УДК 371.3

Использование виртуальной и дополненной реальности в образовательном процессе: преимущества и перспективы

Голубев Александр Павлович – инженер-программист Акционерного общества «ГосНИИП», бакалавр Московского авиационного института

Ульшина Екатерина Владимировна – студентка Института экономики, управления и права Московского городского педагогического университета

Аннотация: В статье рассматривается положительное влияние виртуальной и дополненной реальности на образовательный процесс. Авторы  рассматривают преимущества и перспективы применения этих технологий в сфере образования.

Ключевые слова: виртуальная реальность (VR), дополненная реальность (AR), образовательный процесс, эффективность обучения, мотивация учащихся.

Образование является одной из базовых сфер деятельности человечества на всех этапах его развития. В условиях современного информационного общества, где технологические изменения происходят во всех областях нашей жизни, включая образование, возникает необходимость адаптации традиционных методов обучения к новым возможностям. Одними из инновационных инструментов, которые пришли на помощь в образовательном процессе, являются виртуальная и дополненная реальность.

Виртуальная и дополненная реальность предлагают новые, современные методы обучения, которые могут значительно повысить эффективность и интерес учащихся к изучению информации. Комбинирование виртуальных и реальных сред помогает школьникам и студентам в понимании сложных понятий и увлекает их процессом обучения.

Несмотря на огромный потенциал применения виртуальной и дополненной реальности в образовании, пока недостаточно исследований, подтверждающих эффективность данных технологий в качестве инструментов обучения и их перспективы в практике образования. Поэтому одной из важных проблем, требующих большего изучения, является определение преимуществ и перспектив применения виртуальной и дополненной реальности в образовательном процессе.

Целью данной научной статьи является изучение преимуществ и перспектив использования виртуальной и дополненной реальности в образовательном процессе. Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

  1. Изучить существующие исследования и публикации по применению виртуальной и дополненной реальности в образовании.
  2. Проанализировать преимущества и перспективы использования данных технологий в образовательном процессе.
  3. Изучить опыт применения виртуальной и дополненной реальности в различных образовательных учреждениях и сферах обучения.
  4. Предложить рекомендации для успешной интеграции виртуальной и дополненной реальности в образовательный процесс.

Научная новизна исследования заключается в комплексном анализе преимуществ и перспектив использования виртуальной и дополненной реальности в образовании. Данная работа представляет собой синтез результатов предыдущих исследований и научной литературы, а также опыта практического использования данных технологий.

Виртуальная реальность (VR) и дополненная реальность (AR) представляют из себя две инновационные технологии, которые на данный момент начинают активно применяться в образовательных учреждениях. Виртуальная реальность позволяет пользователям погрузиться в созданный цифровой мир, полностью отрываясь от реальной среды. С помощью специального оборудования, такого как VR-очки и контроллеры, учащиеся могут испытывать окружающую их виртуальную среду и взаимодействовать с ней. Дополненная реальность позволяет учащимся видеть и взаимодействовать с виртуальными объектами и информацией, которая добавляется к реальной среде с помощью специальной техники, такой как смартфоны и планшеты [4].

Виртуальная и дополненная реальность в образовании предоставляют новые возможности и подходы к обучению [2]. Они способствуют созданию более эффективной, интерактивной и привлекательной образовательной среды, которая позволяет учащимся более глубоко погрузиться в учебный материал и активно участвовать в учебном процессе.

Существует множество исследований, которые подтверждают положительное влияние виртуальной и дополненной реальности на образование. Одно из исследований, проведенное Брауновским университетом, показало, что использование VR-технологий улучшает понимание сложных концепций в науке и математике, так как учащиеся могут визуализировать абстрактные идеи и взаимодействовать с ними на практике. Другое исследование, проведенное университетом Калифорнии, обнаружило, что использование AR-технологий в историческом образовании способствует увлекательному и визуальному изучению истории. Учащиеся могут прямо на месте события видеть виртуальные объекты и персонажей, связанные с историческими событиями, что помогает им лучше понимать и запоминать материал.

Кроме этого, исследования показывают, что использование VR и AR в образовании способно активизировать участие учащихся и развивать их творческое и критическое мышление. Это достигается за счет возможности создания собственных виртуальных или дополненных сред и проектов, в которых учащиеся могут самостоятельно исследовать и решать задачи под руководством преподавателей [3].

Использование виртуальной и дополненной реальности в образовании имеет немало преимуществ. Во-первых, они позволяют создавать учебные ситуации, которые сложно или невозможно воспроизвести в реальной жизни. Например, обучающиеся могут исследовать вулканы или глубины океана без ограничений, не подвергая себя опасности.
Во-вторых, VR и AR стимулируют учащихся к самостоятельному обучению. Они предоставляют возможность для индивидуализации образования и учитывают различные способы обучения. Благодаря этому ученики могут исследовать материал в своем собственном темпе и отдавать предпочтение тому, что наиболее интересно именно им. Наконец, в-третьих, использование виртуальной и дополненной реальности в образовании позволяет учителям эффективнее оценивать знания учащихся. Благодаря возможности отслеживать взаимодействие учеников с виртуальными средами, преподаватели могут получить более основательные и объективные данные о прогрессе каждого учащегося и адаптировать учебные программы под их потребности.

  • На основе вышеизложенного, мы предлагаем возможные варианты внедрения VR и AR технологий для обучения средних и старших классов с использованием виртуальной и дополненной реальности по следующим предметам:
  1. Математика:
  • Виртуальный калькулятор с возможностью выполнения арифметических операций и решения сложных математических задач;
  • Дополненная реальность для изучения геометрии, позволяющая визуализировать различные фигуры и их свойства;
  • Виртуальные игры для тренировки навыков в решении уравнений и задач на алгебру.
  1. Физика:
  • Виртуальные эксперименты, которые помогут ученикам лучше понять законы физики, такие как закон сохранения энергии, закон Архимеда и закон Гука;
  • Дополненная реальность для изучения электричества и магнетизма, позволяющая визуализировать поле именно на уровне Планка.
  1. Химия:
  • Виртуальная лаборатория, где ученики смогут проводить химические эксперименты без риска получения травм;
  • Дополненная реальность для изучения структуры и свойств атомов и молекул.
  1. Биология:
  • Виртуальные экскурсии в различные экосистемы, позволяющие ученикам изучать животных и растения в их естественной среде обитания;
  • Дополненная реальность для изучения человеческого организма, позволяющая визуализировать органы и системы организма.
  1. Иностранные языки:
  • Виртуальные разговорные партнеры, которые помогут ученикам развить навыки общения на иностранном языке;
  • Дополненная реальность, позволяющая ученикам применять свои знания языка в реальных ситуациях.
  1. История:
  • Виртуальные посещения исторических мест и событий, позволяющие ученикам погрузиться в прошлое и лучше понять исторические события;
  • Дополненная реальность для визуализации исторических артефактов и документов.
  1. Литература:
  • Виртуальные книжные магазины, где ученики смогут открывать для себя произведения различных писателей и читать книги в виртуальном формате;
  • Дополненная реальность для анализа литературных произведений, позволяющая ученикам лучше понять смысл и символику произведений.

Эта учебная программа предлагает ученикам широкий спектр возможностей для обучения и исследования различных предметов с использованием виртуальной и дополненной реальности. Она позволяет создать интерактивную и увлекательную обучающую среду, где ученики смогут получать новые знания и навыки через использование современных технологий. Эти предметы могут быть реализованы с помощью специальных образовательных программ, интерактивных приложений и виртуальных сред, которые позволят учащимся взаимодействовать с виртуальными или дополненными объектами, моделями и сценами, обеспечивая более глубокое и практическое понимание учебного материала.

На основе вышеизложенного можно выделить следующие преимущества применения VR и AR технологий в образовательном процессе:

  1. Виртуальная и дополненная реальность позволяют создать иммерсивную обучающую среду, которая позволяет учащимся погрузиться в воспроизведенный мир и взаимодействовать с ним. Это позволяет учащимся получать непосредственный опыт, включаться в интерактивную деятельность и применять полученные знания на практике. Такой подход демонстрирует значительное повышение эффективности обучения и удержания информации в памяти;
  2. Использование виртуальной и дополненной реальности позволяет сделать учебный процесс более интересным и увлекательным. Учащиеся могут исследовать виртуальные миры, решать задачи и преодолевать препятствия, что стимулирует их мотивацию и интерес к учебе.[1] Благодаря этому, обучение становится более эффективным и продуктивным;
  3. Использование виртуальной и дополненной реальности открывает новые возможности для обучения в различных областях. Например, в медицине, студенты могут практиковаться в хирургических операциях в виртуальной среде, что позволяет им приобретать навыки без угрозы для пациента. Также, через использование дополненной реальности, учащиеся могут изучать различные научные явления или исследовать археологические объекты в значительно удобной и доступной форме.

В данной научной статье были исследованы преимущества и потенциал использования виртуальной и дополненной реальности в образовательном процессе. В результате проведенного исследования, стало ясно, что использование виртуальной и дополненной реальности в образовательном процессе имеет множество преимуществ. Эти технологии позволяют создать иммерсивные обучающие среды, которые способствуют более эффективному обучению и мотивацию учащихся.

Применение виртуальной и дополненной реальности в образовании может помочь учащимся получить непосредственный опыт, развить критическое мышление и практические навыки. Однако, необходимо отметить, что эти технологии все еще находятся в стадии развития, и требуется дальнейшее исследование и совершенствование, чтобы полностью реализовать их потенциал в образовании [5].

Для полного внедрения виртуальной и дополненной реальности в образование, необходимо учитывать технические и педагогические аспекты, а также проводить дальнейшие исследования для определения эффективности данных методов преподавания. Развитие этих технологий и их успешное применение в образовании может привести к качественному скачку в сфере образования и подготовки будущих поколений.

Список литературы

  1. Граневский К.В. Технологии виртуальной и дополненной реальности и возможность их применения в военном образовании // Наука и образование в XXI веке: тр. VI Межунар. заоч. науч.-практ. конф. Кузбасс: КГТУ, 2017. С. 16-22 (дата обращения: 16.07.2023).
  2. Иванько А.Ф., Иванько М.А.; Бурцева М.Б. Дополненная и виртуальная реальность в образовании // Young Scientist. – 2018. – № 37 (223). – C.11-16. ISSN 2072–0297.(дата обращения 15.07.2023)
    Иванько А.Ф., Иванько М.А., Романчук Е.Е. Виртуальная реальность в образовании // Научное обозрение. Педагогические науки. – 2019. – № 3-1. – С. 20-25;
    URL: https://science-pedagogy.ru/ru/article/view?id=1911 (дата обращения: 14.07.2023).
  3. Макгуинн Ирина В. Применение дополненной и виртуальной реальности в образовании // CCS&ES. 2022. №2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-dopolnennoy-i-virtualnoy-realnosti-v-obrazovanii(дата обращения: 15.07.2023).
     Рыженков В. Почему VR и AR еще не изменили нашу жизнь? Семь преград для развития технологий // Независимое издание Rusbase, 2018; URL: https://rb.ru/opinion/vr-ar-pregrady/ (дата обращения: 16.07.2023).

Интересная статья? Поделись ей с другими: