Kestävän kaupungin rakentaminen lisätyssä todellisuudessa (AR)

Lisätyn todellisuuden (AR) avulla Ludenso Createssa luodaan malli tulevaisuuden kestävästä kaupungista. Oppijat voivat luoda 3D-objekteja tai osallistua simuloituihin ympäristöihin ja hankkia kokemuksia tietyltä alueelta.

Tiivistelmä: Ensimmäisessä koulutusmoduulissamme halusimme luoda tehtävän, jossa oppijat voivat osallistua ja olla mukana luomisprosessissa. Lisätty todellisuus (AR) on tehostettu teknologia, joka on peräisin virtuaalitodellisuudesta (VR). AR:n tarkoituksena on lisätä virtuaali kohteita tosielämän ympäristöihin. Koulutusmoduulissamme valitsimme käytettäväksi Ludenso Createn - https://www.ludenso.com/create/ Ludenso Create on norjalaisen Ludenso-yrityksen avoin ja ilmainen verkkosivusto. Se on helppokäyttöinen AR-luontityökalu, jonka avulla opiskelijat voivat visualisoida ideansa 3D-muodossa ja jakaa omia kohteitaan ainutlaatuisia AR-kokemuksina. Avainsanat: Kestävän kehityksen haaste, lisätty todellisuus, Ludenso Create, immersiivistä teknologiat, 3D-mallinnus, virtuaali vahvisteinen todellisuus. Resurssi Luettelo: Pääsy verkkosivustolle https://www.ludenso.com/ tietokoneella tai muilla laitteilla, joilla on pääsy verkkosivustolle. Asenna Ludenso Create -sovellus Apple Storesta – (https://apps.apple.com/no/app/ludenso-create/id1527754233?l=nb) tai Google Playstä (https://play.google.com/store/apps/developer?id=Ludenso+AS). Sovellus on asennettava älypuhelimeen tai iPadiin.  AR-laseja tulee olla vähintään 4–5, esimerkiksi MagiMask - https://www.aniwaa.com/product/vr-ar/ludenso-magimask/

Kestävyys on avain parempaan tulevaisuuteen meille kaikille. Planeettamme ja tulevaisuutemme perustuvat tietoisuuteen ja toimiin ekosysteemin suojelemiseksi ja luonnonvarojen säilyttämiseksi tuleville sukupolville. Kestävä kehitys on noussut keskeiseksi käsitteeksi, kun olemme oppineet ymmärtämään globaalin järjestelmämme ympäristö haasteita ja nykyistä energiakriisi ämme. Lisätyn todellisuuden käyttäminen voi tarjota oppilaille oivalluksia ja syvempää ymmärrystä aiheesta luomalla 3D-objekteja ja tarjoamalla mahdollisuuden tarkastella omia luomuksia lisätyssä todellisuudessa.  Tutkimukset osoittavat, että immersiivistä tekniikoilla voi olla myönteinen vaikutus oppilaiden oppimiseen, mutta ilmiön uutuuden vuoksi sen pedagogisesta hyödyntämisestä on vielä vähänlaisesti tietoa (Todd ym. 2016).  Stavangerin yliopisto julkaisi maaliskuussa 2021 raportin tutkimushankkeesta, joka käsittelee lisätyn todellisuuden pedagogista käyttöä peruskouluissa. - https://ebooks.uis.no/index.php/USPS/catalog/book/73 (saatavana vain norjaksi). Yksi tämän tutkimuksen tärkeimmistä havainnoista oli, että AR-tekniikka ja immersio voivat avata ovia syvälliseen oppimiseen.

Tehtävässä on kaksi kriteeriä: 1. Kestävän kehityksen missio Vuosi on 2122. Sinä ja luokkatoverisi/opiskelutoverini olette saaneet tehtävän rakentaa kestävä tulevaisuuden kaupunki. Kaupunki on rakennettava älykkäästi energiahuollon avulla, ja kaupungissa on oltava muita kestäviä ratkaisuja kaupungin ylläpitämiseksi. Miltä unelmatalosi ja unelmakaupunki näyttäisi 100 vuoden kuluttua? Käytä mielikuvitustasi! Vinkkejä! Voit hyötyä kaupungin piirtämisestä käsin ennen kuin aloitat 3D-rakentamisen ja Ludenso Createn käytön Opettajaversio: https://www.ludenso.com/create/teacher Oppilasversio: https://www.ludenso.com/create/student  2. Perusta virtuaalinen luokkahuone. Kootakseen kaikki tulevat kodit yhteen kaupunkiin opettajan on luotava galleria Ludenso Createssa. Oppilaat voivat kirjautua sisään opettajalta saadulla koodilla. Tuo esiin haasteen aikana keksimiä kestäviä ratkaisuja ja selitä ajatuksesi luokalle. Miksi tämä on ensisijainen tulevaisuuden kotisi/rakennuksesi, ja miten se voisi sopia tulevaan kaupunkiin? 3. Tutustu luomuksiin ja tulevaisuuden kaupunkiin AR-laseilla tai tabletilla Lataa Ludenso-sovellus AR-yhteensopivaan laitteeseen. Voit tutkia galleriaan tai yksittäistä 3D-mallia AR:ssä siirtymällä sovelluksen valikkoon, etsimällä mallisi, avaamalla sen ja napsauttamalla AR-painiketta. Aseta älypuhelin AR-laseihin ja tutki! Sovellusta on mahdollista käyttää tabletilla myös ilman laseja.

Lopulliseen ratkaisuun johtavassa prosessissa on kolme vaihetta. Ensimmäiseksi täytyy luoda 3D-objektit tietokoneen virtuaaliseen tilaan. Toisessa vaiheessa objektit siirretään lisättyyn todellisuuteen älypuhelimella. Lopuksi kokonaisuus koetaan AR-laseilla, jossa objektit sekoittuvat tosielämän ympäristöihin. Viimeisessä vaiheessa on tärkeää päästä jalkapallokentän kokoiselle avoimelle kentälle, sillä Ludenso Createn työtila on kooltaan 15 x 15 metriä. Lisätyn todellisuuden (AR) käyttäminen Ludenso Createssa sisältää kaksi tilaa, yhden opettajille ja toisen oppilaille. Jotta opettajat saavat yleiskuvan siitä, mitä oppilaat ovat luoneet, he voivat perustaa virtuaalisen luokkahuoneen, joka on ohjelmistossa nimetty galleriaksi. Opettaja voi perustaa erilaisia luokkahuoneita ja kutsua oppilaita valitsemaansa luokkahuoneisiin. Tästä on hyötyä oppilaille, kun he työskentelevät yhdessä samassa tilassa. Jokainen oppilas voi kehittää ja luoda omia esineitään ja nähdä samalla reaaliajassa, mitä opiskelijatoverit ovat luomassa. Tämä mahdollistaa mielekkäiden keskustelujen heräämisen luokkahuoneessa ja antaa oppilaille tilaisuuden jakaa ja esitellä ideoitaan. Kun koko tila on viimeistelty, oppilaat voivat tarkastella toistensa esineitä AR-laseja käyttämällä. Näin digitaaliset esineet ja tila sekoittuvat todellisen maailman ympäristöön. Oppilaat pystyvät selvästi erottamaan digitaalisen sisällön tosielämästä. 3D-mallinnusprosessi luo digitaalisia ratkaisuja ja malleja, jotka auttavat visualisoimaan, miltä kestävä kaupunki voisi näyttää. Oppilaat voivat kokea kaupungin lisätyssä todellisuudessa.  Luovien prosessien ja AR-kokemusten kautta oppilaat pääsevät käsiksi ulottuvuuksiin, joihin heillä ei fyysisesti olisi pääsyä. Tällaisia ulottuvuuksia voivat olla esimerkiksi historialliset tapahtumat sekä tulevaisuuden skenaariot ja kestävät innovaatiot. Immersiivinen teknologia, kuten AR, mahdollistaa keskustelun mitoista, perspektiivistä ja esteettisistä valinnoista prototyyppien valmistelussa. Virtuaalisen luokkahuoneen avulla oppilaat voivat keskustella uusista teknologisista keksinnöistä ja ratkaisuista, luoda niitä 3D-ympäristössä yhdessä opiskelutovereiden kanssa ja kokea, kuinka heidän luomansa prototyyppi tulee esiin, kun se sekoittuu tosielämän ympäristöihin.

Toimintaa voidaan kehittää edelleen antamalla oppilaille tarkempia kestävän kehityksen osa-alueita. Jotkut oppilaat voivat keskittyä tutkimaan uusia energiaratkaisuja, toiset taas erilaisia saaste lähteitä. Aihe ja tehtävänanto voi “kestävän kehityksen haasteen” sijaan koskea esimerkiksi jonkin ympäristöongelman ratkaisua tai vihreän teknologian suunnittelua. Immersiivistä teknologioiden kuten AR:n kanssa työskentely antaa oppilaille aikaa optimoida mallejaan ja 3D-objektejaan ja kehittää työtään pitkäjänteisesti. Tässä jatkumossa oppilaat optimoivat esineensä testaamalla ja katsomalla niitä AR-laseilla ja kehittävät niitä sitten edelleen.

Oppimisprosessin yksinkertaistamiseksi on AR-lasien sijaan mahdollista käyttää tablettia ja AR-toimintoa. Erityisoppilaat voivat suunnitella heille itselleen läheisiä 3D-objekteja, jotka ovat jäljitettävissä valmiista kuvista.

Vaihtoehtoinen lisättyä todellisuutta käyttävä tehtävä voisi olla tiettyjen rakennusten suunnittelu ja luominen annettujen kriteerien mukaan. Tämä tehtävä tarjoaa oppilaille mahdollisuuden tutkia yksityiskohtia tai luoda erilaisia prototyyppejä samasta rakennuksesta.

Tämä STEAM-oppimis aktiviteetin työpaja on suunnattu peruskoulun opettajille, jotka saattavat olla kiinnostuneita käyttämään lisättyä todellisuutta (AR) pedagogisena työkaluna luokkahuoneessa. Tämä tehtävä esittelee Ludenso Createn hyödyllisenä verkkosivustoa ja ilmaisena työkaluna. Suunniteltu tehtävä on kestävän kehityksen haaste, jonka toivomme motivoivan oppilaita toimimaan paremman tulevaisuuden puolesta.Työpaja voitaisiin suunnitella viiteen vaiheeseen: 1. Kestävän kehityksen haasteen esittely. Tässä osassa opettaja kerää oppilaiden ideat keskustelemalla ja rajaamalla aiheen. (15–20 minuuttia) 2. Lisätyn todellisuuden (AR) käsittely ja määrittely immersiivinen teknologiana. Ludenso Createn esittely ja sovelluksen lataaminen älypuhelimiin tai tabletteihin, ohjelmistoon tutustuminen yhdessä. Opettaja voi käyttää älytaulua ohjelmiston esittelyyn. Tämän jälkeen opettaja jakaa etukäteen sovituille oppilasryhmille kutsut virtuaali luokkahuoneisiin annetulla koodilla. (15–20 minuuttia) 3. Oppilaat aloittavat Kestävän kehityksen haasteen suunnittelemalla 3D-objekteja Ludenso Createssa. (30–45 minuuttia) 4. Oppilaat siirtävät digitaaliset objektinsa älypuhelimeen. Sitten he tutkivat objekteja AR-laseilla ja vievät lasit todellisiin lähiympäristöihin. (15–20 minuuttia) Tämän jälkeen oppilaat voivat edelleen jatkaa objektien optimointia tietokoneella. 5.  Kun kaikki oppilaat ovat saaneet suunnitelmansa valmiiksi, opettaja näyttää kaikki virtuaaliset ratkaisut näytöllä, ja oppilaat kertovat tekemistään ratkaisuista ja prosessin herättämistä ajatuksista. (10–20 minuuttia)

• Brigham (2017). Reality Check: Basics of Augmented, Virtual and Mixed Reality. https://www.researchgate.net/publication/316574920_Reality_Check_Basics_of_Augmented_Virtual_and_Mixed_Reality
• Maas & Hughes (2020). Virtual, augmented and mixed reality in K-12 ecucation: a review of the literature. https://www.researchgate.net/publication/339916216_Virtual_augmented_and_mixed_reality_in_K-12_education_a_review_of_the_literature

• Scarbocci & Njå (2021). Fremtidsrettet og pedagogisk bruk av AR-teknologi i grunnskolen. https://ebooks.uis.no/index.php/USPS/catalog/book/73