Rusbase
Обучение будущего: заменит ли виртуальная студия учителей и учебники?
9 октября 2019
Виртуальная реальность (VR) — значение этого слова знакомо любому школьнику. Современные дети с раннего возраста пользуются гаджетами и легко осваивают компьютерные игры, в то время как усвоение школьной программы часто вызывает у них сложности. По данным исследования независимого мониторинга знаний, 65% пятиклассников не могут выполнить сложение, вычитание, умножение и деление, а 75% девятиклассников допускают ошибки в решении системы из двух уравнений. Эксперты выделяют в качестве главных проблем «слабые места» в учебно-методическом комплексе, низкую мотивацию школьников и непонимание смысла в учебе.
Похоже, современные дети рождаются заточенными под восприятие мира через новые технологии, но совершенно неприспособленными к обучению традиционными способами. Как изменится образование благодаря VR и будет ли оно соответствовать потребностям будущих поколений? Давайте разбираться.
Похоже, современные дети рождаются заточенными под восприятие мира через новые технологии, но совершенно неприспособленными к обучению традиционными способами. Как изменится образование благодаря VR и будет ли оно соответствовать потребностям будущих поколений? Давайте разбираться.
Реальный vs виртуальный мир: исследования
Петрозаводский государственный университет
В 2015 году в Петрозаводском государственном университете было проведено любопытное исследование, в ходе которого изучалась эффективность использования виртуальной реальности для обучения в юношеском и взрослом возрасте. Ученые сравнивали успешность усвоения материала при помощи традиционных и VR-методов.
Было создано пять обучающих программ по биологии и геометрии. Материал адаптировали для демонстрации через шлемы Z800 и Oculus Rift Development Kit 2. Испытуемыми были ученики старших классов средних школ, а также взрослые и пожилые люди. Плохо успевающие ученики из группы «VR» давали на 40-50% больше правильных ответов после изучения темы с помощью виртуальной реальности, а отличники и вовсе показали результаты в 100%.
Было создано пять обучающих программ по биологии и геометрии. Материал адаптировали для демонстрации через шлемы Z800 и Oculus Rift Development Kit 2. Испытуемыми были ученики старших классов средних школ, а также взрослые и пожилые люди. Плохо успевающие ученики из группы «VR» давали на 40-50% больше правильных ответов после изучения темы с помощью виртуальной реальности, а отличники и вовсе показали результаты в 100%.
BlueFocus и Beijing iBokan WisdomMobile Internet Technology Training Institutions
Другое свежее исследование, проведённое в Китае, изучало влияние VR-методов на академическую успешность, эффективность усвоения материала и долговременную память студентов. Испытуемые были разделены на четыре группы по 10 человек в каждой. Первые две группы изучали материал посредством VR-технологий, вторые — с помощью традиционных методов.
По итогам тестирования, проведенного сразу после обучения, группа «VR-студентов» продемонстрировала оценки на 27% выше, чем группа, изучавшая материал традиционным способом. Результаты повторных тестов также были в пользу VR: оказалось, что виртуальная реальность способствует не только усвоению материала, но и сохранению знаний. Показатели «VR-студентов» превышали показатели контрольной группы на 32%.
В ходе субъективного оценивания студентами предложенных методов обучения 80% отметили, что им очень понравились VR-методики, 20% — что скорее понравились, чем нет, 95% сообщили, что по сравнению с традиционным VR-обучение более «погружающее» и интерактивное, 85% отметили, что виртуальная реальность улучшает сохранение знаний, 70% заметили, что стали лучше понимать материал, 50% обратили внимание на увеличение концентрации внимания, 45% увидели повышение академической успеваемости.
По итогам тестирования, проведенного сразу после обучения, группа «VR-студентов» продемонстрировала оценки на 27% выше, чем группа, изучавшая материал традиционным способом. Результаты повторных тестов также были в пользу VR: оказалось, что виртуальная реальность способствует не только усвоению материала, но и сохранению знаний. Показатели «VR-студентов» превышали показатели контрольной группы на 32%.
В ходе субъективного оценивания студентами предложенных методов обучения 80% отметили, что им очень понравились VR-методики, 20% — что скорее понравились, чем нет, 95% сообщили, что по сравнению с традиционным VR-обучение более «погружающее» и интерактивное, 85% отметили, что виртуальная реальность улучшает сохранение знаний, 70% заметили, что стали лучше понимать материал, 50% обратили внимание на увеличение концентрации внимания, 45% увидели повышение академической успеваемости.
«В последнее время образование стало намного доступнее за счет массовой оцифровки учебных материалов и создания онлайн-инструментов. Вместе с этим становится очевидно, что обучение — это больше, чем просто передача знаний. Усвоение и закрепление требуют комплексного подхода и передачи глубокого аутентичного опыта, способного сформировать новое понимание и навыки. Виртуальная реальность — инструмент, который способен качественно улучшить образование с помощью интерактива и имерсионности».
Илья Розовский
Креативный директор и сооснователь студии интерактивных коммуникаций Fancy Interactive
Три фактора эффективности VR в образовании
VR-обучение — привлекательно и заманчиво, оно впечатляет сильно и надолго. Но каковы глубинные причины успеха VR?
Визуалы правят миром
Известно, что основным каналом восприятия для большинства людей является зрение. Согласно исследованиям, опубликованным в учебном пособии «Психология познавательных процессов», через слуховой канал запоминается лишь 15% информации. Это связано с тем, что скорость мыслительного процесса в 8-10 раз превышает скорость речи. Из-за этого, когда учитель выполняет роль рупора, большая часть информации просто минует центральный канал восприятия. Отсюда необходимость большого количества закрепляющих упражнений и постоянных повторений пройденного материала.
В отличие от традиционного подхода, инструменты виртуальной реальности позволяют направить информацию точно по адресу: «В шлеме виртуальной реальности невозможно отвлечься — весь образовательный материал на 100% регулируется сценарием, предложенным учителем и реализованным разработчиком, — объясняет Алексей Каленчук, директор по развитию The Skolkovo Foundation. — Буквально каждый пиксель, каждый объект вокруг вас в VR задан той образовательной программой, которую вы в данный момент изучаете. Не получится, как на обычных лекциях в классе, залипнуть в смартфон. Единственный способ игнорировать обучение в VR — это закрыть глаза. Но даже эти самые глаза (направление взгляда) можно отслеживать — всё ли заметил ученик, был ли он достаточно внимателен и так далее».
В отличие от традиционного подхода, инструменты виртуальной реальности позволяют направить информацию точно по адресу: «В шлеме виртуальной реальности невозможно отвлечься — весь образовательный материал на 100% регулируется сценарием, предложенным учителем и реализованным разработчиком, — объясняет Алексей Каленчук, директор по развитию The Skolkovo Foundation. — Буквально каждый пиксель, каждый объект вокруг вас в VR задан той образовательной программой, которую вы в данный момент изучаете. Не получится, как на обычных лекциях в классе, залипнуть в смартфон. Единственный способ игнорировать обучение в VR — это закрыть глаза. Но даже эти самые глаза (направление взгляда) можно отслеживать — всё ли заметил ученик, был ли он достаточно внимателен и так далее».
Эмоции помогают усваивать материал
Традиционная система образования игнорирует ещё один важный аспект — эмоции. Считается, что эмоции скорее мешают восприятию информации, чем помогают. «Сиди спокойно», «не дёргайся», «не разговаривай» — фразы, знакомые многим из школьной жизни. Эмоциональные и слишком активные дети довольно быстро получают клеймо неспособных к обучению.
