• Indhold

Interaktivt 3D som læringsredskab

Resumé

Af Marten Ølgaard, projektleder Comonto ApS
01/10 2001

Den store gevinst ved interaktivt 3D er muligheden for at kunne involvere brugeren direkte i læringsprocessen og lade ham gå på opdagelse i et virtuelt miljø, skriver Marten Ølgaard, projektleder hos Comonto ApS, og giver i artiklen et konkret eksempel på, hvordan teknologien kan indgå som et vigtigt redskab i forbindelse med indlæring af produktkendskab.

Indhold

Det begyndte med VRML
Et bredt spektrum af profitable 3D-teknologier
Virtuelle modeller til læring om fysiske genstande
E-learning på cd til vindmøllemontører
Links

Arkiv med artikler fra Designværkstedet

Interaktivt 3D vil måske ikke ligefrem revolutionere verden, men teknologien har et stort potentiale i forhold til E-learning. Teknologien giver mulighed for at visualisere på en måde, der inddrager brugeren aktivt i læringsprocessen.

Der vil typisk være flere grunde til at vælge at bruge interaktivt 3D i læringssammenhæng:

brugeren kan "gå på opdagelse" på egen hånd
brugeren kan interagere med materialet og derved tage aktivt del i læringsprocessen
brugeren har mulighed for løbende at påvirke parametrene for, hvordan modellen skal opføre sig
brugeren arbejder med 3D-modellen i sit eget tempo

Det begyndte med VRML

Det første store skridt blev taget med introduktionen af VRML (Virtual Reality Modeling/Markup Language). Med VRML kunne man frit bevæge sig rundt i 3D- miljøer, som blev renderet (tegnet) realtime. Der kunne yderligere tilføjes lyd og animation. Her var tale om ægte interaktivt 3D, hvor man kunne interagere med elementerne i miljøet og få oplevelser, der kunne minde om dem fra 3D-spillene. VRML var den første interaktive 3D-teknologi til internettet, der understøttede E-learning.

På trods af, at VRML var et spændende og på mange måder godt format, nåede det aldrig ud over de indviedes kreds. Problemet var, at det ville for meget. Det kunne alt det, man måtte ønske sig, men det kunne det ikke godt nok. Hardware var ikke parat til det, så miljøerne man bevægede sig rundt i, var ikke naturalistiske nok.

Eksempel lavet i VRML

Samme eksempel lavet med Cult3D
(Bemærk de blødere selvskygger og de mindre hakkede kanter)

Et bredt spektrum af profitable 3D-teknologier

Hvor VRML i høj grad udsprang af traditionen fra de glade pionerdage med forestillingen om, at internettet var for alle, er dagens 3D-teknologi fokuseret på de områder, hvor der er penge at hente. Man har lært af VRML's fejltagelser og fokuserer indsatsen langt mere. Teknologien skal være brugbar og profitabel.

En række firmaer har derfor udviklet 3D-teknologier, som kan bruges til at vise interaktive 3D-modeller. Målgruppen har primært været virksomheder, der har behov for en fotorealistisk produktvisualisering, og for at kunne vende og dreje deres produkter og afprøve deres funktionalitet.

Selvom 3D-teknologierne primært er tænkt til firmaer med behov for produktvisualisering, har teknologien også et stort potentiale i forhold til e-learning.

En af 3D teknologierne, som med fordel kan bruges i læringssammenhæng, er Cult3D. Cult3D er produceret af det svenske firma Cycore AB, men der er også en lang række andre udbydere på markedet: Shout, Viewpoint (der tidligere hed Metastream), og det seneste skud på stammen Macromedias Shockwave 3D.
Grundlæggende kan de det samme, om end Shockwave 3D er mere spilorienteret end de øvrige.

Virtuelle modeller til læring om fysiske genstande

3D er et stærkt redskab. Specielt i forbindelse med indlæring af håndtering af fysiske genstande, som reagerer stringent og forudsigeligt over for givne input.

