Augmented Reality in het onderwijs: Hype or Hope?

In het trendrapport van de onderwijsportal Kennisnet wordt Augmented Reality genoemd als één van de vijf technologieën die het onderwijs komende vijf jaar zal beïnvloeden. ‘Augmented Reality’, de term doet denken aan het versleten begrip virtal reality uit de jaren ’80 van de vorige eeuw.  Weet je nog: met zo’n spuuglelijke helm uit een foute SF-film een virtuele wereld ‘beleven’. Daar hoor je nooit meer iemand over. Is AR een tijdelijk speeltje van een reclamebureau of kan de nieuwe techniek het onderwijs daadwerkelijk verrijken?

Onecht sponsorbord naast het goal
Op zich wordt augmented reality (AR) al lang gebruikt. Simpelste voorbeeld is het sponsorbord vlak naast het goal dat we elke zondagavond op Studio Sport zien. De keeper loopt er dwars doorheen. Tovenarij? Valt mee : de borden zijn virtueel aan het TV-beeld ‘toegevoegd’.
AR doet eigenlijk hetzelfde: een digitale laag over de fysieke wereld leggen. Deze laag kan bestaan uit symbolen, afbeeldingen, extra teksten maar ook filmpjes, links en 3D-modellen. Zo wordt de wereld om je heen door het oog van je mobiele camera of door je webcam op je laptop constant van actuele en leerzame informatie voorzien, afkomstig van het web.

Een virtueel pashokje bezoeken vanuit je luie stoel
Met de komst van webcams, GPS en smartphones is deze techniek nu ook binnen handbereik van de consument.  Inmiddels kan hij met behulp van uitgeprinte markers achter de webcam van de computer (of digitale TV) in de woonkamer op speciale websites met AR brillen, horloges en kleren passen. Grootste voordeel vormt hier het winkelen vanuit je luie stoel (dus onafhankelijk van plaats en tijd).
AR kan ook gebruikt worden door apps op de smartphone. Door de mobiel op een huis te richten krijgt de consument direct de actuele verkoopprijs in beeld of zoekt hij met een app van ING naar de dichtstbijzijnde pinautomaat. Bij de mobiele toepassing  lijkt de ‘just-in-time’ en locatiegebonden informatie voor de consument de grootste meerwaarde te hebben. We nemen deze twee soorten AR (markerbased en locationbased) onder de loep.  Wat kan de scholier hiermee in de toekomst?

Met een pop-up schoolboek de wereld op je bureau
Sinds Gutenberg de bijbel in de 15^e eeuw in druk liet verschijnen is het schoolboek nauwelijks veranderd. Gravures zijn inmiddels foto’s en graphics geworden, dat wel, maar het merendeel van de scholieren zit ’s middags na het kopje thee verplicht tekst en plaatjes door te werken.
Augmented Reality kan hierin verandering brengen. Vergelijkbaar met de pop-up boeken uit je kleutertijd krijgt klassiek leermateriaal door middel van een camera en een marker een derde dimensie. Het Thaise bedrijf LearnGear ontwierp een dergelijk schoolboek:  ‘The Earth’s Structure Prototype’.

We zien een aardrijkskunde-boek met een verhaal over aardlagen. Door een simpele marker in de kantlijn van de pagina onder een webcam te houden verschijnt op het boek een doorsnede van de aardbol in 3D. De tekst en illustraties krijgen daardoor veel meer betekenis. De leerling kan het model van de aarde van alle kanten bekijken door het boek te draaien. Bedenk hiervoor in de plaats historische gebouwen, organen of molecuulstructuren en je hebt het toekomstige schoolboek geschiedenis, biologie of scheikunde in je hand.

Het project AR-sights van het Italiaanse bedrijf Inglobe Technologies startte zelfs een community waarbij iedereen zijn eigen gemaakte 3D versies van belangrijke gebouwen kan posten op de Google Earth-kaart. Een school in Amsterdam maakte hier een themaproject van.

Met een AR-loep begrijpend lezen
De AR-loep van het Creative Learning Lab is een AR-tool op maat.  Boven het schoolboek hangt een soort digitale loep, zoals slechtzienden die gebruiken bij borduren. Door de aanwezigheid van markers krijgt de te lezen pagina een extra-dimensie. De AR-camera zorgt ervoor dat woorden in beeld voorzien worden van een plaatje, of je tikt op de loep en je krijg dit woord te horen. Door deze lamp wordt het bijvoorbeeld mogelijk om afbeeldingen, vertalingen en spraakvoorbeelden van moeilijke woorden in lesmateriaal door te voeren. Beelddenkers hebben hier ook profijt van.

Een schoolboek met uitsluitend QR-codes en markers
Een kleine stap lijkt het dan nog naar een tablet op je bureau met verrijkte onderwijscontent: tekst en beeld op een touchscreen, gelardeerd met filmpjes, animaties, infographics, urls, wiki’s, social media, quizjes, games en 3D-modellen. Het fysieke lesmateriaal zal dan mogelijk uitsluitend bestaan uit markers en QR-codes, op maat gemaakt voor elke leerling.


Het klaslokaal naar de wereld verplaatsen
De markerbased toepassingen van AR halen de wereld het klaslokaal binnen; met de locationbased toepassingen kun je als scholier de wereld buiten het klaslokaal bestuderen. Download de Layar app op je mobiel, kies een categorie (bijvoorbeeld architectuur), laadt de layer Rijksmonumenten, neem de tram naar de Dam en richt je mobiel op het Paleis. Naast het gebouw verschijnt in beeld de naam van de bouwmeester Jacob van Campen en het bouwjaar 1648. De layar-browser biedt nu in een groot aantal categorieën layers op de smartphone aan die via het camerabeeld de ons omringende wereld voorzien van extra-informatie. De locatationbased AR-techniek verandert de smartphone plaatselijk in een stadsgids en pocket-encyclopedie.

De verdwenen watertoren van Watergraafsmeer
De categorie ‘Educatie’ (31 layers) van Layar biedt concrete voorbeelden van buitenonderwijs. Scholieren kunnen in het kader van een les geschiedenis bijvoorbeeld met hun mobiel op pad, op zoek naar een verdwenen watertoren in het park waar ze dagelijks doorfietsen. Het beeld van de camera toont de watertoren, precies op de plek waar hij vroeger stond. De scholieren van een vmbo uit Oudenbosch kunnen een  “Helofytenfilter’-layer downloaden. Op locatie leren de leerlingen over de werking van ecologische filters. Rond de vijver zijn verschillende markers aangebracht die via een tablet met camera demonstreren hoe riool en afvalwater gefilterd worden met behulp van planten. Hierdoor hebben de leerlingen buiten geen boeken en lesmateriaal meer nodig en toch alle informatie bij de hand.

AR in het onderwijs: Hype, Hell or Hope
Omdat de experimenten met AR in het onderwijs in volle gang zijn is het nog veel te vroeg om een conclusie te trekken. Dat lesmateriaal door de AR-visualisatie betekenisvoller wordt is evident.  Maar zoals bij elke technologische innovatie groeit de afhankelijkheid. Wanneer de GPS of de internetverbinding uitvalt kan er nauwelijks meer les gegeven worden. Nu merk je al dat veel layers van Layar het slecht doen omdat op een locatie geen wifi beschikbaar is. Wil je AR demonstreren in de klas dan is er nooit standaard wifi, is er geen pc of laptop met een webcam en de meeste scholieren weten helemaal niet hoe zij hun Android smartphone kunnen gebruiken voor deze toepassingen. Dat is allemaal een kwestie van bewustzijn en tijd.

Vooral mensen van boven de dertig zullen wel eens denken bij dit soort ontwikkelingen: ‘Doe alle apparaten uit, lees je schoolboek en bespreek de lesstof met je leerkracht. Vertrouw op je eigen kritische waarneming en op je geheugen, als bron van kennis.’
Maar dat was voor de komst van internet. Het web staat inmiddels bomvol met aanvullende kennis over al die zaken die we vroeger graag op locatie hadden willen ‘toevoegen’,‘raadplegen’ of ‘visualiseren’. Maar dat was niet mogelijk. Thuis werd een verouderde Winkler Prins opengeslagen. Scholieren van nu weten geeneens meer wat dat is. Met de wiki-app op hun smartphone hebben ze een volledige bibliotheek in hun zak zitten.