Однако ряд психологических исследований указывает на важность эмоционального компонента в процессе обучения. Ученые Нью-йоркского университета провели исследование с участием 115 добровольцев. Студентам показывали два вида изображений — вызывающие эмоциональную реакцию и нейтральные. Спустя шесть часов провели тест с целью оценки качества запоминания. Было обнаружено, что демонстрация эмоционально значимых изображений перед нейтральными увеличивает степень запоминания нейтральных. Это означает, что любой, даже на первый взгляд неинтересный материал может быть усвоен эффективнее, если обучающийся будет эмоционально вовлечен в процесс.
Однако ряд психологических исследований указывает на важность эмоционального компонента в процессе обучения. Ученые Нью-йоркского университета провели исследование с участием 115 добровольцев. Студентам показывали два вида изображений — вызывающие эмоциональную реакцию и нейтральные. Спустя шесть часов провели тест с целью оценки качества запоминания. Было обнаружено, что демонстрация эмоционально значимых изображений перед нейтральными увеличивает степень запоминания нейтральных. Это означает, что любой, даже на первый взгляд неинтересный материал может быть усвоен эффективнее, если обучающийся будет эмоционально вовлечен в процесс.
«Технология VR идеальна для изучения явлений, которые сложно представить. Виртуальное путешествие по кровеносной системе навсегда останется в памяти до мельчайших подробностей, и не придется ничего зубрить — это мечта моего детства. В случае с физическими и химическими опытами это еще экономически выгодно и мобильно. Не нужна реальная лаборатория, достаточно переключить контент».
Екатерина Ковалева
Вице-президент AVRA Ассоциации AR/VR
Эффект генерации
Даже если информация достигает адресата, нет гарантии, что на её основе сформируется необходимый навык. Советский психолог Пётр Иванович Зинченко в сороковых годах ХХ века в ходе экспериментов обнаружил, что дети лучше запоминают числа в задачках, которые придумали самостоятельно, по сравнению с теми числами, которые были им предложены экспериментатором. Позднее эффект генерации подтвердили в независимых исследованиях американские психологи Норман Сламек и Питер Граф.
Ещё один американец, педагог Эдгар Дейл, в ходе многолетнего опыта преподавания выяснил, что прослушивание лекций и чтение являются наименее эффективными способами усвоения материала, в то время как имитация реальной деятельности и обучение других вместе с применением знаний на практике позволяют максимально полно усвоить информацию.
Эти законы справедливы для людей любого возраста, а значит применение инструментов VR эффективно для обучения как детей, так и взрослых.
Ещё один американец, педагог Эдгар Дейл, в ходе многолетнего опыта преподавания выяснил, что прослушивание лекций и чтение являются наименее эффективными способами усвоения материала, в то время как имитация реальной деятельности и обучение других вместе с применением знаний на практике позволяют максимально полно усвоить информацию.
Эти законы справедливы для людей любого возраста, а значит применение инструментов VR эффективно для обучения как детей, так и взрослых.
Виртуальное образование в России
VR Chemistry Lab — нескучная химия
VR Chemistry Lab — российский стартап, который предлагает погрузиться в виртуальную химическую лабораторию и «натворить чудес»: что-то смешать, поджечь или взорвать, то есть сделать всё, о чём мечталось на уроках химии.
В VR Chemistry LAB существует набор лабораторных задач — так называемых миссий. В ходе выполнения задачи пользователю доступен лабораторный стол, реактивы и оборудование, планшет и лабораторный журнал. Список реактивов и оборудования меняется от задачи к задачи. Сложные задачи можно решить несколькими путями. В процессе проведения опытов пользователь может создавать лабораторную посуду (сейчас это колбы и ложки), а ненужную посуду убирать в специальную зону. Часть возможных экспериментов продемонстрирована в ролике:
В VR Chemistry LAB существует набор лабораторных задач — так называемых миссий. В ходе выполнения задачи пользователю доступен лабораторный стол, реактивы и оборудование, планшет и лабораторный журнал. Список реактивов и оборудования меняется от задачи к задачи. Сложные задачи можно решить несколькими путями. В процессе проведения опытов пользователь может создавать лабораторную посуду (сейчас это колбы и ложки), а ненужную посуду убирать в специальную зону. Часть возможных экспериментов продемонстрирована в ролике:
По словам основателя VR Chemistry Lab Виктора Дёмина, в текущей версии доступны эксперименты с «пробулькиванием» газа, разложением при нагревании, изменением окраски пламени и множество других. Опыты, проводимые в лаборатории, наглядны, безопасны и не требуют затрат на реактивы.
