The possibilities of the use of virtual reality in geography education

The Bachelor thesis is focused on the implementation of virtual reality in geography teaching. Its aim is to gain deeper knowledge about possibilities and possibly even weaknesses of the use of the concept of virtual reality in geography teaching in general education schools. The thesis takes the form of systematic research. The selection of studies is made on the basis of predefined keywords in available professional foreign and Czech papers. Through the research of publications of a theoretical, methodical and research nature we want to summarize the existing knowledge about the methodology of geography teaching using virtual reality and about research focused on this issue. Key words: virtual reality, types of virtual reality, education, education and information technology, geography educationBakalářská práce je obsahově zaměřena na implementaci virtuální reality do výuky zeměpisu. Jejím cílem je získat hlubší poznání o možnostech a popřípadě i slabinách využití konceptu virtuální reality ve výuce zeměpisu na všeobecně vzdělávacích školách. Práce má podobu systematické rešerše. Výběr studií je proveden na základě předem stanovených klíčových slov, a to v dostupných relevantních odborných zahraničních i českých pracích. Prostřednictvím rešerše publikací teoretického, metodického a výzkumného charakteru chceme shrnout dosavadní poznání o metodice výuky zeměpisu s použitím virtuální reality a o výzkumech zacílených na tuto problematiku. Klíčová slova: virtuální realita, druhy virtuální reality, vzdělávání, vzdělávání a informační technologie, výuka zeměpisuDepartment of Social Geography and Regional DevelopmentKatedra sociální geografie a regionálního rozvojeFaculty of SciencePřírodovědecká fakult

Διαδραστικές ομαδικές εμπειρίες σε μουσεία εικονικής πραγματικότητας

Στο πλαίσιο της παρούσας διπλωματικής εργασίας σχεδιάστηκε, υλοποιήθηκε κι αξιολογήθηκε το MagicArtsVR, μια εφαρμογή που υποστηρίζει ομαδικές επισκέψεις σε εικονική έκθεση έργων τέχνης και στοχεύει στην ενίσχυση των κοινωνικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ των επισκεπτών. Η υλοποίηση βασίστηκε στο περιβάλλον εικονικής πραγματικότητας πολλών χρηστών MagicARTS, που υλοποίησα στην πτυχιακή μου εργασία, επεκτείνοντάς το προς δύο νέες κατευθύνσεις: ι) Υποστήριξη εμβυθιστικών επισκέψεων με χρήση συσκευών προβολής που τοποθετούνται στο κεφάλι, όπως το HTC Vive και το Oculus Rift. Για το σκοπό αυτό προστέθηκαν κάποιες καινούριες λειτουργικότητες και ορίστηκαν νέοι τρόποι αλληλεπίδρασης με το εικονικό περιβάλλον και το πολιτισμικό υλικό. Παράλληλα διατηρήθηκε η υποστήριξη desktop εμπειριών, επιτρέποντας την χρήση διαφορετικού εξοπλισμού από τα μέλη της ίδιας ομάδας. ιι) Προσφορά ομαδικής αφηγηματικής δραστηριότητας παιχνιδιού στους επισκέπτες της εικονικής έκθεσης. Συγκεκριμένα, βασίστηκα στο παιχνίδι «Find the Artwork behind the Story!"» το οποίο καλεί τους επισκέπτες μιας φυσικής έκθεσης να φτιάξουν ιστορίες γύρω από τα εκθέματα και στη συνέχεια να βρουν σε ποιο έκθεμα αναφέρεται η κάθε ιστορία. Για το σκοπό αυτό υλοποίησα μηχανισμούς διατήρησης κατάστασης παιχνιδιού, προσέθεσα νέα τρισδιάστατα αντικείμενα στον εικονικό κόσμο (π.χ. τραπέζι με κάρτες και κουμπιά, ταμπλό προβολής βαθμολόγησης) κι όρισα νέα στοιχεία αλληλεπίδρασης και ειδοποιήσεων. Ακολούθως, μετά την υλοποίηση και αποσφαλμάτωση του MagicArtsVR, προχώρησα αρχικά σε αξιολόγηση από ειδικούς, η οποία οδήγησε σε ένα κύκλο τροποποιήσεων και βελτιώσεων. Στη συνέχεια διεξήγαγα μελέτη χρηστών μικρής κλίμακας (15 χρήστες), για τη συνολικότερη αξιολόγηση των προσφερόμενων εμπειριών αλλά και την ειδικότερη αποτίμηση επιμέρους σχεδιαστικών στοιχείων. Κατά τη μελέτη χρηστών δοκιμάστηκαν κι αξιολογήθηκαν δύο πιθανά σενάρια χρήσης: α) απλή επίσκεψη ζεύγους επισκεπτών και β) καθοδηγούμενη εμπειρία αφηγηματικού παιχνιδιού σε μικρές ομάδες επισκεπτών (4 ατόμων). Οι χρήστες περιέγραψαν τις δύο εμπειρίες γενικά ελκυστικές με εκπαιδευτικά οφέλη. Εκτίμησαν ιδιαίτερα την κοινωνική διάσταση ενώ παρατηρήθηκε προτίμηση των συμμετεχόντων στην εμπειρία παιχνιδιού συγκριτικά με την απλή επίσκεψη. Παρουσιάζονται αναλυτικά παρατηρήσεις και συμπεράσματα σχετικά με την σχεδίαση και προτείνονται ερευνητικές κατευθύνσεις για μελλοντικές μελέτες χρηστών.In the context of my Postgraduate degree thesis, MagicArtsVR was designed, implemented and evaluated. MagicArtsVR is a software application which offers group visits to an art exhibition and aims to support and reinforce social interactions among the visitors. The implementation was based on the multiuser virtual environment, named MagicARTS, which was implemented for my Undergraduate degree thesis. MagicArtsVR was enhanced towards two directions: i) Support of immersive visits using Head Mounted Displays, like HTC Vice and Oculus Rift. To this end, some more functionalities were added, and new ways of interaction were used with the virtual environment and the cultural material. Desktop based experiences were kept, in order to accept the use of different kind of equipment from the members of the same team. ii) Offer a storytelling game activity for groups of visitors in the virtual exhibition. It is inspired by the game “Find the Artwork behind the Story!” which prompts the visitors of a real exhibition to create stories about the exhibits and then find which story belongs to which artwork. To this end, I have implemented mechanisms to preserve the game state, added new three-dimensional objects in the virtual world (e.g. table with cards and buttons, scoreboard) and created new components to support player interactions and notifications. When the implementation and debugging of MagicArtsVR was completed, an evaluation session was held with a group of experts, leading to a circular procedure of modifications and improvements. Afterwards, MagicArtsVR was evaluated with a small-scale user study (15 users) to assess the overall visitors’ experience but also to investigate the usability of specific design elements and functionalities. For the purposes of the study, two use-case scenarios were tested and evaluated: a) simple visit of a pair of users and b) guided storytelling game experience for small groups (4 users per group). Users described the two experiences attractive with educational benefits. They especially appreciated the social aspect of the application and a preference was noticed in favor of the experience enhanced with the game, compared to the simple visit. Observations and conclusions about the design of the application are presented and some research directions are proposed for future user studies