0

Использование виртуальной реальности в образовании

По данным инвестиционной компании Goldman Sachs, рынок виртуальной реальности является одним из самых быстро растущих. Что это — очередная модная шумиха или технологии, меняющие мир?

Эта статья расскажет о том, как работает виртуальная реальность и какие возможности таит в себе VR Education.

Всего 2-3 года назад для большинства людей виртуальная и дополненная реальности казались лишь научно-фантастической концепцией. И вот они не только входят в такие отрасли повседневной жизни как медицина, градостроительство, кинематограф, искусство, образование, но и начинают оказывать на них влияние.

Что такое виртуальная реальность и как она работает

Виртуальная реальность — созданный при помощи компьютерных технологий интерактивный трехмерный искусственный мир. Погружение в этот мир создает у пользователя иллюзию реальности происходящего. Vr способна воздействовать на все пять органов чувств человека, откликаться на его движения и действия.

Так, специальный шлем создает трехмерное изображение, реагирующее на движения головы пользователя и даже отдельно его глаз. Комнаты виртуальной реальности и специальные дисплеи задействуют стереоскопическое зрение и погружают человека внутрь объемного объекта, который также видоизменяется в зависимости от положения тела и движения глаз пользователя.

Костюм виртуальной реальности или отдельно перчатки изготавливаются из пластичного экзоскелета и оборудованы мягкими мышцами. Эти устройства также отслеживают положение пользователя и способны передавать ему тактильные ощущения.

Где применяются vr технологии

Все началось с индустрии интерактивных видеоигр. В отдельный класс выделились различного рода симуляторы: езды на мотоцикле, автомобиле, пилотирования самолета и др.

Сегодня виртуальная реальность получила широкое распространение и используется в различных сферах. Производители используют технологии для продвижения своих товаров и услуг. Конструкторы и дизайнеры получили возможность использования объемных изображений своих проектов. Визуальные модели геоинформационных данных пригодятся при разработке месторождений полезных ископаемых.

Обширная сфера применения VR — это обучение персонала и образование в широком смысле.

Чему можно научиться в виртуальной реальности

Виртуальное обучение и переподготовка железнодорожников, пилотов самолета, тренировки спортсменов и полицейских, внедрение симуляторов для обучения медицинским специальностям сделали формирование специфических навыков проще, доступнее и безопаснее.

Флагманом VR в образовательной сфере выступило приложение Anatomuoy, позволяющее школьникам и студентам погрузиться в изучение анатомии человека. Успешный опыт вдохновил разработчиков на создание многообразных обучающих приложений, и сегодня с помощью передовых технологий можно отправиться изучать космическое пространство, погрузиться в мир атомов, принять участие в сложных химических экспериментах, воочию наблюдать исторические события.

Преимущества vr в сфере образования

VR открывает множество новых возможностей в образовании. К основным преимуществам можно отнести:

  • Высокую степень наглядности. Vr позволяет не только продемонстрировать пользователю любое явление с высокой степенью детализации, но и вовлечь ученика во взаимодействие с моделью.
  • Безопасность. Приобретение сложных навыков и усвоение алгоритмов поведения в чрезвычайных ситуациях происходит без малейших угроз для жизни и здоровья.
  • Вовлеченность пользователя. Игровые технологии в обучении позволяют поддерживать у учеников неподдельный и устойчивый интерес.
  • Фокусировку. В смоделированном для решения конкретных задач мире отсутствуют внешние раздражители. Ничто не сможет отвлечь ученика — он будет полностью сосредоточен на обучении.
  • Экономичность. Даже немалая стоимость оборудования и образовательного контента не идет ни в какое сравнение со стоимостью, монтажом и обслуживанием громоздких реальных макетов.

Форматы vr в образовании

Разнообразие образовательных возможностей vr поражает воображение. Но вместе с тем, ее использование диктует необходимость перестройки образовательного процесса.

Очное

При такой форме классический формат урока остается неизменным, но дополняется 5-7-минутным погружением в VR. Лекция, как и прежде, создает структуру урока, а практикум в виртуальной реальности поможет поддержать интерес учеников и наполнит их эмпирическим опытом.

Дистанционное

Такая форма дарит ученикам и преподавателям возможность взаимодействовать друг с другом, находясь в любой точке мира. При этом, в отличие от вебинаров, сохраняется ощущения присутствия: ученик может слушать лекцию, выполнять индивидуальные и коллективные задания, взаимодействовать с другими участниками образовательного процесса, а преподаватель сохраняет функции контроля.

