מציאות מדומה בחינוך: דגש על תפקיד הרגשות ותגובתיות פיזיולוגית

Vesisenaho, M. et al. (2019). Virtual Reality in Education: Focus on the Role of Emotions and Physiological Reactivity, Journal For Virtual Worlds Research, 12(1)

• יישומי המציאות המדומה מהווים פיתוי עבור מערכת החינוך. כיצד ניתן לעשות בהם שימוש נכון מבלי ללכת שבי אחר עצם החדשנות שבמערכות אלה ואחר מידת המעורבות הגדולה שהן מציעות?
• כדי לתמוך בהבניה של ידע משמעותי על התלמידים להגיע כבר עם ידע מוקדם מסוים ומיומנויות שעל בסיסם ניתן יהיה לבנות את הידע החדש
• כדי לקדם למידה פעילה במציאות מדומה, על התלמידים להיות מסוגלים להגיב ולהתייחס לתוכן מתאים, למשל לחפש מידע הנוגע לו או לשאול שאלות רלוונטיות
• יש צורך בהכשרת המורים, הן טכנולוגית והן פדגוגית, על מנת שהשימוש במציאות המדומה יהיה יעיל מבחינה חינוכית
• השפעותיהן של מערכות מציאות מדומה על החינוך עדיין לא נבדקו באופן ממצה

למאמר באנגלית

סביבות למידה עתידיות מבוססות סימולציה

הטקסונומיה של שימוש בעולמות וירטואליים בחינוך

מציאות רבודה והיפראקטיביות של יישומי למידה

מבוא

למציאות מדומה יש פוטנציאל לעשות מהפכה של ממש לא רק בתחום המשחקים ופעילות הפנאי אלא גם בחינוך. למעשה מערכות של מציאות מדומה הולכות והופכות שימושיות ונכנסות בהדרגה לסביבות לימודיות ככלי פדגוגי. מערכת מציאות מדומה מהווה פלטפורמה שמאפשרת לאנשים להתנסות במצבים שונים ללא נטילת סיכון על עצמם או הטלתו על זולתם ולחוות תופעות שונות אליהן הגישה הממשית חסומה או מוגבלת (Shin, 2017).

מציאות מדומה מאפשרת למשתמש, ללומד, להיות מעורב באופן סימולטיבי "בזמן אמת" בסיטואציות (מדומות כמובן) הדורשות חקירה ושיתוף פעולה תוך עירוב מגוון חושים והפעלת כישורים רבים. אלא שטעות לחשוב שמערכות של מציאות מדומה מובילות באופן אוטומטי ללמידה פעילה. ההפך הוא הנכון: יש להביא בחשבון גורמים רבים על מנת שהשימוש הפדגוגי במציאות מדומה יהיה מוצלח. יש לדעת כיצד לשלב את המערכות במסגרת חברתית ופדגוגית רחבה יותר (Gouveia et al., 2017) ולשם כך דרוש ידע מסוים והכרות של המערכות הטכנולוגית כמו גם מחשבה פדגוגית על המשימות המתאימות. אתגרים אלה לא מובאים לעתים בחשבון או נוטים להישאר בצלו של אפקט החדשנות הפתייני.

בנוסף, לא נעשה עדיין מחקר אמפירי רחב דיו על השלכות המציאות המדומה על הלמידה. המאמר הנוכחי מבקש לסקור את הספרות הקיימת על שימוש במציאות מדומה בהקשר חינוכי. לאחר מכן יוצגו ממצאים של מחקר גישוש על תגובות רגשיות למערכת מציאות מדומה המורכבת על הראש, המכונה תצוגה רכובת ראש או head-mounted displays. על בסיס ממצאים אלה יוצעו רעיונות למחקר עתידי ויוצגו כמה הנחיות פדגוגיות לשימוש במציאות מדומה בכיתות לימוד כיום.

ספרות מחקר

מספרות המחקר על מציאות מדומה בחינוך עולים ממצאים סותרים. כמה מחקרים הראו שבסביבות למידה שמתמקדות באימון וחזרה (הנדסה ורובוטיקה) היו למציאות המדומה השפעות חיוביות על הלמידה (Webster, 2016). אלא שמחקרים אחרים הראו שמציאות מדומה מובילה אמנם לתחושת נוכחות חזקה אך לאו דווקא על ההישגים ועל הביצועים (Stepan et al., 2017). בנוסף אין תמימות דעים באשר להשפעות הלא קוגניטיביות של המציאות המדומה על המשתמשים. השפעות לא קוגניטיביות כמו למשל השפעות על הרגשות גם הן יכולות להיות בעלות משמעות על הישגי ותהליכי הלמידה. למעשה, יש מחקרים שהוכיחו כי דווקא המרכיב הרגשי הוא בעל ההשפעה החזקה יותר על למידה, כיוון שהוא הוכח כמשפיע גם על מאפיינים קוגניטיביים של למידה כמו תשומת לב, זיכרון, חשיבה ופתרון בעיות (Tyng et al., 2017). בנוסף לכך, עדיין לא אומתה ההנחה לפיה רגשות חיוביים מעודדים למידה בעוד רגשות שליליים מעכבים אותה.

דומה כי אינדיבידואלים שונים מגיבים באופן שונה, גם מבחינה גופנית, לחוויית המציאות המדומה. המחקרים שקשרו בין תגובות רגשיות וגופניות כתוצאה משימוש במערכות מציאות מדומה מוכיחים כי יש חשיבות רבה לבחינה של השוני בין המשתמשים כדי להימנע מהסכנה של התעוררות תחושות לא נעימות (הקשורות על פי המחקרים לזכרונות) בעקבות ההתנסות עם מכשירי המציאות המדומה. ואחרי כל זאת יש עדיין לטעון כי לא נעשו מספיק מחקרים על הקשר בין תגובות גופניות אובייקטיביות (במיוחד מבודדות- למשל בחינה של דפיקות לב) לבין תחושות סובייקטיביות של רגשות וחוויות.

מחקר גישוש

במחקר הגישוש האמפירי נבדקו האפשרויות והאתגרים הקשורים לשימוש במציאות מדומה שהקשרים חינוכיים. ראשית נחקרו אפשרויות ממשיות של איסוף אינפורמציה אובייקטיבית וסובייקטיבית על מידת המעורבות הרגשית של המשתמשים. למרות מספר המשתתפים המוגבל, הניסוי ביקש לעמוד גם על המגוון הפרסונלי, על ההבדלים בין התגובות הפיזיות והפסיכולוגיות במהלך החוויה במציאות מדומה. לצורך המחקר השתמשו החוקרים במכשירים שלא תוכננו באופן ייעודי למטרות חינוכיות.

הניסוי נערך במרץ 2017 והשתתפו בו, על בסיס התנדבותי, שישה סטודנטים להוראה. גילאי הסטודנטים נעו בין 21 ל-34. ארבע מתוך המשתתפים הם נשים ושניים גברים. בניסוי התבקשו הסטודנטים להשתמש בשלושה יישומים שונים של מציאות מדומה: Google Earth, Bow Fight, Guided Meditation. המשימות ביקשו לבדוק טווח רחב של תגובות, כאשר הדגש ביישום הראשון (גוגל ארת') הוא על חקירה ותיור, בשני (קרב חיצים) על פעולה ופחד ובשלישי (מדיטציה) הירגעות.

במהלך הניסוי נבדקו תגובותיהם הפיזיולוגיות (היישומים השונים מצריכים מידה שונה של פעילות גופנית) באמצעות מכשיר הבודק דפיקות לב ואילו באשר לתגובותיהם הרגשיות הסטודנטים מילאו שאלונים אודות מעורבותם הרגשית ותחושותיהם (השליליות והחיוביות) מיד לאחר השימוש. בנוסף הם גם דווחו על חוויותיהם בשאלות פתוחות.

תוצאות

התוצאות מוכיחות כי ניתן לתעד באופן סימולטני נתונים פיזיולוגיים (אובייקטיביים) והתנסותיים או חווייתיים (סובייקטיביים) המשקפים את המעורבות הרגשית והקוגניטיבית במהלך שימוש במציאות מדומה. צירוף זה של אלמנטים עשוי לעודד מחקרים נוספים שיעסקו בהבנת הערך המוסף של מציאות מדומה בחינוך. למעשה, דווקא בשל העובדה שאמצעי זה הוא אפשרי לרכישה, כלומר, נגיש, יש לעמוד טוב יותר ולחקור בזהירות את המלכודות הטמונות בשימוש פדגוגי בו, על השפעותיו הרגשיות והקוגניטיביות על תלמידים.

מסקנות

העובדה שמחקרים קודמים שעסקו בשימוש במערכות מציאות מדומה במערכת החינוך לא הגיעו למסקנות חד משמעיות נובעת מהעובדה שגורמים רבים מאד משפיעים ומעורבים בלמידה הנתמכת במציאות מדומה (Merchant et al., 2014). מנקודת המבט של תכנון סביבות למידה של מציאות מדומה, חשוב להביא בחשבון את התהליכים הרגשיים והקוגניטיביים המעורבים באינטראקציה עם המערכות הללו, כמו גם את מגוון האופנים בהם מתייחסים לומדים שונים למציאות המדומה. על מנת שהמחנכים יוכלו להפיק את המיטב מהכנסת כלים אלה לתהליך הלמידה, חשוב שהם יבינו את האתגרים הכרוכים בשימוש במציאות מדומה ולא רק ייהנו ויסמכו על אפקט החידוש המפתה הטמון במערכות אלה (2010 ,.Huang et al).

בהסתמך על ניסיון הכותבים ועל ספרות המחקר הקיימת, ניתן לקבוע שהטמעת מציאות מדומה לכיתת הלימוד דורשת מאנשי החינוך הן ידע והכרות עם אופני ההתאמה וההפעלה של המציאות המדומה והן הפעלת שיקול דעת פדגוגי באשר למשימות הלמידה שהתלמידים יצטרכו לבצע בסביבת הלימוד. לדוגמה, כדי לתמוך בהבניה של ידע משמעותי על התלמידים להגיע כבר עם ידע מוקדם מסוים ומיומנויות שעל בסיסם ניתן יהיה לבנות את הידע החדש (Piaget, 2013).

כדי לקדם למידה פעילה במציאות מדומה, על התלמידים להיות מסוגלים להגיב ולהתייחס לתוכן מתאים, למשל לחפש מידע הנוגע לו או לשאול שאלות רלוונטיות. הגברת המודעות של התלמידים לאסטרטגיות למידה עצמית כמיקוד תשומת לב למשל, עשויה להוביל לתוצאות למידה טובות יותר. רפלקציה על תהליך הלמידה ועל תוצאותיו תוביל קרוב לוודאי להישגי למידה משמעותיים יותר ולטווח ארוך יותר.

הגם שהפוטנציאל של המציאות המדומה כאמצעי להקל על שיתופי פעולה בכיתה מוכר, כדאי בכל זאת לעמוד על כמה יישומים עדכניים (Greenwald, Corning & Maes, 2017). שיתוף פעולה בסביבות וירטואליות יכול להיות מאד רלוונטי, למשל, כאשר תלמידים צריכים להתמודד עם משימות מורכבות כשלרשותם רק מידע מועט או מוגבל. כפי שציין Kulik ב-2017, אינטראקציה ישירה ומיידית מספקת גישה לפרספקטיבות מרובות כמו גם לפרשנויות האקטואליות ביותר, המעודכנות ביותר הקיימות בנמצא, המקדמות וחושפות את המשתמש לדיון העכשווי המתקיים בנושא הנלמד.

