CC BY
192ДОПОЛНЕННАЯ И ВИРТУАЛЬНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ
В ОБРАЗОВАНИИ
Мухамадиева Кибриё Бахадировна, соискатель, Бухарский инженерно-технологический институт, Узбекистан
В статье представлена и обсуждается развивающаяся роль технологий виртуальной и дополненной реальности в образовании. Рассматривая проблемы адаптации таких технологий для фокусирования внимания на улучшении результатов обучения студентов, обсуждается включение эмпирических методов в качестве средства улучшения усвоения знаний студентами, предлагается шестиступенчатая методология, способствующая принять этих технологий в качестве базовых элементов в рамках регулярного образования.
Ключевые слова: высшее образование, новые технологии, дополненная реальность.
Введение
Технологии виртуальной и дополненной реальности появились в сфере образования. Задачи, которые предстоит решить, в основном направлены на улучшение результатов обучения студентов. Образовательным элементом, который они привели в движение, был опыт как средство, чтобы заставить ученика приобрести конкретные знания. Многие заинтересованные стороны будут участвовать в этом процессе, и все они будут иметь равное значение для успеха инициатив. Во—первых, студенты как реципиенты и цифровые аборигены-люди, которые принимают использование новых технологий под влиянием технического прогресса общества; клиенты, и как таковые, очень требовательны в своих запросах, думая, что подобные технологии должны быть легко доступны в существующем портфолио. Во-вторых, профессорско-преподавательский состав: академические специалисты, которые должны быть обучены внедрять эти инновации в свою методику преподавания. Успех потребует привлечения их как участников к созданию таких решений. Нет никого лучше, чем преподаватели, чтобы знать, в каких областях студент будет нуждаться в большей помощи, и, следовательно, какие части предмета будут лучше всего подходить и лучше всего дополняться этим образовательным опытом. В третьих институты. Они должны делать ставку на эти типы технологий, понимая их в рамках своих моделей образовательных инноваций. Недостаточно иметь несколько пробных устройств, доступных для пользователей; вместо этого наибольшие усилия учреждений будут сосредоточены на предоставлении продуктов и обучении, которые повысят их уровень качества образования на самом высоком уровне. И последнее, но не менее важное, - это производители, влияющие через свои устройства, приложения и события; все они являются фундаментальными элементами и, очевидно, столпами расширения этих новых инструментов. Без сомнения, самый важный элемент, ко-
торый следует выделить вокруг виртуальной и дополненной реальности, -это не потенциал, не устройства и даже не существующие приложения. Самое важное, что нужно понять то, что это инструменты. Конечная цель сосредоточена на улучшении результатов учащихся на протяжении всего образовательного процесса, в котором они участвуют. В конце концов, это инструменты, и повышение знаний студентов будет оставаться общей и постоянной целью в этом секторе на протяжении всех времен[1].
Виртуальная реальность против. дополненной реальности
Следуя предыдущим глубоким определениям, можно провести некоторые сравнения: виртуальная реальность работает в новых средах, полностью созданных компьютером. Все, что пользователь может взять, потрогать или взаимодействовать, является виртуальным. Дополненная реальность использует виртуальные элементы только для улучшения реального мира и опыта пользователя. Виртуальная реальность заменяет физический мир. Однако дополненная реальность этого не делает. Уровень погружения в виртуальную реальность составляет 100%. Пользователи полностью отделены от реального/физического мира. Пользователи полностью связаны с физическим миром через дополненную реальность. Пользователи полностью осознают свое окружение и могут воспринимать, осязать и взаимодействовать с реальным миром с помощью всей цифровой информации, предоставляемой приложением. • Виртуальная реальность нуждается в очень мощном процессоре. Новые приложения запускаются с использованием процессоров мобильных телефонов, но они очень ограничены. Дополненная реальность способна предложить интересные услуги через планшеты или мобильные телефоны. Необходимо учитывать, что дополненная реальность-это не только Microsoft HoloLens или Meta 2, специализированные устройства, которые очень требовательны. Другие приложения дополненной реальности работают на мобильных телефонах с полным набором функций. Наконец, виртуальная реальность на 10% реальна и на 90% виртуальна. Дополненная реальность на 75% реальна и на 25% виртуальна. Очевидно, что проценты зависят от приложения. Это общие оценки, основанные на текущих рыночных приложениях[2].
Виртуальная реальность нашла в образовании новую область, в которой можно полностью раскрыть свой потенциал. Образование имеет все элементы, в которых эта технология не только приносит ценность, но и становится экстремальной дифференциальной ценностью. Наибольшее влияние в современных образовательных системах оказывают методики обучения, которые ставят студентов перед реальной ситуацией, которую они должны решить, используя приобретенные теоретические знания, или заставляя студентов развивать способности, которые до этого момента отсутствовали или были недостаточно развиты. До сих пор ситуация описывалась с помощью текста или, в исключительных случаях, аудио с видео или без него. С помощью технологии виртуальной реальности конкретная ситуация мо-
жет быть запрограммирована несколькими переменными и средами, в которых студент может действовать.
Дополненная реальность в образовании
Дополненная реальность, в степени развития еще меньшей, чем виртуальная реальность, работает в секторе образования с самого начала. В рамках образовательных процессов дополненная реальность позволит студентам работать, повышая свой творческий потенциал, не опасаясь производственных рисков и затрат. Риск неопытности, который значительно увеличивает сложность осуществления проектов со всеми видами последствий, может быть существенно снижен. С помощью этой технологии студент может отображать изображение конечного результата в реальном пространстве без необходимости завершения физического производственного процесса. Точно так же занятия по медицинским и инженерным направлениям позволят учителю делиться знаниями с учениками, используя образы, наложенные на реальность их классных комнат. Через модель цифрового человеческого тела, показанную в трех измерениях пространства, учитель может получить доступ к любому типу информации о его элементах, отделить каждую из его частей, чтобы показать детали, или даже заставить студентов взаимодействовать с моделью по желанию, чтобы развить любой вид деятельности. Перенеся эту инициативу в инженерное дело, учителя получили бы цифровую модель двигателя, печатные схемы или даже архитектурное сооружение. Все эти модели позволяли бы взаимодействовать со студентами, но также учитывали бы социальный фактор обмена опытом в реальном времени с реальными людьми: их одноклассниками. Представьте себе такую возможность для студентов-дизайнеров. Еще один интересный пример-AR (www.iso-form.com/apps/ARLiver/). Это 3D-инструмент для медицинского образования и общения с пациентами в реальном времени с невероятно подробными анатомическими моделями. 4D Анатомия (www.4danatomy.com/) - это еще одно очень хорошее решение, использующее дополненную реальность в области здравоохранения. Еще больше примеров можно найти в других интересных образовательных областях, таких как авиационная инженерия [3]. Голофлайт (http://www.valorem.com/) позволяет пользователям визуализировать реальные полетные данные в 3D в виде голограмм. Наконец, еще один при-мер-голостудия www.hlrcjournal.com Открытый доступ 6 М. Фернандес (www.holo.study/), который предлагает серию уроков геологии, физики, химии и биологии. Несомненно, эти приложения созданы для того, чтобы разрушить парадигму образования. Есть большие возможности. В настоящее время задача состоит в том, чтобы определить, какая технология наиболее подходит для каждой предметной области. Это развивающийся процесс, который еще не полностью определен или противопоставлен. С уверенностью можно сказать, что наличие приложений на рынке улучшит баланс в эти первые моменты, но крайне важно выявить эмпирические результаты, подтверждающие различные предложения разработчиков. Пре-
имущества и риски Преимущества виртуальной реальности все еще находятся в стадии изучения. Они, несомненно, должны быть направлены на улучшение результатов обучения студентов. Не так много лет прошло с тех пор, как были проведены первые эксперименты, вводившие первые виртуальные опыты в обычное обучение. Есть важные вклады в понимание абстрактных понятий, а также в обучение в реальных условиях и ситуациях. Погружение в среду, сделанную по мерке, позволяет студентам столкнуться с опытом обучения, который максимально использует все их чувства. Это может показаться незначительным, но такой опыт становится необходимым для понимания концепций, неизвестных данному человеку. Пространственное представление сложной математической функции или навигация по глубинам человеческого тела-лишь некоторые из наиболее успешных применений на ранних этапах применения виртуальной реальности в сфере образования. Таким образом, основным преимуществом виртуальной реальности является ее использование в качестве инструмента для улучшения понимания абстрактных или сложных понятий. Что касается виртуальной реальности, то был прогресс от устройств, которые позволяли передавать информацию только в одном смысле, то есть тех, которые служили только для наблюдения. В настоящее время технология уже находится в более продвинутой версии, где ведется интенсивная работа по увеличению взаимодействия пользователя с окружающей средой. Это дает дополнительную ценность, которая более чем значительна, поскольку дает человеку возможность чувствовать себя актером в ситуации, выходя за рамки простого зрителя. Пакеты, созданные для использования этой технологии, сформированы в основном визуализирующим и звуковым устройством, к которому были добавлены элементы, позволяющие использовать руки, что позволяет взаимодействовать с окружающей средой [2].
