المصادر
الواقع الافتراضى
تعريف الواقع الافتراضي :
تعريف محمد عطية خميس (2003‘327)
إنها تكنولوجيا تعليم ومعلومات متقدمة توفر بيئة تعلم مجسمة مولدة بالكمبيوتر بديلة عن الواقع الحقيقى وتحاكيه تمكن المتعلم من الانغماس فيها والتفاعل معها والتحكم فيها بوسائل خارجية تربط حواسه بالكمبيوتر
التعريف الإجرائي للواقع الافتراضي
هو تكنولوجيا حديثة يستخدم فيها الكمبيوتر وملحقاته وأجهزة أخرى لخلق بيئة صناعية حية تخيلية باستخدام البعد الثالث والتجسيم الذى يحول المخرجات الى نماذج تكافئ الواقع وتجبر المتعلم على التفاعل معها وكأنما هو مغموس فى بيئة الواقع ذاته مستخدما كل حواسه .
أدوات وأجهزة الواقع الافتراضي :
أ) ألأجهزة التي تلبس على الرأس ( HMD ) :
وهي تشبه القناع أو الخوذة وتكون مزودة من الداخل بشاشة أو شاشتين صغيرتين لعرض مناظر أحادية أو سماع الأصوات المؤثرة ( الاستريو ) ويستطيع الفرد من رؤية ما يعرضه البرنامج من خلال القناع أو الخوذة ، كما يمكنه من مشاهدة الأجسام بأبعادها الثلاثية أو قد يكون الغطاء كاملا للرأس إذ يمكنه من الرؤية والاستماع في الوقت نفسه .
ب ) قفازات اللمس ( Tactile gloves ) :
عبارة عن أجهزة إحساس تغطي كل اليد وتولد تفاعلا نشطا بين المستخدم والبيئة الافتراضية للتطبيق للإحساس باللمس والشعور بدرجة الحرارة على سبيل المثال ، كما أنها لها المقدرة على إيجاد الشعور بالظروف البيئية الحقيقية .
ج ) مجسات الحركة( Motion Sensing ) :
تعتمد هذه التقنية بشكل أساسي على بذلة خاصة يرتديها الممثل وتوضع عليها نقاط بيضاء في المواقع المفصلية ( مثل الرسغ، الأكواع، الكاحل، الركب)، وتوضع هذه النقاط كذلك على رأسه ووجهه، ويقوم زوج من وحدات فيديو بمتابعة حركات هذه النقاط (حيث تكون كل نقطة معرفة من خلال برنامج حاسوبي خاص)، و ربطها بنقاط مشابه على شخصية افتراضية يتم تكوينها في الحاسب، ومن خلال معالجات حاسوبية قوية وبرامج معقدة يتم تحريك الشخصية الافتراضية بحركات واقعية جدا باستخدام لقطات مختلفة مسجلة من حركة الممثل الحقيقي، وتعرف هذه العملية بالتحريك الأدائي Performance Animation ، وفي بعض التطبيقات تتم محاكاة حركة رأس الممثل ووجهه وعينيه وفمه من خلال شخصية افتراضية ناطقة.ويهدف التحريك الأدائي إلى تحقيق بناء سريع ودقيق للشخصية في العالم الافتراضي، وقد استخدم هذا الأسلوب مؤخرا في إنتاج كثير من الأفلام مثل: محاكمة أو. جي. سيمبسون التي احتوت على "تحريك أدائي" لما يفترض أنه حدث في موقع الجريمة .
د) المنظار متعدد الاتجاهات
المنظار متعدد الاتجاهات BOOM الذي طورته Fakespace عبارة عن شاشات ونظام ضوئي مجتمعة بصندوق متصل بذراع متعدد التوصيلات، وعندما ينظر المستخدم من خلال فتحات في الصندوق يرى العالم الافتراضي، وبإمكانه توجيه الصندوق بأي اتجاه تسمح به سعة المعالجة الموجودة في الأداة، وتتم عملية تعقب الرأس من خلال مجسات في توصيلات الذراع الذي يحمل الصندوق . هـ) كهف البيئة الافتراضية الآلية
ية شيكاغو الأمريكية، وهو يعطي إيحاء بالاستغراق من خلال عرض صور مجسمة على جدران وأرض مكعب بحجم غرفة، ويستطيع عدد من الأشخاص الذين يلبسون نظارات مُجَسِّمة الدخول والتجول بحرية داخل الكهف، ويقوم نظام تعقب لحركات الرأس بشكل مستمر بضبط عملية العرض المجسم حسب موضع الناظر المتقدم 2. و ) أجهزة مساعدة
تتنوع الأجهزة المساعدة في الواقع الافتراضي فمنها على سبيل المثال : قضيب التحكم و الفأرة ولوحة المفاتيح .
