КУПРИЯНОВА Т.В., студентка Нижегородского архитектурно-строительного университета, г. Н.Новгород, kupryanovatanya@yandex.ru 

 СУХАНОВА Н.Т., научный руководитель к.п.н., доцент ННГАСУ, г. Н.Новгород, ntsuhanova@gmail.com

Особенности использования
виртуальной реальности в сфере образования

В статье рассматривается проблема использования виртуальной реальности в образовании. Уделяется внимание оборудованию, необходимому для использования виртуальной реальности (VR). Выполнен анализ литературы по теме исследования. Представлены положительные и отрицательные стороны в использовании VR. Рассматривается возможность использования VR в процессе подготовки студентов строительной направленности

Интерес к теме виртуальной реальности стал возрастать с конца XX века благодаря развитию информационных технологий, как аппаратной, так и программной составляющей, развитию возможностей глобальной сети Интернет. На актуальность данной темы указывает тот факт, что виртуальная реальность становится неотъемлемой частью нашей повседневной реальности.

Целью исследования является выявление появившихся возможностей виртуальной реальности. Достижение указанной цели предполагает решение следующих задач:

• изучение требований к аппаратным и программным составляющим;
• выявление возможностей использования виртуальной реальности в различных областях человеческой деятельности;
• рассмотрение конкретных рекомендаций в сфере образования.

Виртуальная реальность (Virtual Reality, VR) – это созданный с помощью технического и программного обеспечения виртуальный мир, передающийся человеку через осязание, слух, а также зрение и, в некоторых случаях, обоняние. Именно объединение всех этих воздействий на чувства человека в сумме носит название интерактивного мира.

Виртуальная реальность имитирует как воздействие, так и реакции на воздействие. Понятие виртуальной реальности впервые было введено Майроном Крюгером (англ. Myron Krueger) в конце 1960-х. Если попытаться проследить эволюцию понятия «виртуальность» на протяжении истории человеческого общества, то мы сталкиваемся с тем, что из века в век, от эпохи к эпохе значение понятия изменялось. Например, до момента вхождения в информационное общество под виртуальностью понимали объект или состояние, которые реально не существуют, но могут возникнуть при определенных условиях [5].

Для использования VR необходимо иметь специальные устройства, одни из которых поддерживают работоспособность подключенных устройств, воздействующих на человека в рамках VR. Элементарными системными требованиями является наличие графического процессора с игровой видеокартой GTX 1060 или выше, персональный компьютер с тремя разъемами USB и VR-шлем. В настоящее время доступно два типа виртуальных гарнитур. Первый тип представляет собой аксессуар, в который можно вставить свой смартфон, служащий в качестве экрана. Второй тип такого рода девайсов работает без дополнительных устройств, в них находятся встроенные дисплеи, на которые непосредственно выводится изображение для левого и правого глаза.

Система VR может оснащаться различной периферией в зависимости от желаемых функций. Это могут быть VR-перчатки, различные джойстики, костюмы motioncapture или устройства тактильной обратной связи, трехмерный экран, 3D-комната. Все эти технологии виртуальной реальности позволяют взаимодействовать пользователям с виртуальной сценой с высокой степенью интерактивности.

Оборудование виртуальной реальности применяется не только для развлечений, они не ограничиваются играми. В настоящее время VR уже используется в образовании, медицине, астрономии, промышленности, искусстве, архитектуре, психологии, туризме, маркетинге, рекламе, спорте. Однако в рамках данной статьи нас интересует развитие VR в образовании.

В исследованиях, посвященных данной тематике, Селиванов В., Селиванова Л., Метрэйлер И., Морено Р., Райслейн М., Озгул Дж., Спидзера В., Аккерман М. каждый из авторов научных работ имел свою точку зрения, как можно использовать VR в сфере образования.

В. Селиванов, Л. Селиванова называют VR средством, методом, технологией обучения, которая вносит существенную специфику в деятельность преподавателя, студента в преобразование содержания образования, обеспечивает формирование нового, информационного способа подачи и усвоения материала, является высокотехнологичными дидактическими инструментами и выступает в качестве относительно жесткого алгоритма действий, предписаний, обеспечивающих гарантированный развивающий эффект [2].

