Виртуальная реальность (VR) – искусственная цифровая среда, полностью заменяющая реальный мир. Современные учебные учреждения используют аналоги этой новаторские технологии в целях обучения. Из наиболее преуспевающих проектов можно выделить виртуальные образовательные лаборатории [1]. Сайт предоставляет электронные методические работы по общим наукам, таким как физика, химия или биологии, а также другим предметам. Большинство явлений или опытов сложно, порой невозможно изучить в учебном заведении в силу мер безопасности, экономических и других причин, с помощью цифровых аналогов можно замещать трудоёмкие, опасные или ресурсозатратные опыты.
Подобные программы позволяют учащимся устраивать необходимые эксперименты в трехмерном и двухмерном пространстве. Меняя параметры обучающийся взаимодействую с рабочим 3D/2D пространством, тем самым моделируя результат своих действий, как если бы он делал их в реальном эксперименте.
Интерактивные самостоятельные, лабораторные и проверочные работы, можно проводить дистанционно с персонального компьютера по различным наукам, или демонстрировать в аудитории с помощью проектора во время лекции в дополнение к учебному плану. Пример взаимодействия с цифровым материалом показан на рисунке 1.
Рисунок 1 – Изучение частиц и ядерных реакций в VirtuaLab
Использование VR технологии в образовательном процессе позволит повысить качество обучения, сократить время – требуемое для проверки успеваемости и обеспечит экономию ресурсов, исключая получение травм, экологические, и прочие риски, присущие старым подходам к обучению.
Сложнее в реализации, но эффективней для образовательных нужд технология AR. Дополненная реальность (AR) — это наложение цифрового контента на вид реального мира.
Для использования данной технологии достаточно устройства на базе смартфона. С помощью гаджета можно провести лабораторную на реальном стенде без методических указаний или лаборантов, изучить лекционный материал без использования проектора, получить дополнительную информацию о неизвестном механизме с визуализацией его функционала и многое другое.
Разработки по данной теме проходят и в ЛГТУ, например, разработка smart-очков на arduino для умной лаборатории [2]. В работе описан концепт при работе с лабораторным стендом, принцип действия дисплея, который образует со стеклянной призмой оптическую систему, а также пути модернизация устройства.
Свежие разработки появляются всё чаще, например, “Умные контактные линзы” которые анонсировали на выставке CES2020 имеющие встроенный дисплей с разрешением 2 млн пикселей на дюйм.
Разрабатываются перчатки, позволяющие передавать тактильные ощущения на базе датчиков и электродов. Информация о контакте передаётся микроимпульсами а особая система позиционирования позволяет синхронизировать пользователя в пространстве.
Применение VR/AR технологии ограничивается только воображением, используя уже имеющиеся разработки можно анализировать сложные массивы данных или заниматься репетиторством и самообучением, как показано на рисунке 2. Вопрос времени кто станет основоположником применения этого ноу-хау в учебной сфере.
Рисунок 2 – Варианты использования VR/AR
Список использованных источников
- Виртуальная образовательная лаборатория [Электрон. ресурс] / Режим доступа: http://www.virtulab.net/.
- Левин П.Н., Белокопытов Р.Н., Новик М.М. Разработка smart-очков на arduino для умной лаборатории [Текст] / Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=41046675.
