Поддержка: 8 (800) 600-44-52

VR/AR в образовании

Продолжаем цикл статей про интеграцию технологий дополненной и виртуальной реальности в разные отрасли экономики.. В этом материале подробнее остановимся на сфере образования. Технологии развиваются семимильными шагами, что не могло не отразиться и на процессе образования. Мы все перманентно погружены в гаджеты и виртуальное пространство, это невозможно игнорировать, это нужно учитывать в обучении людей самых разных возрастных категорий. Стоит отметить, что, хотя сами технологии сложно назвать новыми, относительно широкое распространения они начинают получать только сейчас.
VR/AR в образовании

Мы уже затрагивали тему корпоративного образования в статье про VR в промышленности, но давайте выясним какие еще возможности дают новые технологии для получения  знаний и практических навыков, в том числе в школьном и профессиональном образовании.

В первую очередь стоит отметить несколько причин того, что повлияло на распространение VR в образовании:

  • взрывной рост ПО для VR;
  • удешевление VR-устройств: появилось много вариантов для домашнего использования;
  • постоянный рост инвестиций в технологии виртуальной и дополненной реальности;
  • наблюдается рост количества крупных компаний, которые выбирают инструменты VR/AR для решения своих бизнес-задач;
  • виртуальная реальность перестала восприниматься как что-то относящееся исключительно к индустрии игр.

Кроме того, по результатам научных исследований и практических результатов зарубежных образовательных программ видно, что цифровизация образования позволяет школьникам и студентам легче воспринимать и усваивать сложный материал, упрощает запоминание, дает мотивацию ответственнее относиться к обучению. В Дальневосточном федеральном университете придерживаются мнения, что внедрение VR  в образовательный процесс повысит его эффективность и доступность, а также сможет создать все условия для непрерывности профессионального развития. Конечно, пока технологии не способны на 100% заменить традиционные методы преподавания, но способны качественно дополнить обучение, сделать его доступнее, эффективнее и  интереснее.

Преимущества образования в иммерсивной  среде

Технологии виртуальной реальности буквально погружают обучающегося в заданную событийную среду, и такой подход дает немало преимуществ:

  • возможность детально изучить те объекты и процессы, которые в реальном мире отследить либо невозможно, либо очень сложно;
  • минимизация внешних раздражающих факторов в процессе обучения, более высокая концентрация на процессе;
  • более высокая вовлеченность за счет высокой точности программирования и контроля образовательного процесса;
  • безопасность: можно, например, проводить более сложные химические опыты без риска здоровью ученика и педагога;
  • VR открывает новые возможности для людей с ограниченными возможностями;

  • VR расширяется границы для повсеместного образования, в том числе онлайн;

  • геймификация процесса, которая позволяет повысить мотивацию и интерес, сделать порой скучную теорию более увлекательной;
  • выше результативность обучения: такой вывод позволяют сделать уже проведенные исследования. Даже есть конкретная цифра - минимум на 10% лучше результаты у учеников, которые обучаются с помощью технологий виртуальной реальности;
  • повышение креативности обучающихся. На это счет также есть исследование отечественных ученых: VR способствует прогрессивному формированию как процессуальных, так и операциональных характеристик мышления, а также развивает формы мыслительной активности, что в итоге позитивно сказывается на решении испытуемым задач и на повышении креативности. (https://lll21.petrsu.ru/journal/article.php?id=2729). 

Западный опыт интеграции VR в школьное и профессиональное образование

В начале нулевых годов 20 века произошла одна из первых попыток привнести виртуальную реальность в школу, на которую стоит обратить внимание. Это был проект Университета Айовы и Общественного телевидения штата. В эксперимент было вовлечено порядка 2 тысяч старшеклассников из сельских школ. Они, с помощью специально созданной платформы и виртуального инструктора, который находился в лаборатории университета, могли посещать самые разные локации удаленно.

Другой проект виртуальной реальности был реализован в старших классах школ Пенсильвании в 2013 году под эгидой программы Real World Navy Challenge. При помощи симуляции дети изучали естественные науки и инженерию. В центре сюжета была виртуальная атомная станция, на базе которой  придумали методику преподавания. Старшеклассники получили огромный опыт практического обучения, а также поведения в критических ситуациях, так как внедрение этого проекта происходило в то же время, что и взрыв на атомной станции в Японии.

Первые разговоры о масштабировании в школьное образование виртуальной реальности можно отнести ко времени выхода относительно дешевых картонных Google Cardboard, в которые можно было вставить смартфон.

На данный момент, спустя годы пилотирования и внедрения, появилось множество популярных приложений образовательного характера. Например, Buzz Aldrin: Cycling Pathways to Mars, где сам  Базз Олдрин - астронавт -  ведет пользователя по Марсу. Или The Body VR: Journey Inside a Cell, с помощью которого можно подробно и наглядно изучить работу человеческого организма: от органоидов клетки до целых систем. Кстати, это не единственные симуляторы человеческого тела и космоса: темы биологии и астрономии довольно популярны в образовательных приложениях. 

Кроме того, есть программы, созданные непосредственно для школьного образования, среди них чаще всего можно услышать о ClassVR и RedboxVR. И это неудивительно, так как обе компании предоставляют школам уже готовые комплексы, состоящие из ПО и непосредственно устройств для VR. Кроме того, ими разработаны учебные планы с не интерактивным контентом 360 сразу по нескольким предметам: истории, естественным наукам, искусству, языку, химии, ОБЖ и другим.

Согласно китайскому исследованию «Влияние виртуальной реальности на академическую деятельность»(https://altairika.com/news/tpost/3y6gshtm9n-vr-can-improve-academic-performance-chin) дети, которые обучались с помощью VR, оказались по итогам тестов  на 20% успешнее детей, обучавшихся классическим методом. Кроме того, VR-группа,  по результатам теста спустя две недели, показала более глубокое понимание темы и лучше закрепила полученные знания.

По данным консорциума американских университетов более 60% вузов уже тестировали или использовали VR и AR. В Йеле была успешно проведена  VR-тренировка операции на желчном пузыре. Студенты, которые принимали в ней участие, почти на 30% были быстрее и в 6 раз реже ошибались. VR-лаборатории Университета Колорадо студенты группой до 100 человек могут изучать анатомию человека: исследовать трехмерные картинки различных органов и частей тела или даже выступать в роли патологоанатома. Хирурги, которые обучались при помощи технологий виртуальной реальности, по данным Harvard Business Review, более, чем в два раза эффективнее выполняют свою работу, чем специалисты, прошедшие традиционное обучение. Не обошла стороной виртуальная реальность и технические ВУЗы. Студенты также тренируют свои навыки в иммерсионных средах, взаимодействуя с виртуальной техникой. Здесь форматы обучения сходи с теми, что применяются сейчас для обучения персонала на производствах.

Но несмотря на долгие годы внедрения технологий за рубежом, нельзя сказать что иммерсионные среды для обучения получили там повсеместное распространение. До сих пор не разработано универсальных решений, которые бы смогли покрыть мировой запрос на качественный контент для образования. Это во многом определяется отсутствием единых образовательных стандартов, систем обучения и единого алгоритма финансирования образования. При всем при этом,  лидерами по внедрению виртуальной реальности в образовании на данный момент остаются страны Запада и Китай. Например, еще в 2018 году в США VR был внедрен в 18% от всех образовательных учреждений страны и цифровизация там активно продолжается. А на 2019 год на долю Китая приходилось более 50% всех инвестиций в VR-образование, в США — 20%,в Индии — 10%, в Европе — 8%.

 

Виртуальная реальность в российском образовании

В нашей стране, начиная с 2018 года, запущен целый ряд крупных образовательных VR-проектов. В частности, «Образование-2024», «Цифровая школа», «Современная цифровая образовательная среда» и «Цифровая экономика Российской Федерации». Самым перспективным и амбициозным можно назвать проект «Цифровая школа». К 2024 году планируется внедрить его в 25% всех «пилотных» учебных учреждений. А осенью 2019 года, согласно отчету национального проекта «Образование», оборудование для работы с виртуальной реальностью получили две тысячи сельских школ в 50 регионах.

Кроме того, разработкой образовательного VR-контента занимаются десятки российских компаний. Правда в основном для корпоративного обучения, как "Виртуальный завод 2.0" от Номикс, но некоторые продукты могут быть интегрированы и в школьное, и в профессиональное образование.  

“Создавая образовательный контент в цифровой среде мы, прежде всего, должны быть ориентированы на  то, что основная цель этого контента не заменить стандартные подходы, а дополнить их. Дополнить можно VR-технологиями, которые создают максимальное погружение в процессы, позволяют проводить сложные и опасные эксперименты. Образование должно соответствовать вызову времени, и если оно может погрузить обучающегося в среду, показать, как работает ядерный реактор или последняя модель двигателя самолета, то компании-разработчики образовательного контента  просто обязаны принять этот вызов. Создавая контент для отработки назыков по аудиту на высокотехнологичных предприятиях, по отрбаотке навыков инспектирования в фармацевтической отрасли, безопасности на производствах авиа- и двигателестроения и прочим узким направлениям, мы безусловно работаем с консультантами из данных отраслей, причем с непосредственно с практиками, которые объясняют  последние тенденции, находящие широкое применение  на предприятиях. Для того, чтобы продукт максимально оправдал ожидания заказчика для проекта привлекаем не одного, а сразу несколько независимых экспертов, которые дополняют техническое задание и работают в тандеме с проектными менеджерами. Мало сделать цифровой двойник производства, его надо сделать в соответствии  с образовательной логикой, методологий, с возможностью не просто любоваться красивой графикой, а пройти полноценное обучение в психологически комфортной среде, иногда на разных языках, отработать навыки и по окончанию сдать  экзамен”, - рассказала Анна Багдасарян, аналитик проектов Номикс.

Например, VR Chemistry LAB - виртуальная лаборатория по химии с комплексом методических материалов и системой отслеживания действий каждого пользователя. Новые лабораторные работы могут создаваться учителем без привлечения IT-специалиста. Или «Лаборатория виртуальной и дополненной реальности» от «Мастерской науки». Профильные эксперты методически и содержательно разработали, а затем реализовали в программном виде контент в дополненной и виртуальной реальностях для следующих учебных курсов: «Клеточная биология», «Симметрия молекул и кристаллов», «Стереометрия — сечения многогранников» и «Мозг человека». Все занятия согласованы с основной школьной образовательной программой, планируется расширение программ и углубление контента, в том числе программы для подготовки к ЕГЭ.

Кроме того, в Москве школы и колледжи активно обзаводятся собственными IT-полигонами, где с детьми проводят занятия по программированию, робототехнике, мехатронике, графике и дизайну, 3D-моделированию, проектированию нейроинтерфейсов, в том числе с помощью виртуальной и дополненной реальности. Эксперты отмечают, что в России эти технологии в образовании все-таки пока находятся на начальном этапе своего развития, но процесс этот стремительный. 

Представители московских школ считают, что иммерсивные технологии становятся все более популярными в образовании именно благодаря эффекту полного погружения, который делает процесс обучения эффективнее. Также эксперты от образования отмечают, что пока не приходится говорить о проведении целых 45-минутных школьных уроков полностью в VR. Но выделять по 5-10 минут для отработки и закрепления отдельных навыков более чем реально, даже больше - уже практикуется на некоторых уроках.  Тормозят же  распространение этих инструментов более широко несколько аспектов: они все еще дорогостоящие, особенно для регионов, и требует специальных знаний и навыков от педагогов, а также постоянного повышения квалификации по этому направлению, а пока с этим есть сложности.

Государственные российские школы, колледжи и вузы не могут себе позволить неудачных экспериментов с внедрением дорогостоящего оборудования и софта, в отличие от частных, которых в нашей стране относительно немного. Но эффективность образования, по мнению некоторых экспертов, не должна сводиться исключительно результатами ЕГЭ. В этом смысле качественный, красивый, удобный в использовании, интерактивный, инновационный контент способен  дать процессу обучения абсолютно новые возможности.

Помимо необходимости постоянного повышения квалификации педагогов, в целом их обучения использованию VR-инструментов и высокой стоимости оборудования, упомянутых выше, среди сложностей стоит отметить проблему создания VR-контента для образовательных организаций. Если с корпоративным обучением все понятно: и с точки зрения финансирования, и с точки зрения постановки задач, то со школами и профессиональными образовательными учреждениями не все так просто. На отечественном рынке сложилась парадоксальная ситуация: с одной стороны, школы часто даже не рассматривают возможность закупки VR-оборудования из-за отсутствия качественного образовательного контента. С другой стороны,  разработчики зачастую не берутся создавать контент специально для школ, так как такого рынка у нас пока не существует. 

Важно отметить, что несмотря на все преграды, растет количество педагогов, которые понимают, что использование тех же обучающих методов и инструментов, что и 20-40 лет назад, в современном мире часто не эффективно. И именно эти люди готовы внедрять информационные технологии и обучаться сами. Технологии VR и AR при грамотном использовании способны вывести образование на качественно новый уровень, сделать процесс одинаково доступным для всех учащихся вне зависимости от региона проживания, стимулировать интерес к учебе, сделать понимания многих сложных процессов и явлений проще, уменьшить дисбаланс между учебными заведениями в столицах и регионах. 

 

Поделиться публикацией  
Опубликовано 02.05.2023
vr
Обратная связь
Оставьте свои данные, и мы перезвоним Вам
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь на обработку данных в соответствии с политикой конфиденциальности