu okolju posledice, kot je krčenje gozdov, kar posledično vpliva na podnebna gibanja v mnogih letih. Toda daljši časovni okviri in velik obseg ustvarjajo nevarno prekinitev povezave. Medtem ko 97 odstotkov strokovno pregledanih znanstvenih raziskav navaja, da so človeške dejavnosti glavni dejavnik podnebnih sprememb, le polovica Američanov vidi povezavo.
Zagovorniki navidezne resničnosti menijo, da bi to lahko pomagalo pripeljati domov vplive podnebnih sprememb in ljudi spodbuditi, da lahko kaj storijo v zvezi s tem. "Ko posamezniki začutijo, da njihovo vedenje neposredno vpliva na počutje okolja, so bolj zaskrbljeni in dejavno skrbijo za okolje, " sta zapisala Ahn in Bailenson.
Bailenson, kognitivni psiholog in ustanovni direktor Stanfordovega virtualnega laboratorija za interakcijo, vidi posebno vrednost v virtualni resničnosti, povezani s podnebnimi spremembami, ker omogoča kombinacijo resnične izkušnje z brezmejnimi možnostmi: Možgani obravnavajo virtualno izkušnjo kot resnično, vendar hkrati ve, da je v simulaciji mogoče karkoli.
"Človek lahko vizualno doživi različne prihodnosti in iz prve roke pridobi izkušnje o posledicah človeškega vedenja, " je dejal Bailenson.
Učitelj Teh
Raziskovalci, ki delajo tako navidezno kot razširjeno resničnost - v katerih mobilne aplikacije na pametnih telefonih ali tabličnih računalnikih prekrivajo podatke o resničnosti - vse pogosteje eksperimentirajo s temi tehnologijami kot učnimi orodji. Več univerz, vključno s Stanfordom, Harvardom in MIT-jem, pilotno uporablja te razširjene in navidezne resničnosti v srednjih in srednjih šolah. In muzeji, ki uživajo več prilagodljivosti in delujejo zunaj zahtev učnih načrtov in testnih rezultatov, so v celoti prevzeli to zamisel. Znanstveni muzeji in živalski vrtovi na obeh obalah uporabljajo tehnologijo v eksponatih in uvajajo aplikacije razširjene resničnosti, ki jih lahko obiskovalci uporabljajo v svojih telefonih ali na mobilnih napravah, ki izdajajo muzeje, če želite izvedeti več o tem, kaj vidijo.
"Razumevanje zapletenih vprašanj, kot so podnebne spremembe, zahteva premik v perspektivi glede na to, kako ste pripravljeni videti težavo, " je dejala Amy Kamarainen, direktorica Harvardskih projektov EcoMOBILE in EcoMUVE. "To poskušamo potopiti v okolje, ki ima elemente, podobne sistemom iz resničnega sveta, vendar so nekoliko poenostavljeni, da otroke spoznajo tam, kjer so. Postavljamo jih v zapletene svetove, vendar jim dajemo orodja, da lahko razpakirajo dogajanje. "
Univerzo Harvard je Univerza Harvard razvila EcoMUVE, navidezno računalniško virtualno okolje, ki vsebuje simuliran ekosistem ribnika, da študente nauči osnovnih bioloških procesov, kot so fotosinteza in razpad, ter sistemov, ki razmišljajo o zapletenih okoljskih vprašanjih. Harvardska ekipa je nedavno predstavila EcoMOBILE, ustrezno aplikacijo za razširjeno resničnost, ki študentom omogoča, da s seboj vzamejo izkušnjo EcoMUVE, zberejo podatke na terenu in "vidijo", kaj se dogaja pod površjem in kaj se je v ekosistemu zgodilo v preteklosti . EcoMUVE je bil sprva pilotiran v šolah v Massachusettsu in New Yorku, zdaj pa je na voljo za prenos na katero koli šolo, uporablja pa se po ZDA in drugih državah, tudi v Indiji in Mehiki. EcoMOBIL trenutno pilotira v šolah v Massachusettsu in New Yorku.
Kar nekaj srednjih šol v Massachusettsu je pilotiralo tudi razširjeno resničnostno aplikacijo, imenovano Time Lapse 2100, razvito z MIT, ki od uporabnikov zahteva, da določijo različne politike, ki bi vplivale na okolje, in jim nato pokažejo, kaj bi se zgodilo, če bi te politike sprejele. Letos jeseni bodo šole Bay Area poskusno testirale Stanfordov koralni greben, virtualno resničnostno igro, v kateri udeleženci postanejo koral v grebenu, ki ga je prizadelo zakisanje oceanov. Vse tri univerze sodelujejo tudi z muzeji in znanstvenimi centri za uvajanje svoje tehnologije v izkušnje učenja.
"Sprva me niso prodali na idejo o razširjeni resničnosti, " je povedala kognitivna znanstvenica Tina Grotzer, profesorica na podiplomskem izobraževalnem šolu na Harvardu in glavna raziskovalka za projekte EcoMUVE in EcoMobile. Grotzer je več let kot učiteljica preživela sama, preden se je odpravila na Harvard, da bi raziskala, kako se otroci učijo, zlasti kako se učijo znanosti. Grotzer je dejal, da jo je ta tehnološki potencial spodbudil k pouku o znanosti o okolju. "S fiziko lahko naredite eksperiment in otroci lahko takoj vidijo, o čem govorite. Z okoljevarstvenim znanjem smo poskusili narediti eksperiment z razkrojem, vendar ste poskus nastavili in 12 tednov kasneje se nekaj zgodi. Do takrat otroci so popolnoma izgubili zanimanje. "
To je zato, ker otroci težko dojamejo vse, česar takoj ne vidijo, je pojasnil Grotzer. Dopolnjena resničnost učiteljem omogoča razširiti to vizijo ali tisto, kar znanstveniki imenujejo okvir pozornosti, in narediti nevidno bolj otipljivo. Učitelji na primer otroke odpeljejo v bližnji ribnik in z EcoMOBILE-om pokažejo, kako je mesto pred 60 leti odlagalo smeti in skoraj napolnilo, kar je danes neokrnjen naravni ribnik. Aplikacija jim pokaže, kako rastline okoli ribnika sončno svetlobo spreminjajo v energijo in razkriva, kaj mikroskopsko življenje ribnika počne pod vodno gladino. Sprehodi jih tudi po resnični zbirki vzorcev vode, ki jim pomaga analizirati.
"Označil sem te terenske izlete in videl, kako jih tehnologija pravzaprav bolj potopi v okolico, namesto da bi jih odvrnila, " je dejal Grotzer. Študenti uporabljajo pametne telefone za fotografiranje in zapiske ter dokumentirajo, kaj vidijo: bistrost vode v ribniku, vreme, opise njihovih vzorcev, različne vrste hroščev in ptic. In lahko se učijo tudi s svojim tempom. "Če bi študent imel neko vprašanje, bi moral zapustiti tisti trenutek, ki je spodbudil vprašanje, in učitelja vprašati, " je dejal Grotzer. "Učitelj naj bi olajšal potrebe 30 otrok. Tako lahko sami najdejo odgovor in ostanejo v trenutku, ostanejo angažirani s tem, kar gledajo. "
Študentje v koralnem grebenu Stanforda utelešajo visok kos vijoličnega korala ob obali Italije v bližini Ischia. V času 14-minutne lekcije jih prevzamejo izkušnje koral v vodnem telesu, ki ga je prizadelo zakisanje oceanov. Sprva je okoliški ocean napolnjen z obiljem morskega življenja. Valovi okoli grebena simulirajo talne vibracije in oceanske zvoke. Laboratorijski tehnik se udeleženca s sinhroniziranimi gibi občasno dotakne s palico, da se ujema s tistim, kar vidi kot ribiška mreža, ki zadene greben. Nato pride do zakisljevanja. Življenje morja začne odmirati naokoli. Greben začne izgubljati svojo barvo, prav tako košček korala, ki ga je udeleženec utelesil.
Bailenson in njegova ekipa so s študenti preizkusili simulacijo in pokazali, da je rezultat študentov bolj skrbel, kaj se dogaja s koralnimi grebeni. Skupina je te udeležence spremljala več tednov in jih primerjala s skupino, ki je preprosto gledala videoposnetek, kako zakisanje oceanov vpliva na koralne grebene, in ugotovila, da je sprememba odnosa, ki jo je katalizirala izkušnja virtualne resničnosti, trajala dlje kot kateri koli premik, ki ga je povzročil video.
Pametni telefoni za vse
Ne glede na to, ali se šole odločijo za tablični računalnik z razširjeno resničnostjo, ki študente po šolskem dvorišču usmeri, recimo, na biološki proces pri delu v kompostnem kupu ali na aplikacijo za pametne telefone, ki temelji na krajini (na primer EcoMOBILE ali Time Lapse 2100) za uporabo v terensko potovanje ali izkušnjo na namizju (na primer EcoMUVE), ki jo lahko uporabimo v šolskem računalniškem laboratoriju, kjer se soočajo s strmim jezičkom tako za strojno kot programsko opremo. Strojna oprema za simulacije navidezne resničnosti ostaja stroškovno omejujoča za večino šol, čeprav stroški upadajo: virtualne slušalke, kot je Oculus Rift, zdaj potrošnike stanejo 350 dolarjev. Šola bi potencialno lahko kupila nekaj slušalk za večnamensko igro navidezne resničnosti, ki bi jih lahko štirje učenci igrali naenkrat, medtem ko se ostali v razredu ukvarjajo s komponento razširjene resničnosti na namiznih računalnikih v bližini.
Kljub vse večjemu številu možnosti in zniževanju cen se šole, ki želijo te tehnologije uporabiti v učilnici, soočajo s številnimi izzivi.
Če naj bi virtualna in dopolnjena resničnost merljivo vplivala na to, kako bodoče generacije razumejo in pristopajo k podnebnim spremembam, bo ključen dostop v vseh družbenoekonomskih razredih. Kamarainen je dejal, da lahko učenci v nekaterih okrožjih z višjimi dohodki uporabljajo lastne naprave.
V mnogih šolskih okrožjih po državi večina učencev nima pametnih telefonov. Podjetje za mobilne telefone Kajeet se je začelo ukvarjati s to težavo, saj ponuja šolske podatkovne pakete, ki omogočajo WiFi s filtriranjem v šoli, tako da lahko določijo časovne omejitve za uporabo, ki otrokom omogočajo, da s seboj v šolo vzamejo tablične računalnike samo za delo v šoli.
V šolah, kjer deluje Kamarainen, Harvard študentom nudi pametne telefone za uporabo na terenskih potovanjih in plačuje za Kajeetovo WiFi in podatkovno storitev (dva do tri cente na megabajt na napravo). Harvardske aplikacije delujejo tako na pametnih telefonih kot tabličnih računalnikih, zato je mogoče, da bi se katera od tisoč šol v ZDA, ki so v zadnjih dveh letih kupili ali prejeli tablice, lahko prijavila pri Kajeetu, da bi omogočila uporabo teh aplikacij v kampusu in zunaj njega. . Industrijski analitiki ocenjujejo, da bodo ameriške šole do konca leta 2014 kupile dodatnih 3, 5 milijona tablic in številne družbe, vključno z Intel, AT&T, Fox in Qualcomm, so sprožile neprofitne pobude za odstranjevanje tablic v šolah.
Urad ravnatelja
Tudi če podjetjem, kot je Kajeet, uspe narediti strojno opremo cenovno dostopnejšim za šole, se razvijalci navidezne in razširjene resničnosti še vedno soočajo z veliko potjo, da se njihovi programi široko uveljavijo v izobraževanju. Logistični izzivi vključujejo zagotovitev financiranja pilotnih testov, oblikovanje proračunskih sredstev za nakup nove tehnologije, usposabljanje osebja in zmagovalni nakup od staršev, učiteljev in administratorjev.