Ved hjælp af virkelighedstro 3D-modeller kan brugeren gå på opdagelse i et virtuelt miljø på egen hånd. Der er ikke tale om en illustration, man forholder sig passivt til, men om et objekt, man kan "røre ved". Man kan typisk rotere objektet vha. musen, zoome ind og ud, flytte det og have forskellige former for interaktivitet. Dermed bliver brugeren involveret direkte i læreprocessen og kan få erfaringer, som ikke er mulige via traditionelle medier. Ydermere får man en bedre rumlig forståelse af objektet, og det er muligt at have mange informationer og samtidig bevare overblikket.

Dette er særlig interessant, når det gælder produkter eller teknologier, det ikke er muligt at have fysisk til stede. Det kan være, fordi det er for stort eller for småt, eller fordi produktet ganske enkelt ikke er produceret endnu.

Man kan lave en simpel simulator, hvor man kan gøre sig de første erfaringer med et nyt produkt, endnu inden det har forladt tegnebordet, eller rettere tegneprogrammet.

En sådan simulator kan programmeres til at kunne reagere på brugerens input, og det er egentlig kun fantasien, der sætter grænsen for, hvad der er muligt.

Den store forskel mellem en sådan simulator og almindelige illustrationer er, at brugeren har mulighed for at gøre noget galt og derved lære af sine fejl. Et meget forenklet eksempel på det er denne samleinstruktion.

I praksis kan interaktivt 3D ikke stå alene; hverken teknisk eller pædagogisk, men må benyttes sammen med andre teknologier.

E-learning på cd til vindmøllemontører

I nedenstående eksempel blev interaktivt 3D brugt i kombination med HTML, JavaScript, Flash og Cult3D.

Opgaven var at lave en cd for Vestas til brug i deres uddannelse af nye montører. Vestas har netop sat en ny vindmølle i produktion, som endnu kun er opstillet tre steder i verden, og den kan således ikke ses fra uddannelsesafdelingen ved Ringkøbing. Derfor høster montørerne deres første erfaring med vindmøllen fra en cd.

Den består i dag af tre lektioner, men det er tanken, at den skal udvides med flere lektioner med tiden. De tre lektioner er dog meget dækkende for, hvad man kan med interaktivt 3D.

Huset

I første lektion kan man gå på opdagelse i vindmøllens hus, som - populært sagt - indeholder et mindre elværk. Man kan se ind i det og klikke på hver enkelt komponent for at få en beskrivelse af elementet. Desuden kan man zoome ind og ud og rotere huset, så man kan se alle detaljerne.

Det giver de kommende montører mulighed for at se det enkelte element, både i sammenhæng med helheden og tæt på, fra forskellige vinkler. Derved øges informationsmængden, uden at man af den grund mister overblikket.

Spidsen

Rotorens vinger drejer om sin egen akse afhængig af vindhastigheden for at give en jævn strømproduktion. I anden lektion kan man på modellen se, hvordan hydraulikken regulerer vingens vinkel ved at trække skyderen op og ned. Og man kan få beskrivelser af de forskellige elementer, som man kan rotere, flytte og zoome ind og ud.

Vindhastigheder

Sidste lektion viser, hvordan vindmøllen reagerer på skiftende vindhastigheder. Denne del kunne i princippet være lavet uden brug af 3D, da de forskellige data i virkeligheden bliver vist som 2 dimensionale søjler, der bevæger sig frem og tilbage. Men for at gøre de meget abstrakte data "virkelige", bliver rotorhastigheden vist på en 3D-model. Det giver montøren en konkret erfaring, hvor det visuelle indtryk sammenkædes med en viden om vindmøllens "tilstand"; en erfaring som direkte kan overføres til "felten".

Et værktøj til differentieret læring

Cd-en bliver brugt aktivt af underviseren i undervisningen og er dermed ikke en traditionel "Her er en cd, og så må du selv finde ud af resten". Underviseren bruger den snarere, som han ville benytte en video. Men i modsætning til videoens lineære fortælleform kan underviseren interagere med cd´en og derved lade sin undervisning følge elevernes tempo.

Det stof nogle elever forstår på en time, skal andre bruge en dag på, så behovet for at kunne interagere med undervisningsmaterialet er stort: Undervisningsmaterialet følger elevens tempo og ikke omvendt.

Som supplement til underviserens gennemgang af stoffet, kan eleverne få en cd med hjem og undersøge den på egen hånd.