وعموما فإن أجهزة الإدخال لبرامج الواقع الافتراضي في تطور مستمر إذ ظهرت في الأسواق حديثا بعض الأجهزة المساعدة مثل كرة التعقيب وعصا التحكم الثلاثية الأبعاد وعصا التنقل ورأس العقب وغير ذلك وجميعها أجهزة مساعدة لتطبيقات الواقع الافتراضي .
ز ) جهاز النانو مانيبيولاتور أو المعالج النانومتري
يتضمن النانومانيبيولاتور آلة مشيرة تبدو مثل عصا قيادة السيارات، وتتصل هذه الآلة بكمبيوتر شخصيّ مزود ببطاقة رسم بيانيّ متقدمة للغاية، تقوم بتحويل بيانات المجهر لتعرضها على هيئة صورة ثلاثية الأبعاد ذات ألوان متعدّدة، ويمكن هذا المجس الدقيق العلماء من أن يلمسوا ويشعروا بمعالم الأشياء الصغيرة التي يدرسونها، ولقد شعر العلماء بالحوافّ الصّغيرة والفجوات المتواجدة في جزيئات البروتين، وبلزوجة بعض أنواع البكتريا الممرضة .
وتقبع النسخة الأكثر تقدّما من النانومانيبيولاتور في قسم الفيزياء بجامعة نورث كارولينا في "تشابل هل".ونظرا للأهمية الشديدة لهذا الجهاز في أبحاث الكثير من الباحثين في المؤسّسات الأخرى قام باحثو علوم الكمبيوتر في جامعة نورث كارولينا بعمل دراسة لجعل هذا الجهاز في متناول الجميع. وحاول "كيفين جيفاي" أستاذ علم الكمبيوتر أن يستعمل تقنيات الجيل الثاني من الإنترنت الذي سيؤدي نجاحه في استغلالها للسّماح للباحثين أن يرسلوا العيّنات ويتم فحصها عن بعد باستخدام الإنترنت. وقام هذا الباحث بالفعل بعمل تجربة عملية تم عن طريقها فحص عينة في جامعة بواشنطن العاصمة، على بعد 270 ميلا عن مكان فحصها في جامعة نورث كارولينا، ولكن شاب هذه التجربة بعض المشاكل .
ح ) العوالم الافتراضية
يعتبر الانترنت أيضا من أدوات الواقع الافتراضي ، وبطرق متعددة ، أحد هذه الطرق هو العالم الافتراضي ، والحياة الثانية هي مثال للعالم الافتراضي .
و( الحياة الثانية هي لعبة افتراضية ، تحتاج إلى اتصال سريع بالانترنت وجهاز كمبيوتر ذي مواصفات عالية لتستطيع تشغيلها ، تدور فكرتها حول صنع شخصية افتراضية لك ومن ثم تدخل لعالم افتراضي يشبه العالم الذي نعيشه، تستطيع التجول هناك بحرية، وبناء صداقات كثيرة، يمكنك المحادثة عن طريق النص ، الصوت وحتى الفيديو ، كما يمكنك أن تشتري منزلاً خاصاً بك ، أو أن تبدأ تجارة هناك، من خلال عملة هذا العالم والتي تدعى Lidden ..) . و( يقضي بعض اللاعبين مابين 4 إلى 10 ساعات يوميا على اللعبة ويشعر البعض منهم بانغماس شديد في اللعبة لدرجة أن بعض المنشآت والمشاهد التي تراها في اللعبة قد ترى مثيلاتها على أرض الواقع ( هـ ) نظام الحاسب الآلي
لا شك أن الواقع الافتراضي يعتمد جهاز الحاسب الآلي بشكل رئيس ، ولكن
( للوصول إلى إحساس التام بحقيقة الواقع الافتراضي لا بد من نظام حاسوبي ذي مواصفات عالية يتم توليد الأشكال الهندسية بطريقة مميزة توضح البيانات والمعلومات بشكل فني ورائع مماثل للواقع الافتراضي
استخدامات الواقع الافتراضي في التعليم
يمكننا تصنيف التجارب والتطبيقات الافتراضية التي استخدمت للتعليم حسب الأصناف التالية :
1. الألعاب الافتراضية التعليمية .
2. المسرح الافتراضي .
3. المعمل الافتراضي .
4. المتحف الافتراضي .
5. البيئات التعليمية الافتراضية . ( الفصول الافتراضية ، وقاعات التدريب ، وحلق العلم ، والمكتبات الدراسية ، الجامعات الافتراضية والمؤتمرات العلمية )
6. الحديقة الافتراضية .
7. الفضاء الافتراضي والطيران .
8. المصانع الافتراضية ومعاهد التدريب المهني الافتراضية .
