Женщина смотрит сквозь очки, встроенные в большой черный шлем. Звуки леса исходят из разных углов комнаты: щебетание птицы, шепот ветра. Она медленно движется по комнате. На стене спроектирован плоский цифровой лес, чтобы наблюдатели могли получить приблизительное представление о ее окружении, но, по ее мнению, этот студент больше не шагает по маленькой тесной комнате в университетской лаборатории. Благодаря этому черному шлему она гуляет по лесу.
Через минуту она вручила джойстик, который выглядит и вибрирует как бензопила, и ее просят срубить дерево. Выполняя задание, она чувствует то же сопротивление, которое может испытать, если срубит настоящее дерево. Когда она покинет этот лес и вернется в «реальный» мир, ее потребление бумаги упадет на 20 процентов, и она будет демонстрировать измеримое предпочтение переработанным бумажным изделиям. Эти эффекты сохранятся в течение следующих нескольких недель, и исследователи предполагают, что это будет довольно постоянный сдвиг. Для сравнения, студенты, которые смотрят видео о вырубке леса или читают статью по этому вопросу, продемонстрируют повышенную осведомленность о бумажных отходах в течение этого дня, но к концу недели они вернутся к своему базовому поведению.
Исследование по рубке деревьев является одним из многих, которые Стэнфордский университет проводил в своей лаборатории виртуального взаимодействия с людьми за последние несколько лет, пытаясь выяснить, насколько смоделированный опыт может повлиять на поведение. И это часть растущего объема исследований, которые предполагают, что виртуальный опыт может стать мощным катализатором для других безразличных групп, чтобы начать заботиться о проблемах и принимать меры, в том числе об изменении климата. Это важно, потому что, как было доказано, время, проведенное на природе, весьма полезно для здоровья человека, независимо от того, возмещают ли люди эту услугу или нет, они склонны полагаться на тип природных переживаний, которые они имеют в молодости. В исследовании 2009 года, опубликованном в журнале PLoS ONE, исследователи из Университета Претории в Южной Африке обнаружили, что, хотя люди, которые проводили время в походах и пеших походах, были более склонны поддерживать усилия по сохранению десятилетие или более спустя, те, кто посещал национальные парки или рыбалку, потому что дети были менее склонны делать что-либо для поддержки окружающей среды. В более раннем (2006 г.) исследовании взаимосвязи между природным опытом и защитой окружающей среды было установлено, что, хотя те, кто провел свою юность в «дикой» природе, определяемой как походы или игры в лесу, с большей вероятностью будут экологами, как взрослые, те, кто имел не подвергались воздействию «одомашненной» природы, определяемой как посещение парков, сбор цветов, посадка семян или уход за садом. Учитывая вероятность того, что у каждого ребенка будет «дикий» опыт, исследователи ищут другие способы воспитания экологически ответственного поведения.
Снимок экрана: среда виртуальной реальности, используемая в исследовании дерева в Стэнфордском университете. (Изображение: Лаборатория виртуального взаимодействия с человеком / Стэнфордский университет) Последняя работа с виртуальной реальностью основана на примерно полувековых исследованиях поведения, которые указывают на то, что готовность людей менять свое поведение напрямую связана с нашим чувством контроля.
Изменение климата, как и многие крупномасштабные экологические проблемы, является проблемой, над которой мало кто чувствует, что она оказывает прямое влияние - в лучшую или в худшую сторону. Как писали исследователи Сунь Джу (Грейс) Ан и Джереми Байленсон в следующей статье в журнале « Компьютеры и поведение человека», отдельные действия, предпринимаемые на микроуровне, такие как отказ от переработки бумаги или поддержка определенных политик, могут со временем привести к негативным последствиям для окружающей среды. последствия, такие как вырубка лесов, которая, в свою очередь, влияет на климатические тенденции на протяжении многих лет. Но длительные временные рамки и огромные масштабы создают опасное разъединение. В то время как 97 процентов рецензируемых научных исследований указывают на то, что деятельность человека является основной причиной изменения климата, только половина американцев видят эту связь.
Сторонники виртуальной реальности считают, что это может помочь преодолеть последствия изменения климата и дать людям почувствовать, что они могут что-то с этим сделать. «Когда люди чувствуют, что их поведение напрямую влияет на благосостояние окружающей среды, они с большей вероятностью будут заботиться об окружающей среде и активно заботиться о ней», - писали Ан и Байленсон.
Бейленсон, когнитивный психолог и директор-основатель лаборатории виртуального взаимодействия человека со Стэнфордом, видит особую ценность в виртуальной реальности, связанной с изменением климата, потому что она позволяет сочетать реальный опыт с безграничными возможностями: мозг воспринимает виртуальный опыт как реальный, но на в то же время знает, что в симуляции возможно все.
«Человек может пережить разрозненное будущее и получить непосредственный опыт о последствиях человеческого поведения», - сказал Бэйленсон.
Teacher Tech
Исследователи, работающие как с виртуальной, так и с дополненной реальностью, в которой мобильные приложения на смартфонах или планшетах накладывают информацию о реальности, все чаще экспериментируют с этими технологиями в качестве средств обучения. Несколько университетов, в том числе Стэнфорд, Гарвард и Массачусетский технологический институт, пилотируют использование этой дополненной и виртуальной реальности в средних и старших школах. А музеи, которые пользуются большей гибкостью, работают за пределами требований учебных программ и результатов тестов, от всего сердца приняли эту идею. Научные музеи и зоопарки на обоих побережьях используют эту технологию на выставках и внедряют приложения дополненной реальности, которые посетители могут использовать на своих телефонах или на мобильных устройствах музейного выпуска, чтобы больше узнать о том, что они видят.
«Понимание таких сложных вопросов, как изменение климата, требует изменения перспективы с точки зрения того, как вы готовы увидеть проблему», - сказала Эми Камарайнен, один из директоров Гарвардских проектов EcoMOBILE и EcoMUVE. «Мы пытаемся сделать это, погружая детей в среду, в которой есть элементы, подобные реальным системам, но несколько упрощенные, чтобы встретить детей там, где они есть. Мы помещаем их в сложные миры, но даем им инструменты для распаковки происходящего ».
EcoMUVE, многопользовательская виртуальная среда на основе настольного компьютера, в которой реализована имитация экосистемы прудов, была разработана Гарвардским университетом для обучения студентов основным биологическим процессам, таким как фотосинтез и разложение, а также системному мышлению по сложным экологическим проблемам. Гарвардская команда недавно запустила EcoMOBILE, соответствующее приложение дополненной реальности, которое позволяет студентам перенять опыт EcoMUVE с ними, собирать данные на местах и «видеть», что происходит под поверхностью и что происходило в экосистеме в прошлом., Изначально EcoMUVE была опробована в школах в Массачусетсе и Нью-Йорке, но теперь доступна для загрузки любой школой и используется в США и других странах, включая Индию и Мексику. ЭкоМОБИЛЬ в настоящее время испытывается в школах Массачусетса и Нью-Йорка.
Несколько средних школ штата Массачусетс также опробовали разработанное в MIT приложение дополненной реальности под названием Time Lapse 2100, которое требует от пользователей устанавливать различные политики, которые влияют на окружающую среду, а затем показывает им, что произойдет, если эти политики будут приняты. Этой осенью в школах Bay Area будут проводиться экспериментальные испытания Стэнфордского кораллового рифа, игры виртуальной реальности, в которой участники превращаются в кусочек коралла на рифе, затронутом подкислением океана. Все три университета также работают с музеями и научными учебными центрами, чтобы использовать их технологии в процессе обучения.
«Изначально меня не продали за идею дополненной реальности», - говорит учёный по когнитивным наукам Тина Гротцер, профессор Гарвардской школы образования и соучредитель проектов EcoMUVE и EcoMobile. Гротцер провела несколько лет в качестве учителя, прежде чем отправиться в Гарвард, чтобы исследовать, как дети учатся, в частности, как они учат науку. Гротцер сказала, что именно эта технология принесла ей уроки естествознания. «С помощью физики вы можете провести эксперимент, и дети сразу увидят, о чем вы говорите. С помощью науки об окружающей среде мы попытались провести эксперимент по разложению, но вы поставили эксперимент, и через 12 недель что-то произойдет. дети полностью потеряли интерес ".
Это потому, что детям трудно понять то, что они не могут сразу увидеть, объяснил Гротцер. Дополненная реальность позволяет учителям расширить это видение, или то, что ученые называют рамкой внимания, и сделать невидимое более осязаемым. Например, учителя берут детей в близлежащий пруд и используют EcoMOBILE, чтобы показать им, как 60 лет назад город свалил мусор и почти залил то, что сегодня является первозданным, естественным прудом. Приложение показывает им, как растения вокруг пруда превращают солнечный свет в энергию, и показывает, что микроскопическая жизнь пруда делает под поверхностью воды. Это также проводит их через реальную коллекцию проб воды, которые это помогает им анализировать.
«Я принимал участие в этих экскурсиях и видел, как технология на самом деле больше погружает их в окружающую среду, чем отвлекает их», - сказал Гротцер. Студенты используют смартфоны, чтобы делать фотографии и заметки, документируя то, что они видят: прозрачность воды в пруду, погоду, описания их образцов, различные виды жуков и птиц. И они могут учиться в своем собственном темпе. «Во время обычной учебной поездки, если у ученика возникнет вопрос, он должен будет уйти в тот момент, который подстегнул вопрос, и пойти спросить учителя», - сказал Гротцер. «Учитель будет удовлетворять потребности 30 детей. Таким образом, они могут сами найти ответ и оставаться в данный момент, оставаться занятыми тем, на что они смотрят ».
В Стэнфордском коралловом рифе студенты запечатлели высокий кусок фиолетового коралла у побережья Италии, недалеко от Искьи. В течение 14-минутного урока они проходят через опыт кораллов в водоеме, затронутом подкислением океана. Сначала окружающий океан наполнен обилием морской жизни. Волны вокруг рифа моделируются колебаниями дна и звуками океана. Лаборант периодически трогает участника палкой синхронизированными движениями, чтобы совпасть с тем, что он видит как рыболовная сеть, поражающая риф. Затем начинается подкисление. Морская жизнь начинает угасать повсюду. Риф начинает терять свой цвет, как и кусочек коралла, который запечатлел участник.
Байленсон и его команда проверили симуляцию со студентами колледжа и показали, что в результате студенты больше заботятся о том, что происходит с коралловыми рифами. Команда следила за этими участниками в течение нескольких недель, сравнивала их с группой, которая просто смотрела видео о том, как подкисление океана влияет на коралловые рифы, и обнаружила, что изменение отношения, вызванное опытом виртуальной реальности, длилось дольше, чем любые изменения, вызванные видео.
Смартфоны для всех
Независимо от того, выбирают ли школы приложение для планшетов с дополненной реальностью, которое приводит учеников вокруг школьного двора, скажем, о биологическом процессе на работе в куче компоста, или приложение для смартфона на основе ландшафта (например, EcoMOBILE или Time Lapse 2100) для использования на ознакомительная поездка или опыт рабочего стола (например, EcoMUVE), который можно использовать в школьной компьютерной лаборатории, где они сталкиваются с серьезными проблемами как для аппаратного, так и для программного обеспечения. Оборудование для симуляции виртуальной реальности остается непомерно дорогим для большинства школ, хотя затраты снижаются: виртуальные гарнитуры, такие как Oculus Rift, теперь обходятся потребителям в 350 долларов. Школа может потенциально приобрести несколько гарнитур для многопользовательской игры виртуальной реальности, в которую могут играть одновременно четыре ученика, в то время как остальная часть класса использует компонент дополненной реальности на настольных компьютерах поблизости.
Тем не менее, несмотря на растущее разнообразие вариантов и снижение цен, школы, стремящиеся использовать эти технологии в классе, сталкиваются с рядом проблем.
Если виртуальная и дополненная реальность будут оказывать ощутимое влияние на то, как будущие поколения будут понимать и подходить к изменению климата, доступ ко всем социально-экономическим классам будет ключевым. Камарайнен сказал, что в некоторых школьных округах с более высокими доходами учащиеся могут использовать свои собственные устройства.
Однако во многих школьных округах по всей стране большинство учащихся не имеют смартфонов. Компания мобильной связи Kajeet приступила к решению этой проблемы, предлагая школьным пакетам данных, которые предоставляют WiFi с управляемой школой фильтрацией, чтобы они могли устанавливать ограничения по времени использования, позволяя детям брать планшеты, предоставляемые на дому, только для работы, связанной со школой.
В школах, где работает Kamarainen, Гарвард предоставляет ученикам смартфоны для использования в полевых поездках и оплачивает Wi-Fi и услуги передачи данных Kajeet (два-три цента за мегабайт на устройство). Приложения Harvard работают как на смартфонах, так и на планшетах, поэтому вполне возможно, что любая из тысяч школ США, которые приобрели или получили планшеты за последние два года, может зарегистрироваться в Kajeet, чтобы использовать эти приложения как в кампусе, так и за его пределами., По оценкам отраслевых аналитиков, к концу 2014 года американские школы приобретут еще 3, 5 миллиона планшетов, а несколько компаний, включая Intel, AT & T, Fox и Qualcomm, начали некоммерческие инициативы по продаже планшетов в школах.