Итак дополненная и виртуальная реальность должна существовать сообща.
Рассмотрим этапы внедрения новых технологий:
Первый этап включает в себя обучение учителей этим новым технологиям. В силу своей новизны подавляющее большинство профессорско-преподавательского состава не имеют достаточных знаний о технологиях, а, следовательно, не знают потенциального использования, связанного с преподаванием. Этот процесс будет состоять из двух отдельных частей. С одной стороны, это описание основных понятий, формирующих элементы технологии: устройства, мобильность, среды, типы взаимодействия, существующие платформы и тенденции, которые будут определять технологическую эволюцию в ближайшие годы. С другой стороны, очень важно завершить первый этап обучения, используя существующие примеры приложений, которые могут отразить все, что показано в первой части этапа. Решения будут необходимы в зависимости от различных типов окружающей среды, реальной и вымышленной. Дополнительной потребностью будут различные способы взаимодействия основных заинтересованных сто-
рон с упомянутыми средами: инструменты; собственные руки; действия, которые они могут выполнять, такие как рисование, бег, ловля предметов, метание и т. Д. Также необходимы решения по различным областям знаний: анатомические атласы, математические представления, механические мастерские и т. д. После завершения этого первого этапа преподаватели смогут понять и узнать потенциал обеих технологий применительно к данному сектору. Эти знания уступят место индивидуальному периоду проектирования, в течение которого преподаватели должны представить себе первые приложения, которые они должны будут включить в свои курсы. Они должны укрепить области, которые улучшат понимание учащимися предмета с помощью этих типов методов. Производство будет сосредоточено на создании конкретного опыта, охватывающего некоторые части предмета курсов. Учителя не должны забывать, что эти технологии являются инструментами для развития опыта, а не каналами общения, такими как общение лицом к лицу или онлайн[1].
Второй этап будет первым концептуальным прототипом опыта, который учитель хочет использовать в курсе. Этот прототип вполне может нуждаться в новой разработке, адаптации существующего решения или непосредственном использовании коммерческого приложения. Результат будет состоять не только из функциональных потребностей опыта с точки зрения программного обеспечения, но и из методологии, которая будет использоваться для введения в курс, цели обучения, которые должны быть достигнуты, и даже рубрики, которая позволяет оценить обучение, достигнутое с помощью этого опыта. Для этого учителя должны детально изучить состав своего предмета. Наиболее важными элементами будут содержание, деятельность и использование этих новых технологий в их распоряжении (сценарии, взаимодействия, концепции для включения в решение, временные рамки, необходимое количество заинтересованных сторон в рамках опыта и другие основные элементы, которые должны быть приняты во внимание). Наконец, время разработки данной работы желательно не превышать 20 дней, чтобы максимально сохранить все, что было усвоено на тренировках первого этапа. В другом случае, и потому что это технология, которая сегодня не доступна каждому в своем доме, есть риск забыть важные понятия и тем самым потерять потенциал в развитии опыта. Третья фаза проходит через деятельность, которая предполагает совместную работу команды. Эта группа будет сформирована преподавателем-экспертом по предмету, техническим программистом-экспертом по разработке и адаптации решений, использующих рассматриваемую технологию, и, наконец, образовательным архитектором. Начиная описание с последнего предложенного профиля, архитектор будет нести ответственность за рекомендацию преподавателю всех хороших практик для улучшения предлагаемого опыта. Эта группа специалистов принесет, в результате, набор функциональных требований, которые будут формировать входные данные для фазы производства и/или адаптации, если это необходимо. Эти
типы процессов могут осуществляться внутри учреждения или извне через поставщика. В любом случае, и с учетом новизны рассматриваемой технологии, процессы контроля качества должны быть строгими, потому что первое впечатление от вновь внедренной методики может ознаменовать успех в принятии как преподавателями, так и студентами. Производство опыта (четвертый этап) даст результаты в два этапа. Во-первых, версия тестов, которые будут оцениваться небольшой группой студентов в контролируемой среде. На этом первом этапе необходимо отладить возможные ошибки программирования, а также детали, позволяющие скорректировать техническую интерпретацию функциональных требований с концептуальным дизайном, предложенным преподавателем. На втором этапе будет представлена полностью функциональная версия, которая может быть использована в качестве опыта в рамках предмета, для которого она была разработана. Эта версия должна быть пересмотрена и обновлена на основе результатов и отзывов заинтересованных сторон. Пятая фаза начинается с опыта, уже созданного для использования внутри субъекта. Учителя должны быть обучены использовать эти типы решений в своей методике преподавания. С этой целью будут созданы индивидуальные курсы, основанные на активных методологиях, использующих новые технологии. Преподавательский состав будет проходить этот тип обучения через очные и/или онлайн-обучения. Это обучение будет состоять из описания основных элементов, которые технология предоставляет в качестве введения. Как только будет создана минимальная база знаний, обучение будет дополнено педагогическими элементами, такими как определение целей обучения, задач на основе опыта, создание рубрик, примеров групповых задач и построение реальных задач, которые будут решаться с помощью такого рода виртуальных ситуаций.
Наконец, после прохождения первых пяти фаз, использование опыта реализуется в обычном предмете со студентами (шестой этап). Важно объяснить учащимся цель совершенствования, поставленную благодаря использованию этих новых технологий. Кроме того, важно иметь обратную связь для корректировки и улучшения рассматриваемого опыта. Техническая и педагогическая поддержка как преподавателей, так и студентов на этапе внедрения этих знаний должна быть интенсивной и тщательно спланированной. Независимо от качества используемых решений, все, что окружает студента, должно быть практически идеальным. Также отметим, что мера улучшения успеваемости студентов значительно поддержит дальнейшее использование этих инноваций в сфере образования
Возможности
Применительно к сектору образования четко определены два канала с очень разными характеристиками, на которых следует сосредоточиться и максимально использовать рассматриваемые технологии. В первую очередь будут представлены возможности для очного обучения. С концептуальной точки зрения она фокусируется на разработке симуляторов, кото-
рые дают возможность воспроизводить реальные ситуации в конкретных средах. Цель будет заключаться в том, чтобы поместить ученика в условия как можно более реальные. Будущее связано с созданием платформ, которые позволяют быстро настраивать эти среды без необходимости последующей разработки с нуля всякий раз, когда должно быть запущено новое решение. Это, взятое на практическую арену, должно привести, как упоминалось выше, к тому, что лаборатории должны быть в основном виртуальными. Таким образом, это приводит к большему обновлению, снижению затрат и лучшему опыту для студента. Параллельно и в связи с дополненной реальностью будущее заключается в совместном использовании цифровых изображений в реальном времени, таких как индивидуальные модели, применимые к таким областям, как здравоохранение, механика или архитектура. Студенты смогут взаимодействовать с этими моделями в режиме реального времени, и все студенты в классе смогут не только видеть, но и действовать по этим моделям. Очень очевидным примером является исследование двигателя или человеческого тела в рамках теоретического объяснения, дающего пользователю возможность выбирать и перемещать каждый элемент модели по своему желанию. Студенты не только увидят модель, но и получат всю информацию о каждой ее части.
Дополненная и виртуальная реальность в онлайн-образовании Онлайн-область, несомненно, является образовательным сегментом, который может расти больше всего, используя эти технологии. Тенденции рынка показывают, как сегмент дистанционного обучения через Интернет растет двузначными цифрами на всех рынках. Это приводит к увеличению числа пользователей и, следовательно, к увеличению предложения для всех из них в свете существующего потенциального бизнеса. Усиление конкуренции, следуя логике бизнеса, приведет к повышению качества продукции поставщиков для захвата большей доли рынка, так как снижение цен имеет нижний предел, заключающийся в переходе от престижа к дурной славе получаемого титула. Когда продукты слишком дешевы в секторе образования, они больше не выполняют свою роль на профессиональном рынке, когда используют их в качестве притязания на получение работы. Это, несомненно, изменится с интеграцией образовательного опыта через использование виртуальной и дополненной реальности. С технической точки зрения главный прорыв был сосредоточен на создании технологии, способной работать с использованием элемента с социальным проникновением выше 95%: смартфона. Прогресс процессоров смартфонов, а также качество их экранов возросли в геометрической прогрессии. С концептуальной точки зрения или с точки зрения сервиса будущее виртуальной и дополненной реальности через онлайн-каналы придет к тому, что образовательные программы внедряют реальный опыт использования этих технологий. Это улучшает качество дистанционного обучения. Новые системы виртуальной реальности, внедряемые в социальные системы, позволят учащимся посещать занятия и воспринимать, что они сидят в классе в окружении своих
одноклассников и видят перед собой учителя, преподающего предмет. Уже существуют простые приложения, которые предполагают, что концепция может быть реализована очень скоро. Классные комнаты будут перемещаться в любую точку планеты, оставляя позади чувство одиночества, которое дает веб-страница или онлайн-платформа обучения. Цель, а вместе с ней и будущее онлайн-образования будет заключаться в том, чтобы получить лучшее из обоих миров. Преимущества, предлагаемые гибкостью доступа без заранее установленных часов, добавляя удобство делать это из дома, наряду с преимуществами наличия опыта, оборудования, специалистов, которые дают студентам ту же ценность, что и очное обучение.
Список литературы
1. LaValle, S. M. (2017). Virtual Reality. Illinois: Cambridge University Press.Muradova Firuza Rashidovna Virtual laboratories in teaching and education. THEORETICAL & APPLIED SCIENCE.: Теоретическая и прикладная наука (Тараз)
2.Нафасов М.М. Подготовка и осуществление компьютерной визуализации в процессе создания учебной моделиМолодежь и XXI век - 2015. Материалы V международной молодежной научной конференции
3. Информационно-коммуникационные технологии в преподавании истории/ Была-нова С.В.// Образование и проблемы развития общества. 2017, № 1 (3). стр. 4-7
4. Всероссийская олимпиада как форма апробации научных исследований/ Молова О.И.// Образование и проблемы развития общества. 2017, № 1 (3). стр. 8-13
5. Дополнительное образование как средство профилактики безнадзорности и правонарушений несовершеннолетних/ Муромов В. А.// Образование и проблемы развития общества. 2017, № 1 (3). стр.14-16
6. Ориентация на активные методы овладения знаниями/ Мутешко Н.С.// Образование и проблемы развития общества. 2017, № 1 (3). стр. 17-19
7. Дополнительные подкрепляющие семинары в вузе, как один из факторов формирования компетенций выпускников/ Лизакова Р. А.// Образование и проблемы развития общества. 2020, № 4 (13). стр. 50-55
8. Вопросу о традиции антимилитаристского воспитания в обучении сознательному чтению во второй половине XIX - начале ХХ века/ Малыхина О.Н., Иванов С.В.// Образование и проблемы развития общества. 2020, № 4 (13). стр. 56-61
9. Методический прием "кластер" как способ формирования интерпретационной культуры учителя/ Мандрук И.В.// Образование и проблемы развития общества. 2020, № 4 (13). стр. 56-61
10. Машинное обучение в совершенствовании образовательной среды/ Мухамадие-ва К.Б.// Образование и проблемы развития общества. 2020, № 4 (13). стр. 70-77
Mukhamadieva Kibrie Bahadirovna, applicant,
Bukhara Institute of Engineering and Technology, Uzbekistan
AUGMENTED AND VIRTUAL REALITY IN EDUCATION
The article presents and discusses the developing role of virtual and augmented reality technologies in education. Considering the problems of adapting such technologies to focus on improving student learning outcomes, the inclusion of empirical methods as a means of improving student learning is discussed, and a six-step methodology is proposed to promote the use of these technologies as basic elements in regular education. Keywords: higher education, new technologies, augmented reality.
