Une femme regarde à travers des lunettes de protection intégrées dans un grand casque noir. Des bruits de forêt émanent de différents coins de la pièce: un oiseau pépie ici, une brise chuchote là-bas. Elle se déplace lentement dans la pièce. Sur le mur, une forêt numérique plane est projetée afin que les observateurs puissent avoir une idée approximative de son environnement, mais dans l’esprit de cette étudiante de premier cycle, il n’est plus en train de arpenter une petite pièce exiguë d’un laboratoire universitaire. Grâce à ce casque noir, elle se promène dans les bois.
En une minute, elle lui a remis un joystick qui ressemble à une scie à chaîne et elle a demandé de couper un arbre. Lorsqu'elle termine sa tâche, elle ressent le même type de résistance que si elle abattait un véritable arbre. Quand elle quittera cette forêt et entrera de nouveau dans le monde "réel", sa consommation de papier diminuera de 20% et elle montrera une préférence quantifiable pour les produits en papier recyclé. Ces effets se poursuivront au cours des prochaines semaines et les chercheurs ont émis l’hypothèse que ce serait un changement assez permanent. À titre de comparaison, les élèves qui visionnent une vidéo sur la déforestation ou lisent un article sur le sujet témoigneront d'une sensibilisation accrue au gaspillage de papier tout au long de la journée, mais ils reprendront leur comportement initial à la fin de la semaine.
L’étude sur l’abattage des arbres est l’une des nombreuses études menées par l’Université de Stanford dans son laboratoire d’interaction humaine virtuelle au cours des dernières années afin de déterminer dans quelle mesure une expérience simulée peut influer sur le comportement. Et cela fait partie d'un nombre croissant de recherches qui suggèrent que les expériences virtuelles peuvent constituer un puissant catalyseur pour que des groupes autrement apathiques commencent à se préoccuper des problèmes et à prendre des mesures, y compris sur le changement climatique. Cela est important car s'il a été prouvé que le temps passé dans la nature était très bénéfique pour la santé humaine, le remboursement de la faveur par les humains tend à dépendre du type d'expériences de la nature qu'ils ont vécues dans leur jeunesse. Dans une étude publiée en 2009 dans la revue PLoS ONE, des chercheurs de l’Université de Pretoria (Afrique du Sud) ont constaté que, même si les personnes qui passaient du temps à pied et en sac à dos étaient plus disposées à soutenir les efforts de conservation 10 ans plus tard, celles qui avaient visité des parcs nationaux passé leur temps à pêcher, car les enfants étaient en fait moins enclins à faire quelque chose pour protéger l'environnement. Une étude antérieure (2006) sur la relation entre les expériences vécues dans la nature et l’environnementalisme a révélé que, même si ceux qui avaient passé leur jeunesse dans une nature "sauvage", définie comme une randonnée ou une activité dans les bois, étaient plus susceptibles d’être des environnementalistes adultes, été exposés à la nature «domestiquée» - définis comme visites de parcs, cueillette de fleurs, plantation de semences ou entretien de jardins - ne l’étaient pas. Étant donné qu'il est peu probable que chaque enfant vive une expérience de la nature "sauvage", les chercheurs sont à la recherche d'autres moyens de cultiver un comportement respectueux de l'environnement.
Capture d'écran de l'environnement de réalité virtuelle utilisé dans l'étude sur l'abattage d'arbres menée à l'Université de Stanford. (Image: Laboratoire d'interaction humaine virtuelle / Université de Stanford) Les derniers travaux sur la réalité virtuelle reposent sur environ un demi-siècle d'études comportementales qui indiquent que la volonté de l'homme de changer de comportement est directement corrélée à notre sens du contrôle.
Le changement climatique, à l'instar de nombreux problèmes environnementaux à grande échelle, est un problème sur lequel peu de gens ont le sentiment d'avoir un impact direct - pour le meilleur ou pour le pire. Comme les chercheurs Sun Joo (Grace) Ahn et Jeremy Bailenson l’ont écrit dans un article à paraître dans la revue Computers and Human Behavior, des actions individuelles à petite échelle, comme le fait de ne pas recycler le papier ou d’appuyer certaines politiques, peuvent au fil du temps contribuer à la dégradation de l’environnement. comme la déforestation, qui a une incidence sur les tendances climatiques sur plusieurs années. Mais les longs délais et la vaste échelle créent une déconnexion dangereuse. Alors que 97% des recherches scientifiques examinées par des pairs considèrent les activités humaines comme l'un des principaux contributeurs au changement climatique, seulement la moitié des Américains voient le lien.
Les partisans de la réalité virtuelle pensent que cela pourrait aider à atténuer les effets du changement climatique et à donner aux gens le sentiment de pouvoir faire quelque chose. "Lorsque les individus estiment que leurs comportements influent directement sur le bien-être de l'environnement, ils sont plus susceptibles de se préoccuper de l'environnement et de s'en préoccuper activement", ont écrit Ahn et Bailenson.
Bailenson, psychologue cognitif et directeur fondateur du Laboratoire d'interaction humaine virtuelle de Stanford, considère que la réalité virtuelle liée au changement climatique présente un intérêt particulier car elle permet de combiner une expérience réelle avec des possibilités illimitées: le cerveau traite l'expérience virtuelle comme réelle mais même temps, sait que tout est possible dans la simulation.
"On peut expérimenter viscéralement des avenirs disparates et avoir une expérience directe des conséquences du comportement humain", a déclaré Bailenson.
Professeur Tech
Les chercheurs travaillant à la fois sur la réalité virtuelle et augmentée, dans lesquels les applications mobiles sur smartphones ou tablettes superposent des informations sur la réalité, expérimentent de plus en plus ces technologies en tant qu'outils d'apprentissage. Plusieurs universités, dont Stanford, Harvard et le MIT, testent l'utilisation de ces réalités augmentées et virtuelles dans les collèges et les lycées. Et les musées, qui jouissent d'une plus grande flexibilité, opérant en dehors du domaine des exigences des programmes et des résultats des tests, ont pleinement adhéré à cette idée. Les musées des sciences et les zoos des deux côtes utilisent cette technologie pour les expositions et déploient des applications de réalité augmentée que les visiteurs peuvent utiliser sur leur téléphone ou sur des appareils mobiles destinés aux musées pour en savoir plus sur ce qu'ils voient.
«Pour comprendre des problèmes complexes tels que le changement climatique, il faut changer de perspective en ce qui concerne votre volonté de voir le problème», a déclaré Amy Kamarainen, codirectrice des projets EcoMOBILE et EcoMUVE de Harvard. «Nous essayons de le faire en immergeant les enfants dans des environnements comportant des éléments similaires à ceux du monde réel, mais simplifiés pour les rencontrer là où ils se trouvent. Nous les plaçons dans des mondes complexes, mais leur donnons les outils nécessaires pour comprendre ce qui se passe. "
L’Université de Harvard a mis au point EcoMUVE, un environnement virtuel informatique multi-utilisateurs basé sur un ordinateur de bureau et présentant un écosystème de bassin simulé. Il a pour objectif d’enseigner aux processus biologiques fondamentaux comme la photosynthèse et la décomposition, ainsi qu’à la réflexion systémique sur des problèmes environnementaux complexes. L’équipe de Harvard a récemment lancé EcoMOBILE, une application de réalité augmentée correspondante, qui permet aux étudiants de profiter de l’expérience EcoMUVE, de collecter des données sur le terrain et de "voir" ce qui se passe sous la surface et ce qui s’est passé dans un écosystème précédent. . EcoMUVE a été initialement mis à l’essai dans des écoles du Massachusetts et de New York, mais il est maintenant disponible au téléchargement pour n’importe quelle école. Il est également utilisé aux États-Unis et dans d’autres pays, notamment en Inde et au Mexique. EcoMOBIL est actuellement testé dans des écoles du Massachusetts et de New York.
Une poignée d'écoles secondaires du Massachusetts ont également mis à l'essai une application de réalité augmentée développée par le MIT, appelée Time Lapse 2100, qui oblige les utilisateurs à définir diverses politiques qui auraient une incidence sur l'environnement, puis leur montre ce qui se produirait si ces politiques étaient adoptées. Cet automne, les écoles de la région de la baie de San Francisco mettront à l'essai le récif de corail de Stanford, un jeu de réalité virtuelle dans lequel les participants deviendront un morceau de corail dans un récif affecté par l'acidification de l'océan. Les trois universités collaborent également avec les musées et les centres d’apprentissage des sciences pour déployer leur technologie dans des expériences d’apprentissage.
"Au départ, l'idée de la réalité augmentée ne m'incitait pas", a déclaré la scientifique cognitive Tina Grotzer, professeure à l'Ecole supérieure d'éducation de Harvard et cochercheuse principale des projets EcoMUVE et EcoMobile. Grotzer a elle-même enseigné pendant plusieurs années avant de se rendre à Harvard pour étudier comment les enfants apprennent, en particulier la science. Grotzer a déclaré que c'était la capacité de la technologie à conduire des leçons de sciences environnementales à domicile qui l'avait convaincue. "Avec la physique, vous pouvez faire une expérience et les enfants peuvent voir instantanément de quoi vous parlez. Avec la science environnementale, nous avons essayé de faire une expérience de décomposition, mais vous mettez en place l'expérience et puis 12 semaines plus tard, quelque chose se passe. les enfants ont complètement perdu tout intérêt. "
C'est parce qu'il est difficile pour les enfants de saisir tout ce qu'ils ne peuvent pas voir immédiatement, a expliqué Grotzer. La réalité augmentée permet aux enseignants d'étendre cette vision, ou ce que les érudits appellent un cadre attentionnel, et de rendre l'invisible plus tangible. Par exemple, des enseignants emmènent leurs enfants dans un étang voisin et utilisent EcoMOBILE pour leur montrer comment la ville a jeté ses ordures il y a 60 ans et a presque rempli ce qui est aujourd'hui un étang naturel vierge. L'application leur montre comment les plantes autour de l'étang transforment la lumière du soleil en énergie et révèle ce que la vie microscopique de l'étang fait sous la surface de l'eau. Il les guide également dans la collecte d’échantillons d’eau du monde réel, qu’il les aide à analyser.
"J'ai accompagné ces sorties sur le terrain et j'ai vu comment la technologie les immerge davantage dans l'environnement, au lieu de les distraire", a déclaré Grotzer. Les élèves utilisent des smartphones pour prendre des photos et prendre des notes, documentant ce qu'ils voient: la clarté de l'eau du bassin, la météo, la description de leurs échantillons, différentes espèces d'insectes et d'oiseaux. Et ils peuvent aussi apprendre à leur rythme. «Lors d’une sortie scolaire régulière, si un élève avait une question, il lui faudrait quitter le moment qui l’a motivé et aller demander à l’enseignant», a déclaré Grotzer. «L'enseignant faciliterait les besoins de 30 enfants. De cette façon, ils peuvent trouver la réponse eux-mêmes et rester dans l'instant, rester engagés avec ce qu'ils regardent. "
Dans le récif de corail de Stanford, les élèves incarnent un grand corail violet au large des côtes italiennes, près d’Ischia. Au cours d'une leçon de 14 minutes, ils apprennent à être des coraux dans un plan d'eau affecté par l'acidification des océans. Au début, l'océan environnant est rempli d'une vie marine abondante. Les vagues autour du récif sont simulées par les vibrations du sol et les sons de l'océan. Un technicien de laboratoire touche périodiquement le participant avec un bâton en mouvements synchronisés pour coïncider avec ce qu'il considère comme un filet de pêche frappant le récif. Puis l'acidification s'installe. La vie marine commence à mourir tout autour. Le récif commence à perdre sa couleur, de même que le morceau de corail incarné par le participant.
Bailenson et son équipe ont testé la simulation avec des étudiants et ont montré que les étudiants se souciaient davantage de ce qui se passe dans les récifs coralliens. Pendant des semaines, l'équipe a suivi ces participants, les a comparés à un groupe qui avait simplement visionné une vidéo sur les effets de l'acidification des océans sur les récifs coralliens, et a découvert que le changement d'attitude provoqué par l'expérience de réalité virtuelle durait plus longtemps que tout changement provoqué par la vidéo.
Smartphones pour tous
Que les écoles optent pour une application pour tablette à réalité augmentée qui guide les étudiants dans la cour de l'école en soulignant, par exemple, le processus biologique à l'œuvre dans le tas de compost, ou une application pour smartphone en mode paysage (comme EcoMOBILE ou Time Lapse 2100), à utiliser sur un ordinateur portable. une excursion sur le terrain ou une expérience de bureau (comme EcoMUVE) qui peut être utilisée dans le laboratoire informatique de l’école; ils sont confrontés à une forte pente pour le matériel et les logiciels. Le coût du matériel de simulation de réalité virtuelle reste prohibitif pour la plupart des écoles, bien que les coûts baissent: les écouteurs virtuels tels que l’Oculus Rift coûtent désormais 350 $ aux consommateurs. Une école pourrait éventuellement acheter quelques casques pour un jeu de réalité virtuelle multi-utilisateurs auquel quatre élèves pourraient jouer à la fois, tandis que le reste de la classe aborderait un élément de réalité augmentée sur des ordinateurs de bureau à proximité.
Néanmoins, malgré la diversité croissante des options et la baisse des prix, les écoles cherchant à utiliser ces technologies en classe doivent relever un certain nombre de défis.
Si la réalité virtuelle et augmentée doit avoir un impact mesurable sur la façon dont les générations futures comprennent et abordent le changement climatique, l'accès à toutes les classes socio-économiques sera essentiel. Kamarainen a déclaré que dans certains districts scolaires à revenu élevé, les élèves pouvaient utiliser leurs propres appareils.
Dans de nombreux districts scolaires du pays, toutefois, la majorité des élèves n’ont pas de smartphone. La société de téléphonie mobile Kajeet a commencé à s’attaquer à ce problème en proposant aux écoles des paquets de données fournissant au WiFi un filtrage géré par l’école afin de leur permettre de fixer des limites d’utilisation, permettant aux enfants de rapporter à la maison des tablettes fournies à la maison pour des travaux scolaires.
Dans les écoles où travaille Kamarainen, Harvard fournit aux étudiants des smartphones pouvant être utilisés lors des sorties et paye le service Wi-Fi et données de Kajeet (deux à trois cents par mégaoctet par appareil). Les applications Harvard fonctionnent à la fois sur les smartphones et les tablettes. Il est donc possible que les milliers d'établissements américains ayant acheté ou reçu des tablettes au cours des deux dernières années puissent s'inscrire auprès de Kajeet pour permettre l'utilisation de ces applications sur et hors campus. . Les analystes du secteur estiment que les écoles américaines achèteront 3, 5 millions de tablettes supplémentaires d’ici fin 2014 et que plusieurs sociétés, notamment Intel, AT & T, Fox et Qualcomm, ont lancé des initiatives à but non lucratif pour distribuer des tablettes dans les écoles.
Le bureau du directeur
Même si des entreprises comme Kajeet parviennent à rendre le matériel informatique plus abordable pour les écoles, les développeurs de réalité virtuelle et augmentée ont encore du chemin à faire pour que leurs programmes soient largement adoptés dans l'éducation. Les défis logistiques comprennent l'obtention de fonds pour les tests pilotes, la budgétisation de fonds pour l'achat de nouvelles technologies, la formation du personnel et l'obtention de l'adhésion des parents, des enseignants et des administrateurs.
"Il y a tout le temps des affrontements entre la réalité de ce qui se passe dans une salle de classe et ce que les chercheurs aimeraient voir se produire dans une salle de classe", a déclaré Paul Olson, spécialiste de la communication externe à la Games Learning Society (GLS) de l'Université de Toronto. Wisconsin à Madison, qui a enseigné la septième année pendant plus de trois décennies. Il a dit que ces derniers temps, il passait beaucoup de temps à expliquer aux chercheurs à quoi ressemblait la vie "dans les tranchées" et à encourager les enseignants à expérimenter les jeux GLS pour motiver les étudiants qui "ne répondent vraiment pas à une conférence ou à un chapitre de un livre, mais sont en train de programmer quelque chose. "
C’est là que les musées intégrant ces technologies pourraient combler certaines lacunes. "Un musée est libre de sortir des directives et des exigences strictes imposées aux écoles", a déclaré Dan Wempa, vice-président des affaires extérieures du New York Hall of Science dans le Queens, qui accueille environ 1 200 étudiants par jour en visite sur le terrain. pendant l'année scolaire. La dernière exposition du musée, Connected Worlds, créée avec la contribution de Kamarainen, plongera les visiteurs dans un monde numérique et interactif, montrant comment leurs actions affectent l'environnement. Dans une partie de l'exposition, les visiteurs ajoutent de l'eau à l'environnement et une plante prospère. Dans un autre, ils ajoutent trop et causent des inondations. Pris dans son ensemble, l'exposition met la nature en avant pour aider les élèves à comprendre en quoi leurs actions individuelles et collectives nuisent à la vie des plantes et des animaux, à la propreté de l'eau et à l'air pur, ou la soutiennent.
"Les étudiants ont un germe de savoir que l'eau est importante, mais ils ont dit: 'Je n'avais pas réalisé que c'était CELA important, et je n'avais pas réalisé que ce que je fais ici affectait quelqu'un bien là-bas", a déclaré Wempa.
Le PTA
"Je ne tiens pas à ce que mes enfants soient immergés dans ce type de technologie", a déclaré Megy Karydes, consultante en marketing et mère de deux enfants (âgés de 7 et 9 ans) à Chicago. "Nous limitons énormément l'exposition de nos enfants à l'électronique, car je ne veux pas qu'ils soient dépendants. D'autre part, je me rends compte qu'ils doivent aussi être conscients de ce qui se passe dans le monde. Je fais le bilan, mais si je devais me tromper par prudence, je préférerais faire de la randonnée plutôt que de les laisser regarder un écran. "
Les préoccupations de Karydes sont communes chez les parents. "Les parents ont tendance à regarder ces jeux de deux manières", a déclaré Eric Klopfer, directeur du programme de formation des enseignants Scheller du MIT, qui a développé Time Lapse 2100 et qui effectue des recherches sur l'utilisation de la réalité augmentée dans l'éducation depuis 2009. " "Génial. Mon enfant est à l'extérieur, mais il a toujours le téléphone dans sa main", et l'autre est que l'appareil mobile et le jeu font sortir leur enfant de l'extérieur. "
Kamarainen et Grotzer ont également entendu les inquiétudes de leurs parents au sujet de la technologie interrompant l'expérience de la nature pour les enfants et ont travaillé dur pour concevoir des jeux qui, à leur sens, complètent une relation avec la nature plutôt que de la nuire.
Jusqu'à présent, le projet pilote EcoMOBILE comptait environ 1 000 étudiants et Kamarainen a expliqué qu'ils expliquaient en permanence comment la pièce de réalité augmentée les aidait à voir se dérouler des événements auxquels ils n'avaient jamais prêté attention. "Ils disent que cela les aide à ouvrir les yeux sur l'environnement qui les entoure", a déclaré Kamarainen. "Ils sont plus conscients et conscients de cela et accordent une plus grande attention au monde naturel."
En fin de compte, les partisans disent que ces jeux non seulement complètent et améliorent la relation des étudiants avec la nature, mais leur apprennent également à penser de manière systématique et à voir leurs propres rôles pour nuire ou améliorer leur monde.
"Les plus jeunes disent:" Je crée un monde! ", A déclaré Wempa." Et les plus grands, "j'aime ça parce que j'avais l'impression d'être en contrôle et qu'en tant qu'enfant, je ne le suis jamais. de n'importe quoi.' Ils comprennent que les actions ont des conséquences et qu'elles peuvent affecter les résultats. "
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