Virtuální realita v přírodovědných předmětech

Než jsem začala studovat na KISKu, vnímala jsem virtuální realitu jako hru pro bohaté děti. Nikdy jsem ji nevyzkoušela a ani se o toto téma nijak nezajímala. Podobně na tom byla i rozšířená realita – tušila jsem, že existuje hra Pokémon Go, ale nevěnovala tomuto tématu pozornost. Až při větším ponoření se do tématu vzdělávacích technologií jsem začala vnímat vzdělávací potenciál těchto technických “legrácek”. Koupila jsem si Google Cardboards, vyzkoušela nějaké hry a navrhla vlastního průvodce po po svém rodném městě. Do telefonu jsem si také stáhla některé aplikace XR. K těm není ani potřeba mít nasazené VR brýle. Nejvíce z nich mě zaujala aplikace JigSpace, která umožňuje kamkoliv v místnosti (či na zahradě) umístit například korálový útes nebo třeba letadlo.
 
Umím si představit, že by se VR či XR používalo ve výuce a mohlo by to být velmi nápomocné k lepšímu pochopení či zapamatování informací. Zároveň jsem však skeptická. Vzpomínám si, jaký povyk u nás ve škole vždy způsobilo, když paní učitelka přinesla do hodiny chemie stavebnici a my měli stavět různé molekuly. Z této zkušenosti usuzuji, že by používání VR mohlo ve třídě způsobovat větší nekázeň. V tomto článku však od tohoto problému odhlédnu a zkusím chvíli snít o tom, jak by různé formy rozšířené reality mohly zlepšit a zatraktivnit výuku.
 
Ve škole jsem patřila spíše k těm žákům, kteří preferovali společensky zaměřené předměty. Z vlastního pozorování mi připadalo, že přírodovědné předměty byly pro mě i většinu mých spolužáků větším strašákem, než například jazyky, dějepis či společenské vědy. Na téma oblíbenosti předmětů vznikají různé průzkumy – jednotlivé výsledky se sice výzkum od výzkumu liší, většinou ale předměty spadající do tematického celku člověk a příroda  vycházejí jako ty méně oblíbené.
 

Ve školním roce 2002/2003 v celostátním výzkumu žáků základních škol a gymnázií vyšla matematika jako nejtěžší předmět, z hlediska oblíbenosti se fyzika umístila na předposledním místě, poslední místo patřilo na gymnáziích chemiiDalší zkoumání ukázalo, že důvodem pro neoblíbenost chemie je nezájem o tento  předmět, jeho obtížnost  či nepochopení jeho využitelnosti pro další studium. Žákům se naopak na chemii nejvíce líbí její experimentální část.

Těchto poznatků by se mohlo využít právě při implementaci VR, žáci by mohli v chemii zkoušet experimenty nejen v laboratořích, ke kterým má ne každý přístup. Nebyli by tak limitováni velikostí, obsazeností a vybavením školní laboratoře, mohli by si ve virtuálním světě vyzkoušet i nebezpečnější experimenty (různé výbuchy, bezpečnou práci s nebezpečnými látkami). Ve virtuálním prostředí by navíc mohli udělat “krok zpět”, pokud by někde udělali chybu. V reálném světě přece jen od sebe už smíchané látky (většinou) nerozdělíte. Práci v laboratořích bych ale kvůli VR nerušila. Žáci by si totiž měli vyzkoušet a “osahat” i pravé náčiní a naučit se bezpečnost práce. VR by mohla sloužit jako zajímavý doplněk ke klasické laboratorní práci.
 
Zajímavá by byla také AR, která by žákům ukazovala, z čeho jsou například složené některé látky, žáci by mohli “nascanovat” určitý materiál a zjistili by tak jeho složení. Podobně by mohla fungovat XR, která by žákům ukazovala například chemické vzorce přepsané přes určité objekty. Možná by tak došlo k většímu navázání učiva na běžný život, což by mohlo zvýšit zájem studentů o předmět. Bylo by možné také snížit obtížnost předmětu, protože pokud by žáci mohli například vidět zvětšené jednotlivé molekuly a prohlédnout si je ve 3D, lépe by si je pamatovaly. Atomy a molekuly žáci hodnotí jako nejméně zajímavé učivo, proto má jistě smysl jejich výuku “zpestřit”.
Jiný výzkum, který porovnává oblíbenost předmětů z let 2006 a 2008, hodnotí chemii o trošku lépe (stále však podprůměrně), fyzika však stále pokulhává na dolních příčkách. Virtuální realita by zde mohla sloužit pro simulaci nejrůznějších prostředí a experimentů. Velmi atraktivní se mi jeví využití při výuce astronomie, žáci by se mohli podívat na to, jak funguje gravitace na jiných planetách či prozkoumat různé hvězdné soustavy. Hlavně by ale VR umožnila, tak jako v chemii, mikroskopické pohledy na různé předměty. Žáci by mohli například prozkoumat atom zevnitř.
 
Již jsem zmiňovala aplikaci JigSpace, která umožňuje umístit různé objekty do prostoru a poté si je prohlížet z různých úhlů či vzdáleností. Tento mechanismus by bylo možné ve výuce fyziky také použít, žáci by se tak seznámili s různými stroji, například spalovacím motorem, převodovkou, kladkostrojem. Na našem gymnáziu jsme některé přístroje měli, ale bylo jich málo, mnoho z nich již nefungovalo a bylo náročné je přenášet mezi místnostmi. Zároveň neměl každý čas a prostor se na daný stroj podívat zblízka. Ve VR/XR by každý žák mohl “svůj” přístroj zkoumat individuálně. Také by se mohlo využít VR brýlí a učit skrz ně třeba optiku, konkrétně jak funguje ohnisková vzdálenost a různé čočky.
V posledním zmiňovaném výzkumu dopadl poměrně špatně také zeměpis, opět předmět s tématem člověk a příroda. Zde mi využití připadá naprosto přirozené, jasné a v dnešní době i lehce realizovatelné. Existuje například aplikace Google Earth, která už dnes dokáže ve 3D ukázat jednotlivá místa na planetě. V hodině zeměpisu by se také mohla používat například aplikace Google Poly, která umožňuje virtuální prohlídky a je přístupná zdarma. Pro VR v zeměpise již existují snadno dostupné nástroje nejen na samotnou výuku, ale i na vlastní jednoduchou tvorbu učitelů. Žáci by se díky VR mohli podívat nejen do současných zemí, ale i do těch již neexistujících. A také na oceánské dno, do aktivní sopky, k zemskému jádru a do epicentra zemětřesení. Zajímavé by také mohlo být učení se měřítka mapy, souřadnic a časových pásem. To vše by šlo nejen s VR, ale jistě by své uplatnění našla i XR a AR.

Z přírodovědných předmětů většinou vychází přírodopis jako jeden z těch oblíbenějších. I u něj by bylo možné vymyslet podobné příklady jako u doposud zmíněných předmětů. V dalším z provedených výzkumů žáci hodnotili nejméně zajímavé učivo symetrie a vzory na listech a květech. Právě přenesení se na takový list či květ a jejich zkoumání v nadživotní velikosti by mohlo takové učivo udělat zajímavějším. V tomto předmětu bych se dále už s využitím VR opakovala. 

Zapomenout nelze ani na matematiku, která je základem mnoha dalších předmětů. Průzkum České školní inspekce v roce 2019 opět poukázal na její neoblíbenost. Předmět nebaví přes 60 procent žáků základních a přes 70 procent studentů středních škol.  Kromě toho, že žákům snadno ujede vlak, protože na sebe učivo neustále navazuje, je zde také problém s jeho abstraktností. Virtuální realita by jistě našla své uplatnění v geometrii. Jako velmi nápomocná se jeví zejména díky trojrozměrnému světu – mohla by nejspíš pomoci žákům s menší prostorovou představivostí. Dobře by se pomocí ní daly vysvětlit grafy funkcí. V elementárnějším případě by také mohl virtuální svět názorně ukazovat převody jednotek (a s tím související obvody, obsahy a objemy) nebo by žáci s nasazenými brýlemi mohli krokovat na číselné ose, když se například budou učit záporná čísla.

Shrnu-li to, ve VR vidím několik potenciálních uplatnění – jednak je to zatraktivnění učiva díky učení se hrou a zážitkem, dále umožňuje větší názornost a také pohled na méně přístupná místa, včetně pohledu mikroskopického. A svůj užitek zde může mít i trojrozměrný svět. Pokud odhlédnu od kázeňských problémů, které může VR způsobovat, (a vlastně také finanční, technické a prostorové náročnosti), vidím ji do budoucna jako skvělý prvek ve vyučování. Prvek – tedy jen doplněk, protože i tak je potřeba, aby žáci uměli pracovat v reálném světě.

Autorka blogu
Příspěvek vytvořen 21

2 komentáře u „Virtuální realita v přírodovědných předmětech

  1. Veroniko, máte obsáhlý a skoro systematický přehled a myslím, že se v něm potkávají vlastně dvě (protichůdné?) tendence: 1) Určitý Deweyho přístup – škola a předměty jsou k tomu, aby nás naučili rozumět světu, umět se s ním vypořádat. Což je spojené s tou fyzickou prací v laboratoři, ale i s tím paradigmatem větší atraktivity. 2) Já si myslím, že je tu ale ještě jedna rovina – velká většina mých spolužáků z fyziky pracuje na místech, kde dělají nějaké modely a abstraktní úvahy. Je jim docela jedno, zda modelují úrokové sazby nebo proudění v kapalinách. Fyzika a ty přírodovědné předměty jim daly schopnost velice abstraktně přemýšlet, řešit složité problémy tím, že najdou nějaký abstraktní model. Klíčová je tedy představivost, často vizuální. A zde si myslím, že může být VR super užitečné. Nebylo by zajímavé pracovat také s tímto rozměrem edukace?

  2. Jako bývalému učiteli chemie a fyziky je mi ta představa nadmíru sympatická a variant využití by byl bezpočet a v mnoha oblastech. Obzvlášť se mi líbí představa zmíněného “laboratorního simulátoru” jako přípravy na skutečné laborky. Možnost využití Funkce “Undo” by mě nadchla a potěšila by mě i možnost bezpečně si vyzkoušet některé postupy, které se v praxi opravdu důrazně nedoporučují :-).

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Související Příspěvky

Začněte psát hledaný výraz výše a stisknutím klávesy Enter vyhledejte. Stisknutím klávesy ESC zrušíte.

Zpět na začátek