Een vrouw tuurt door een bril ingebed in een grote zwarte helm. Bosgeluiden komen uit verschillende hoeken van de kamer: een vogel tsjirpend hier, een bries die daar fluistert. Ze beweegt zich langzaam door de kamer. Aan de muur wordt een vlak digitaal bos geprojecteerd, zodat waarnemers een ruw beeld van haar omgeving kunnen krijgen, maar in haar gedachten loopt deze student niet langer door een kleine, krappe kamer in een universitair laboratorium. Dankzij die zwarte helm loopt ze door het bos.

Binnen een minuut heeft ze een joystick overhandigd die eruitziet en trilt als een kettingzaag, en ze wordt gevraagd een boom om te hakken. Terwijl ze de taak voltooit, voelt ze dezelfde weerstand die ze zou kunnen voelen als ze een echte boom zou kappen. Wanneer ze dit bos verlaat en terugkeert in de 'echte' wereld, zal haar papierverbruik met 20 procent dalen en zal ze een meetbare voorkeur voor gerecycleerde papierproducten laten zien. Die effecten zullen zich de komende weken voortzetten en onderzoekers veronderstellen dat het een vrij permanente verschuiving zal zijn.

Ter vergelijking: studenten die een video over ontbossing bekijken of een artikel over het onderwerp lezen, zullen zich die dag bewust worden van papierverspilling, maar tegen het einde van de week zullen ze terugkeren naar hun basisgedrag.

Milieuverantwoord gedrag cultiveren

Gezien de onwaarschijnlijkheid van elk kind met een "wilde" natuurbeleving, zijn onderzoekers op zoek naar andere manieren om milieuvriendelijk gedrag te cultiveren. De boomsnij-studie is er een van veel die Stanford University heeft uitgevoerd in zijn Virtual Human Interaction Lab in de afgelopen jaren in een poging om erachter te komen in hoeverre een gesimuleerde ervaring van invloed kan zijn op het gedrag. En het maakt deel uit van een groeiend aantal onderzoeken dat suggereert dat virtuele ervaringen een krachtige katalysator kunnen zijn voor anderszins apathische groepen om zich zorgen te maken over problemen en actie te ondernemen, onder meer met betrekking tot klimaatverandering.

Dat is belangrijk omdat, hoewel de tijd doorgebracht in de natuur bewezen heeft zeer gunstig te zijn voor de menselijke gezondheid, of mensen de gunst terugbetalen, geneigd is om te vertrouwen op het soort natuurervaringen die ze in hun jeugd hebben. In een 2009 studie gepubliceerd in het tijdschrift PLoS ONE, onderzoekers van de Universiteit van Pretoria in Zuid-Afrika ontdekten dat terwijl mensen die tijd besteedden aan wandelen en backpacken meer bereid waren om instandhoudingsinspanningen een decennium of later te ondersteunen, degenen die nationale parken hadden bezocht of tijd doorbrachten met vissen als kinderen, waren eigenlijk minder geneigd om te doen alles om het milieu te ondersteunen.

An eerdere studie over de relatie tussen natuurervaringen en het milieumanagement ontdekte dat, terwijl degenen die hun jeugd in de "wilde" natuur hadden doorgebracht - gedefinieerd als wandelen of spelen in het bos - meer kans hadden om milieuactivisten te zijn als volwassenen, degenen die waren blootgesteld aan "gedomesticeerd" de natuur - gedefinieerd als bezoeken aan parken, het plukken van bloemen, het planten van zaden of het verzorgen van tuinen - was dat niet. Gezien de onwaarschijnlijkheid van elk kind met een "wilde" natuurbeleving, zijn onderzoekers op zoek naar andere manieren om milieuvriendelijk gedrag te cultiveren.

Empowerment van studenten met een gevoel van controle

Het nieuwste werk met virtual reality bouwt voort op ongeveer een halve eeuw aan gedragsstudies die aangeven dat de bereidheid van mensen om van gedrag te veranderen direct verband houdt met ons gevoel van controle.

