De spannende toepassingen van virtual reality in het onderwijs

We zijn ons terdege bewust van de manieren waarop virtual reality de gamewereld stormenderhand verovert. We zijn ons misschien nog meer bewust van de impact die vroege uitstapjes naar augmented reality, in de vorm van Pokemon Go, hebben gehad op kinderen en jongeren. Het lijkt dus een logische conclusie dat wat kinderen in hun vrije tijd bezighoudt, ook de sleutel kan zijn tot het stimuleren van enthousiasme in de klas.

De echte barrière zijn natuurlijk de kosten. Staatsscholen in het VK staan onder toenemende druk door bezuinigingen en groeiende klassen. Toch is er veel te bereiken met low-budget hardware zoals de Google Cardboard of de iets geavanceerdere Samsung Gear VR.

Ook augmented en mixed reality hebben een enorm potentieel, vooral in het hoger en vervolgonderwijs, in disciplines als Architectuur en Geneeskunde. Maar nogmaals, de kosten zijn hoog: een Microsoft Hololens (het mixed reality-apparaat dat belangrijke industriële toepassingen demonstreert) kost momenteel meer dan £ 2.000.

Virtuele excursies

Afgezien van het slechte nieuws, is het potentieel enorm in het hele onderwijssysteem. Nieuwe ervaringen en inhoud die het curriculum vervangen of op zijn minst aanvullen, hebben de kracht om onderwijssystemen te veranderen die eeuwenlang min of meer hetzelfde zijn gebleven, ondanks de enorme veranderingen in de buitenwereld gedurende die tijd. Zo worden Google Cardboards al gebruikt in klaslokalen voor 'virtuele excursies', waarmee kinderen reizen kunnen maken naar waar dan ook ter wereld, en - interessant genoeg - door de tijd.

Stel je voor dat je op school bent en leert over de Romeinen door een virtuele reis naar het Colosseum te maken, of over de oude Egyptenaren met een rondleiding door de piramides. Dit is inhoud die al algemeen beschikbaar is en een extra afleiding vormt van het al te bekende gekruip van het luisteren naar de stem van een leraar of het voorlezen uit een boek.

Aanvullend is natuurlijk het sleutelwoord. We kunnen en mogen niet verwachten dat virtual, augmented of mixed reality (VAMR) het formaat van de lerarenklas zal vervangen. Maar het creëren van een balans tussen het klaslokaal in collegestijl en de meeslepende kwaliteit van het virtuele zal nieuwe generaties goed van pas komen.

Een meer op technologie gericht curriculum

Naarmate we verder komen in een steeds meer op technologie gerichte samenleving, is het belangrijk dat het curriculum zelf wordt aangepast aan de aard van de samenleving waarin onze kinderen zullen leven. Programmeer- en codeervaardigheden worden al aan kinderen vanaf zes of zeven jaar geleerd, wat een cruciale stap in het curriculum is, aangezien wordt verwacht dat deze vaardigheden centraal zullen staan op de werkplek van de toekomst. Wat blind typen was toen we op school zaten, zal coderen voor de volgende generatie zijn.

Het creëren van content in VAMR is geen uitzondering. Naarmate de wereld steeds virtueler wordt, en dat zal gebeuren, zullen er waarschijnlijk veel banen ontstaan voor degenen die zowel creatief als technisch onderlegd zijn om VAMR-inhoud en -software te maken. Met de veel gedocumenteerde opkomst van automatisering en kunstmatige intelligentietechnologieën, zal de werkplek van de toekomst een heel andere plek zijn dan die van nu. Leren hoe je de talloze inhoud kunt maken die nodig is om VAMR aan te drijven, is daarom waarschijnlijk een van de nieuwe banen die ontstaan. Dat geldt niet alleen voor entertainment, maar ook voor de vele industriële en jawel educatieve toepassingen van VAMR-technologie.

Constructivistisch leren

VAMR biedt de mogelijkheid voor wat bekend staat als 'constructivistisch' leren, waarbij studenten hun eigen kennis construeren op basis van zinvolle ervaringen die ze hebben opgedaan. Dit kunnen ervaringen zijn via simulaties voor het bouwen van een virtuele wereld (vergelijkbaar met, maar niet beperkt tot, Minecraft). Onderzoek heeft aangetoond dat, door het gebruik van dit soort simulaties, slecht presterende studenten academisch aanzienlijk verbeterden in vergelijking met leren via traditionele methoden. Sterker nog, zelfs meer dan hun goed presterende collega's.

Andere studies hebben aangetoond dat studenten in een inleidende astronomieklas waar studenten 3D-zonnestelsels bouwden, meer begrip toonden van astronomische concepten. STEM-vakken zijn bijzonder geschikt voor virtueel leren, zozeer zelfs dat Lockheed Martin, het wereldwijde ruimtevaart-militaire bedrijf, de 'Generations Beyond' virtual reality-ervaring creëerde om meer kinderen aan te moedigen een STEM-carrière te overwegen. Met een aanzienlijk tekort aan nieuw talent dat STEM binnenkomt, is het uitermate belangrijk om deze vaardigheden in de volgende generatie te koesteren, vooral met een dergelijke technologische toekomst die voor ons ligt.

In feite bieden dit soort virtuele ervaringen studenten een meer praktische benadering van leren, zonder fysieke middelen uit te geven, en ze te laten werken met ideeën en concepten die op andere manieren niet gemakkelijk te realiseren zijn in een standaard onderwijsomgeving. Voor sommige leerlingen is een meer praktische aanpak zeker geschikter, omdat bekend is dat mensen op verschillende manieren het beste leren. Of 'hands-on' nu wel of niet de beste manier is voor een individuele student om te leren, de mogelijkheid om deel te nemen aan verschillende vormen van leren is belangrijk voor de cognitieve en fysieke ontwikkeling.

Constructivistisch onderwijs draait om het oplossen van problemen - de leerling centraal stellen in de ervaring en hem met vallen en opstaan een weg naar succes laten vinden. Authentieke activiteiten en kenniscreatie-omgevingen zijn er in overvloed met VAMR, waardoor meeslepende leeromgevingen aanpasbaar, in hun eigen tempo en actief boeiend zijn voor studenten. Dit is precies waar het onderwijssysteem om schreeuwt: een nieuwe manier om kinderen toekomstbestendig te maken voor de wereld die voor hen ligt.

We hebben het hierboven gehad over de positieve resultaten van onderzoek naar hoe constructivistisch leren door middel van VR slecht presterende leerlingen kan helpen. Maar de meeslepende aard van VR is ook een hulpmiddel bij het lesgeven aan mensen met leerproblemen, handicaps, sociale angst en zelfs PTSS. De virtuele omgeving stelt studenten in staat om hun eigen leren op een verkennende manier te controleren, waardoor ze meer zelfvertrouwen krijgen en meer zeggenschap krijgen over hun capaciteiten.

VAMR en de Wetenschappen

Een van de vakken die het meeste baat zou kunnen hebben bij de introductie van VAMR in de klas, is wetenschap. Vooral biologie kan tot leven komen als studenten een virtueel orgaan van dichtbij kunnen bekijken. Neem bijvoorbeeld het hart. Jij en ik herinneren ons misschien de gruwelijke ervaring van dissectie in de biologieles. Met virtual of augmented reality zal er geen bloed en bloed overblijven voor schoollaboratoriumtechnici om op te ruimen, en geen enkele student zal groen worden, het klaslokaal uitrennen. In plaats daarvan kan elke sectie uit de simulatie worden gehaald voor dieper onderzoek.

Naast anatomie zijn er veel andere biologische principes, waaronder plantenbiologie en geologie, die door VAMR aantrekkelijker en meeslepender kunnen worden gemaakt. Houd er rekening mee dat het gebruik van VAMR bij het onderwijzen van wetenschap veel verder reikt dan de middelbare school. Deze technologieën kunnen worden gebruikt tijdens de universiteit en de medische school, en zelfs in praktische opleidingen voor bestaande medische beroepen, zoals artsen en chirurgen (wat ze inderdaad al zijn).

Hoewel toegang tot meer geavanceerde VAMR-hardware voor de meeste scholen onbetaalbaar blijft, kan er veel worden bereikt op minder geavanceerde apparaten. Deze zullen echter meer in de trant van virtuele rondleidingen enzovoort zijn. Niettemin, naarmate de hardwareprijzen beginnen te dalen, is het waarschijnlijk dat virtuele en augmented reality-ervaringen van hoge kwaliteit toegankelijk zullen zijn voor meer onderwijsinstellingen. Voorlopig kan een Google Cardboard een geweldige aanvulling zijn op het klaslokaal, met 360°-fotografie en -video gehost op YouTube of via een mobiele app waarmee docenten een nieuw, boeiend element in hun lessen kunnen inbrengen.