VR в образовании — субъективный обзор возможностей

Статья посвящена анализу возможностей использования виртуальной реальности (VR) в образовании. Цель исследования — представить это нововведение. Обсуждаются преимущества и недостатки использования виртуальной реальности для образования, а также прогнозы и возможные тенденции развития.

Независимо от уровня анализируемой системы образования, можно заметить, что профессионалы, работающие в сегменте образования, сообщают об аналогичных трудностях, связанных с обучением и поведенческими расстройствами среди своих учеников. Отсутствие интереса и снижение мотивации, нарушения концентрации внимания, ухудшение качества общения и межличностных отношений или низкий уровень эмоционального интеллекта учащихся означают, что многие учителя не находят эффективного способа связаться со своими учениками. Все эти симптомы могут указывать на необходимость изменения подхода к учебному процессу. Может быть, эффективное решение — перейти от традиционных образовательных методов и форм к тем, которые ориентированы на опыт и сотрудничество и учитывают особенности цифрового поколения? В последние годы онлайн-обучение изменило облик образования, дополнив традиционные формы, позволяя учащимся получать знания удаленно, используя Интернет, в любое время и в удобном для них темпе. Благодаря популяризации дистанционной формы обучения учителя также смогли расширить диапазон образовательного воздействия, в то же время предоставив учащимся эффективный способ получения образования, не входя в класс.

Исследователи обнаружили, что люди лучше запоминают информацию, когда она представляется им в виртуальной реальности, чем когда она передается с помощью двухмерного изображения, созданного на экране персонального компьютера, смартфона или планшета.

Последующие исследования показали, что уроки, проводимые с намеренным использованием VR, вызывали любопытство учащихся, повышали интерес к теме и позволяли поддерживать вовлеченность детей в занятия на гораздо более высоком уровне, чем в случае занятий, проводимых только традиционными методами.

Несомненным преимуществом использования vr для образования, например, во время занятий в аудитории, является превращение лекций (метод обучения) в увлекательный образовательный опыт. Студенты инженерии или архитектуры могут использовать виртуальную реальность для проектирования и строительства цифровых структур, студенты-историки — для открытия древних руин, а студенты-биологи — для обучения виртуально на дне океана. Возможности использования VR в образовании, похоже, ограничиваются только воображением учителя. Кто знает, может быть, следующее большое технологическое изменение в образовании примет форму распространения виртуальной реальности?

Для использования VR-устройств пользователь надевает специальный шлем со встроенным дисплеем или очки с питанием от компьютера, игровой приставки или смартфона. Благодаря специализированному программному обеспечению и датчикам виртуальный опыт становится реальностью. Виртуальная потоковая передача обычно улучшается за счет трехмерного объемного звука и датчиков движения. Благодаря повсеместному использованию смартфонов практически каждый может использовать игры и другие мобильные приложения.

Ключевой особенностью VR является взаимодействие, то есть возможность управлять представленным изображением и управлять объектами, которые находятся в виртуальном мире (например, изменять их состояние, внешний вид, положение). Еще одно свойство — погружение, то есть субъективное ощущение погружения в виртуальный мир, связанное с отключением пользователя от стимулов из окружающего реального мира и заменой их совместимыми стимулами из виртуального мира. Интенсивность ощущения погружения в среду виртуальной реальности тесно связана с воображением пользователя. Без воображения невозможно полностью погрузиться в виртуальную реальность. Воображение — неизмеримая черта виртуальной реальности, во многом зависящая от темперамента пользователя.

Виртуальная реальность — не новая технология. Термин «виртуальная реальность» впервые был использован примерно в 1989 году, а сама технология была создана гораздо раньше, в 1960-х годах, когда начался процесс ее концептуализации.

В начале 21 века решения VR в основном использовались в военной и медицинской промышленности. Высокая цена и аппаратные ограничения (размер и развитие структур) могут стать причиной коммерческого провала в других отраслях, что также оказалось эффективным препятствием для развития.

Следующий этап развития VR произошел во втором десятилетии 21 века с динамичным развитием мультимедийных устройств и технологий. Инвестиции в VR-технологии в основном финансировались индустрией электронных развлечений. В результате этих действий на рынке стали появляться гораздо более дешевые устройства виртуальной реальности, такие как: очки виртуальной реальности (например, Oculus Rift, Samsung Gear VR, HTC Vive), системы слежения (например, Kinect) и распознавание жестов (например, MYO). манипуляторы и тактильные перчатки (например, Geomagic Touch, Virtuix Omni или Hands Omni).

Возможности использования виртуальной реальности увеличиваются. Goldman Sachs, один из крупнейших инвестиционных банков в мире, прогнозирует, что в 2025 году мировой рынок виртуальной реальности достигнет почти 700 миллионов долларов (550 миллионов фунтов стерлингов) и получит 15 миллионов пользователей в школах и университетах, а также как обгон по объему телевизионного рынка. Конечно, не все появляющиеся прогнозы столь оптимистичны, но каждый из них говорит о планируемом динамичном росте как аппаратного, так и программного обеспечения для виртуальной реальности.

Технологии виртуальной реальности становятся серьезным бизнесом. VR уже все больше и больше присутствует не только в развлечениях (особенно в играх), но и в корпоративном обучении, маркетинге, медицине и архитектуре. Это также вариант, который все чаще используется в реабилитации, лечении фобий или работе с аутичными детьми. Он также стремительно входит в мир образования на различных уровнях образования.

Результаты исследований указывают на несколько ключевых причин, которые делают виртуальную реальность эффективным инструментом в образовательном процессе. В настоящее время виртуальная реальность лучше всего подходит для тренировки когнитивных навыков, связанных с запоминанием и пониманием информации, приобретением пространственных и визуальных знаний. С помощью виртуальной реальности вы также можете практиковать психомоторные навыки, связанные с движением головы, такие как навыки визуального сканирования и наблюдения, а также аффективные навыки, связанные с контролем эмоциональных реакций на стрессовые или сложные ситуации. Проведенное исследование также выделяет важные атрибуты виртуальной реальности. Например, данные свидетельствуют о том, что обучение в виртуальной реальности может быть более запоминающимся, чем, например, видео-обучение. Практически легко повторить, масштабируемость и изоляция от помех. Более того, он может стать безопасной альтернативой тренировкам в реальном мире. Многие эксперты говорят, что запоминание предметов после опыта виртуальной реальности обычно выше, чем после просмотра видео или текстовых учебных материалов.

Несомненно, самым большим препятствием для свободного развития образования с использованием виртуальной реальности в школах может быть высокая цена оборудования. Хорошим выходом в этой ситуации является создание пространства для сотрудничества с бизнесом в области развития VR-технологий. Обычно это основано на том, что компании предоставляют оборудование, чтобы преподаватели и студенты с его использованием разнообразили процесс обучения, тестируя и развивая технологию.

В настоящее время на технологию VR возлагают большие надежды, но в настоящее время недостаточно научных исследований, чтобы четко определить ее место среди эффективных дидактических решений. Многие результаты проведенного анализа показывают преимущества использования виртуальной реальности в образовании. Первое — это однозначно погружение в процесс обучения и устранение внешних отвлекающих стимулов. Надев виртуальные очки, пользователь дистанцируется от внешнего мира и сосредотачивается на действиях в виртуальной реальности. Это погружение также способствует большему вовлечению в них. Обозначение треков VR как опыта подчеркивает эмпирический характер, который здесь сильнее, чем в других медиа. Кроме того, во время погружения в виртуальный мир происходит так называемый Эффект Протея заключающийся в том, что человек, находящийся в виртуальной реальности, корректирует собственное поведение и отношение к внешнему виду своего виртуального персонажа (аватара). Довольно часто этот эффект может сохраняться и в реальном мире, что, в зависимости от характера данного персонажа, иногда является недостатком, а иногда — преимуществом.

Еще один положительный аспект использования VR в образовательном процессе — это способность учителя анализировать и корректировать поведение пользователей на текущей основе. В VR весь процесс обучения очень прозрачен. Приложения VR позволяют не только отслеживать, куда смотрит ученик, как он жестикулирует, но и позволяют, например, анализировать его голос (темп речи, тембр) и даже позволяют фиксировать ненужные паузы и повторы. Благодаря этим решениям они могут гораздо быстрее получать персональные отзывы от преподавателя о своем прогрессе и областях, требующих дальнейшей работы.

Использование виртуальной реальности в образовании также является хорошо масштабируемым решением и позволяет практически всем заинтересованным сторонам проверить новые навыки в месте и в любое время по своему выбору. Это несомненное преимущество.

Таблица 1. Преимущества и недостатки использования виртуальной реальности в образовании

Преимущества         Недостатки
Погружение (полное погружение в процесс обучения), способствующее вовлечению  Возможность укачивания во время использования
Возможность постоянного анализа данных о поведении / действиях пользователей          Блочное, неудобное для пользователя оборудование, затрудняющее погружение
Высокая масштабируемость дидактической деятельности         Высокие затраты на производство и закупку оборудования и программного обеспечения.
Может использоваться где угодно и когда угодно Нет инструментов для радикального отбора информации, доходящей до пользователя.
Привлекательная современная форма обучения       Небольшая поддержка системы, необходимость самостоятельно искать дидактические решения

Помимо множества преимуществ, виртуальная реальность также имеет значительные ограничения. В настоящее время одним из самых больших недостатков является отсутствие эффективных решений, позволяющих эффективно интегрировать зрительные стимулы с телом и, по сути, в основном с чувством равновесия. Если пользователя VR-приложения приводят в движение, особенно связанное с каким-либо типом ускорения, изображение начинает двигаться, но лабиринт не перенаправляет сигнал в мозг — человек сидит в кресле в очках и не делает этого. изменить свою позицию. В результате этого действия возникает когнитивная предвзятость, и реципиент заболевает (указанная выше укачивание). Это также связано с довольно грубым оборудованием для участия в виртуальном мире.

Еще одним препятствием, сдерживающим широкое использование VR, являются высокие затраты на приобретение и производство оборудования, которое позволяет использовать его в профессиональных целях, а также дорогостоящее и трудоемкое программирование приложений. Тем не менее, можно прогнозировать, что вместе с распространением этой технологии снизятся затраты, связанные с ее внедрением. Виртуальная реальность также требует радикального отбора информации, которая доходит до получателя, и инструменты для этого отбора все еще разрабатываются. Вероятно, существует еще много таких ограничивающих факторов, но не все они еще обнаружены.

Как показано выше, существует множество различных вариантов интеграции виртуальной реальности в процесс обучения. Однако, делая такие попытки, стоит помнить, что VR — это технология, которая не лишена ограничений. Как и в случае со всеми новыми инструментами, было бы хорошо рассмотреть как положительные, так и отрицательные аспекты, прежде чем вводить VR в свой класс. Этот инструмент следует использовать не только для того, чтобы сделать образовательный процесс более привлекательным, но и, возможно, прежде всего, как эффективный метод, позволяющий эффективно реализовывать дидактические цели. Принимая во внимание прогнозы рынка, все указывает на то, что VR скоро станет частью реального мира, хотя в настоящее время увлекательная и интерактивная VR находится только на начальной стадии внедрения в образовательные процессы. Виртуальная реальность, вероятно, не станет панацеей от проблем с обучением для каждого молодого человека. Прогнозы о том, что студенты начнут проводить целые дни в виртуальных классах (хотя, вероятно, найдутся люди, которые перейдут на виртуальную реальность, и это будет их более или менее осознанный выбор), также совершенно неверны. Однако теперь, когда решаются некоторые вопросы доступности виртуальной реальности и сенсорного качества, есть основания полагать, что опыт виртуальной реальности станет более распространенным явлением в образовательной среде. Когда есть спрос, сообщество должно быть подготовлено и иметь качественный образовательный контент. Пока что есть несколько советов о том, как создать оптимальные ресурсы для использования в VR. Использование виртуальной реальности в образовании кажется особенно важным для тренировки когнитивных функций или для моделирования реальных ситуаций из повседневной жизни. В результате учащийся получает обратную связь в режиме реального времени, не чувствуя никаких физических последствий каких-либо ошибок, поэтому он может чувствовать себя в безопасности и больше концентрироваться на выполняемой задаче.

Хотя область применения виртуальной реальности в образовании практически безгранична, возможно, VR — это только введение в дополненную реальность, то есть AR, определяемую как систему, соединяющую реальный и созданный компьютером мир. Специальные защитные очки, очки и линзы расширят возможности органов чувств человека. Появится возможность заглядывать сквозь стены и вдаль. Пользователь сможет постоянно получать расширенную информацию о том, на что он смотрит. AR может изменить место и время обучения, ввести новые и дополнительные способы и методы обучения. Возможности технологии дополненной реальности могут сделать занятия более интересными, а информацию — более понятной для студентов.