Voorstanders van virtual reality denken dat dit de gevolgen van klimaatverandering zou kunnen helpen opdrijven en dat mensen zich gemachtigd voelen om er iets aan te doen. Klimaatverandering, zoals vele grootschalige milieukwesties, is een probleem waar weinig mensen het gevoel hebben dat ze een directe impact hebben - In voor en tegenspoed.

Zoals onderzoekers Sun Joo (Grace) Ahn en Jeremy Bailenson in a hebben geschreven binnenkort verschijnen in het tijdschrift Computers en menselijk gedragkunnen individuele acties op microschaal, zoals het niet recyclen van papier of het ondersteunen van bepaalde beleidsmaatregelen, in de loop van de tijd bijdragen tot negatieve gevolgen voor het milieu, zoals ontbossing, die op zijn beurt de klimaattrends gedurende vele jaren beïnvloedt. Maar de lange tijdsbestekken en enorme schaal zorgen voor een gevaarlijke scheiding. Terwijl 97 procent van de peer-reviewed klimaatwetenschappelijke onderzoekspapieren die sinds 1991 zijn gepubliceerd, wijzen op menselijke activiteiten als een primaire bijdrage aan klimaatverandering, de helft van de Amerikanen zie de link.

Voorstanders van virtual reality denken dat dit de gevolgen van klimaatverandering naar huis zou kunnen tillen en ervoor zou zorgen dat mensen zich gemachtigd voelen om er iets aan te doen. "Wanneer individuen het gevoel hebben dat hun gedrag rechtstreeks invloed heeft op het welzijn van de omgeving, zullen ze zich eerder zorgen maken over en actief zorgen voor het milieu", schreef Ahn en Bailenson.

Bailenson, een cognitief psycholoog en oprichter van het Virtual Human Interaction Lab van Stanford, ziet bijzondere waarde in virtual reality met betrekking tot klimaatverandering omdat het een combinatie van echte ervaring met grenzeloze mogelijkheden mogelijk maakt: het brein beschouwt de virtuele ervaring als echt, maar Tegelijkertijd weet het dat alles mogelijk is in de simulatie.

"Je kunt visceraal verschillende toekomstbeelden ervaren en uit de eerste hand ervaringen opdoen over de gevolgen van menselijk gedrag", zegt Bailenson.

Teacher Tech: Augmented and Virtual Reality in Schools

Onderzoekers die werken aan zowel virtuele als augmented reality - waarin mobiele apps op smartphones of tablets informatie over de realiteit bevatten - experimenteren in toenemende mate met deze technologieën als leermiddelen. Meerdere universiteiten, waaronder Stanford, Harvard en MIT, loodsen het gebruik van augmented en virtual reality in middelbare en middelbare scholen.

En musea, die meer flexibiliteit genieten, buiten het bereik van de curriculumvereisten en testscores werken, hebben het idee van harte omarmd. Wetenschapsmusea en dierentuinen aan beide kusten gebruiken de technologie in tentoonstellingen en implementeren augmented reality-apps die bezoekers op hun telefoon of op mobiele apparaten in het museum kunnen gebruiken om meer te weten te komen over wat ze zien.

"Complexe problemen zoals klimaatverandering begrijpen vereist een verschuiving in perspectief in termen van hoe je bereid bent om het probleem te zien", zegt Amy Kamarainen, mededirecteur van Harvard's ECOMOBILE en EcoMUVE projecten. "We proberen dit te doen door kinderen onder te dompelen in omgevingen met elementen die lijken op echte systemen, maar zijn enigszins vereenvoudigd om kinderen te ontmoeten waar ze zijn. We plaatsen ze in complexe werelden, maar geven ze de tools om te kunnen uitpakken wat er gebeurt. "