9. المحاكم الافتراضية والجنايات الافتراضية .
10. العمليات الطبية الافتراضية .
1. الألعاب الافتراضية التعليمية .
2. المسرح الافتراضي .
3. المعمل الافتراضي .
4. المتحف الافتراضي .
5. البيئات التعليمية الافتراضية . ( الفصول الافتراضية ، وقاعات التدريب ، وحلق العلم ، والمكتبات الدراسية ، الجامعات الافتراضية والمؤتمرات العلمية )
6. الحديقة الافتراضية .
7. الفضاء الافتراضي والطيران .
8. المصانع الافتراضية ومعاهد التدريب المهني الافتراضية .
9. المحاكم الافتراضية والجنايات الافتراضية .
10. العمليات الطبية الافتراضية .
ايجابيات و سلبيات الواقع الافتراضي في التعليم
ايجابيات و سلبيات الوقع الافترراضي في التعليم
ايجابيات و سلبيات الوقع الافترراضي في التعليم
اولا ايجابيات الوقع الافتراضي
ما يميز الواقع الافتراضي عند تطبيقه في مجال التعليم وجعله وسيلة ممتازة من وسائل التعلم عددا من الأمور أهمها :
1. (التواجد الحميم (الانغماس) : و هو الشعور الذي يتولد لدى مستخدم برامج الواقع الافتراضي بأنه متواجد -حقَّـــاً– داخل هذا العالم، ومرتبط به، ومسئول عنه.
2. التفاعل: وهو قدرة مستخدم البرنامج على التأثير في هذا العالم المصنوع الذي يراه أمامه، والتعامل معه بنفس المنطق الذي يستطيع التعامل به مع الحياة العادية، فلا يكون ملزماً بسلوك بعينه، أو زوايا رؤية لا يحيد عنها، مثلاً. )
3. إمكانية توليد ومعايشة أي بيئة مهما كانت واقعية أو تخيلية .
4. تعد المحاكاة في الواقع الافتراضي بديلا ممتازا للتعليم والتدريب حيث تعطي فرصا للطالب بالتكرار والتعلم بالمحاولة والخطأ ، والمحافظة على التكلفة المادية .
5. إمكانية تلافي الأخطار المتوقعة في العالم الحقيقي ، مثل دراسة المفاعل النووي أو قيادة الطائرة وغيرها .
6. تسمح للطلاب بإجراء التجارب المعملية خطوة بخطوة كما تهيئ له فرصة الاستمرار في التجربة خلال مدة زمنية مفتوحة وباستخدام تقنيات جديدة عبر الاستعمال الفعلي للتجربة ، وتهيئ الطالب للتفاعل مع التجربة الافتراضية والمشاركة الايجابية فيها وفق النتائج التي يحصل عليها .
7. تشجع الإبداع والابتكارعند الطلاب في البرامج التي تعتمد على الإنشاء والخلق والتصنيع .
8. إن استخدام تقنية الواقع الافتراضي في القاعات الدراسية سيؤدي إلى تشجيع الطلاب على تجاوز حالة التلقي السلبي من لينطلقوا نحو المشاركة الفعالة في التعليم التي ربما تدفعهم إلى مواصلة تعليمهم العالي أو الذاتي في المجالات المتعددة .
9. التوفير المادي ، حيث أقيمت جامعات وفصول ومباني افتراضية لو أقيمت على أرض الواقع كلفت الكثير جدا .
10. إمكانية التجديد والتحديث خصوصا وأن الواقع الافتراضي يعتمد على تقنية متجددة وبشكل متسارع .
11. يخلق جوا من المتعة والإثارة والتشويق ، ويعتبر عنصرا جاذبا في مدرسة المستقبل . سلبيات الواقع الافتراضي في مجال التعليم : على الرغم من فاعلية الواقع الافتراضي وأهميته في مجال التعليم والتدريب ، إلا أنه لا يخلو من السلبيات التي تعيق من عملية استخدامه ومن هذه العيوب والسلبيات :
1. محدودية استخدام الواقع الافتراضي نتيجة للتكاليف المبدئية الباهظة عند شراء الأجهزة المطلوبة وارتفاع سعر تكلفة إنتاج البرامج الافتراضية .
2. محدودية تأثير الحواس الخمس في نظام الواقع الافتراضي الذي لا يتجاوز في استخدامه إلا حاسة السمع والبصر واللمس ، ولكن ربما ستظهر مستجدات أخرى تستخدم الحواس الأخرى مستقبلا .
3. الاستخدام المفرط لبرامج الواقع الافتراضي وأمام أجهزة الحاسوب ، له تأثيره الصحي السلبي .
