Технологии AR и VR в образовании

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 ^[1] 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 ^[2] — 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 [3]}.

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 [4]}.

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.

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 [5]}.

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 [6]}.

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 [7]}.

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.

Автор: Barrayar

Источник ^[8]