طوّر فريق من الباحثين في جامعة «كولورادو بولدر» الأميركية نوعاً جديداً من الكتب المدرسية التفاعلية التي تتيح تحويل الصور الساكنة نماذجَ محاكاة ثلاثية البُعد تعمل وتقفز أو تدور عبر أجزاء الصفحة.

وأصبح من الممكن للطلاب في أي فصل دراسي في جميع أنحاء العالم، وباستخدام جهاز «آيباد» فقط، إعادة تصوّر المخططات الدراسية التقليدية في أي كتاب مدرسي، وتحويل هذه الصور غير المتحرّكة نماذجَ تفاعلية ثلاثية البُعد.

هذا النوع الجديد من الكتب المدرسية هي من بنات أفكار فريق من علماء الكومبيوتر بقيادة ريو سوزوكي في الجامعة. نُشرت نتائج دراستهم بوصفها جزءاً من وقائع ندوة «ACM» السنوية الـ37 حول «برمجيات وتقنيات واجهة المستخدم».

قال سوزوكي، الأستاذ المساعد في معهد «أطلس وقسم علوم الكومبيوتر» في جامعة «كولورادو بولدر»: «عادةً ما تكون هذه المخطّطات الدراسية ثابتة، ويتعيّن على الطالب أن يتخيّل ما يحدث. 

ولكن ماذا لو كان بإمكاننا أخذ أي مخطَّط ثابت من أي كتاب مدرسي وجعله تفاعلياً؟».

حصل سوزوكي وزملاؤه مؤخراً على جائزة «أفضل ورقة بحثية» عن عملهم في ندوة «ACM» السنوية الأخيرة في بيتسبرغ بالولايات المتحدة.

يقول باحثو الدراسة: «تخيّل أنك تفتح كتاب الفيزياء في المدرسة الثانوية لتجد رسماً لمتزلّج يتأرجح على قمة جبل استعداداً للقفز. 

من المفترض أن يعلّمك الرسم التخطيطي موضوعات مثل الطاقة الحركية، لكن المتزلّج لا يتحرّك أبداً وفق الرسمة المدونة بالكتاب. إنه يجلس هناك فقط في المكان عينه».

صمَّم فريق سوزوكي أداة تسمح للطلاب بتسجيل هذا الرسم التخطيطي باستخدام أجهزة «آيباد» الخاصة بهم. ثم بعد أن يضبط المستخدمون بعض الإعدادات على الجهاز، تستعين الأداة بالذكاء الاصطناعي لجعل المتزلّج يتحرّك عبر الشاشة. 

ينزل بسرعة من أعلى التلّ، ويقفز ويطير. إنه دقيق علمياً أيضاً.

يرى سوزوكي المشروع فرصةً لإعادة اختراع الكتاب المدرسي، مما يمنح المتعلّمين الفرصة ليس فقط للقراءة عن العلوم، ولكن أيضاً لرؤية الموضوعات تعمل بالفعل.

وهو ما علّق عليه سوزوكي، الذي بدأ المشروع باحثاً في جامعة «كالغاري» في كندا: «نعتقد أنّ مستقبل التعليم يجب أن يكون أكثر تفاعلية وشخصيةً».

يتذكر أديتيا جونتورو، المؤلّف الأول للدراسة، أيامه في تعلُّم الفيزياء: «اعتدتُ الجلوس خلال فصل العلوم في المدرسة الثانوية، معتقداً أنه يجب أن تكون هناك طريقة أفضل لتصوّر تلك الموضوعات».

ويضيف طالب الماجستير في علوم الكومبيوتر بالجامعة: «لقد كنت محبطاً جداً. أردت تصوّر هذه المفاهيم».

تعتمد الأداة على نموذج يُسمَّى «سغمنت أنيثينغ» من شركة «ميتا». 

إنها أداة تصوّر حاسوبية تسمح للمستخدمين بالنقر فوق صورة لعزل أشياء معينة مثل كلب، أو ربما وجه. 

وبالمثل، من خلال الفيزياء المعزّزة، يختار الطلاب والمعلّمون أشياء مختلفة داخل مخطَّط التعلُّم، مثل المتزلّج والقفز على الجليد، ويعيّنون لهذه الأشياء أدواراً محدّدة. 

ثم يطبّق الذكاء الاصطناعي بعض مفاهيم الفيزياء الأساسية، مثل قوة الجاذبية، لتحريك هذه الأشياء. إنها تعمل أيضاً مع عدد من أنواع المخطَّطات المختلفة.

صمَّم الفريق منتجه بتعليقات من طلاب حقيقيين يدرسون الفيزياء ومع مدرّسي العلوم.

وأشار سوزوكي إلى أنّ الأداة ليست مثالية بعد، وحتى الآن، لا يمكن تحويل رسم تخطيطي جديد محاكاةً فعّالة إلا بنسبة 60 في المائة من الوقت. لكن الفريق يعمل على تحسين معدّلات النجاح هذه.

في نهاية المطاف، يرغب الباحث وزملاؤه في تجاوز عرض الفيزياء والعلوم الأخرى باستخدام تقنية مماثلة لتحويل أي رسم تخطيطي في أي نوع من المستندات عالماً حيوياً ثلاثي البُعد يمكن للطلاب الدخول إليه بمساعدة نظارات الواقع المعزّز.

وختم: «هذا هو هدفنا؛ الهروب من العالم الثابت ثنائي البُعد إلى العالم التفاعلي ثلاثي البُعد».