EcoMUVE: een virtuele omgeving voor meerdere gebruikers

EcoMUVE, een multi-user, desktop computer-gebaseerde virtuele omgeving met een gesimuleerd vijver-ecosysteem, werd ontwikkeld door Harvard University om studenten biologische basisprocessen zoals fotosynthese en afbraak bij te brengen, evenals systemen die nadenken over complexe milieukwesties. Het Harvard-team heeft onlangs EcoMOBILE gelanceerd, een bijbehorende augmented reality-app, waarmee studenten de EcoMUVE-ervaring kunnen meenemen, gegevens in het veld kunnen verzamelen en kunnen 'zien' wat er onder de oppervlakte gebeurt en wat er in het verleden in een ecosysteem is gebeurd. .

EcoMUVE werd aanvankelijk op scholen in Massachusetts en New York bestuurd, maar is nu Beschikbaar voor download door elke school, en wordt gebruikt in de Verenigde Staten en ook in andere landen, waaronder India en Mexico. EcoMOBILE wordt momenteel getest op scholen in Massachusetts en New York.

Een handvol middelbare scholen in Massachusetts heeft ook een door de MIT ontwikkelde augmented reality-app met de naam Time Lapse 2100 geloodst, ​​waarbij gebruikers verschillende beleidsmaatregelen moeten nemen die van invloed zijn op de omgeving en ze vervolgens laten zien wat er zou gebeuren als dat beleid werd vastgesteld. Dit najaar zullen Bay Area-scholen piloottesten uitvoeren op Stanford's Coral Reef, een virtual reality-spel waarin deelnemers een stuk koraal worden in een rif dat wordt beïnvloed door verzuring door de oceaan. Alle drie de universiteiten werken ook samen met musea en wetenschappelijke leercentra om hun technologie te gebruiken bij leerervaringen.

"Ik was aanvankelijk niet verkocht op het idee van augmented reality", zegt cognitief wetenschapper Tina Grotzer, een professor aan de graduate school of education van Harvard en de co-principal-onderzoeker voor zowel de EcoMUVE- als de EcoMobile-projecten. Grotzer heeft zelf meerdere jaren als docent doorgebracht voordat ze naar Harvard ging om te onderzoeken hoe kinderen leren, vooral hoe ze wetenschap leren. Grotzer zegt dat het het potentieel van de technologie was om milieuwetenschapslessen mee naar huis te nemen die haar hebben gewonnen. "Met natuurkunde kun je een experiment doen, en kinderen kunnen meteen zien waar je het over hebt. Met milieuwetenschappen hebben we geprobeerd een decompositie-experiment uit te voeren, maar je hebt het experiment ingesteld en vervolgens 12 weken later gebeurt er iets. Tegen die tijd hebben de kinderen hun interesse volledig verloren. '

Dat komt omdat het moeilijk is voor kinderen om alles te pakken wat ze niet meteen kunnen zien, legt Grotzer uit. Augmented reality stelt leraren in staat om die visie uit te breiden, of wat geleerden noemen aandachtsframe, en maak het onzichtbare tastbaarder. Leraren brengen bijvoorbeeld kinderen naar een nabijgelegen vijver en gebruiken EcoMOBILE om hen te laten zien hoe de stad daar jaren geleden 60 heeft gedumpt en bijna heeft ingevuld wat vandaag een ongerepte, natuurlijke vijver is. De app laat ze zien hoe planten rond de vijver zonlicht in energie veranderen en laat zien wat het leven van microscopisch kleine vijvers onder het wateroppervlak doet. Het leidt hen ook door de real-world verzameling watermonsters, die het helpt om te analyseren.

"Ik heb deze veldtochten meegenomen en gezien hoe de technologie ze eigenlijk meer in de omgeving dompelt, in plaats van ze af te leiden", zegt Grotzer.

Studenten gebruiken smartphones om foto's en aantekeningen te maken en te documenteren wat ze zien: de helderheid van het vijverwater, het weer, beschrijvingen van hun monsters, verschillende soorten insecten en vogels. En ze kunnen ook in hun eigen tempo leren.

"Tijdens een reguliere excursie, als een student een vraag had, moesten ze dat moment verlaten dat de vraag op gang bracht en de leraar ging vragen", zegt Grotzer. "De docent zou de behoeften van 30-kinderen vergemakkelijken. Op deze manier kunnen ze het antwoord zelf vinden en in het moment blijven, betrokken blijven bij waar ze naar kijken. "

Een stuk koraal worden in een verzuurde oceaan

In Stanford's Coral Reef, belichamen studenten een groot stuk paars koraal voor de kust van Italië, in de buurt van Ischia. In de loop van een 14-minutenles worden ze genomen door de ervaring dat ze koraal zijn in een waterlichaam dat wordt beïnvloed door verzuring door de oceaan. In het begin is de omringende oceaan gevuld met een overvloed aan zeeleven. Golven rond het rif worden gesimuleerd door vloervibraties en oceaangeluiden. Een laborant raakt periodiek de deelnemer aan met een stok in synchrone bewegingen om samen te vallen met wat hij ziet als een visnet dat op het rif botst. Dan begint de verzuring. Het leven aan de zee begint overal af te sterven. Het rif begint zijn kleur te verliezen, net als het stuk koraal dat de deelnemer heeft belichaamd.

Bailenson en zijn team hebben de simulatie met universiteitsstudenten getest en hebben aangetoond dat het ertoe heeft geleid dat studenten meer geven om wat er met koraalriffen gebeurt. Het team volgde deze deelnemers in de loop van weken, vergeleken met een groep die eenvoudig een video had bekeken over hoe verzuring van de oceaan de koraalriffen beïnvloedt, en merkte dat de verandering in de houding gekatalyseerd door de virtual reality-ervaring langer duurde dan alle verschuivingen die door de video werden veroorzaakt.

Smartphones for All

Of scholen nu kiezen voor een Augmented Reality-tablet-app die leerlingen rondleidt op het schoolplein en wijst op de biologische processen in de composthoop, of op een landschapsgerichte smartphone-app (zoals EcoMOBILE of Time Lapse 2100) voor gebruik tijdens een excursie, of een desktop-ervaring (zoals EcoMUVE) die kan worden gebruikt in het computerlabo van de school, ze hebben steile tabs voor zowel hardware als software.

Hardware voor virtual reality-simulaties blijft voor de meeste scholen onbetaalbaar, hoewel de kosten dalen: virtuele headsets zoals de Oculus Rift kosten nu $ 350 voor consumenten. Een school kan mogelijk een paar headsets aanschaffen voor een virtual reality-spel dat door vier studenten tegelijkertijd kan worden gespeeld, terwijl de rest van de klas een augmented reality-component gebruikt op desktops in de buurt.

Als virtuele en augmented reality een meetbare impact hebben op de manier waarop toekomstige generaties de klimaatverandering begrijpen en aanpakken, zal toegang in alle sociaaleconomische klassen van cruciaal belang zijn. Nog steeds, ondanks een toenemende verscheidenheid aan opties en dalende prijzen, willen scholen deze technologieën gebruiken in het klaslokaal staan ​​voor een aantal uitdagingen.

Als virtuele en augmented reality een meetbare impact willen hebben op hoe toekomstige generaties klimaatverandering begrijpen en benaderen, zal toegang in alle sociaaleconomische klassen van cruciaal belang zijn. Kamarainen zegt dat studenten in sommige schooldistricten met een hoger inkomen hun eigen apparaten kunnen gebruiken. In veel schooldistricten in het hele land heeft de meerderheid van de leerlingen echter geen smartphones. Het mobiele telefoonbedrijf Kajeet is begonnen met het aanpakken van dit probleem door scholen datapakketten aan te bieden die wifi bieden met door de school beheerde filtering, zodat ze tijdslimieten voor gebruik kunnen instellen, zodat kinderen de door school geleverde tablets mee naar huis kunnen nemen voor alleen schoolgerelateerd werk.

In de scholen waar Kamarainen werkt, biedt Harvard smartphones aan studenten voor gebruik op excursies en betaalt ze voor de Wi-Fi- en gegevensservice van Kajeet (twee tot drie cent per megabyte per apparaat). De Harvard-apps werken op zowel smartphones als tablets, dus het is haalbaar dat een van de duizenden Amerikaanse scholen die de afgelopen twee jaar tablets hebben gekocht of bekroond, zich bij Kajeet kan aanmelden om het gebruik van deze apps op en buiten de campus mogelijk te maken . Analisten schatten de industrie dat Amerikaanse scholen tegen het einde van 3.5 2014 miljoen extra tablets zullen aanschaffen, en meerdere bedrijven, waaronder Intel, AT&T, Fox en Qualcomm, hebben initiatieven zonder winstoogmerk gelanceerd om tablets op scholen uit te delen.

Vooruitgang kan op de lange afstand worden gezien

Zelfs als bedrijven als Kajeet erin slagen hardware betaalbaarder te maken voor scholen, hebben virtuele en augmented reality-ontwikkelaars nog steeds een lange weg te gaan om hun programma's op grote schaal in het onderwijs te gebruiken. Logistieke uitdagingen zijn onder meer het verkrijgen van financiering voor piloottests, budgettering van fondsen om nieuwe technologie te kopen, personeel op te leiden en buy-in te winnen van ouders, leerkrachten en beheerders.

"Er zijn voortdurend botsingen tussen de realiteit van wat er in een klaslokaal gebeurt en wat onderzoekers graag zouden zien gebeuren in een klaslokaal", zegt Paul Olson, een outreach-specialist bij de Games Learning SocietyOf GLS, aan de Universiteit van Wisconsin in Madison, die zevende klas geleerd meer dan drie decennia. Hij zei dat veel van zijn tijd deze dagen wordt besteed uit te leggen aan de onderzoekers hoe het leven "in de loopgraven" en leraren aan te moedigen om te experimenteren met GLS games om studenten die 'echt niet reageren op een lezing of een hoofdstuk in te motiveren een boek, maar zijn over het programmeren van iets. "

Dit is waar musea die deze technologieën integreren een aantal hiaten kunnen opvullen. "Een museum heeft de vrijheid om te ontsnappen aan de rigide richtlijnen en vereisten waaraan scholen worden gehouden", zegt Dan Wempa, vice-president externe zaken van de New York Hall of Science in Queens, die ongeveer 1,200-studenten per dag ziet op excursies tijdens het schooljaar.

De nieuwste tentoonstelling van het museum, Connected Worlds, gemaakt met input van Kamarainen, dompelt bezoekers onder in een digitale, interactieve wereld die laat zien hoe hun acties het milieu beïnvloeden. In een deel van de expositie voegen bezoekers water toe aan het milieu en een plant bloeit. In een andere voegen ze te veel toe en veroorzaken ze overstromingen. Alles bij elkaar genomen, zet de tentoonstelling de natuur in snel vooruit om studenten te helpen zien hoe hun individuele en gemeenschappelijke acties het planten- en dierenleven, schoon water en frisse lucht kwetsen of in stand houden.

"Studenten hebben de kiem om te weten dat water belangrijk is, maar ze zeggen:" Ik wist niet dat het zo was dat belangrijk, en ik wist niet dat wat ik hier doe van invloed is op iemand die daar is, "zegt Wempa.