4. إن استخدام نوعيات خاصة من نظم الحاسب الآلي التي تتضمن تواتر إطارات الصور المتحركة والتي تزيد عن خمسة عشر إطارا في الثانية يؤدي إلى إصابة الفرد بالغثيان والصداع وأعراض أخرى مثل إرهاق الجهاز العصبي وتوتره.
5. ( العالم الافتراضي يضع كل فرد أمام العالم بأسره متيحاً له كل الأفكار والمذاهب والنِّحَل, وهذا مايزيد من انفراط الدور الاجتماعي والتربوي، ويقلَّص من ممارسات الوصاية، وخلخل فكرة الرأي الواحد. )
1. (التواجد الحميم (الانغماس) : و هو الشعور الذي يتولد لدى مستخدم برامج الواقع الافتراضي بأنه متواجد -حقَّـــاً– داخل هذا العالم، ومرتبط به، ومسئول عنه.
2. التفاعل: وهو قدرة مستخدم البرنامج على التأثير في هذا العالم المصنوع الذي يراه أمامه، والتعامل معه بنفس المنطق الذي يستطيع التعامل به مع الحياة العادية، فلا يكون ملزماً بسلوك بعينه، أو زوايا رؤية لا يحيد عنها، مثلاً. )
3. إمكانية توليد ومعايشة أي بيئة مهما كانت واقعية أو تخيلية .
4. تعد المحاكاة في الواقع الافتراضي بديلا ممتازا للتعليم والتدريب حيث تعطي فرصا للطالب بالتكرار والتعلم بالمحاولة والخطأ ، والمحافظة على التكلفة المادية .
5. إمكانية تلافي الأخطار المتوقعة في العالم الحقيقي ، مثل دراسة المفاعل النووي أو قيادة الطائرة وغيرها .
6. تسمح للطلاب بإجراء التجارب المعملية خطوة بخطوة كما تهيئ له فرصة الاستمرار في التجربة خلال مدة زمنية مفتوحة وباستخدام تقنيات جديدة عبر الاستعمال الفعلي للتجربة ، وتهيئ الطالب للتفاعل مع التجربة الافتراضية والمشاركة الايجابية فيها وفق النتائج التي يحصل عليها .
7. تشجع الإبداع والابتكارعند الطلاب في البرامج التي تعتمد على الإنشاء والخلق والتصنيع .
8. إن استخدام تقنية الواقع الافتراضي في القاعات الدراسية سيؤدي إلى تشجيع الطلاب على تجاوز حالة التلقي السلبي من لينطلقوا نحو المشاركة الفعالة في التعليم التي ربما تدفعهم إلى مواصلة تعليمهم العالي أو الذاتي في المجالات المتعددة .
9. التوفير المادي ، حيث أقيمت جامعات وفصول ومباني افتراضية لو أقيمت على أرض الواقع كلفت الكثير جدا .
10. إمكانية التجديد والتحديث خصوصا وأن الواقع الافتراضي يعتمد على تقنية متجددة وبشكل متسارع .
11. يخلق جوا من المتعة والإثارة والتشويق ، ويعتبر عنصرا جاذبا في مدرسة المستقبل . سلبيات الواقع الافتراضي في مجال التعليم : على الرغم من فاعلية الواقع الافتراضي وأهميته في مجال التعليم والتدريب ، إلا أنه لا يخلو من السلبيات التي تعيق من عملية استخدامه ومن هذه العيوب والسلبيات :
1. محدودية استخدام الواقع الافتراضي نتيجة للتكاليف المبدئية الباهظة عند شراء الأجهزة المطلوبة وارتفاع سعر تكلفة إنتاج البرامج الافتراضية .
2. محدودية تأثير الحواس الخمس في نظام الواقع الافتراضي الذي لا يتجاوز في استخدامه إلا حاسة السمع والبصر واللمس ، ولكن ربما ستظهر مستجدات أخرى تستخدم الحواس الأخرى مستقبلا .
3. الاستخدام المفرط لبرامج الواقع الافتراضي وأمام أجهزة الحاسوب ، له تأثيره الصحي السلبي .
4. إن استخدام نوعيات خاصة من نظم الحاسب الآلي التي تتضمن تواتر إطارات الصور المتحركة والتي تزيد عن خمسة عشر إطارا في الثانية يؤدي إلى إصابة الفرد بالغثيان والصداع وأعراض أخرى مثل إرهاق الجهاز العصبي وتوتره.