Офис директора
Даже если таким компаниям, как Kajeet, удастся сделать аппаратное обеспечение более доступным для школ, разработчикам виртуальной и дополненной реальности все еще предстоит пройти долгий путь, чтобы увидеть, как их программы широко используются в образовании. Логистические проблемы включают обеспечение финансирования для пилотных тестов, бюджетирование средств для приобретения новых технологий, обучение персонала и выигрышную поддержку родителей, учителей и администраторов.
«Все время возникают противоречия между реальностью того, что происходит в классе, и тем, что исследователи хотели бы видеть в классе», - сказал Пол Олсон, специалист по работе с общественностью в Обучающем обществе, или GLS, в университете Висконсин в Мэдисоне, который преподавал в седьмом классе более трех десятилетий. Он сказал, что в эти дни он проводит много времени, объясняя исследователям, на что похожа жизнь «в окопах», и побуждает учителей экспериментировать с играми GLS, чтобы мотивировать тех учеников, которые «действительно не отвечают на лекции или главы в книга, но все готово программировать что-то. "
Здесь музеи, использующие эти технологии, могут заполнить некоторые пробелы. «У музея есть свобода выйти за рамки жестких правил и требований, которым придерживаются школы», - сказал Дэн Уэмпа, вице-президент по внешним связям в Нью-Йоркском зале науки в Квинсе, который ежедневно посещает около 1200 студентов в полевых поездках. в течение учебного года. Последняя выставка музея «Связанные миры», созданная при участии Камарайнена, погрузит посетителей в цифровой интерактивный мир, который покажет, как их действия влияют на окружающую среду. В одной части выставки посетители добавляют воду в окружающую среду, и растение процветает. В другом они добавляют слишком много и вызывают наводнения. Взятые вместе, выставка быстро продвигает природу, чтобы помочь студентам увидеть, как их индивидуальные и общественные действия наносят вред или поддерживают жизнь растений и животных, чистую воду и свежий воздух.
«У студентов есть зародыш, зная, что вода важна, но они говорят:« Я не осознавал, что это ТАК важно, и я не осознавал, что то, что я делаю здесь, влияет на кого-то там », - сказал Уэмпа.
ЗПТ
«Я не заинтересован в том, чтобы мои дети были погружены в этот тип технологий», - сказала Меги Каридес, консультант по маркетингу и мать двоих детей (в возрасте 7 и 9 лет) в Чикаго. «Мы очень сильно ограничиваем воздействие электроники на наших детей, потому что я не хочу, чтобы они были зависимы. С другой стороны, я понимаю, что они должны знать о том, что происходит в мире тоже. Я уравновешиваю это, но если бы мне пришлось ошибиться на стороне предостережения, я бы предпочел, чтобы мы пошли в поход, чем чтобы они смотрели на экран ".
Заботы Каридеса распространены среди родителей. «Есть два способа, которыми родители склонны смотреть на эти игры», - сказал Эрик Клопфер, который руководит Программой образования учителей Шеллера в Массачусетском технологическом институте, разработал Time Lapse 2100 и с 2009 года исследует использование дополненной реальности в образовании. «Отлично. Мой ребенок снаружи, но у него все еще есть телефон в руке», а другое - то, что мобильное устройство и игра фактически выводят их ребенка наружу ».
Камарайнен и Гротцер также слышали родительские опасения по поводу того, что технологии мешают детям воспринимать природу, и они усердно работали над созданием игр, которые, по их мнению, дополняют отношения с природой, а не умаляют ее.
На данный момент пилот EcoMOBILE насчитывает около 1000 учеников, и Камарайнен сказал, что они постоянно говорят о том, как фрагмент дополненной реальности помогает им видеть происходящее в их сообществах, на которое они никогда раньше не обращали внимания. «Они говорят, что это помогает открыть глаза на окружающую их среду», - сказал Камарайнен. «Они более осведомлены и осознают это, и они обращают более пристальное внимание на мир природы».
В конечном счете, сторонники говорят, что эти игры не только дополняют и улучшают отношения учащихся с природой, но также учат их, как систематически мыслить и видеть свою собственную роль во вреде или улучшении своего мира.
«Младшие дети говорят:« Я могу создать мир! », - сказал Уэмпа, - а старшие дети говорят:« Мне это нравится, потому что мне казалось, что я все контролирую, и как ребенок, я никогда не контролирую ». чего либо.' Это переносится. Они понимают, что действия имеют последствия и что они могут повлиять на результаты ».
Эта статья была подготовлена компанией Climate Confidential и выпущена для повторного использования под международной лицензией Creative Commons Attribution 4.0.