Смешанное

VR позволяет подключить к традиционной работе в классе учеников, не имеющих возможности посещать образовательную организацию очно.

Самообразование

Любой образовательный курс можно адаптировать для самостоятельного изучения. Пользователи технологичного оборудования получают возможность приобретать контент в специализированных магазинах и погружаться в образовательную среду с виртуальным преподавателем.

Далее представлен видеоролик о том, как проходят занятия в виртуальной реальности:

Лучшие проекты

  • Labster — интерактивный проект, позволяющий проводить научные эксперименты в оборудованных лабораториях.
  • MEL Chemistry VR — увлекательный структурированный сборник интерактивных уроков химии.
  • Expedition Pioneer Program — программа, позволяющая совершать виртуальные экскурсии в самые экзотические и невероятные уголки нашей планеты.
  • Virtual Reality Medical Training Simulation — медицинский тренажер, вовлекающий студентов в принятие решений, от которых будет зависеть “жизнь” виртуального пациента.
  • Tilt Brush позволяет рисовать в смоделированном 3D пространстве.
Читайте также:  Батарея стала быстро разряжаться android

Технологии виртуальной и дополненной реальности — не только эффективный, но и увлекательный способ оживить процесс образования. Надеемся статья была для вас полезной, и вы узнали что-то новое для себя. Если так, то поделитесь ей с друзьями в социальных сетях. До новых встреч!

Мысль о том, что в повседневном обучении важно использовать самые передовые технологии, не покидает умы не только современных исследователей, но и практически каждого из нас. По данным специалистов в области лингвистики и психологии, самые благоприятные условия для усвоения новых знаний — в детском и юношеском возрасте. Но отсутствие интереса, рассредоточенность и неумение концентрироваться на непростых вещах не позволяют нам эффективно получать образование в любом возрасте. А современная система образования конкурирует с развлекательной сферой и нуждается в механизмах восприятия, которые позволят вовлечь учеников в процесс усвоения новых знаний. Ведь эффективным обучением движет интерес, который нужно сначала сформировать, а затем поддержать.

Вот только в XXI веке вряд ли можно увлечь учеников рисунками, просмотром старых фильмов или чтением стремительно устаревающей литературы. Поэтому сегодня в образовании всё популярнее устройства с поддержкой VR и AR.

До сих пор во многих странах путь к новым знаниям прокладывается через книги, карандаши и тяжелые рюкзаки. При этом уже со средней школы не каждый ребенок готов справиться с тем грузом знаний, который на него вываливает типичное школьное обучение. Вспомните свои школьные годы, ведь неудовлетворительные оценки большей части класса как раз об этом и свидетельствуют. Для решения этой проблемы в отдельных зарубежных государственных и частных школах нашли решение — применение дополненной и виртуальной реальности.

Чем обосновано применение VR и AR для обучения? Представьте: школьным учителям больше не нужно монотонно или, напротив, излишне усердно рассказывать, к примеру, о египетских пирамидах и особенностях их строительства. С помощью шлемов виртуальной реальности можно прямо за партой отправиться в поход по туннелям с саркофагами, услышать шорохи лабиринтов и самостоятельно оценить ключевые исторические события, развернувшиеся тысячи лет назад. При таких сценариях обучения можно вырастить целое поколение таких профессий, которые сегодня остаются менее востребованными в обществе, но всё еще являются крайне необходимыми для сохранения многогранности современной науки.

В чём преимущество виртуальной и дополненной реальностей? Они позволяют создать среду, которая воспринимается человеком через органы ощущения. Фактически, VR/AR позволяют смоделировать комфортные условия для получения новых знаний, а особенно — для обучения детей, подростков и молодежи. За обучающегося никто не размышляет, он сам переосмысливает всю воспринимаемую информацию. Кто знает, может именно VR и AR позволят решить проблему «чистоты» новых знаний и информации в процессе обучения.