5. ( العالم الافتراضي يضع كل فرد أمام العالم بأسره متيحاً له كل الأفكار والمذاهب والنِّحَل, وهذا مايزيد من انفراط الدور الاجتماعي والتربوي، ويقلَّص من ممارسات الوصاية، وخلخل فكرة الرأي الواحد. )
المعامل الافتراضية
مفهوم المعامل الافتراضية:
وتعرف المعامل الافتراضية بأنها بيئة منفتحة يتم من خلالها محاكاة مختبر العلوم الحقيقي والقيام بربط الجانب العملي بالجانب النظري، ويتم من خلاله تدريس مهارات التفكير، ويكون لدى الطلاب مطلق الحرية في اتخاذ القرارات بأنفسهم دون أن يكون لذلك أي آثار سلبية (Woodfield,et al.2004)
المكونات الرئيسية للمعامل الافتراضية:
أشارمهند البياتي ( 2006: 28-32) إلى المكونات الرئيسية للمعامل الافتراضية، وذلك لتشمل ما يلي:
1- الأجهزة والمعدات المعملية:
تبعا للتجربة المعملية ونوع المختبر فإنه بالإمكان ربط أجهزة متخصصة تقوم باستلام البيانات والأوامر الخاصة بتغيير الأجهزة وإعطاء إشارات التحكم اللازمة، وكذلك تغيير قيم المدخلات حسب متطلبات التجربة، كما تقوم هذه الأجهزة بمهمة إرسال البيانات الخاصة بنتائج التجربة والقراءات المحصلة والملاحظات الخاصة بالتجربة، وقد تتوافر كاميرات في المعامل تساعد على الإلمام بنوعية الأجهزة وكيفية عملها حسب المطيات المدخلة.
2- أجهزة الحاسب الآلي:
يحتاج الطالب أو الباحث لإجراء التجربة جهاز حاسب شخصي متصل بالشبكة المحلية أو الإنترنت ليستطيع العمل مباشرة في المعمل أو ليتمكن من العمل عن بعد في أي زمان ومكان بالإضافة إلى البرامج الخاصة لتصفح الشبكة إضافة إلى البرامج الخاصة بالمحاكاة.
3- شبكة الاتصالات والأجهزة الخاصة بها:
في حالة إجراء التجارب عن بعد وبما أن ربط جميع المستفيدين مع المختبر يكــــــون عن طريق التراسل الرقمي فيجب أن تربط جميع الأجهزة مع شبكة الحاسوب وأن تكون خطـــــوط الاتصال مأمونة، وأن يتوفر للمستفيد قناة اتصال ذات جودة عالية تمكنه من التواصــــــــل مع المعمل عن طريق الشبكة المحلية أو العالمية حتى يستطيع القيام بجميع التجارب المطلوبة.
4- البرامج الخاصة بالمعمل الافتراضي:
وتنقسم إلى نوعين النوع الأول خاص بتعلـــــــم أداء التجارب وتوفير ما تتطلبه التجربة، والثاني يتضمن برامج المحاكاة والمصممة من قبل المتخصصين في المجال وكيفية استخدامها.
5- برامج المشاركة والإدارة:
وهي التي تتعلق بكيفية إدارة المعمل والعاملين في أداء التجارب من طــلاب وباحثين، حيث تقوم هذه البرامج بتسجيل الطلاب في البرنامج المختبري وتحديد أنواع حقوق الوصــــــــــول الواجب توافرها لكل مستخدم بالمعمل في التجارب المختلفة.
مميزات المعامل الافتراضية:
وقد حدد المركز القومي للتعليم الإلكتروني (2010) مميزات استخدام المعامل الافتراضية في:
1- تعوض النقص في الإمكانات المعملية الحقيقية لعدم توفر التمويل الكافي
2- إمكانية إجراء التجارب المعملية التي يصعب تنفيذها في المعامل الحقيقية بسبب خطورتها علي المتعلم مثل تجارب الطاقة النووية أو الكيمياء أوالبيولوجيا الحيوية أو غيرها.
3- إمكانية العرض المرئي للبيانات والظواهر التي لا يمكن عرضها من خلال التجارب الحقيقية.
4- إمكانية تغطية كل أفكار المقرر الدراسي بتجارب عملية تفاعلية وهذا يصعب تحقيقه من خلال المعمل الحقيقي نتيجة لمحدودية الإمكانات والمكان والوقت المتاح للعملي.
5- التزامن بين عملية شرح الأفكا النظرية والتطبيق العملي حيث أن التجارب المعملية الحقيقية مرتبطة بجدول معامل منفصل عن المحاضرات النظرية.
6- إتاحة التجارب المعملية للمتعلمين في كل الأوقات ومن أي مكان
7- إمكانية إجراء التجرية أي عدد ممكن من المرات طبقا لقدرة المتعلم علي الاستيعاب وفي الوقت المناسب له ودون وجود رقيب بشري.
8- سهولة تجريب المعاملات المختلفة ودراسة أثرها علي مخرجات التجرية من خلال لوحات تحكم افتراضية.
9- إمكانية التفاعل والتعاون مع آخرين في إجراء نفس التجرية من بعد.
10- إمكانية توثيق نتائج التجارب إلكترونيا بهدف تحليلها أو معالجتها أو مشاركتها مع الآخرين
11- إمكانية تقييم إداء الطالب إلكترونيا ومتابعة تقدمهم في إجراء التجربة
12- إمكانية شخصنة التجارب المعملية بما يتواءم مع قدرات المتعلم
13- ميكنة تدريس المعامل
14- المرونة في إجراء التجارب
15- دعم الاقتصادات الضعيفة بتوفير المواد المستهلكة مثل الكيماويات والوسائل المعملية ومكونات التجارب
16- إمكانية تنفيذ سيناريوهات ديناميكية للقياس.
17- حماية المتعلم من مخاطر التدريب العملي في بداية مراحل التعلم
18- حماية المنشئات والمرضي وغيرهم من مخاطر الممارسات الخاطئة للمبتدئين
19- الشراكة في بناء وتطوير المعامل الافتراضية يدعم العملية التعليمية ويقلل من كلفتها ويساهم في التعاون وتبادل الأفكار والمساهمة في استخدام الأجهزة باهظة التكلفة.
20- إضافة طابع اللعب الجاد في الممارسة العملية يساهم في جذب اهتمام المتعلمين ويشجع علي اندماجهم في عملية التعلم.
21- إمكانية نقل التجارب ونتائجها لحافظة الوثائق الإلكترونية التعليمية الخاصة بالمتعلم والتي تمثل وسيلة فعالة للتقييم الشامل لأدائه.
22- عدم تأثر المستخدم بنوع البرمجيات أو الأجهزة المستخدمة حيث أن البرامج المستخدمة صالحة لكل النظم
23- تتيح المعامل الافتراضية الفرصة لتعريض المتلعم لمواقف يحرم منها في المعامل الحقيقية نظرا لخطورتها وبالتالي تتكامل معلوماته فيما يتعلق بتلك المواقف
24- سوف يساعد إنتشار المعامل الافتراضية وعولمتها علي ظهور معايير للتجريب العلمي.
25- تحسين أداء الباحثين نتيجة لتوفير وقت الانتقال إلي أماكن تواجد المعامل البحثية.
2- إمكانية إجراء التجارب المعملية التي يصعب تنفيذها في المعامل الحقيقية بسبب خطورتها علي المتعلم مثل تجارب الطاقة النووية أو الكيمياء أوالبيولوجيا الحيوية أو غيرها.
3- إمكانية العرض المرئي للبيانات والظواهر التي لا يمكن عرضها من خلال التجارب الحقيقية.
4- إمكانية تغطية كل أفكار المقرر الدراسي بتجارب عملية تفاعلية وهذا يصعب تحقيقه من خلال المعمل الحقيقي نتيجة لمحدودية الإمكانات والمكان والوقت المتاح للعملي.
5- التزامن بين عملية شرح الأفكا النظرية والتطبيق العملي حيث أن التجارب المعملية الحقيقية مرتبطة بجدول معامل منفصل عن المحاضرات النظرية.
6- إتاحة التجارب المعملية للمتعلمين في كل الأوقات ومن أي مكان
7- إمكانية إجراء التجرية أي عدد ممكن من المرات طبقا لقدرة المتعلم علي الاستيعاب وفي الوقت المناسب له ودون وجود رقيب بشري.
8- سهولة تجريب المعاملات المختلفة ودراسة أثرها علي مخرجات التجرية من خلال لوحات تحكم افتراضية.
9- إمكانية التفاعل والتعاون مع آخرين في إجراء نفس التجرية من بعد.
10- إمكانية توثيق نتائج التجارب إلكترونيا بهدف تحليلها أو معالجتها أو مشاركتها مع الآخرين
11- إمكانية تقييم إداء الطالب إلكترونيا ومتابعة تقدمهم في إجراء التجربة
12- إمكانية شخصنة التجارب المعملية بما يتواءم مع قدرات المتعلم
13- ميكنة تدريس المعامل
14- المرونة في إجراء التجارب
15- دعم الاقتصادات الضعيفة بتوفير المواد المستهلكة مثل الكيماويات والوسائل المعملية ومكونات التجارب
16- إمكانية تنفيذ سيناريوهات ديناميكية للقياس.
17- حماية المتعلم من مخاطر التدريب العملي في بداية مراحل التعلم
18- حماية المنشئات والمرضي وغيرهم من مخاطر الممارسات الخاطئة للمبتدئين
19- الشراكة في بناء وتطوير المعامل الافتراضية يدعم العملية التعليمية ويقلل من كلفتها ويساهم في التعاون وتبادل الأفكار والمساهمة في استخدام الأجهزة باهظة التكلفة.
20- إضافة طابع اللعب الجاد في الممارسة العملية يساهم في جذب اهتمام المتعلمين ويشجع علي اندماجهم في عملية التعلم.
21- إمكانية نقل التجارب ونتائجها لحافظة الوثائق الإلكترونية التعليمية الخاصة بالمتعلم والتي تمثل وسيلة فعالة للتقييم الشامل لأدائه.
22- عدم تأثر المستخدم بنوع البرمجيات أو الأجهزة المستخدمة حيث أن البرامج المستخدمة صالحة لكل النظم
23- تتيح المعامل الافتراضية الفرصة لتعريض المتلعم لمواقف يحرم منها في المعامل الحقيقية نظرا لخطورتها وبالتالي تتكامل معلوماته فيما يتعلق بتلك المواقف
24- سوف يساعد إنتشار المعامل الافتراضية وعولمتها علي ظهور معايير للتجريب العلمي.
25- تحسين أداء الباحثين نتيجة لتوفير وقت الانتقال إلي أماكن تواجد المعامل البحثية.
المعوقات التي تحد من استخدام المعامل الافتراضية:
ويحدد حسن زيتون( 2005: 165-166) بعض المعوقات التي تحد من استخدام هذه التقنية في:
1. تتطلب أجهزة حاسب آلي ومعدات ذات مواصفات خاصة وذلك لتمثيل الظواهر المعقدة بشكل واضح.
2. يحتاج تصميمها وإنتاجها إلى فريق عمل متخصص من المبرمجين والمعلمين وخبراء المناهج وخبراء المادة الدراسية وعلماء النفس.
3. ندرة المعامل الافتراضية التي تعتمد على اللغة العربية في التعامل معها.
4. نقص التفاعل الحقيقي مع الأجهزة والأدوات والمواد والمعلم والزملاء.
دراسات اهتمت بالمعامل الافتراضية:
هناك العديد من الدراسات العربية والأجنبية التي اهتمت باستخدام المعامل الدراسية في المجالات المختلفة والت أثبتت فاعلية استخدامها وتحقيق الأهداف المحددة
فمن الدراسات العربية دراسة نهير طه حسن (2006)
دراسة إبراهيم أحمد نوار(2009)
دراسة رانيا عبد الفتاح (2009)
ودراسة علي بن ظافر الكلثمي (2009)
ومن الدراسات الأجنبية دراسة Tracey,A.&Stuckey,M.(2007).
الهيكل العام للمعمل الافتراضي :
يحتوي المعمل الافتراضي علي عدد من المكونات المختلفة طبقا لنوع التجارب الممكن إجراؤها ومن أكثر تلك المكونات شيوعا ما يلي:
1- منفذ للمعمل من خلال الويب لتعميم إمكانية الوصول إليه واستخدامه
2- خادم للحسابات وهو حاسب ذو قدرات حسابية عالية يمكن من تنفيذ عمليات المحاكاة وإجراء معالجة سريعة للبيانات.
3- قواعد بيانات تحتوي علي معلومات تعتمد علي مجال التطبيق مثل برامج محاكاة أولية وملاحظات تجريبية ومتطلبات للمتعلم أو الباحث وأدلة للمستخدمين ويمكن أن تكون قواعد البيانات محلية أو موزعة.
5- الوحدات والوسائل اللازمة لبناء التجربة والتفاعل معها
6- أجهزة علمية ومعملية متصلة بالشبكة الحسابية علي سبيل المثال أجهزة تصوير الرنين المغناطيسي أو وسائل تجميع بيانات من الأقمار الاصطناعية أو أجهزة استكشاف الزلازل أو مستكشفات تلوث الهواء أو كاميرات المراقبة من بعد.
7- وسائل التعاون والاتصال مثل الدردشة أو مؤتمرات الصوت والفيديو أو الانغماس من بعد
8- برامج للمحاكاة وتحليل البيانات والعرض المرئي للبيانات وقد تكون برامج متاحة علي الخادم
9- وسائل تقييم أداء المتعلم أو الباحث وإشادة بالتقييم من خلال التقييم التشكيلي أو النهائي
الفصول الافتراضيه:
تعريف الفصول الافتراضية هي بيئة تمكن الطلاب والمعلمين من التواصل بشكل متزامن باستخدام الصوت والفيديو والنصوص والمحادثات الكتابية التفاعلية كما لو كانوا وجهاً لوجه في الفصول الدراسية التقليدية.
ويمكن تعريفها على أنها: أدوات وتقنيات وبرمجيات على الشبكة العالمية للإنترنت تمكن المعلم من نشر الدروس والأهداف ووضع الواجبات والمهام الدراسية والاتصال من خلال هذه التقنيات كما أنها تمكن الطالب من قراءة الدروس وحل الواجبات وإرسال المهام والمشاركة في ساحات النقاش والاطلاع على خطوات سير الدرس والدرجة التي حصل عليها.