И. Метрэйлер с сотрудниками проводила исследование возможностей обучения студентов посредством работы в виртуальной лаборатории. В этой лаборатории студенты самостоятельно формулировали гипотезы, разрабатывали модели экспериментов, анализировали и интерпретировали результаты своих исследований. Результаты показали, что работа в лаборатории помогла всем студентам улучшить их специфические и общие психологические знания по предмету [3].

Р. Морено, М. Райслейн, Дж. Озгул занимались исследованием дидактических элементов и невербального поведения виртуального педагогического агента [1]. Исследования авторов показывают, что анимированные педагогические агенты положительно влияют на обучение тогда, когда они активно используют дейктические жесты, т.е. жесты, которые фиксируют, указывают на положение определенного объекта в пространстве, или дейктические движения (например, анимированная стрелка указывает на нужный объект). Учеными был сделан вывод, что перспективная функция анимированных виртуальных педагогических агентов заключается в поддержке когнитивных процессов студентов, их внимательности во время обучения.

Внедрение технологий электронного обучения не должно стать самоцелью. Их применение может быть оправдано только достижением нового качества обучения и новых возможностей для учащихся [8, 9, 10]. Говоря конкретно о VR иповторяя слова Марка Джонсона «инструменты не должны стать самоцелью», необходим осторожный и взвешенный подход при внедрении всего нового в образовании.

В ходе работы В. Спидзера и М. Аккермана виртуальные модели человеческого тела стали популярными интерактивными инструментами для обучения студентов-медиков основам анатомии человека, а также сложным хирургическим процедурам [4].

Многие считают, что использование VR в образовании повысит эффективность обучения, ускорит процесс усвоения материала студентами, появятся большие возможности для отработки необходимых навыков в самых разнообразных учебных направлениях.

В Архитектурно-строительном университете Нижнего Новгорода использование VR может быть полезно при подготовке студентов многих направлений, таких как: Промышленное и гражданское строительство, Градостроительное проектирование, Дизайн архитектурной среды, Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений, Ландшафтная архитектура, Промышленный дизайн, Дизайн интерьера, Строительство автомобильных дорог, аэродромов, объектов транспортной инфраструктуры, Архитектурное проектирование, Инфраструктура пространственных данных, Строительство инженерных, гидротехнических и природоохранных сооружений, Теплогазоснабжение, вентиляция, водоснабжение и водоотведение зданий, сооружений, населенных пунктов и др.

В современном строительстве не обойтись без виртуальной реальности. Этот подход позволяет увидеть будущий интерьер и значительно сэкономить на потраченном времени и средствах. Так, в частности, студенты, обучающиеся по направлению подготовки Строительство уникальных зданий и сооружений испытывают проблемы при выполнении работ по инженерной графике, каждый раз делая чертежи объектов вручную. В данном случае при использовании технологий VR они могли бы тратить меньше времени на подобные задания, так как чертежи стали бы более наглядными, а также выполнение самих заданий стало бы проще и понятнее. Технологи VR могут рассчитать необходимый вес балок, длину труб для гидротехнического строительства, дадут возможность увидеть действие вентиляционного аппарата в живую, не пользуясь специальной техникой.

Студенты, обучающиеся по направлению подготовки Дизайн интерьера, могут с помощью VR представить предметы декора в различной цветовой гамме, сделать модель комнаты, спроектировать и расставить мебель по своему усмотрению или вовсе воплотить в VR свою идею с вечерним платьем.

Но мало иметь нужные устройства VR, важна организация соответствующей компьютерной аудитории, в которой можно использовать технологии VR.

Для выполнения VR -программы требуются лишь компьютер с быстрым микропроцессором и ускоренная видеоподсистема для работы с трехмерной графикой, по желанию можно использовать шлем HMD (Head-Mounted Display) и цифровые перчатки. Без тщательно продуманных аппаратных средств студент может иметь проблемы с равновесием, инерцией или даже испытывать дезориентацию и тошноту.

В настоящее время большинство систем виртуальной среды рассчитано на управление персональными компьютерами, которые используются в высших учебных заведениях. Графика, как правило, обрабатывается мощными видеокартами, изначально предназначенными для тяжелых трехмерных игр.

Допустим, что теперь у нас имеются все средства и возможности для погружения в VR, однако еще следует внести изменения в учебные планы и разработать соответствующие программные дисциплины. За одну лекцию студент может узнать большее количество информации с помощью VR, это повысит эффективность обучения, но увеличится нагрузка на зрение и на физическое состояние студента, он быстрее устанет. Поэтому в отведенные часы для «пары» нужно производить смену деятельности, сделать зарядку или же можно спросить совета у преподавателя, если возникают вопросы. Помимо практических занятий, следует ввести дисциплину, изучающую саму историю создания, правила пользования и возможности VR, чтобы у студентов было представление, чем они пользуются.

Теперь, имея представление о VR, ее структуре, возможностях и требованиях, можно выявить положительные и отрицательные стороны в использовании VR (см. таблицу 1).

Таблица 1. Плюсы и минусы виртуальной реальности в сфере образования

Очевидно, что виртуальные технологии, как, впрочем, и любые другие, несут с собой не только много преимуществ, но и немало проблем. Однако прогресс остановить невозможно, поэтому виртуальная реальность, так или иначе, займет свое место в нашей жизни. Наша же задача ‒ использовать свой разум так, чтобы извлекать из новых достижений максимум пользы и не допускать, чтобы виртуальная реальность стала иллюзорной заменой реального мира.

Виртуальная реальность обладает огромным потенциалом. Она способна изменить будущее многих областей начиная с дизайна, строительства, архитектуры, медицины и бизнеса и заканчивая производством. Мы живем в эпоху самых быстрых преобразований, и каждый из нас может сам творить историю, если только захотеть.

1. Moreno R., Reislein М., Ozogul G. Использование виртуальных сверстников для управления визуальным вниманием во время обучения. // «Медиапсихологии», № 22, 2010 г. – С. 52-60.
2. Селиванов В.В., Селиванова Л.Н. Виртуальная реальность как метод и средство обучения // Образовательные технологии и общество. 2014. Т. 17, № 3. – С. 378-391.
3. Metrailler Y., Reijnen E., Kneser C., Opwis K. Научная проблема решения в виртуальной лаборатории: сравнение между людьми и парами // Ревю де Свисс психология. 2008. Т. 67. – С. 71-83.
4. Spitzer V., Ackerman M. The Visible Human в Университете Колорадо 15 лет спустя. // «Виртуальная реальность», № 12, 2008 г. – С. 191-200.
5. Гаврилов А.А. Основные подходы к определению категории «виртуальная реальность» в современном философском дискурсе.// «Молодой ученый», № 9, 2012 г. – С. 162.
6. Суханова Н.Т. Место электронных образовательных ресурсов в процессе формирования единого образовательного пространства учебного заведения/ Н.Т. Суханова //Информационные технологии в организации единого образовательного пространства. Материалы XII международной научно-практической конференции. – Н. Новгород: НГПУ Мининский университет. – 2014. – С. 62-69.
7. Суханова Н.Т. Электронное обучение в вузе: оценка качества электронных курсов/ Н.Т. Суханова // Проблемы современного педагогического образования. ГПА ФГОУВО Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского. – Ялта, 2016. – № 51-7. – С. 302-309.
8. Суханова Н.Т., Болдин С.В., Тарасов В.А. Формирование информационных компетенций студентов педагогических вузов в условиях цифрового образования. Проблемы современного педагогического образования/ Н.Т. Суханова, С.В. Болдин, В.А. Тарасов // Сер.: Педагогика и психология. – Сборник научных трудов. – Ялта: РИО ГПА. – Вып. 57. Ч. 12. – С. 301-309.

Ключевые слова: виртуальная реальность, виртуальная гарнитура, виртуальный педагогический агент.

Features of the use of virtual reality in education

Kupriyanova T.V., student of the Nizhny Novgorod University of Architecture and Construction, N.Novgorod, kupryanovatanya@yandex.ru

Sukhanova N.T., Scientific Supervisor, Candidate of Pedagogical Sciences, Associate Professor, NNSACU, N. Novgorod, ntsuhanova@gmail.com

Abstract: The article deals with the problem of using virtual reality in education. Attention is paid to the equipment necessary to use virtual reality (VR). The analysis of the literature on the topic of research. The positive and negative aspects of using VR are presented. The possibility of using VR in the process of preparing students of a construction orientation is being considered.

Keywords: virtual reality, virtual headset, virtual pedagogical agent.

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи