17 jul 2017

Virtual Reality in het onderwijs


Auteur:

Afgelopen maanden heb ik me georiënteerd op het inzetten van Virtual Reality (VR) in het onderwijs. Ik heb met diverse docenten gesproken die VR-technologieën inzetten en heb diverse demo’s gezien, zoals bij de VR meetup in het Teaching & Learning Lab in Utrecht en bij een bijeenkomst van SURF in Groningen. Hier wil ik met jullie delen wat mijn conclusies zijn over het nut van VR in het onderwijs.

Vlog over de Groningse SURF- bijeenkomst.

Augmented, Virtual, Mixed Reality? Kies maar een smaakje

Je hebt vast wel een beeld bij Virtual Reality, maar ook Augmented Reality is een begrip dat regelmatig voorbij komt. En sinds de Microsoft Hololens is gelanceerd, is ‘Mixed Reality’ een veelgehoorde term. Wat zijn de verschillen?

Augmented Reality projecteert een virtuele informatielaag over de werkelijkheid heen. Je ziet bijvoorbeeld een te koop-bordje bij een huis staan. Je richt je telefoon erop en je kunt direct zien wat de vraagprijs is en de foto’s van het interieur bekijken.

In Virtual Reality ben je compleet ondergedompeld in een andere wereld. Je loopt bijvoorbeeld door een scheepswrak op de bodem van de oceaan. Of in de grafkamer van een pyramide. Of op Mars. De mogelijkheden zijn eindeloos.

In Mixed Reality wordt net als bij Augmented Reality een virtuele laag over de werkelijkheid geprojecteerd, maar nu reageert deze virtuele laag ook op de fysieke omgeving. Dat kan relatief simpel, doordat de virtuele wereld ‘weet’ waar muren en tafels en stoelen staan en kan botsen, in plaats van er dwars doorheen te gaan. Maar het kan ook gecompliceerder waarbij je de virtuele wereld kunt veranderen door de fysieke omgeving te manipuleren. Een AR Sandbox, waarvan er ook een in het Teaching & Learning Lab staat, is daar een goed voorbeeld van:

De AR Sandbox aan de UCLA.

Goed. Dat was de technische uitleg. Maar wat levert het op? De toepassingen verschillen denk ik sterk per technologie.

Het nut van Augmented Reality

Van Augmented Reality vind ik de meerwaarde in het onderwijs vooral beperkt tot een aantal specifieke situaties. Natuurlijk, je kunt objecten verrijken met informatie, animaties en beeld. Atomen uit een poster van het periodiek systeem tevoorschijn toveren. Een animatie van bloedstromen in het hart koppelen aan een plaatje in een boek. Leuk en hip, zeker. Maar als je informatie wilt overdragen met behulp van animaties of filmpjes, waarom dan een boek of poster gebruiken?

De kracht van Augmented Reality zit hem vooral in de koppeling aan een specifieke plaats. En in formele educatie is dat niet vaak nodig. Het kán wel; denk aan een introductie in een lab waarbij virtueel extra uitleg bij apparaten wordt gegeven, door een bordje te scannen. Maar veel vaker vindt informatie-overdracht tegenwoordig juist plaatsonafhankelijk plaats.

Informele educatie

In informele educatie is dat wellicht anders. Een voordeel is dat je met schermen (en dus digitale content) kunt werken, waar dat anders lastig is; buiten bijvoorbeeld. In de botanische tuinen extra informatie geven over de bloeiwijze van een bijzondere plant is een prima optie.

Marketing

Een andere zinvolle toepassing van Augmented Reality is die van marketinginstrument. Je grijpt de aandacht met een poster en mensen met interesse kunnen meer over je product of dienst te weten komen door met hun telefoon doorverwezen te worden naar extra informatie. De postercampagne waarmee Educate-it momenteel door de faculteiten trekt, is daar een goed voorbeeld van. Richt je telefoon met Layar app op de posterdocent en deze geeft in een filmpje een korte toelichting op de quote.

Educate-it campagne poster, verrijkt met Layar.
Educate-it campagne poster, verrijkt met Layar.

Het nut van Virtual Reality

Virtual Reality is naar mijn idee breder inzetbaar. Met Virtual Reality kun je plaatsen of gebeurtenissen ervaren, die je anders niet, of moeilijk kunt ervaren. Omdat ze te gevaarlijk zijn (loop rond in een vulkaan), te duur (voorbereiding veldwerk), tijdsintensief (experimentele setup herhaaldelijk opzetten) of eenvoudigweg ontoegankelijk (de Middeleeuwen). Of een combinatie van dit alles (reizen naar Mars).

De werkelijke vraag achter het nut van Virtual Reality is ‘wat de meerwaarde is van het ervaren van deze plaatsen of gebeurtenissen?’ Natuurlijk, kan zo’n ervaring motiverend zijn, maar wat biedt het nog meer?

Niet alleen maar motiveren

Naast motiveren, zie ik nog drie andere functies voor Virtual Reality, namelijk ten behoeve van voorbereiding, om beter inzicht te krijgen in ruimtelijke structuren en verhoudingen en als laatste om zaken ook vanuit een ander perspectief te kunnen zien.

Een mooi project waarin Virtual Reality wordt gebruikt ter voorbereiding, is het project van Wouter Marra bij Geowetenschappen. Veldwerkgebieden zijn met behulp van een drone gevirtualiseerd en voorafgaand aan het veldwerk bezoeken de studenten het gebied al virtueel om interessante locaties te ontdekken die een nader onderzoek waard zijn.

Alexandre Bonvin gebruikt een toepassing waarbij je virtueel door een eiwit heen kunt lopen. Dit is een goed voorbeeld van hoe VR kan worden ingezet om een beter gevoel te krijgen voor ruimtelijke structuren.

Monkey Reality

Als laatste het Monkey Reality Project van Liesbeth Sterck en collega’s. Voor dit gedragsbiologieproject wordt een 360-graden camera opgehangen in een apenverblijf. Studenten kunnen aan de universiteit met smartphone-headset oefenen met het observeren van gedrag, alsof ze tussen de apen staan. Los van dat studenten hiermee kunnen oefenen met gedragsobservaties in het veld, is ook de perspectiefwisseling interessant. Normaal gesproken heb je als buitenstaander een overview over de hele groep. Gedragingen observeren vanuit de groep zelf kunnen leiden tot andere inzichten.

Geïsoleerd

In VR-toepassingen met headsets ben je volledig ondergedompeld in een virtuele wereld. De echte werkelijkheid dringt niet meer tot je door. Dat kan een VR-ervaring ook best een geïsoleerde ervaring maken – en leren is vaak een sociaal proces. Er zijn wel toepassingen waarin je je samen in een virtuele omgeving kunt bevinden. Maar je ziet elkaar dan bijvoorbeeld als een avatar, wat authentieke sociale interactie een stuk lastiger maakt.

Mixed Reality biedt daar een oplossing voor, want deze toepassingen voegen een virtuele 3D-laag toe aan de werkelijkheid. Je kunt elkaar dus nog gewoon zien en met elkaar interacteren.

Het nut van Mixed Reality

Veel Mixed Reality toepassingen zijn relatief nieuw en er vindt nog veel ontwikkeling plaats, maar wat mij betreft is deze technologie het meest kansrijk om over vijftien jaar een dagelijks onderdeel van het onderwijs te worden. Niet omdat deze technologie de andere twee voor iedere onderwijsdoeleinde overtreft; Mixed Reality is bijvoorbeeld minder geschikt om volledige omgevingen te bekijken en ook denk ik dat de perspectiefwisseling en het gevoel voor ruimtelijke structuren minder goed werkt dan in Virtual Reality.

Sociale interactie

Maar daar staat tegenover dat je in Mixed Reality virtuele objecten kunt bestuderen die zich op een natuurlijke manier gedragen in je fysieke wereld. En omdat je de fysieke wereld om je heen nog altijd kunt zien, kun je de objecten vaak ook sámen bestuderen. Voor mij spelen sociale interacties met docent en met medestudenten een grote rol in het onderwijs. Daarom vind ik dit een heel groot voordeel. Ik denk dan ook dat deze techniek het breedst inzetbaar is in het onderwijs.

Microsoft Hololens

Een voorbeeld is de Microsoft Hololens. Deze brillen kunnen aan elkaar gekoppeld worden. Zo kun je samen werken aan hetzelfde virtuele object. De Hololens is bijvoorbeeld al gebruikt om ingenieurs samen aan virtuele vliegtuigmotoren te laten sleutelen. Aan Case Western Reserve University wordt de Hololens ingezet aan de medische faculteit:

 

Inzet van de Microsoft Hololens aan de Case Western University.

Werkelijke interactie

Bij de meeste Mixed Reality technologieën, zoals de Hololens en ook de AR Sandbox reageert de virtuele wereld alleen op de fysieke wereld, maar niet andersom. Helemaal natuurlijk voelt het daardoor niet altijd. Ik heb één voorbeeld gezien waarbij de fysieke wereld ook reageerde op de virtuele wereld en dat is direct de beste toepassing die ik heb gezien.

Wel een specifieke toepassing. Dit is namelijk wat er gebeurt in de stoelen die gebruikt worden in de ACTA tandartsopleidingen. Je houdt een echte tandartsboor vast, terwijl je boort in een virtueel  gebit. Je voelt aan de boor als je het gebit aanraakt. Dit maakt het een realistische ervaring.

Dit wordt tijdens de tandartsenopleiding gebruikt als voorbereiding op het echte werk. Niet alleen om algemene vaardigheden te leren, maar ook als opstapje naar echte patiënten. Het gebit van een patiënt wordt gevirtualiseerd; de student kan oefenen en als hij en de docent tevreden zijn over het resultaat, ontvangt de tandarts in spé de patiënt en kan de student de procedure in het echt uitvoeren.

Een mooi voorbeeld van mixed reality ter voorbereiding om een risicovolle en mogelijk onomkeerbare handeling te oefenen.

Inzet van de Smoog Simodont Dental trainer aan de Western University.

 Samengevat

Augmented, Virtual en Mixed Reality hebben allemaal hun eigen niche waarvoor ze in het onderwijs toegepast kunnen worden. Mijn verwachting is dat de inzet van Augmented en Virtual Reality-vooral interessant blijft voor specifieke toepassingen. Op termijn zie ik Mixed Reality grootschaliger toegepast worden.

  Augmented Reality Virtual Reality Mixed Reality
Vooral gebruiken als… …je bij een vast object virtuele 2D-informatie wilt toevoegen op een eigen apparaat (telefoon/tablet) van de student. … je je studenten volledig wilt onderdompelen in een 3D-ervaring. Dit ter voorbereiding, om inzicht te krijgen in ruimtelijke structuren en verhoudingen of om iets vanuit een ander perspectief te ervaren. … je je studenten een virtueel 3D-object wilt laten bestuderen en manipuleren in de fysieke realiteit.

Sociale interactie is hierbij vaak goed mogelijk.

Apparaat Smartphone, tablet Smartphone (Youtube VR-modus), Oculus Rift, HTC Vive Microsoft Hololens, HP Sprout Computer, specifieke toepassingen, zoals de AR Sandbox of de tandartsstoelen in de ACTA tandartsenopleiding.
Share

Geef een reactie