Внедрение виртуальной реальности в обучении студентов
статья

Внедрение виртуальной реальности в обучении студентов

Е.В. Селезнева (г. Москва)

В презентации даётся определение "виртуальная реальность", описывается достоинства и недостатки использования VR в образовании.  Проведен анализ исследований виртуальной реальности и способы ее применения ранее, используя примеры применения виртуальной реальности в образовании.

Актуальность темы обусловлена стремительным развитием информационных технологий, которые затрагивают все сферы общественной и личной жизни. Известно, что большинство людей не могут представить жизнь без компьютеров, мобильных телефонов и, конечно же, без интернета. Поэтому тема виртуальная реальность в дизайн- образовании на сегодняшний день является актуальной. Вследствие этого изучаемая нами тема «виртуальная реальность в образовании» на сегодняшний день является действительно важной.

Интерес для изучения представляет тот факт, что информационные технологии глубоко интегрированы во все сферы жизни именно молодого поколения. Современная молодежь является наиболее активным пользователем сети Интернет, используют ее для общения, организации досуга, образования. Практически все развитые страны широко разрабатывают компьютерные технологии обучения. Это вызвано тем, что компьютер стал средством повышения производительности труда во всех сферах деятельности человека. Резко возрос объем необходимых знаний, и с помощью традиционных способов и методик преподавания уже невозможно подготовить требуемое количество высокопрофессиональных специалистов.

Виртуальная реальность (VR) — это захватывающая технологически продвинутая система, которая позволяет пользователям испытать «виртуальный мир». Потенциальные возможности применения VR в образовании огромны, и последние достижения в области технологий и улучшенная доступность сделали его интересной и развивающейся областью, которой он является сегодня.

Виртуальная реальность — созданный при помощи компьютерных технологий – это 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.

Одним из наиболее популярных направлений развития виртуальной и дополненной реальности является образование. Существует много различных вариантов применения современных технологий в этой области — от простых проектов школьных туров по Древнему миру на уроках географии до обучения специалистов для работы с дизайн- проектами. На протяжении всего времени люди использовали визуальные методы, чтобы помочь им запомнить информацию - от ранних наскальных рисунков до современного видео. VR — это не только следующий логический шаг, но и шаг в правильном направлении: исследования показывают, что мы сохраняем больше информации и можем лучше применять то, что мы узнали после участия в упражнениях виртуальной реальности.

VR — это отличная среда для улучшения образовании.

Каждый день мы видим новые способы, которыми VR способствует обучению и пониманию благодаря своим уникальным свойствам. Вот лишь несколько примеров дизайн- проектов виртуальной реальности для обучения студентов, которые спроектировали дизайнеры.

«Здравоохранение — это одна из наиболее важных и имеющих практическое применение отраслей для технологий дополненной реальности» - Брайан Вассом, модератор секции охватывающей использование дополненной реальности в области здравоохранения на Augmented World Expo.

Дополненная реальность в медицине используется как в обучении будущих врачей и среднего медицинского персонала, создавая виртуальную среду для изучения человеческого организма, так и в практической сфере, позволяя проводить операции и оказывая медицинскую помощь с большей эффективностью и минимальным риском для пациента.

С помощью инновационных устройств можно рассмотреть внутренние органы живого человека, наблюдая за их работой в реальном времени.

Анатомия:

В сотрудничестве с HTC медицинский университет Тайбэя создал самый большой в мире класс анатомии виртуальной реальности. Класс анатомии VR снабжен 10 наборами программного обеспечения Vive Pro и 3D Organon VR anatomy. Это позволяет проводить индивидуальное исследование, а также совместное использование одной и той же среды VR и позволяет студентам визуализировать лекции по анатомическим структурам в глубину, чтобы лучше понять, как функционируют органы.

Любой, кто изучает медицину, должен выучить анатомию. Для этого существует множество способов — учебники, графики, а также такие вещи как костяные коробки (представьте себе, вы открываете коробку с костями, и у вас возникает необходимость использовать некоторую справочную информацию, чтобы выяснить, что это такое и какие у этого особенности). Все это действенные и проверенные методы, но ARnatomy хотят сделать их лучше. Они работают над несколькими проектами, в том числе над приложением, которое использует оптическое распознавание символов (ОРС) для того, чтобы проводить соответствие между названием, например, бедренной кости, с визуальными эффектами и информацией о кости. Также ARnatomy позволяет пользователям манипулировать «реальной моделью скелета, прикрепленной к дополненной реальности (AR)».

Виртуальную реальность (VR) иногда называют «машиной эмпатии» за ее способность поставить пользователей на место других. VR также была использована как очень эффективный инструмент для тренировки, который может сымитировать весь ряд сценариев для потребителей. Ассоциация Альцгеймера сочетает в себе эти две функции, чтобы помочь научить студентов-медиков понимать, что такое жизнь с деменцией.

Моделирование VR позволяет студентам испытать жизнь Альфреда, 74-летнего старика с подозрением на легкие когнитивные нарушения наряду с возрастной потерей слуха и зрения. Или Беатрис, женщины средних лет, которая проходит через ранние стадии болезни Альцгеймера.

Эти сценарии VR созданы, чтобы дать студентам лучшее понимание условий, а также способствовать сочувствию к пациентам и их борьбе с деменцией. Программа обучения VR использовалась как часть программы «искусство в жизнь», которая была разработана для лучшей подготовки молодых людей к взаимодействию со взрослыми, которые болеют Альцгеймером или другими заболеваниями, связанные с деменцией.

VR МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОСТАВИТ СТУДЕНТОВ НА МЕСТО ПАЦИЕНТОВ С ДЕМЕНЦИЕЙ

Даниэль Поттс, доктор медицины, ФААН из Университета Алабамы, Тускалуса, является неврологом, который создал программу «приведение искусства в жизнь“. Он также поделился своим мнение о проекте:

«То, что мы слышим от студентов, свидетельствует об эффективности виртуальной реальности. Подобная практика повышает энтузиазм к учебе и работе с пожилыми больными».

«Подобные технологии могут быть полезны для расширения осведомленности о том, что такое болезнь Альцгеймера. Интересно, что создатели модулей также выделяют другие проблемы, которые некоторые люди испытывают по мере старения, в том числе ненадлежащее общение с другими, потому что они не могут хорошо видеть или слышать, в дополнение к проблемам памяти, которые являются общими для людей с болезнью Альцгеймера», –  сказала Бет Калмайер, MSW, вице-президент по уходу и поддержке Ассоциации Альцгеймера.  

«Нас часто спрашивают — каково это иметь слабоумие? Эти модули виртуальной реальности могут помочь другим испытать это. Для студентов, это хорошая проверка, чтобы увидеть, если они сочувствуют своим пациентам».

Природная стихия:

Виртуальная реальность используется в качестве инструмента, помогающего детям развить сочувствие к жертвам стихийных бедствий. [5] Поскольку школьники имеют относительно ограниченный жизненный опыт, они могут изо всех сил пытаться представить себе, что это такое для людей, которые пережили природную катастрофу. Вот тут и появляется ClassVR. Используя автономную гарнитуру VR, 360-градусные видео и удобный для учащихся интерфейс, дети могут исследовать последствия настоящей катастрофы. Такое погружение позволяет лучше понять масштабность этих событий и способствует эмпатическому развитию студентов.

Таким образом, 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. Мы  можем выделить пять основных достоинств применения AR/VR технологий в образовании:

1. Наглядность

Используя 3D-графику, можно детализировано 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.

2. Безопасность 

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

3. 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.

4. Фокусировка

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

5. 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.

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 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.

Безусловно имеются и недостатки использования VR в образовании. В частности, пока использование технологий и сами устройства не будут максимально «отточены», будут существовать минусы и потенциальные проблемы использования виртуальной реальности в образовании.

1. 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.

2. 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.

3. 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.

Вывод.

На сегодняшний день образование считается одним из наиболее перспективных направлений для развития и внедрения технологий виртуальной реальности. Идея применения виртуальной реальности с целью обучения уже далеко не новая, и VR технологии уже давно используются от виртуальных экскурсий на уроках изо.

Таким образом ученики смогут погрузиться в виртуальную реальность и узнать много нового и попробовать виртуально это на себе.

Устаревшие методы обучения такие, как информационные стенды, грифельные и интерактивные доски, макеты, таблички и т. д., в нашем современном мире являются скучными, неинтересными и ненаглядными пособиями. Студенты при долгой концентрации теряют внимания и им становится неинтересно то, что рассказывает преподаватель на занятиях, они теряют внимания и начинают больше общаться между собой, отвлекаясь на посторонние предметы и т. д. Однако, если бы преподаватели использовали виртуальную реальность, то подробную картинку с полной информацией об изучаемом предмете/ времени смог бы увидеть студент, что в свою очередь позволило бы ему более детально и лучше изучить тему. Известно, что полученные эмоции также бы помогли закрепить знания. Вследствие этого знания запомнились бы лучше, а образование стало бы более эффективным.

Известным фактом является то, что многие страны мира продолжают использовать устаревшие методы обучения, и Россия не является исключением. Однако, данные методы не являются эффективными, поскольку не очень хорошо влияют на качество образования учеников и студентов. Учащиеся не учат и не запоминают все то, что учитель или педагог даёт им во время уроков, лекций или семинаров. С помощью виртуальной реальности студенты смогут учиться, используя свои чувства, такие как слух, зрение и осязание. Вследствие этого виртуальная реальность является одним из самых действенных инструментов для преподавания естественных, гуманитарных, общественных, технических, прикладных наук в школах и университетах, поскольку это инновационный способ обучения. Данный способ использует технологические элементы и приспосабливается к различным стилям обучения студентов. Студенты усваивают информацию гораздо лучше и быстрее, если они входят в 3D-среду, которая делает все более увлекательным, захватывающим и приятным. Виртуальная реальность позволяет исследовать, путешествовать, не выходя из класса, посещать то, что хочет узнать студент, не двигаясь, иметь большую профессиональную ориентацию и многое другое.