CC BY
29УДК 37
Сухорукова А.А., студент, Нафикова А.Р., канд. физ.-мат. наук, доц.
ФГБОУВО «БГПУ им. М. Акмуллы»
(Уфа, Россия)
ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВИРТУАЛЬНОЙ И ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ НА СОВРЕМЕННОЕ ШКОЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Аннотация. В статье представлены примеры использования технологий виртуальной и дополненной реальности в школьном образовании. Приведены основные понятия технологий виртуальной и дополненной реальности. Проанализирован существующий опыт применения данных технологий. Указаны идеи для применения технологий в школьном образовании и основные проблемы, которые могут возникать в процессе их внедрения.
Ключевые слова: учебный процесс, школьное образование, виртуальная реальность, дополненная реальность, информационные технологии
Технология виртуальной реальности (VR) - это комплексная технология, позволяющая погрузить человека в интерактивный виртуальный мир при использовании специализированных устройств (шлемов виртуальной реальности).
Дополненная реальность (AR) - это среда, в реальном времени дополняющая физический мир, каким мы его видим, цифровыми данными с помощью каких-либо устройств: планшетов, смартфонов или других, и программной части.
Цель данных технологий состоит в том, чтобы расширить понимание и физическое пространство жизни человека при помощи объектов, которые были созданы при помощи программ и цифровых коммуникаций, имеющих характер изображения. В настоящее время уже созданы некоторые устройства, которые позволяют человеку погружаться в интерактивный мир, видеть и слышать цифровые объекты: очки виртуальной реальности, очки дополненной реальности, наушники, смартфоны, планшеты, контроллеры. Также в скором времени можно ожидать появление VR-перчаток, которые позволят человеку осязать цифровые объекты.
Впервые технология виртуальной реальности появилась еще в середине 20-го века. В то время технология не получила должного внимания, и ее прогресс остановился. В дальнейшем, виртуальная реальность получила широкую известность и развитие только с появлением виртуальных шлемов, которые изначально были использованы только в сфере игр. Для создания VR-программ используются те же платформы, которые применяют и для разработки компьютерных игр, с помощью большого списка инструментов, например: Steam VR, Windows Mixed Reality, Google VR и т.д.
Еще каких-то пять лет назад VR-технологии были очень далеки от образования. В голове не укладывалось, что виртуальная реальность может быть интегрирована в учебный процесс. Согласно психологическим исследования, человек воспринимает лишь 40% на слух, визуально - на 50%, одновременно слуховая и зрительная информация откладывается в памяти на 75%, а непосредственное участие в процессе позволяет запоминать информацию на 90%. Поэтому игровые методики важны в процессе обучения на любом уровне [3].
Такая идея казалась далека от реальности. Стоимость технологий усложняла этот процесс. Не все школы могли себе позволить использовать данное улучшение в своем учебном процессе.
На сегодняшний день виртуальные технологии имеют большие возможности. С помощью VR и AR ученики могут получить полноценную трехмерную модель нужного материала. Как пример, можно привести AR-технологию, которая может воспроизвести модель Древней Греции, полностью воссоздать окружающую реальность, а также предметы той эпохи, архитектуру, погоду и даже людей.
Технологии виртуальной реальности в образовании можно использовать и в других сферах. На сегодня выявлено несколько основных преимуществ внедрения АЯ/"УЯ-технологий в образование:
1. Используя 3D-графику, учащийся может детально воссоздать процессы, которые невозможно увидеть невооруженным глазом: движение электронов, развитие одноклеточных организмов, различные химические реакции и т.д.
2. Визуализация объектов, механизм их действия способствуют лучше усваивать информацию, и за счет этого вовлечение в учебный процесс увеличивается.
3. Новые возможности проведения дистанционных занятий. Благодаря современным технологиям сегодня доступно создание смоделированного пространства с видом от первого лица, что дает эффект присутствия. Такая технология будет полезна, к примеру, на уроках истории, где каждому участнику представится возможность стать участником изучаемых ими событий в виртуальном мире.
4. Фокусирование внимания. Возможность полного погружения в VR и детализация обеспечивают концентрацию внимания на процессе, а инструменты АЯ, направленные на создание смешанной реальности, позволяют исключить внешние факторы [4].
К примеру, использовать ее в обучении высококвалифицированных специалистов в таких областях, как авиация, машиностроение, изучение космоса, медицина и т.д. При помощи виртуальных технологий учащиеся могут воссоздавать вещи, которые в реальности было бы невозможно сделать.
Существует множество идей для применения виртуальной и дополненной реальностей в современном школьном образовании. Так, дополненная реальность поможет в воссоздании алгебраических поверхностей второго и третьего порядка. Учащийся сможет в реальном времени дополнять и корректировать формы, сможет качественно изучить поверхность как реальный предмет. В биологии данные технологии открывают огромные возможности. Можно увеличить даже самые маленькие организмы до размера футбольного мяча, что позволит разглядеть объект со всех сторон в прямом эфире.
Также интерактивные технологии могут помочь учащимся развивать свои творческие способности. Виртуальная реальность важна не только для того, чтобы изучать контент, но и создавать его. "УЯ - это мощный инструмент в руках учеников и студентов с хорошим творческим потенциалом.
В учебном процессе применение виртуальной реальности пригодится и в изучении природы, космоса, динозавров, а также в проведении лабораторных и практических работ, которые в реальных условиях проводить было бы опасно или даже невозможно.
Разберем некоторые проблемы, которые могут возникнуть:
1. Высокая стоимость оборудования может значительно увеличить время внедрения технологий в образовательный процесс. Не все учреждения могут покрыть расходы на обучающие приложения и "УЯ гарнитуры.
2. Как и любая развивающаяся технология, технологии "УЯ/АЯ имеют свои недостатки, о которых также необходимо упомянуть. Побочными эффектами при длительных сеансах "УЯ являются головные боли и головокружения, которые возникают из-за сенсорного несоответствия. Например, пользователь поворачивает голову, но из-за технических ограничений изображение транслируется с задержкой. Мозг и глаза пользователя перенапрягаются, чтобы устранить несоответствие между пространственной и зрительной информацией, что приводит к эффекту укачивания, аналогичному «морской болезни». Контрастные изображения, частые вспышки и другие триггеры могут послужить причиной приступа эпилепсии. Именно поэтому производители "УЯ-оборудования открыто предупреждают (чтобы избежать исков) о данном недостатке и запрещают использовать "УЯ-устройства детям младше 13 лет [1].
3. В процессе внедрения настолько ультрасовременных технологий нужно будет менять устаревшую систему образования, причем кардинально.
При внедрении новых технологий у учителя будет 2 способа проводить занятия:
1-ый способ: «Ученик - потребитель». Школьник просто надевает очки и начинает потреблять информацию, которую подготовил учитель.
2-ой способ: «Ученик - создатель». В этом случае ребенок начинает изучать программирование, моделирование и другие предметы, которые ему интересны, и уже на основе своих знаний он создает учебный проект в рамках урока «Индивидуальный проект». Начиная с младших классов и до окончания школы, он будет разрабатывать свой проект [2].
Для работы с дополненной и виртуальной реальностью, учителям нужно будет пройти курсы повышения квалификации. После этого они смогут создавать свои виртуальные занятия на специальных платформах.
Революционный рост технологий приводит к увеличению вакантных мест на узкоспециализированные места. За развитием виртуальной реальности кроется множество возможностей, за данной технологией стоит будущее, ее можно применять в любой сфере жизни от образования до развлечений. Становится возможным появление новых специальных классов, в которых детей будут обучать созданию VR\AR-приложений, чертежей и других проектов, начиная с младшего школьного возраста. После чего они смогут уже выбрать сферу по своим интересам и заниматься ей до окончания школы, разрабатывая свой индивидуальный проект.
К примеру, по окончании обучения учащийся уже разрабатывает собственную работу, будь то приложение или компьютерная игра. Это может быть приложение для подробного изучения строения живых организмов, которое поможет глубже изучить внутренние органы животного, при этом, не нанося вреда живому существу. Это может быть игра, в которой человек посредством использования очков виртуальной реальности может вселиться в тело известного деятеля и его глазами увидеть действия, которые происходили в тот или иной момент его жизни. Все это позволит ученику научиться использовать инструменты для создания технологии, и уже после этого каждый сам сможет решить, в какой сфере применять эти знания.
Виртуальные цифровые аудитории станут новым словом в будущем в сфере образования. Новые технологии позволят не только упростить процесс обучения, но и сделать его полностью виртуальным. Уже сегодня многие западные учебные заведения используют "У^технологии для организации цифровых аудиторий. Более 5000 учебных заведений во всем мире используют виртуальные классы. Более того, такая организация обучения стала по-настоящему актуальна с приходом пандемии.
Внедрение виртуальной и дополненной реальностей в образовательный процесс откроет новые горизонты в обучении. Подобные технологии могут дать больший эффект в образовательном процессе, в частности, с помощью VR увеличить интерес учащегося к предмету, что благоприятно отразится на его успеваемости. Также все это поможет ребенку в полной мере погрузиться в учебную программу. Обучение в форме практического занятия хорошо скажется на уровне знаний ученика. Больше практического опыта - десять лекций эквивалентны одному практическому занятию. Человек лучше учится на практике, однако не всегда возможно организовать нужное количество и качество практического обучения. Виртуальная реальность помогает и в осуществлении практических занятий. Она служит своеобразным якорем, который так необходим для опыта учащегося. С помощью виртуальной реальности учащиеся вдохновляются на то, чтобы что-то делать, а не просто читать и изучать.
Можно с уверенностью сказать, что внедрение и создание эффективных программ для обучения, которые будут отвечать всем требованиям образовательного общества, благоприятно отразится на становлении будущих высококвалифицированных специалистов и поможет им в преодолении даже самых сложных задач.
В заключении хочется сказать, что в скором времени развитие технологий виртуальной и дополненной реальности откроет новые горизонты перед учителями и
учениками. Станет возможным с использованием данных технологий развить творческие и умственные способности, что значительно улучшит качество школьного образования.
ЛИТЕРАТУРА
1. Андрушко Д.Ю. Применение технологий виртуальной и дополненной реальности в образовательном процессе: проблемы и перспективы / Д.Ю. Андрушко // Научное обозрение. Педагогические науки. - 2018. - № 6. - С.5-10.
2. Гурова Т.И., Заболотникова В.С. Интеллектуальные информационные системы образования / Т.И. Гурова, В.С. Заболотникова // Профессиональное развитие педагогических кадров в условиях обновления образования [Текст]: сб. материалов VIII Городской научно-практической конференции. - М.: Изд-во ООО «А-Приор», 2017. - С.94-98.
3. Иванько А.Ф., Иванько М.А., Калабугина Д.В. Геймификация в образовательном процессе / А.Ф. Иванько, М.А. Иванько, Д.В. Калабугина // ХХ Международные научные чтения (памяти Алексеева Р.Е.) [Текст]: сб. статей Международной научно-практической конференции - М.: Изд-во ООО «Европейский фонд инновационного развития», 2017. - С.9-15.
4. Сотников А.М., Тычков А.Ю., Золотарев Р.В., Николаева М.А., Петкилева А.А. Дополненная и виртуальная реальность в образовании как инструмент осознанного обучения / А.М. Сотников, А.Ю. Тычко, Р.В. Золотарев, М.А. Николаева, А.А. Петкилева // Вестник Пензенского государственного университета. - 2021. - № 4. - С.117-122.
