Virtuální realita ve vzdělávání
Úvod
Vzdělávání se neustále vyvíjí a s ním i technologie, které se v něm používají. Virtuální realita (VR) je jednou z nejnovějších technologií, které mají potenciál transformovat způsob, jakým se učíme. VR umožňuje studentům prozkoumávat imerzní a interaktivní simulace, které jim mohou pomoci lépe porozumět složitým konceptům a rozvíjet nové dovednosti.
Tato seminární práce se zaměří na vliv VR na vzdělávání. Prozkoumá, jak VR může zlepšit učení, znalosti a dovednosti studentů. Zaměří se také na výhody a nevýhody využití VR ve vzdělávání a na etické aspekty, které je nutné zvážit. Taktéž se bude věnovat různým specifickým dostupným technologiím na trhu a ukáže konkrétní příklady z reálného života. Nakonec se podíváme na budoucnost VR ve vzdělávání a na to, jaký dopad může tato technologie mít na vzdělávání v nadcházejících letech.
Co je to Virtuální realita?
Nejprve je důležité si uvědomit, co to VR vlastně je. VR je poměrně nová technologie, přesto už nějakou historii za sebou má. Pojem VR se stal populárním na konci 80. let a vymyslel jej zakladatel VPL Research Inc. Jaron Lanier (Kursch, 2022, str. 74–75).
Ten definoval VR jako: „Virtuální realita není počítač. Mluvíme o technologii, která používá počítačové zpracování k vytváření sdílené reality. Přenáší náš vztah s fyzickým světem do nové roviny, nic více, nic méně. Neovlivňuje náš subjektivní svět. Nemá nic společného s tím, co se děje uvnitř našeho mozku. Souvisí jen s tím, co vnímají naše smyslové orgány. Fyzický svět, věc na druhé straně, vnímán našimi smyslovými orgány, je přijímán těmito pěti smysly, tedy zrakem, sluchem, čichem, hmatem a chutí.“ (Lanier, 1989)
Od té doby vzniklo mnoho dalších definic, jednoduše by se tedy virtuální realita dala definovat jako technologie, která přenáší člověka do virtuální prostředí. Přičemž cílem VR je, aby člověk byl plně (všemi smysly) ponořen do tohoto virtuálního prostředí, ve kterém interaguje s věcmi.
Konkrétní technologie
Aby se člověk mohl ponořit do virtuální reality, potřebuje k tomu speciální headset, ovladače a kamery. Tato technologie je běžně dostupná na trhu už dlouho a existuje více společností, které tuto technologii vyrábí. Jedná se o technologii, která se neustále vyvíjí. Do této práce pro přehled proto zařadím ty nejnovější a nejznámější headsety dostupné na českém trhu.
Nejvýznamnějším rozdílem v jednotlivých headsetech je, kde leží jejích výpočetní systém. Tedy jestli headset potřebuje připojení k počítači/konzoli anebo ne. Další specifika jsou jejich zorné pole, váha nebo cena.
PlayStation VR2 (2023) — tento headset funguje pouze s konzolí PS5. Má zorné pole 110° a prodává se za cca 13 000 Kč. Hmotnost má 560 g (PlayStation VR2, c1994–2024).
Meta Quest 3 — Nejnovější Meta Quest je plně kompatibilní s hrami z předchozích verzí headsetu. Jedná se o headset, který nepotřebuje připojení k počítači, cena se pohybuje kolem 15 000 Kč, váží 515 g a zorné pole má 110°. Tento set nevyžaduje externí snímače, pohyb snímají samotné ovladače. Taktéž má funkci handtracking, což znamená, že na některé jednodušší hry nejsou potřeba ovladače (Meta Quest 3 (128 GB), c1994–2024).
HTC Vive Pro 2 Full Kit — Tento headset funguje s připojením k počítači a vyžaduje externí snímače pohybu. Avšak připojení k počítači je skrze Bluetooth, uživateli tedy nepřekáží kabeláž. Zorné pole má 120°. Nevýhodou tohoto headsetu je cena, momentálně se pohybuje okolo 25 000 Kč (HTC Vive Pro 2 Full Kit, c1994–2024).
Taktéž na trhu existují starší verze těchto zařízení, které jsou cenově dostupnější. Nabídka je široká a záleží na uživateli, co vyžaduje.
Využití VR ve vzdělávání
Využití virtuální reality ve vzdělávání je obrovské, a to pro studenty všech kategoriích — základní a střední školy, vysoké školy či celoživotní vzdělávání. Využití VR je především v oblasti STEM (přírodní vědy, technika, inženýrství a matematika) nebo v rozvoji komunikačních dovedností či empatie (Černý, 2022, str. 44).
Konkrétní dovednosti, které se vážou k STEM výuce, jsou například aplikace v oblasti zeměpisu (výlety kamkoliv po Zemi, či zkoumání vesmíru), biologie (například podrobné zkoumání lidské anatomie), dějepis (podívat se do minulosti či zažít některé historické události), architektura a stavebnictví (sestavování 3D modelů, zkoumání jednotlivých komponent či prostorové uspořádání) (Kursch, 2022, str. 76).
V rámci komunikačních dovedností a dalších soft skillů se sem váže výuka cizích jazyků, kde se nejen student učí slovíčka, ale je zde právě možné trénovat rozhovory. Dá se sem zařadit trénování nových zaměstnanců, kdy ve VR je nasimulované jejich pracovní prostředí (Kursch, 2022, str. 76).
Data z různých studií jasně ukazují, že studenti po použití VR jsou více motivovanější, mají lepší znalosti, více se soustředí a jsou více zapojení do výuky. A to vše v dlouhodobém měřítku (Černý, 2022, str. 44). „…otázka nezní, zda využívat, ale jakým způsobem využívat iVR ve vzdělávání. “ (Černý, 2022, str. 44)
Bohužel zatím neexistuje jednotná metodika, jak lekce vytvářet nebo jak je zapracovat do výuky. Spousta výzkumů přichází s vlastními doporučeními, ale ty se týkají konkrétních problémů nebo oblastí (Černý, 2022, str. 43).
Velkou výhodou výuky ve virtuální realitě je kontrola nad prostředím. VR aplikace je možné přizpůsobovat potřebám žákům (stupni jejich znalostí) (Černý, 2022).
Důležitým faktorem, který hraje roli ve výuce za pomocí VR, je samotná připravenost učitelů a jejich vlastní schopnost používat virtuální realitu. Neexistuje jednotný konsenzus, zda jsou učitelé připraveni či ne, jednoduše je potřeba projít školením. Přičemž je na trhu široká nabídka poskytovatelů školení, kteří se věnují výuce, jak zacházet se zařízením, softwarem i jak řešit možné problémy (Carpenter et al., 2023). Samozřejmě se nejedná o výuku toho, jak správně učit za pomocí VR, od toho jsme ještě daleko.
VR a vysoké školy
Výzkum z roku 2020 zjišťoval, jaký je stav VR na vysokých školách za pomocí přehledu literatury. Bylo zjištěno, že VR technologie se ve výuce na vysokých školách nejvíce používá v oborech inženýrství (24 %), následně s velkým odstupem v počítačových vědách (10 %), astronomii (7 %), biologii (5 %), zdravotnictví (5 %) atd. Je důležité však zmínit, že spousta studií se věnovala VR ve výuce z experimentální hlediska, jen málo případů používá VR ve výuce běžně — většinou se jedná o inženýrství a počítačové vědy. (Radianti et al., 2020).
Nejčastějším designovými prvky ve výuce na vysokých školách za pomocí VR jsou základní interakce v realistickém okolí, okamžitá zpětná vazba, interakce s ostatními uživateli, pasivní pozorování a sestavování (Radianti et al., 2020, str. 17). Největší výhodou pro studenty vysokých škol, kteří používají VR je, že mohou neustále procvičovat komplexní a náročné úkoly jako chirurgické operace nebo zubní ošetření, ke kterým by se běžně dostali, až by dosáhli určité hranice vědomostí (Hamilton et al., 2021).
VR a celoživotní vzdělávání
V rámci celoživotního vzdělávání může student samozřejmě využít lekce poskytované vysokou školou, kterou navštěvuje. Avšak vzdělávat se pomocí virtuální reality může člověk i bez vysoké školy. Některá témata se může člověk učit pomocí VR kdykoliv, bez potřeby lektora, a to konkrétně výuku cizích jazyků, zeměpisné či dějepisné prohlídky či jiná již zmíněna témata podle preference.
Patří sem však i výuka v rámci tréninku na pracovní pozici. Například firma Baumit, která vyrábí stavební materiály, přišla se dvěma aplikacemi „První VR aplikace určená pro zájemce z řad realizačních firem provádí uživatele technologickým postupem instalace zateplovacího systému … Dokonale vykreslené prostředí „reálné“ stavby doplňuje odborný komentář popisující pracovní postup krok za krokem.“ (VIRTUÁLNÍ REALITA vstoupila do vzdělávání, 2022) Firma si tímto slibuje zaškolení nejen zaměstnanců, ale chce pomoci celkově začínajícím lidem ve stavebnictví. Druhou aplikaci cíli vyloženě na koncové uživatele, kde si uživatel bude moci nastavit fasádu svého domu jak z pohledu barev, tak i použitého materiálu (VIRTUÁLNÍ REALITA vstoupila do vzdělávání, 2022).
Výhodou celoživotního vzdělání za pomocí VR je ušetření času a nákladů, v porovnání s tím, pokud by člověk trénoval na reálném pracovišti (VIRTUÁLNÍ REALITA vstoupila do vzdělávání, 2022).
Jak můžeme vidět o celoživotní vzdělání a zlepšování dovedností se zabývají firmy, které chtějí podporovat a zlepšovat své zaměstnance. Děje se tak nejen v hard dovednostech, ale i v soft dovednostech, jako je time management, stress management, komunikační dovednosti či zlepšení motivace (Anotace školení, c2024).
Slabé stránky
Uživatelé virtuální reality si musí dávat pozor na své zdraví, obecně se nedoporučuje používat VR technologie třeba pro epileptiky. Taktéž každý vydrží ve virtuálním prostředí různě dlouhou dobu. Čím déle je člověk uvnitř virtuální reality, tím větší je pravděpodobnost na závratě, bolest hlavy či nevolnost. K tomu přispívá i hmotnost soupravy. (Černý, 2022).
VR aplikace jsou náročné na programování. Chybí jednotné prostředí, které by se dalo jen jednoduše upravit či implementovat do vlastní lekce — ať už by se jednalo o interakce, prostředí či funkce. Taktéž náročnější jsou celkové ekonomické náklady pro školy při nákupu dostatečného množství headsetů pro celou třídu. (Černý, 2022).
Etika
S technologií virtuální reality přichází otázka etiky a morálky, stejně jako u používání jakékoliv jiné technologie, zvláště je-li připojená k internetu.
Obecně pro využívání VR je vždy potřeba mít vytvořený účet ke stahování a používání aplikací. Je tedy potřeba souhlasit s uživatelskými podmínkami třetích stran (např. Steam), u dospělých jedinců toto není problém. U dětí a mladistvých je to jiné, je nutné transparentně informovat studenty i jejich rodiče o tom, jaká data se shromažďují, jak se s nimi nakládá a jaká jsou jejich práva v souvislosti s ochranou osobních údajů. Musí se tedy dodržovat GDPR.
Pokud VR je využívána jako nástroj, kde se studenti můžou setkávat (např. kvůli spolupráci), tak i zde se může objevit kyberšikana a další nevhodné chování spojené se sociálními sítěmi (Harrison, 2024). Učitelé tedy musí brát ohled i na tento aspekt a provést dostatečná opatření.
Příležitosti a budoucnost
Technologie virtuální reality není stále ještě dokonalá, je potřeba na ní pracovat. Největším problémem je nekompatibilita softwaru napříč různými zařízeními a nemožnost přenášet jednotlivé objekty či prostředí mezi aplikacemi. Vyřešení tohoto problému by rapidně zrychlilo vývoj aplikací/lekcí a taktéž by zlehčilo jejich výrobu. Tudíž učitelé by se sami mohli naučit vytvářet své lekce, či by je mohli jednodušeji mezi sebou sdílet (Černý, 2022).
Otázkou z pedagogického hlediska taktéž stále zůstává plnost integrace VR do edukace. Zatím se převážně jedná o jednorázové lekce ve školách či knihovnách. Je potřeba vytvořit metodiky, jak s VR technologií správně pracovat a taktéž rozšířit a sjednotit sdílení lekcí mezi edukátory. Nelehkým úkol je také zajištění didaktických postupů, aby se výuka zlepšovala, a ne naopak zhoršovala (Černý, 2022).
I přes všechny výzvy má VR velký potenciál zlepšit vzdělávání. V budoucnu můžeme očekávat, že se VR technologie stane dostupnější, uživatelsky přívětivější a bude obsahovat více kvalitního obsahu. S rozvojem VR se také budou muset vyvíjet metodiky pro efektivní integraci VR do výuky. Učitelé se budou muset naučit, jak VR technologie efektivně používat ve výuce, a budou muset být seznámeni s etickými aspekty používání VR.
Závěr
Virtuální realita otevírá dveře do světa vzdělávání s nebývalým potenciálem. Nabízí imerzní a interaktivní simulace, které studentům umožňují prozkoumávat abstraktní koncepty, rozvíjet praktické dovednosti a prohlubovat znalosti zábavnou a poutavou formou.
VR přináší řadu benefitů: Zvyšuje motivaci a zapojení studentů, zlepšuje učení a zapamatování, umožňuje rozvoj tzv. “soft skills” a podporuje inkluzi ve vzdělávání. Učitelé díky VR získávají nástroje pro tvorbu inovativních výukových aktivit a simulace reálných i fiktivních prostředí.
VR je slibná technologie, která může transformovat vzdělávání. Je důležité dále zkoumat potenciál VR a řešit výzvy, které s sebou přináší. Pokud se nám to podaří, VR může hrát důležitou roli při zlepšování kvality vzdělávání pro všechny studenty.
Seznam zdrojů
Anotace školení, c2024. Online. VR Education. Dostupné z: https://vreducation.cz/stres-a-time-management/. [cit. 2024–06–07].
CARPENTER, Rob E.; MCWHORTER, Rochell R.; STONE, Katherine a COYNE, Leanne, 2023. Adopting Virtual Reality for Education: Exploring Teachers’ Perspectives on Readiness, Opportunities, and Challenges. Online. International Journal on Integrating Technology in Education. 2023–09–28, roč. 12, č. 3, s. 27–36. ISSN 23203935. Dostupné z: https://doi.org/10.5121/ijite.2023.12303. [cit. 2024–06–07]
ČERNÝ, Michal, 2022. Imersivní virtuální realita ve vzdělávání: SWOT analýza. Online. Pedagogická Orientace. Roč. 32, č. 1. ISSN 12114669. Dostupné z: https://doi.org/10.5817/PedOr2022-1-33. [cit. 2024–06–07].
HAMILTON, D.; MCKECHNIE, J.; EDGERTON, E. a WILSON, C., 2021. Immersive virtual reality as a pedagogical tool in education: a systematic literature review of quantitative learning outcomes and experimental design. Online. Journal of Computers in Education. Roč. 8, č. 1, s. 1–32. ISSN 2197–9987. Dostupné z: https://doi.org/10.1007/s40692-020-00169-2. [cit. 2024–06–07].
HARRISON, Tom, 2024. Virtual reality and character education: Learning opportunities and risks. Online. Journal of Moral Education. 2024–04–02, roč. 53, č. 2, s. 219–239. ISSN 0305–7240. Dostupné z: https://doi.org/10.1080/03057240.2023.2206553. [cit. 2024–06–10].
HTC Vive Pro 2 Full Kit, c1994–2024. Online. Alza.cz. Dostupné z: https://www.alza.cz/gaming/htc-vive-pro-2-full-kit-d6678124.htm#discussionPosts. [cit. 2024–06–06].
KURSCH, Martin, 2022. Využití informačních a komunikačních technologií ve vzdělávání. Praha: Pedagogická fakulta, Univerzita Karlova. ISBN 978–80–7603–346–7.
LANIER, Jaron, 1989. An interview with jaron Lanier. Online. Whole Earth Review. S. 109–118. Dostupné z: https//goo.gl/tX80kn. [cit. 2024–06–06]. Překlad z: KURSCH, Martin, 2022. Využití informačních a komunikačních technologií ve vzdělávání. Praha: Pedagogická fakulta, Univerzita Karlova. ISBN 978–80–7603–346–7.
Meta Quest 3 (128 GB), c1994–2024. Online. Alza.cz. Dostupné z: https://alza.cz/gaming/meta-quest-3-128-gb-d7962773.htm. [cit. 2024–06–06].
PlayStation VR2, c1994–2024. Online. Alza.cz. Dostupné z: https://www.alza.cz/gaming/playstation-vr2-d6941310.htm. [cit. 2024–06–06].
RADIANTI, Jaziar; MAJCHRZAK, Tim A.; FROMM, Jennifer a WOHLGENANNT, Isabell, 2020. A systematic review of immersive virtual reality applications for higher education: Design elements, lessons learned, and research agenda. Online. Computers & Education. Roč. 147. ISSN 03601315. Dostupné z: https://doi.org/10.1016/j.compedu.2019.103778. [cit. 2024–06–07].
VIRTUÁLNÍ REALITA vstoupila do vzdělávání, 2022. Online. Stavitel. Roč. 30, č. 4, s. 20–21. ISSN 12104825. Dostupné z: https://ezproxy.muni.cz/login?url=https://search.ebscohost.com/login.aspx?authtype=ip&custid=s8431878&lang=cs&profile=eds&direct=true&db=edb&AN=156611652. [cit. 2024–06–07]