"Ves čas obstajajo spopadi med resničnostjo dogajanja v učilnici in tistega, kar bi raziskovalci želeli, da bi se zgodilo v učilnici, " je dejal Paul Olson, strokovnjak za stike z Društvom za učenje iger ali GLS na Univerzi v Wisconsin v Madisonu, ki je več kot tri desetletja poučeval sedmi razred. Dejal je, da veliko svojega časa v teh dneh porabi za razlago raziskovalcev, kakšno je življenje "v rovih", in spodbujanje učiteljev, da eksperimentirajo z igrami GLS, da motivirajo tiste učence, ki se "res ne odzovejo na predavanje ali poglavje v knjigo, ampak vsepovsod nekaj programirajo. "
Tu lahko muzeji, ki vključujejo te tehnologije, zapolnijo nekaj vrzeli. "Muzej lahko svobodno stopi zunaj togih smernic in zahtev, ki se jih šole držijo, " je dejal Dan Wempa, podpredsednik za zunanje zadeve Newyorške dvorane znanosti v Queensu, ki na terenske izlete vidi približno 1.200 študentov na dan. med šolskim letom. Najnovejša muzejska razstava Povezani svetovi, ustvarjena z prispevki iz Kamarainena, bo obiskovalce potopila v digitalni, interaktivni svet, ki prikazuje, kako njihova dejanja vplivajo na okolje. V enem delu razstave obiskovalci dodajo vodo v okolje in rastlina cveti. V drugo dodajo preveč in povzročijo poplavo. Razen skupaj razstava naravo hitro napreduje, da učencem pomaga, kako posamezna in skupna dejanja škodijo ali ohranjajo rastlinsko in živalsko življenje, čisto vodo in svež zrak.
"Študenti imajo kalčke vedenja, da je voda pomembna, vendar pravijo:" Nisem spoznal, da je to pomembno, in nisem se zavedal, da to, kar počnem tukaj, vpliva na nekoga, "je dejal Wempa.
PTA
"Ne želim, da bi moji otroci bili potopljeni v tovrstno tehnologijo, " je dejala Megy Karydes, marketinška svetovalka in mati dveh (starih 7 in 9 let) v Chicagu. "Zelo omejujemo izpostavljenost elektronike naših otrok, ker ne želim, da bi bili zasvojeni. Po drugi strani se zavedam, da se morajo zavedati, kaj se dogaja tudi na svetu. Uravnovešam to, če pa bi se moral zmotiti na strani previdnosti, raje gremo na pohodništvo, kot pa da bi strmeli v zaslon. "
Skrbi za Karydes so med starši pogosta. "Obstajata dva načina, na katera se starši ponašajo s temi igrami, " je dejal Eric Klopfer, ki vodi MIT-ov program izobraževanja učiteljev Scheller, ki je razvil Time Lapse 2100 in od leta 2009. raziskuje uporabo razširjene resničnosti v izobraževanju. "Eno je, "Super. Moj otrok je zunaj, a ima še vedno telefon v roki, " drugo pa je, da mobilna naprava in igra dejansko spravita svojega otroka zunaj. "
Kamarainen in Grotzer sta prav tako slišala starševske pomisleke glede tehnologije, ki bi otrokom onemogočila izkušnjo narave, in si močno prizadevala, da bi oblikovala igre, za katere menijo, da dopolnjujejo odnos z naravo in ne odvračajo od nje.
Pilot EcoMOBILE je do zdaj vključil okoli 1.000 študentov, Kamarainen pa je dejala, da se dosledno pogovarjajo o tem, kako jim delček razširjene resničnosti pomaga videti stvari, ki se dogajajo v njihovih skupnostih, na katere še nikoli niso bili pozorni. "Pravijo, da to pomaga odpreti oči okolju, ki je okoli njih, " je dejala Kamarainen. "Bolj se zavedajo in se zavedajo tega in pozorneje spremljajo naravni svet."
Na koncu zagovorniki pravijo, da te igre ne samo dopolnjujejo in izboljšujejo odnos učencev do narave, ampak jih tudi učijo, kako sistematično razmišljati in videti lastne vloge pri škodi ali izboljšanju njihovega sveta.
"Mlajši otroci pravijo:" Moram ustvariti svet! "" Wempa je dejala, "starejši otroci pa pravijo:" Všeč mi je to, ker se mi je zdelo, kot da obvladam in kot otrok nikoli ne obvladam ničesar. " To pomeni, da razumejo, da imajo dejanja posledice in da lahko vplivajo na rezultate. "
Ta članek je ustvaril Climate Confidential in izdan za ponovno uporabo pod mednarodno licenco Creative Commons Attribution 4.0 International.