יתר על כן, אם באמת ובתמים ברצוננו לשלב פתרונות של מציאות מדומה במערכת השיעורים הרגילה בבתי הספר, הרי שהמורה חייב להיות בעל תפקיד מרכזי בבניית חוויית למידה מוצלחת (Gouveia et al., 2017). בהתאם למשימת הלמידה ותוך תלות בתכניה, תפקידי המורה עשויים וצריכים לנוע בין הכוונה, ניטור, תמיכה והדרכה. בנוסף חשוב שהמורים יהיו מודעים ויביאו בחשבון תופעות לוואי גופניות שעלולות להופיע במהלך השימוש במציאות מדומה כמו מחלת סייבר (סחרחורות ועייפות כתוצאה מחשיפה לתוכן דיגיטלי מרצד) או חוסר שקט פסיכולוגי העלולים להזיק לתהליכי הלמידה. עם זאת, אין מחקרים רבים שהתמקדו בזיהוי התמיכה הנדרשת למורים בעת תהליכי ההטמעה בכיתות והשימוש הפדגוגי במערכות מורכבות כמו מערכות המציאות המדומה. כאן יש עדיין כר נרחב לתובנות ולמחקר אמפירי שיסייע גם למורי העתיד.

ביבליוגרפיה

Gouveia, C., Cook, C., Snyder, A., & Payne, S. (2017). “Nice to have” to “Can’t do without”: Aligning simulations and VR with current needs in the K-12 classroom. In B. K. Smith, M. Borge, E. Mercier, & K. Y. Lim (Eds.), Making a difference: Prioritizing equity and access in CSCL, 12th International Conference on Computer Supported Collaborative Learning (CSCL), 2017, Volume 2 (pp. 723-724). Philadelphia, PA: International Society of the Learning Sciences

Greenwald, S.W., Corning, W., & Maes, P. (2017). Multi-user framework for collaboration and cocreation in virtual reality. In B. K. Smith, M. Borge, E. Mercier, & K. Y. Lim (Eds.), Making a difference: Prioritizing equity and access in CSCL, 12th International Conference on Pedagogy (Part 2) / January 2019 Journal of Virtual Worlds Research Vol. 12, No. 1 Computer Supported Collaborative Learning (CSCL) 2017, Volume 2 (pp. 879-880). Philadelphia, PA: International Society of the Learning Sciences

Huang, H.-M., Rauch, U., & Liaw, S.-S. (2010). Investigating learners’ attitudes toward virtual reality learning environments: Based on a constructivist approach. Computers & Education, 55, 1171–1182

Kulik, A., Kunert, A., Beck, S., & Fröhlich, B. (2017). Collaborative virtual reality for joint learning experiences. In B. K. Smith, M. Borge, E. Mercier, & K. Y. (Eds.), Making a Difference: Prioritizing Equity and Access in CSCL, 12th International Conference on Computer Supported Collaborative Learning (CSCL) 2017, Volume 2 (pp. 721-722). Philadelphia, PA: International Society of the Learning Sciences

Merchant, Z., Goetz, E. T., Cifuentes, L., Keeney-Kennicutt, W., & Davis, T. J. (2014). Effectiveness of virtual reality-based instruction on students’ learning outcomes in K-12 and higher education: A meta-analysis. Computers & Education, 70, 29–40

Piaget, J. (2013). The construction of reality in the child (Vol. 82). Oxon: Routledge

Shin, D-H. (2017). The role of affordance in the experience of virtual reality learning: Technological and affective affordances in virtual reality. Telematics and Informatics, 34, 1826–1836.

Stepan, K., Zeiger, J., Hanchuk, S., Del Signore, A., Shrivastava, R., Govindaraj, S., & Iloreta, A. (2017). Immersive virtual reality as a teaching tool for neuroanatomy. International Forum of Allergy & Rhinology, 7(10), 1006–1013

Tyng, C. M., Amin, H. U., Saad, M. N. M., & Malik, A. S. (2017). The influences of emotion on learning and memory. Frontiers in Psychology, 8, 1454