Parental Concerns

"Ik ben er niet op gebrand dat mijn kinderen worden ondergedompeld in dit soort technologie", zegt Megy Karydes, marketingadviseur en moeder van twee (leeftijden 7 en 9) in Chicago. "We beperken de blootstelling aan elektronica van onze kinderen enorm, omdat ik niet wil dat ze verslaafd zijn. Aan de andere kant realiseer ik me dat ze zich ook bewust moeten zijn van wat er in de wereld aan de hand is. Ik breng het in balans, maar als ik de voorzichtige kant op moet, dan gaan we liever wandelen dan dat ze naar een scherm staren. '

De zorgen van Karydes komen vaak voor bij ouders.

"Er zijn twee manieren waarop ouders naar deze games kijken", zegt Eric Klopfer, die het Schiver Teacher Education-programma van MIT leidt, Time Lapse 2100 heeft ontwikkeld en onderzoek doet naar het gebruik van augmented reality in het onderwijs sinds 2009. "De ene is," Geweldig. Mijn kind is buiten, maar hij heeft nog steeds de telefoon in zijn hand, 'en de andere is dat het mobiele apparaat en het spel hun kind eigenlijk buiten krijgen.'

Kamarainen en Grotzer hebben ook gehoord dat ouders zich zorgen maken over technologie die de natuurbeleving van kinderen onderbreekt, en ze hebben hard gewerkt om games te ontwerpen die ze als een aanvulling op een relatie met de natuur beschouwen in plaats van af te doen.

De EcoMOBILE-piloot heeft tot nu toe rond 1,000-studenten opgenomen en Kamarainen zegt dat ze consequent praten over hoe het augmented reality-stuk hen helpt om dingen te zien gebeuren in hun gemeenschap waar ze nooit aandacht aan hebben besteed.

"Ze zeggen dat dit helpt om hun ogen te openen voor de omgeving om hen heen," zegt Kamarainen. "Ze zijn zich er meer van bewust en bewust van, en ze besteden meer aandacht aan de natuurlijke wereld."

Uiteindelijk beweren voorstanders dat deze games niet alleen de relatie van studenten met de natuur aanvullen en verbeteren, maar hen ook leren systematisch te denken en hun eigen rol te zien in het schaden of verbeteren van hun wereld.

"De jongere kinderen zeggen:" Ik kan een wereld creëren! "" Wempa zegt, "en de oudere kinderen zeggen:" Ik vind dit leuk omdat het voelde alsof ik de controle had en ik als kind nooit de controle heb van wat dan ook.' Dat gaat over. Ze begrijpen dat acties consequenties hebben en dat ze van invloed kunnen zijn op de resultaten. "

Dit artikel verscheen ook op Ensia

Over de auteur

Amy Westervelt is een milieujournalist die woont in Truckee, Californië. Een mede-oprichter van rapportageproject klimaat Confidential, Amy's werk is het meest recent gepubliceerd in de Wall Street Journal, Fast Company en the Guardian UK.

Aanbevolen boek:

10 Mindful Minutes: onze kinderen - en onszelf - de sociale en emotionele vaardigheden geven om stress en angst te verminderen voor gezonder, gelukkig leven
door Goldie Hawn met Wendy Holden.

Praktisch, tijdige, relevante en inspirerende, 10 Mindful Minutes is een geschenk Goldie Hawn om ouders die willen helpen hun kinderen beter te leren en leven gelukkiger leven. Geïnspireerd door de revolutionaire MindUP programma (onder auspiciën van de Hawn Foundation ontwikkeld), biedt het boek gemakkelijk te greep inzichten uit de huidige gedragsproblemen, psychische en neurologische onderzoeken om te laten zien hoe onze gedachten, emoties en handelingen, waaronder ons vermogen om richten, het beheer van stress, en leer-zijn allemaal prachtig met elkaar verbonden. Goldie Hawn presenteert eenvoudige en praktische manieren om mindfulness in zowel kinderen als ouders te ontwikkelen, en deelt haar eigen oprechte ervaringen met de uitdagingen en de vreugde van het ouderschap.

Klik hier voor meer info en / of om dit boek op Amazon te bestellen.