ويعتبر توفير المحتوى من أهم العناصر الرئيسية في مكونات الفصل الافتراضي وذلك لتبادله وتوفيره مع المتصلين لتناول الدروس في الفصول الافتراضية ويمكن تصميمه باستخدام عدة برامج وأدوات.
أنواع الفصول الافتراضية
الفصول المتزامنة : هي التقاء المعلم والطلاب في نفس الوقت على الانترنت عن طريق مؤتمرات الفيديو ومؤتمرات الصوت وهناك العديد من البرامج الجاهزة و التي تقوم بعمل فصول افتراضية متزامنة وتحتوي هذه البرامج على خدمات عديدة مثل غرف الدردشة والبث المباشر بالفيديو والصوت و المشاركة في البرامج و السبورة البيضاء وغيرها
الفصول غير المتزامنة : هي فصول تقليديه إلكترونيه عن طريق التقاء الطلاب بالمعلمين عن طريق الانترنت في أوقات مختلفة وما يميز هذا النوع أن جميع المشتركين يشتركون في نفس النوع من المعلومات ولكن لا يجتمعون في نفس الوقت ويفضل استخدامه في حل المشكلات الأقل تنظيما والتي ليس لها حلول بسيطة وسمي غير متزامن لأنه غير مرتبط بوقت محدد لتلقي المعلومة ولا يوجد شروط في السن للالتحاق بهذه الفصول ويعتبر هذا النموذج من نماذج التعليم عن بعد شبيهاً بالفصول التقليدية ولكن مع إمكانية إعطاء الفرصة لمن لا يستطيع الحضور بأن يدرس من خلال الفصول الافتراضية عبر الإنترنت وأيضاً يراعي فيه عدم دخول كل طلبة الفصل التخيلي على الإنترنت مع بعض أي يتم التعلم فيهجماعي ولكن يدخل الطالب منهم في الوقت المناسب له دون الارتباط بباقي الطلاب.
مميزات الفصول الافتراضية
• تعتمد بشكل أساسي على النقاش والحوار المتبادل التفاعلي بين الطلاب والمدرسين وتجعل الطالب مشاركاً في صنع العملية التعليمية
• الانخفاض الكبير في التكلفة وتغطية عدد كبير من الطلاب وإمكانية التوسع دون قيود والسرعة العالية في التعامل والاستجابة
• إمكانية الدراسة في أي مكان من العالم دون التقيد بحدود جغرافية والحرية الكاملة في اختيار الوقت والمادة التعليمية والمعلم
• الكم الكبير من الأسس المعرفية المسخرة للقاعات الافتراضية من مكتبات وموسوعات ومراكز البحث على الشبكة
• فتح محاور عديدة في منتديات النقاش في حجرة الدراسة الافتراضية الحصول على المعلومات المرتدة وتحليلها
• اعتماد الانترنت كمصدر أساسي وهائل لاستقاء المعلومات توليد القدرة علي البحث لدي الطلاب
• القدرة على التركيز مع المعلم حيث لا يشعر الطالب بوجود الطلاب الآخرين إلا إذا أرد ذلك
• تقليل الأعباء على الإدارة التعليمية والتفاعل المستمر والاستجابة والمتابعة من الإدارة
عيوب الفصول الافتراضية
• ضرورة أن يكون المعلم علي قدر كبير من المعرفة بالتعامل مع الفصول الافتراضية وكيفية التعامل مع الطلاب من خلالها .
• ضرورة أن يكون للطالب القدرة علي استخدام الحاسب الالكتروني وضرورة توفر شبكة الانترنت أو شبكة الانترانت .
• ضرورة توفر محتوي تعليمي مناسب للنشر علي المواقع باللغة التي يستوعبها الطلاب .
• ضرورة وجود نظام إدارة ومتابعة لنظام الفصول الافتراضية .
التغلب علي نواحي القصور
• وضع برامج تدريبية سواء للمعلمين أو للطلاب في كيفية التعامل الفصول الافتراضية
• تدريب المعلمين على اكتساب مهارات استخدام الحاسب الآلي
• إنشاء نظام إداري لمتابعة الفصول الافتراضية
• وضع برامج تدريبية سواء للمعلمين أو للطلاب في كيفية التعامل الفصول الافتراضية
• تدريب المعلمين على اكتساب مهارات استخدام الحاسب الآلي
• إنشاء نظام إداري لمتابعة الفصول الافتراضية
المصادر
مقال بقلم أ.م.د. إسماعيل محمد إسماعيل حسن في مجله تطنولوجيا التعلي
http://emag.mans.edu.eg/index.php?page=news&task=show&id=248&sessionID=24
تعليقات
إرسال تعليق