VIRTUÁLIS VALÓSÁG SEGÍTSÉG A TÉR- ÉS MÉLYSÉGÉSZLELÉSHEZ

Átírás

1 VIRTUÁLIS VALÓSÁG SEGÍTSÉG A TÉR- ÉS MÉLYSÉGÉSZLELÉSHEZ VIRTUAL REALITY FOR HELPING THE PERCEPTION OF SPACE AND DEPTH Buday Endre, budaye_tbg@fre .sulinet.hu Teleki Blanka Gimnázium Sikné Dr. Lányi Cecília, lanyi@almos.vein.hu Veszprémi Egyetem 1. Bevezetés A megfelelő térlátás nem csak bizonyos foglalkozásokhoz nélkülözhetetlen, de a mindennapi életben is nagyon fontos. Többek között szükséges a világ megismeréséhez, és a benne való tájékozódáshoz is. A legtöbb szerző azon a véleményen van, hogy a tér- és mélységészlelés az életünk első éve alatt fejleszthető, és a gyermekkorban való fejleszthetőséget a gyakorlat is alátámasztja. Vizsgálatunkban arra a kérdésre kerestük a választ, hogy fejleszthető-e a térlátás virtuális valóságon alapuló képességfejlesztő program segítségével? Ha a válasz igen, akkor milyen mértékű lehet a javulás? A tesztünkben 139 középiskolás tanuló vett részt két iskolából. Először hagyományos, papír alapú tesztet kellett megoldaniuk, majd minden egyes tanulócsoportnak körülbelül a fele gyakorolhatott egy virtuális valóság programmal [1], [2]. Ez a program többek között a papíros tesztfeladatokhoz hasonló feladatokat tartalmaz, azok animációval egybekötött helyes megoldásaival együtt. A gyakorlás után a papír alapú tesztfeladatokat újból meg kellett oldani, azon tanulóknak is, akik gyakoroltak a virtuális valóság programmal, és azoknak is, akik csak a papír alapú tesztet használták. Ezután az eredményeket összehasonlítottuk az első teszt eredményeivel. 2. A papír alapú teszt Az eredeti papír alapú tesztfeladatokat Kárpáti Andrea, Séra László és Gulyás János állította össze az Eötvös Loránd Tudományegyetemen [3]. Ezekből kiindulva, olyan feladatokat dolgoztunk ki, amelyek összhangban vannak a fent említett számítógépes program feladataival. A feladatokat két képességfaktor alapján csoportosíthatjuk, ekképpen két részképességet feltételezünk. Ezeket felismerésnek, illetve manipulációnak nevezhetjük Eliot kifejezéseivel [4]. Ő alkalmazta ugyanis ezeket az elnevezéseket az általa használt tesztek csoportosítására. A tapasztalatunknak megfelelően ezek a kifejezések nem csak a tesztek közti különbségeket írják le nagyon világosan, hanem a megoldásukhoz szükséges részképességeket is. A vizsgálatunkban alkalmazott feladatok további típusokba sorolhatók be: vetületképzés, rekonstrukció, szerkezetlátás, alakzatok képzeleti transzformációja, és dinamikalátás.

2 3. A képességfejlesztő program bemutatása A program elkészítéséhez a következő programozási eszközök kerültek felhasználásra: Visual Basic 6.0 (ActiveX, DirectDraw), Visual C (DirectX), VRML, AliasWavefront Maya 4.5, Adobe Photoshop 7.0. A program a személyes adatok regisztrációjával kezdődik. Ezután a főmenüt láthatjuk. Az első menüpont (Képességmérő Tesztek) kiválasztása után a feladatok listáját kapjuk. A feladatokat a lista szerinti sorrendben lehet megoldani. Minden egyes résznél lehetőség van a felhasználó interaktív részvételére. A feladatokra adott megoldásait rögtön ellenőrizheti is a Megoldás gombra történő kattintással. Az aktuális feladat rövid leírását a Leírás gomb szolgáltatja. A Következő gomb eredményezi a következő feladatot, míg az Előző gomb hatására az előző képernyőhöz, illetve feladathoz juthatunk. A pontozásba azonban a feladatnak csakis a legelső megoldása számít bele. A Kilépés gombra kattintva visszajutunk a Képességmérő tesztek kezdőképre, míg bizonyos képernyőképeken az Összesítés gomb kiválasztásával megkaphatjuk a végeredményt (1. ábra). 1. ábra Lesz-e kocka az alaprajzból? feladat A programban fellelhető animációk segítik a feladatok helyes megoldásának megtalálását. A Lesz-e kocka az alaprajzból? feladatban például, a tanulók az egér segítségével hajtogathatták, vagy forgathatták el a hálózati diagramokat (1. ábra). Az igenlő, vagy tagadó válaszukat a megfelelő gomb megnyomásával rögzíthették. Az Azonos-e a hasonló alakzat? feladatban a gyerekeknek azt kellett megtalálniuk, hogy az alul látható öt kocka közül melyek azonosak a felül látható kockával? Az egér segítségével elforgathatták a felső kockát, hogy meg tudják nézni különböző irányokból (2. ábra). A Lesz-e kocka az alaprajzból?, és az Azonos-e a hasonló alakzat? feladatok az alakzatok képzeleti transzformációja feladattípusba tartoznak.

3 2. ábra Azonos-e a hasonló alakzat? feladat A negyedik feladat az ún. Lesz-e csomó a zsinóron? feladat. Ez a dinamikalátás feladattípushoz tartozik. A tanulóknak itt azt kellett elképzelniük, hogy mi történne akkor, ha a cipőfűző két végét meghúznák: keletkezne rajta csomó, vagy nem (3. ábra)? A forgatható minta itt is segíti a döntést. 3. ábra Lesz-e csomó a zsinóron? feladat Az Átfér-e az alakzat a nyíláson? feladatban a tanulóknak meg kellett találniuk azokat az alakzatokat, amelyek átférnek a falban található lyukon. Mind a fal, mind az alakzatok az

4 egérrel forgathatók. A Megoldás gomb hatására az alakzatok lyukon való áthaladása, illetve megakadása is végignézhető (4. ábra). 4. ábra Átfér-e az alakzat a nyíláson? feladat Ennek a képességfejlesztő programnak vannak további újdonságai is. Kísérleti céllal új típusú teszteket is tartalmaz: komplex figura tesztet, és labirintust. Alkalmaz továbbá anagliph ábrákat (a 3. ábrán látható Anagliph feliratú gomb), és felkínál menüpontokat 3D szemüveghez, illetve VR sisakhoz. A program néhány további jellemzője: felhasználók regisztrálása, feladatok pontozása, mentési lehetőség, felhasználó-barátság, fejleszthetőség, és bővíthetőség. 4. A vizsgálat menete 139 középiskolás tanuló vett részt a tesztünkben, két iskolában: 112 hetedik, kilencedik és tizenegyedik évfolyamos tanuló Székesfehérváron, és 27 tizenkettedik és tizenharmadik évfolyamos tanuló Zalaegerszegen (1. táblázat). Először ki kellett tölteniük a papír alapú tesztet, utána egy másik órán a tanulóknak körülbelül a fele gyakorolhatott a számítógépes tesztekkel, és végül a harmadik órán mindannyian ismét kitöltötték a papír alapú tesztet. Ezek után lehetővé vált, hogy összehasonlíthassuk az első teszt eredményeit a másodikéval. Meg lehetett vizsgálni, hogy vajon a virtuális valóság feladatok segíthetnek-e jobb pontokat elérni a második tesztben? Másrészt, a lányok és a fiúk eredményeit is párhuzamba lehetett állítani. Emellett, vizsgálni lehetett a tanulók eredményeit a specializáció (matematika, idegen nyelvek, építészet) szerint is. 5. A kiértékelés A virtuális valóság feladatokkal történő gyakorlás előtt, illetve után megíratott tesztet kiértékeltük, és összehasonlítottuk. A második teszt ugyanaz volt, mint az első. A tanulóknak 8 feladatot kellett megoldaniuk. A kiértékelésben végül is az összes pontszám/maximális pontszám hányadost alkalmaztuk.

5 Csoport Korcsoport Specializáció Létszám Lányok Fiúk A B C D E F 7. évfolyam, 13 éves tanulók Idegen nyelvek (55%) 14 (45%) 7. évfolyam, 13 éves tanulók Matematika (32%) 21 (68%) 9. évfolyam, 15 éves tanulók Matematika (39%) 20 (61%) 11. évfolyam, 17 éves tanulók Idegen nyelvek (94%) 1 (6%) 12. évfolyam, 18 éves tanulók Építészet 16 3 (19%) 13 (81%) 13. évfolyam, 19 éves tanulók Építészet 11 0 (0%) 11 (100%) Együtt (42%) 80 (58%) 1. táblázat A tesztben résztvevő tanulók kora, specializációja és neme Több lehetőség is nyílt az eredmények összehasonlítására (2. és 3. táblázat). A nemek szerinti eredmények tekintetében megfigyelhető, hogy a fiúk mindkét tesztben jobb eredményt értek el, mint a lányok. A fejlődés mértéke viszont a lányoknál volt nagyobb. A speciális matematika tagozatra járó tanulók (B és C csoport) lényegesen jobb eredményt értek el, mint az idegen nyelvi tagozatra járók (A és D csoport), a növekedés mértéke pedig az utóbbiaknál volt nagyobb, különösen az idősebb korcsoportnál (D). Az építőipari középiskolába járó tanulók (E és F csoport) jól teljesítettek, különösen a 13. évfolyamosok, a fejlődés mértéke viszonylag kicsi volt. Csoport Fiúk Lányok Teszt 1 Teszt 2 Változás Teszt 1 Teszt 2 Változás A 57,14% 65,84% 8,70% 61,51% 66,88% 5,37% B 74,02% 80,54% 6,52% 70,22% 76,96% 6,74% C 79,46% 83,48% 4,02% 76,92% 83,95% 7,03% D 80,43% 82,61% 2,18% 59,51% 68,48% 8,97% E 70,74% 72,74% 2,00% 64,49% 65,94% 1,45% F 91,70% 91,90% 0,20% Együtt 74,40% 79,02% 4,62% 66,82% 73,41% 6,59% 2. táblázat Az egyes csoportok nemek szerinti eredményei Összehasonlítva a két legnagyobb csoportot: azok a tanulók, akik gyakorolhattak a számítógépes programmal, jobb eredményt értek el a második tesztben (a növekedés 5,99%-os volt), mint azok, akik nem gyakoroltak (a növekedés 5,06%-os volt). A kis

6 Csoport Tanulók (csak papíros tesztek) Tanulók (+számítógépes tesztek) Együtt Teszt 1 Teszt 2 Változás Teszt 1 Teszt 2 Változás Teszt 1 Teszt 2 Változás A 61,01% 66,98% 5,97% 57,97% 65,80% 7,83% 59,54% 66,41% 6,87% B 70,43% 76,81% 6,38% 75,00% 81,79% 6,79% 72,79% 79,38% 6,59% C 76,33% 82,13% 5,80% 81,01% 85,51% 4,50% 78,46% 83,66% 5,20% D 58,94% 65,94% 7,00% 62,77% 73,10% 10,33% 60,74% 69,31% 8,57% E 69,25% 69,88% 0,63% 69,81% 72,71% 2,90% 69,57% 71,47% 1,90% F 91,74% 90,00% -1,74% 91,67% 93,48% 1,81% 91,70% 91,90% 0,20% Együtt 69,72% 74,78% 5,06% 71,96% 77,95% 5,99% 70,83% 76,35% 5,52% 3. táblázat Az egyes csoportok gyakorlás szerinti eredményei különbség ne tévesszen meg senkit: nagymértékben a feladatok pontozásából fakad. Másrészt, technikai, és szervezési okok miatt körülbelül 35 perc jutott a számítógéppel történő gyakorlásra, és a még nagyobb hatékonyság eléréséhez nyilvánvalóan több idő szükséges. A vizsgálatunk mindenesetre így is megmutatta, hogy megfelelő virtuális valóság programok segíthetik a gyerekek térlátásának fejlesztését. A módszer hatékonysága nagyobb fiatalabb gyerekeknél, illetve azoknál, akik nem reál beállítottságúak, vagy nem túl jó képességűek (a tesztben részt vett gyerekek túlnyomó része nagyon jó képességű). 6. Összegzés A térlátás gyermekkorban fejleszthető. Kísérletünkben virtuális valóság alkalmazásokat is használtunk éves tanulók tesztelésére. Először meg kellett oldaniuk hagyományos papír alapú tesztet, majd körülbelül a tanulók fele gyakorolhatott egy virtuális valóság programmal. A gyakorlás után a papír alapú tesztet újból meg kellett oldaniuk. A vizsgálataink megmutatták, hogy megfelelő számítógépes programok jobb térlátáshoz segíthetik a gyerekeket. A számítógép, és a virtuális valóság használatának nagy előnye többek között, hogy interaktív, változatos, hosszabb időre képes fenntartani a gyerekek érdeklődését, és sikerélményt okozhat a számukra. Örvendetesnek tartanánk, ha ilyen jellegű programok használata szerepelne a fiatalabb korosztályok tanterveiben. Irodalomjegyzék [1] Gergely Ákos: Számítógéppel támogatott térlátásfejlesztés (Anagliph szemüveggel és virtuális valóság sisakkal), Diplomamunka, Veszprémi Egyetem, [2] Toldi Zsolt: Számítógéppel segített térlátásfejlesztés (Anagliph és VR szemüveggel), Diplomamunka, Veszprémi Egyetem, [3] Séra László, Kárpáti Andrea, Gulyás János: A térszemlélet fejlődése és iskolai fejlesztése, Comenius Kiadó, Pécs, [4] J. Eliot: Models of psychological space: Psychometric, developmental and experimental approaches, New York, Springer, 1987