CC BY
25
УДК 004.588
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-9-116-118
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ
В.Д. Шорин, А.Э. Наумов, В.Ю. Бровкин
В статье рассматриваются возможности применения технологии виртуальной реальности в процессе обучения, предоставляемые ими преимущества перед существующей образовательной системой, а также примеры успешных внедрений виртуальной реальности в образовательный процесс в мире.
Ключевые слова: образование, УК, виртуальная реальность, образовательный процесс.
Развитие современных технологий охватывает все больше и больше областей жизни человечества. Сегодня нашу жизнь уже достаточно проблематично представить без смартфона, персонального компьютера или Интернета.
Однако, помимо широко распространенных достижений науки, которые прочно вошли в нашу жизнь, существуют и те, которые только набирают свою популярность, но при этом имеют огромный потенциал. Технологии виртуальной реальности СУЯ-технологии) являются одним из множества примеров таких достижений.
Виртуальная реальность - созданный техническими средствами мир, передаваемый человеку через его ощущения: зрение, слух, осязание и другие. Виртуальная реальность имитирует как воздействие, так и реакции на воздействие. Для создания убедительного комплекса ощущений реальности компьютерный синтез свойств и реакций виртуальной реальности производится в реальном времени [3].
Так что же представляет для обычного пользователя виртуальная реальность? Человек надевает шлем с очками-дисплеем и наушниками. Очки состоят из двух сферических линз, на каждой из которых происходит трансляция изображения с компьютера, что обеспечивает большее погружение пользователя в виртуальную реальность. Шлем позволяет просматривать окружающее виртуальное пространство простым поворотом головы, перемещаться по внутриигровому пространству посредством контроллеров (ручное управление) или при помощи камер, отслеживающих передвижение пользователя в физическом пространстве и транслируя его в виртуальное. Также, имеется возможность совмещения данных способов. Благодаря совокупности данных возможностей достигается максимальный эффект присутствия человека в виртуальном пространстве [1].
Виртуальная реальность в образовательном процессе. Преимущественно, У^технологии в настоящее время применяются в развлекательной сфере (различные игры и приложения). Но также они могут находить свое отражение и в процессе обучения. Виртуальная реальность может помочь взглянуть на обучающий процесс под новым углом, сводя к минимуму возможности заскучать.
Выделим преимущества:
Наглядность. Использование 3D-графики будет особенно актуально на таких уроках,
как:
- Физика: возможность своими глазами увидеть, как работает тот или иной физический принцип или закон, а также изучить возможности его применения;
- География: в дополнение к теоретическому материалу, представленному в учебниках, учащиеся могут «напрямую попасть» в определенное место;
- Биология: у учащихся есть возможность изучить 3D-модели, например, органов человека или процессов, происходящих внутри человеческого организма;
Безопасность применения. Процесс обучения некоторых специалистов сопровождается некоторыми трудностями, которые могут представлять опасность для обучаемого или окружающих.
Например, одним из этапов обучения будущих хирургов является изучение процесса проведения операции на различных органах/частях тела. Воспользовавшись У^технологиями, обучаемый сможет изучить необходимую информацию максимально удобно и наглядно, при этом не навредив себе или окружающим.
Другим примером может являться обучение специалистов по чрезвычайным ситуациям. Благодаря виртуальной реальности есть возможность смоделировать пожароопасные ситуации различной сложности и максимально подробно обучить будущего сотрудника МЧС порядку действий, не подвергая при этом никого опасности.
Вовлеченность. Во время обычного урока, когда преподаватель читает лекцию или объясняет задание, ученики слабо погружены в процесс, поскольку нет возможности каждому участвовать в нем одинаково. Однако, с применением технологий виртуальной реальности меняется уровень вовлеченности обучаемых в образовательный процесс, поскольку каждый ученик имеет возможность, например, своими глазами увидеть смоделированные события прошлого или пройтись по раскопкам старинных городов, параллельно изучая теоретический материал.
Фокусировка. При классическом варианте обучения во время занятий существует огромное количество факторов, которые отвлекают или могут отвлечь обучаемого: от соседа по парте и телефона в кармане до вида из окна или какой-то картинки в учебнике. Особенно эта проблема касается детей.
Системный анализ, управление и обработка информации
Однако, при использовании VR-технологий теоретический материал, который изучает пользователь, буквально окружает его со всех сторон, что многократно снижает влияние внешних отвлекающих факторов и раздражителей, и позволяет обучаемому максимально сконцентрироваться на необходимом материале.
Форматы VR в образовании. При внедрении новых технологий должны происходить также и изменения в учебном процессе во всех его форматах:
Очное образование. Одним из нововведений, которое можно привнести в процесс очного обучения, может являться использование VR-комплекта для погружения в виртуальное пространство на несколько минут в конце урока. Это позволит ученикам закрепить изученный на уроке материал путем визуального восприятия, что повысит восприятие информации эмпирическим путем.
Соответственно, план урока необходимо создавать с учетом данной возможности, т.е. разделять его на несколько частей и выделять время для погружения в виртуальное пространство. Это позволит ученикам лучше усваивать материал, а также они будут сильнее заинтересованы в его изучении.
Дистанционное. Дистанционное образование позволяет свести к минимуму зависимость участников образовательного процесса от места проведения занятия. Каждому из участников достаточно иметь компьютер с выходом в Интернет и аватар в определенном приложении. Тогда, при входе учеников и учителя в общую «комнату» ситуация будет похожа на нахождение всех вместе в классе.
С применением VR-технологий данный процесс можно сделать намного интереснее и разнообразие. Например, вместо обычного чтения теории в учебнике, всем классом можно отправить в Древний Рим, созданный в виртуальном пространстве, и уже изучать какие-то факты наглядно.
Особую актуальность данная тема приобретает в связи с последними событиями в мире связанными с пандемией.
Успешные примеры. На сегодняшний день во всем уже существует немалое количество прецедентов внедрения технологий виртуальной реальности в учебный процесс:
- В Йельском университете при помощи VR-технологий были проведены тренировки по проведению хирургической операции на желчном пузыре. По результатам данного эксперимента было выявлено, что группа, которая в процессе тренировок использовала VR-технологии, оказалась примерно на 30% быстрее, а также совершала ошибки в 6 раз реже, чем обычная группа;
- Другое исследование ученые провели в Пекине под названием «Влияние виртуальной реальности на академическую деятельность». Детей разделили на две группы и начали преподавать одну и ту же дисциплину с одной разницей: в первой группе применялся классический метод, а во второй - с использованием технологий виртуальной реальности. В конце исследования провели тест, по результатам которого оказалось, что успехи в первой группе составляли 73%, а во второй - 93%. Помимо более высоких результатов первого теста, проведя второй тест спустя 2 недели, во второй группе также выявили, что у участников было более глубокое понимание темы, а также они смогли лучше усвоить материал
- В 2018 году студенты-антропологи из Кембриджа и ученики класса из Восточного Китая занимались изучением символов, которые были нарисованы на гробницах, находящихся на плато Гиза. На первый взгляд может показаться, что в этом нет ничего необычного. Однако самым интересным было то, что обе эти группы находились в разных уголках нашей планеты и при этом никто из них не был непосредственно в самой Африке. Такая уникальная возможность смогла появиться у учащихся только благодаря технологиям виртуальной реальности (в частности, применялась программа для общения в виртуальном пространстве «Rumii», разработанная компанией «Doghead»). В данной программе участники мероприятия создали виртуальный класс, а также загрузили в него трехмерные модели объектов, которые они собирались изучать. Это позволило участникам исследовать интересующий их материал, находясь за тысячи километров от его реального прототипа и друг друга в том числе.
- Естественно, что и мастодонты информационных технологий также не отстают в данной сфере. К примеру, корпорация Google уже много лет ведет работы по разработке и внедрению виртуальных экскурсий по многочисленным мировым достопримечательностям. Так, под конец 2019 года они ввели в эксплуатацию виртуальный тур по Версальскому дворцу (для того, чтобы реализовать такую возможность, создателям понадобилось обработать порядка 132 тысяч фотографий). Помимо этого, уже существуют подобные туры по московскому Большому театру, Букингемскому дворцу в Лондоне и другим объектам мирового культурного наследия. И с каждым годом число таких туров только растет.
Несмотря на то, что многие Европейские страны и США являются лидерами по данному направлению, Россия также старается не отставать от партнеров и внедрять современные технологии во все большее количество сфер жизни общества.
Так, начиная с 2018 года, запущен целый ряд крупных образовательных VR-проектов:
- «0бразование-2024»;
- «Цифровая школа»;
- «Современная цифровая образовательная среда»;
- «Цифровая экономика Российской Федерации»;
Проект «Цифровая школа» и вовсе является одним из наиболее амбициозных. По данным инициаторов, уже к 2024 году планируется внедрить его в 25% всех «пилотных» учебных учреждений [2].
Таким образом, подводя итог всего вышесказанного, можно сделать вывод о том, что применение технологий виртуальной реальности в образовательном процессе является перспективным направлением и при активном развитии этой области и внедрении ее в обучение принесет много пользы.
Список литературы
1. Джонатан Линовес: Виртуальная реальность в Unity. ДМК-Пресс, 2016. 316 с.
2. Джарон Ланье: На заре новой эры. Автобиография "отца" виртуальной реальности. Издательство: Эксмо, 2019. 496 с.
3. Википедия. Виртуальная реальность. [Электронный ресурс] URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D1%80%D1%82%D1%83%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D 0%BD%D0%B0%D1%8F %D1%80%D0%B5%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D1%81% D1%82%D1%8C (дата обращения: 08.06.2022).
Шорин Владислав Дмитриевич бакалавр, оператор, [email protected], Россия, Анапа, ФГАУ «ВИТ
«ЭРА»,
Наумов Александр Эдуардович, бакалавр, оператор, Россия, Анапа, ФГАУ «ВИТ «ЭРА»,
Бровкин Владислав Юрьевич, магистр, старший оператор, Россия, Анапа, ФГАУ «ВИТ «ЭРА»
THE STUDY OF THE POSSIBILITIES OF USING VIRTUAL REALITY TECHNOLOGIES IN THE EDUCATIONAL PROCESS
V.D. Shorin, A.E. Naumov, V. Y. Brovkin
The article discusses the possibilities of using virtual reality technology un the learning process, the advantage they represent over the existing educational system, as well as examples of successful implementations of virtual reality in the educational process in the world.
Key words: education, VR, virtual reality, educational process.
Shorin Vladislav Dmitrievich, bachelor, operator, [email protected], Russia, Anapa, FGAU «MIT
«ERA»,
Naumov Alexsander Eduardovich, bachelor, operator, Russia, Anapa, FGAU «MIT «ERA», Brovkin Vladislav Yrevich, magister, senior operator, Russia, Anapa, FGAU «MIT «ERA»
УДК 621.885.7
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-9-118-120
АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ ТИПА «ХОМУТ»
Д.В. Таранец, С.В. Олешицкий
В данной статье произведен анализ технологичности конструкции детали типа хомут. Ключевые слова: конструкция, деталь, анализ.
Конструкции большинства современных летательных аппаратов требуют применения деталей довольно сложной конфигурации, которые зачастую могут быть изготовлены только с помощью процессов холодной штамповки. При этом в технологическом плане холодная штамповка обеспечивает необходимую прочность и жёсткость конструкции без применения последующих дополнительных процессов обработки, например, механической. Кроме того, не менее важными показателями технологических процессов холодной штамповки являются высокий коэффициент использования материала и высокая производительность труда [1, 2].
Анализ технологичности конструкции детали (рис. 1).
Данная деталь изготавливается из стали 08кп содержащей в среднем 0,08% углерода. Степень раскисления этой стали - кипящая, что обозначает индекс «кп». Нелегированная качественная сталь 08кп применяется для деталей, к которым предъявляются требования высокой пластичности и высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины. Деталь представляет собой П-образный хомут габаритные размеры 51*44*22 мм, на одной из полок имеется два отверстия 08 мм, толщина заготовки S = 1,5 мм. Отверстие в детали можно изготовить пробивкой, так как оно имеет большие размеры, чем минимально допустимые (d = 8 мм >1xS = 1x1,5 = 1,5 мм) [3].
118