«Мы стараемся дать пользователю возможность делать что угодно (в рамках лабораторных действий) и получать достоверный отклик системы. Весной мы прошли стадию пилота, в ходе которой самостоятельно доставляли оборудование в школы и проводили занятия. Проанализировав эффективность, мы доработали продукт и сейчас готовимся к первым внедрениям. Наша цель — сделать лабораторию доступной для использования учителями без нашего присутствия (но с нашей постоянной технической поддержкой). Мы надеемся к концу года запустить лабораторию минимум в двух учебных заведениях. Однако этот процесс не очень быстрый, поскольку предполагает закупку и настройку оборудования, обучение учителей и решение прочих задач».
Виктор Дёмин
Основатель
VR Chemistry Lab
VR Chemistry Lab
VR-курс по физике — познать реальность
через виртуальность
через виртуальность
VR-курс по физике — разработка Центра НТИ ДВФУ по VR/AR и компании ModumLab. VR-комплекс учебных материалов покрывает темы «Магнетизм» и «Электромагнитная индукция» и предназначен для учеников 8-9 классов. Курс уже тестируется в нескольких школах и направлен на увеличение эффективности подготовки школьников к ОГЭ.
Ученики на практике могут обнаруживать связь видимых действий с видимыми физическими феноменами, осуществлять безопасные опыты с электричеством, делать «лабораторные работы» под наблюдением учителя и многое другое.
Ученики на практике могут обнаруживать связь видимых действий с видимыми физическими феноменами, осуществлять безопасные опыты с электричеством, делать «лабораторные работы» под наблюдением учителя и многое другое.
Екатерина Филатова, президент AVRA Ассоциации, директор по коммуникациям Центра НТИ ДВФУ по VR/AR отмечает: «VR обладает огромным потенциалом, уже сейчас применяется в школьном образовании в Европе и в США и неизбежно станет обычной технологией в ближайшем будущем. По данным опроса более чем 1000 школьных учителей США, опубликованного в Business Wire, 83% считают, что VR может улучшить обучение».
Виртуальные классы — это классно
Оказывается, виртуальные классы — уже не прерогатива фантастических фильмов. Евгения Логачева, маркетинг и пиар-директор VR Concept, рассказала о разработках её команды, позволяющих неограниченному количеству учеников находиться в виртуальной реальности, решать задачи и взаимодействовать друг с другом.
Виртуальный класс VR Concept был представлен в 2018 году на международном форуме «Город образования» и вызвал ажиотаж среди гостей.
Ещё один небольшой класс VR действует в детском технопарке «Кванториум» на базе «Технологического университета» в г. Королеве — здесь обучают маленьких проектировщиков создавать космические аппараты и наблюдать результаты своих трудов в виртуальной реальности. Затем — обсуждать ошибки проектирования, а также изучать прототипы реальных космических кораблей и ракет.
По словам Евгении, в ближайшем будущем планируется открытие виртуального класса на базе Национального исследовательского ядерного университета МИФИ.
Ещё один небольшой класс VR действует в детском технопарке «Кванториум» на базе «Технологического университета» в г. Королеве — здесь обучают маленьких проектировщиков создавать космические аппараты и наблюдать результаты своих трудов в виртуальной реальности. Затем — обсуждать ошибки проектирования, а также изучать прототипы реальных космических кораблей и ракет.
По словам Евгении, в ближайшем будущем планируется открытие виртуального класса на базе Национального исследовательского ядерного университета МИФИ.
VR-симулятор в МГУУ — в помощь будущим ораторам
Интересный вариант использования VR появился в Московском городском университете управления Правительства Москвы: здесь обучают ораторскому мастерству с помощью создания ситуации публичного выступления в виртуальном мире.
VR-симулятор фиксирует умение владеть голосом, жестикуляцию, анализирует речь на предмет слов-паразитов, проверяет оратора на умение взаимодействовать с аудиторией и даже создаёт внештатные ситуации с отключением света. Виртуальные слушатели выражают скуку, зевая и переминаясь с ноги на ногу, и отвечают на интересное выступление смехом и аплодисментами.
Цена удовольствия — 3800 рублей за час индивидуальной тренировки или 2900 рублей за групповое занятие.
VR-симулятор фиксирует умение владеть голосом, жестикуляцию, анализирует речь на предмет слов-паразитов, проверяет оратора на умение взаимодействовать с аудиторией и даже создаёт внештатные ситуации с отключением света. Виртуальные слушатели выражают скуку, зевая и переминаясь с ноги на ногу, и отвечают на интересное выступление смехом и аплодисментами.
Цена удовольствия — 3800 рублей за час индивидуальной тренировки или 2900 рублей за групповое занятие.
VR-обучение в промышленности
Российский проект VR-professionals завоёвывает нишу промышленного обучения. Основатель и генеральный директор проекта Стас Старых указывает на причины эффективности применения VR-обучения в этой области.
1
Предотвратить кризисную ситуацию дешевле, чем ликвидировать её последствия.
Вопрос охраны труда на производстве — один из самых острых. Усвоение сотрудниками алгоритмов безопасных действий — вопрос жизни и здоровья. VR-симуляторы позволяют отработать операции в различных условиях, в том числе в аварийных ситуациях, которые невозможно специально воспроизвести в реальном мире.
2
VR-симуляторы предполагают единоразовые вложения в разработку и оборудование.
У работодателя больше нет необходимости оплачивать сотрудникам выездные курсы.
3
Обучить практическим навыкам можно до прихода на производство.
Большая проблема обновления кадров состоит в необходимости тратить деньги и время на обучение молодых сотрудников до уровня, когда они смогут безопасно, эффективно и самостоятельно решать производственные задачи. Благодаря VR-стимуляторам этот процесс можно ускорить и перенести с производства в учебные заведения.
Один из проектов VR-professionals — виртуальный завод, который полностью повторяет среду реального, строящегося производства. Проект находится в стадии разработки и осуществляется по заказу компании «Норникель». Виртуальный полигон предназначен для предварительного обучения персонала. Благодаря ему к моменту запуска завода все сотрудники будут готовы сразу же приступить к работе на реальном производстве.
Компания также реализовала обучающий курс для ПАО «Газпром нефть» — «Выполнение регламентных работ по отбору проб скважинной жидкости на кустовой площадке», — направленный на мастеров и операторов по добыче нефти и газа. В виртуальной среде воссозданы стандартные условия и оборудование, а за процессом наблюдает преподаватель, который может создавать внештатные ситуации, обучая сотрудников действовать в непредсказуемых условиях.
Компания также реализовала обучающий курс для ПАО «Газпром нефть» — «Выполнение регламентных работ по отбору проб скважинной жидкости на кустовой площадке», — направленный на мастеров и операторов по добыче нефти и газа. В виртуальной среде воссозданы стандартные условия и оборудование, а за процессом наблюдает преподаватель, который может создавать внештатные ситуации, обучая сотрудников действовать в непредсказуемых условиях.
«Многие понимают, что единственный способ действительно чему-то научиться — это сделать, — отмечает Игорь Морозов, кандидат экономических наук, ректор Академии АйТи. — Согласно кривой забывания или кривой Эббингауза, мы забываем почти все, что узнаем, если не используем это. Если с помощью иммерсионных технологий возможно увеличить качество усвоения знаний и закрепление их на практике, то следует рассматривать технологии виртуальной реальности в качестве новой парадигмы корпоративного обучения».
Что в итоге?
Инструменты виртуальной реальности позволяют превратить процесс обучения из утомительной зубрёжки в развлечение, а значит, сделать образование привлекательным и интересным. Виктор Дёмин, основатель VR Chemistry Lab, подчеркивает: «VR — возможность быстро и безопасно погрузить учащегося в учебные ситуации — от постановки эксперимента в лаборатории до проведения археологических раскопок. VR — не панацея, но когда в разработке учитывается логика преподавания предмета и задаются корректные модели, результат может превзойти ожидания».
«VR-технологии позволяют выйти на качественно новый уровень обучения за счет:
• увеличения вовлеченности учеников благодаря высокой степени геймификации процесса;
• увеличения скорости усвоения информации благодаря реалистичности подачи материала по сравнению с традиционными методами;
• сокращения затрат на учебные пособия.
На наш взгляд, будущее именно за коллективным (групповым — прим.) процессом обучения в VR».
• увеличения вовлеченности учеников благодаря высокой степени геймификации процесса;
• увеличения скорости усвоения информации благодаря реалистичности подачи материала по сравнению с традиционными методами;
• сокращения затрат на учебные пособия.
На наш взгляд, будущее именно за коллективным (групповым — прим.) процессом обучения в VR».
Илья Вигер
Основатель
VR Concept
VR Concept
Процесс внедрения VR в школьное образование вряд ли будет простым. Основная сложность заключается в неготовности большинства представителей традиционной педагогики признать несовременность и неэффективность существующей системы образования. Причём речь не о рядовых учителях, а о людях, ответственных за управление системой образования и разработку методологии.
Вторая причина — недостаток средств. Василий Рыжонков, генеральный директор ARena Space, поясняет: «Появление VR в российском образовании — это вопрос государственного финансирования. Уже сегодня в школах, которым удалось найти щедрых спонсоров, проводятся уроки истории, биологии, химии с применениями элементов VR-технологий. Будем надеяться, что VR появится в российском среднем образовании так же быстро, как подключение школ к интернету, потому что перспективы у этого направления огромные. Но пока нет "волевого решения" сверху, распространение VR-образования будет точечным».
Эксперт также говорит о необходимости детальной проработки подхода к созданию учебных программ с использованием новых технологий.
Вторая причина — недостаток средств. Василий Рыжонков, генеральный директор ARena Space, поясняет: «Появление VR в российском образовании — это вопрос государственного финансирования. Уже сегодня в школах, которым удалось найти щедрых спонсоров, проводятся уроки истории, биологии, химии с применениями элементов VR-технологий. Будем надеяться, что VR появится в российском среднем образовании так же быстро, как подключение школ к интернету, потому что перспективы у этого направления огромные. Но пока нет "волевого решения" сверху, распространение VR-образования будет точечным».
Эксперт также говорит о необходимости детальной проработки подхода к созданию учебных программ с использованием новых технологий.
«Авторы программ обучения должны крайне серьезно подойти к своей работе. Это должны делать большие научные коллективы, состоящие из опытных педагогов-практиков и теоретиков, психологов, социологов, программистов. То есть главной задачей должен стать не показ ребенку картины другого мира, как в VR-играх и аттракционах, а простое, понятное и безопасное обучение школьников, с учетом всех возрастных и гендерных особенностей».
Василий Рыжонков
Генеральный директор ARena Space
Виртуальный мир вовлекает гораздо сильнее реального. Можно долго спорить, хорошо это или плохо, но нельзя отрицать явную конкурентоспособность виртуальной реальности. Технологии VR уже заняли своё место в индустрии развлечений и, очевидно, скоро займут его в образовании.
Татьяна Петрущенкова