Не только начинающие стартапы, но и крупные компании предлагают свои решения в области виртуальной реальности для образовательных целей. Например, особую известность в Европе получил проект «CLASSVR». Его создатели предлагают не просто полноценный набор средств виртуальной реальности (устройство + программное обеспечение), а комплексное решение, позволяющее осуществлять массовое обучение. С помощью такого набора можно вести обучение не только в небольших группах, но и в самых настоящих учебных классах с большим количеством учащихся. В рамках проекта учителя могут самостоятельно с помощью адаптированного и понятного интерфейса формировать планы, разрабатывать программы и создавать визуальные элементы обучающего курса. Кроме того, учителям абсолютно не нужно обладать какими-либо навыками в программировании. Наглядные иллюстрации можно позаимствовать из базы разработанных сюжетов, в том числе загрузить дополнительный контент 1 .

Дополненная реальность также постепенно занимает свое особое место в обучении. Особенностью AR является то, что она позволяет расширить представление о происходящих процессах в окружающей среде. Обновленные сенсорные данные формируются не в новой, а вполне привычной среде. Размещение любых объектов в конкретной среде, в которой они изначально отсутствуют, позволяет смоделировать наиболее необычные практики для осуществления образовательных задач. Само возникновение дополненной реальности во многом обусловлено образовательными задачами. Именно отрисовка дополнительных стрелок и знаков в различных обучающих материалах позволила указать на определенные объекты, сделав их более наглядными для восприятия.

Одним из самых ранних в сфере дополненной реальности стал проект «Handheld Augmented Reality», авторами которого выступили ученые из трех крупнейших американских университетов. Проект был воплощен в жизнь на средства гранта от Министерства образования США. В рамках исследования разработчики разместили в свободном доступе значительный массив данных, посвященный созданию алгоритмов дополненной реальности в целях обучения американских школьников. Перемещаясь по своей вполне реальной школе, в зависимости от локаций ученик получал образовательные задачи, которые ему предстояло решить не только за счет собственных знаний, но и с помощью определенных навыков работы с использованием системы дополненной реальности 2 .

Но способны ли технологии виртуальной и дополненной реальности помочь в обучении взрослым людям? Безусловно. Современное образование не знает возрастных границ и рамок. Кроме того, виртуальная и дополненная реальность становятся доступнее, ведь в настоящий период для их использования необходимо иметь только современный смартфон. Буквально за несколько лет магазины мобильных приложений наполнились тысячами программ с поддержкой VR и AR.

Читайте также:  Детские смарт часы какие лучше отзывы

Особую известность не только среди астрономов, но и обычных пользователей получили продвинутые приложения «Star Walk» и «Solar Walk» от компании VITO Technology. Компания имеет достаточно крупные офисы в США, Германии и России. В 2010 году эти приложения были продемонстрированы самим Стивом Джобсом во время ежегодной презентации Apple. Более 7 лет назад глава крупнейшей технологической корпорации мира размышлял о том, как подобные приложения позволяют не только обучать профессиональных астрономов, но и знакомить с тонкостями космического мира обыкновенных пользователей посредством технологий виртуальной реальности 3 .

Тренд на интеграцию VR и AR решений в мобильной индустрии ожидаем, ведь пользователи хотят иметь широкие возможности в одном устройстве, которое находится рядом 24 часа в сутки. Многие из нас не представляют свою жизнь без мобильной связи и быстрого интернета под рукой. Немногие готовы платить за дополнительное оборудование, которое может оказаться непростым в управлении. Поэтому активная экспансия VR и AR технологий в мобильной индустрии отвечает ожиданиям потребителей.

Достаточно оригинально к изучению иностранного языка подошли в Японии. Издательская группа Tokyo Shoseki выпустила серию англоязычных самоучителей и мобильное приложение, которое поддерживает дополненную реальность на смартфоне. Компания предлагает по-новому взглянуть на привычный мир обучения и не списывать со счетов старые книжки, объединив привычные вещи и современные технологии. Более практичные печатные самоучители английского языка с AR элементами могут не уступать в плане интерактивности типичному изучению иностранного языка на экране iPad, но при этом оставаться более доступным решением для образовательной системы. Изучая серию книг «Новый горизонт», читатели могут навести смартфон на соответствующий раздел страницы, чтобы услышать диалог или попытаться поговорить с вымышленными иностранцами. В любом случае, навык говорения на иностранном языке при интересной беседе развивается гораздо быстрее, чем при прослушивании аудиозаписей 4 .

Пожалуй, самое наглядное применение AR и VR технологий возможно в изучении точных и инженерных наук. Проект Ханнеса Кауфмана и Бернда Мейера «PhysicsPlayground» ориентирован на моделирование физических экспериментов в области механики. Огромное количество инструментов для анализа воздействия силы, массы, траектории, скорости и иных характеристик объектов физического мира позволяют детально изучать происходящие процессы и экспериментировать в трехмерном виртуальном пространстве, исключая затраты на оригинальные испытания. Программа функционирует на современном физическом движке, который изначально создавался для гейминга, однако его возможности с лихвой обеспечивают реализацию образовательных задач на практике.

Форматы AR и VR в образовании могут быть различными, однако их преимущества перед очным обучением очевидны. Передача опыта и картинки посредством виртуальной и дополненной реальности в первую очередь обусловлены эффективностью вовлечения, а, следовательно, усовершенствованием образовательного процесса. По данным исследований компании VRAr lab, более 90 % обучающихся успешно усваивают подобный материал, что дает надежды на эффективное применение виртуальной и дополненной реальности в образовании 5 .

У сообщества разработчиков остается одна важная проблема, которая стоит на пути полноценной интеграции указанных технологий в образовательную среду. Стремительно растущий объем знаний об окружающем мире очень сложно своевременно воплощать в интерактивных формах. Для любого современного ученого издание книги не представляет особых проблем, ведь для фиксации своих исследований достаточно открыть всего лишь офисное приложение на компьютере. Однако понятные каждому механизмы по созданию без специализированных знаний интерактивного контента с применением виртуальной и дополненной реальности попросту отсутствуют.

Одним из наиболее популярных направлений развития виртуальной и дополненной реальности является образование. Существует много различных вариантов применения современных технологий в этой области — от простых школьных туров по Древнему Египту на уроках географии до обучения специалистов для работы на сверхскоростном поезде или на космической станции. Своими замечаниями о том, какими возможности обладает виртуальная реальность в образовании, поделился Дмитрий Кириллов, руководитель VRAR lab и Cerevrum Inc.

Плюсы использования VR в образовании

Использование виртуальной реальности открывает много новых возможностей в обучении и образовании, которые слишком сложны, затратны по времени или дороги при традиционных подходах, если не всё одновременно. Можно выделить пять основных достоинств применения AR/VR технологий в образовании.

Наглядность. Используя 3D-графику, можно детализированно показать химические процессы вплоть до атомного уровня. Причем ничто не запрещает углубиться еще дальше и показать, как внутри самого атома происходит деление ядра перед ядерным взрывом. Виртуальная реальность способна не только дать сведения о самом явлении, но и продемонстрировать его с любой степенью детализации.

Безопасность. Операция на сердце, управление сверхскоростным поездом, космическим шатлом, техника безопасности при пожаре — можно погрузить зрителя в любое из этих обстоятельств без малейших угроз для жизни.

Вовлечение. Виртуальная реальность позволяет менять сценарии, влиять на ход эксперимента или решать математическую задачу в игровой и доступной для понимания форме. Во время виртуального урока можно увидеть мир прошлого глазами исторического персонажа, отправиться в путешествие по человеческому организму в микрокапсуле или выбрать верный курс на корабле Магелланна.

Фокусировка. Виртуальный мир, который окружит зрителя со всех сторон на все 360 градусов, позволит целиком сосредоточиться на материале и не отвлекаться на внешние раздражители.

Читайте также:  Девизы по жизни для девушек

Виртуальные уроки. Вид от первого лица и ощущение своего присутствия в нарисованном мире — одна из главных особенностей виртуальной реальности. Это позволяет проводить уроки целиком в виртуальной реальности.

Форматы VR в образовании

Использование новых технологий в образовании предполагает, что учебноый процесс должен быть перестроен соответствующим образом.

ОЧНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Виртуальные технологии предлагают интересные возможности для передачи эмпирического материала. В данном случае классический формат обучения не искажается, так как каждый урок дополняется 5–7-минутным погружением. Может быть использован сценарий, при котором виртуальный урок делится на несколько сцен, которые в включаются в нужные моменты занятия. Лекция остается, как и прежде, структурообразующим элементом урока. Такой формат позволяет модернизировать урок, вовлечь учеников в учебный процесс, наглядно иллюстрировать и закрепить материал.

ДИСТАНЦИОННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

При дистанционном обучении ученик может находиться в любой точке мира, равно как и преподаватель. Каждый из них будет иметь свой аватар и лично присутствовать в виртуальном классе: слушать лекции, взаимодействовать и даже выполнять групповые задания. Это позволит придать ощущение присутствия и устранить границы, которые существуют при обучении через видеоконференции. Также преподаватель сможет понять, когда ученик решит покинуть урок, так как шлемы Oculus Rift и HTC Vive оборудованы датчиком освещения, позволяющим распознать, используется шлем в данный момент или нет.

СМЕШАННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

При наличии обстоятельств, мешающих посещать занятия, ученик может делать это удаленно. Для этого класс должен быть оборудован камерой для съемки видео в формате 360-градусов с возможностью трансляции видео в режиме реального времени. Ученики, посещающие урок дистанционно, смогут наблюдать происходящее в классе от первого лица (например, прямо со своего места), видеть своих одноклассников, общаться с преподавателем и принимать участие в совместных уроках.

САМООБРАЗОВАНИЕ

Любой из разработанных образовательных курсов может быть адаптирован для самостоятельного изучения. Сами уроки могут размещаться в онлайн-магазинах (например, Steam, Oculus Store, App Store, Google Play Market), чтобы у всех была возможность осваивать или повторять материал самостоятельно.

Минусы использования VR в образовании

Однако пока использование технологий и сами устройства не будут максимально «отточены», будут существовать минусы и потенциальные проблемы использования виртуальной реальности в образовании.

Объем. Любая дисциплина довольно объемна, что требует больших ресурсов для создания контента на каждую тему урока — в виде полного курса или десятков и сотен небольших приложений. Компании, которые будут создавать такие материалы, должны быть готовы заниматься разработкой довольно продолжительное время без возможности ее окупить до выхода полноценных наборов уроков.

Стоимость. В случае с дистанционным обучением нагрузка по покупке устройства виртуальной реальности ложится на пользователя, или этим устройством может быть его телефон. Но образовательным учреждениям понадобится закупать комплекты оборудования для классов, в которых будут проходить занятия, что также требует существенных инвестиций.

Функциональность. Виртуальная реальность, как и любая технология, требует использования своего, специфического языка. Важно найти верные инструменты для того, чтобы сделать контент наглядным и вовлекающим. К сожалению, многие попытки создания обучающих VR-приложений не используют все возможности виртуальной реальности и, как следствие, не выполняют своей функции.

Пример: урок физики в VR

Для того, чтобы проверить эффективность и жизнеспособность использования виртуальной реальности в образовании, компания VRAr lab разработала экспериментальный урок по физике. В исследовании приняли участие 153 человека: подростки 6-17 лет, их родители и родственники. После просмотра участников попросили ответить на три вопроса: насколько хорошо усваивается учебный материал, поданный таким образом; каково отношение детей к обучению в виртуальной реальности; какие школьные предметы (по мнению школьников) предпочтительны для создания уроков в виртуальной реальности.

Урок был посвящен теме электрического тока в простейшей электрической цепи. Надев очки, пользователь оказывался в комнате перед столом, на котором была визуализирована простейшая электрическая цепь. Далее пользователь попадал внутрь проводника, где ему предстояло изучить его строение (визуализация строения атома, кристаллической решетки, условная визуализация течения электрического тока в связке с источником питания). Урок рассчитан на шесть учеников, сопровождается лекцией учителя и длится от 5 до 7 минут.

После лекции респонденты заполнили анкеты.

Усвоение материала и отношение к урокам в VR

Респондентам было предложено ответить на три закрытых вопроса анкеты: какая из перечисленных частиц не является частицей атома; из чего состоит ядро атома; какая частица отвечает за передачу электрического заряда. Результат оказался отличным – лишь 8,5% респондентов не усвоили материал.

Что касается отношения к подобным урокам, то по данным VRAR lab, 148 респондентов из 153 (97,4%) желали бы и дальнейшего применения технологий виртуальной реальности на школьных уроках, причем в качестве дисциплин большинство указало физику и химию.

В целом, эксперимент, проведенный VRAR lab, показал успешность применения VR в образовании. Современные технологии, несмотря на долгий путь развития, еще молоды, но всё же виртуальная реальность – это следующий большой рывок в развитии сферы образования. И в ближайшее время нам предстоит увидеть множество интересных открытий в этой области.

admin

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *