- ТРИБУНА УЧЁНОГО электронный научно-практический журнал
✒ ОПУБЛИКОВАТЬ СТАТЬЮ В НАШЕМ ЖУРНАЛЕ
ОПУБЛИКОВАТЬ СТАТЬЮ
-
•
РЕГИСТРАЦИЯ•ВХОД•
ИНСТРУМЕНТАРИЙ РЕАЛИЗАЦИИ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ТЕХНОЛОГИИ «ВИРТУАЛЬНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ» В ОБРАЗОВАНИИ В УСЛОВИЯХ ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБЩЕСТВА
Статья опубликована в журнале за "Июнь 2020"
Автор(ы) статьи: Газизов А.Р., Кухта А.И.
PDF файл статьиУДК 004.35 Газизов Андрей Равильевич, доцент, к.п.н., кафедра «Вычислительные системы и информационная безопасность», Донской государственный технический университет Россия, г. Ростов-на-Дону Кухта А.И., студент магистратуры, кафедра «Вычислительные системы и информационная безопасность» Донской государственный технический университет Россия, г. Ростов-на-Дону e-mail: alexey-semenov82@mail.ru Научный руководитель: Галушка Василий Викторович, доцент, к.т.н., Донской государственный технический университет Россия, г. Ростов-на-Дону ИНСТРУМЕНТАРИЙ РЕАЛИЗАЦИИ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ТЕХНОЛОГИИ «ВИРТУАЛЬНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ» В ОБРАЗОВАНИИ В УСЛОВИЯХ ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБЩЕСТВА. Аннотация: В современной системе образования активно используются информационные системы и технологии, которые направлены на совершенствование учебного процесса. Особое внимание уделяется использованию технологий виртуальной реальности. Цель статьи – оценка применения технологии виртуальная реальность в образовании. Решаемые задачи: изучение применение технологии виртуальной реальности в различных областях, выявить положительные и отрицательные стороны системы, найти оптимальное решение использования в образовании и при подготовке кадров. В результате проведенного исследования в работе выявлена эффективность применения современных информационных систем. Определены методы обучения с учетом снижения негативных последствий от виртуального обучения. Ключевые слова: виртуальная реальность, информационные системы и технологии, ситуационное моделирование. Gazizov Andrey Ravilievich, associate professor, Ph.D., Department "Computing Systems and Information Security", 1 https://tribune-scientists.ru Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 06/2020 Don State Technical University Russia, Rostov-on-Don Kukhta A.I., master student, Department of Computing Systems and Information Security Don State Technical University Russia, Rostov-on-Don Scientific adviser: Galushka Vasily Viktorovich, associate professor, Ph.D. Don State Technical University Russia, Rostov-on-Don TOOLS FOR IMPLEMENTING THE CAPABILITIES OF THE "VIRTUAL REALITY" TECHNOLOGY IN EDUCATION IN THE CONTEXT OF INFORMATIZATION OF SOCIETY Abstract: The modern education system actively uses information systems and technologies that are aimed at improving the educational process. Special attention is paid to the use of virtual reality technologies. The purpose of the article is to evaluate the application of virtual reality technology in education. Tasks to be solved: study the application of virtual reality technology in various fields, identify the positive and negative sides of the system, find the optimal solution for use in education and training. Conclusion: as a result of the research, the effectiveness of modern information systems is revealed. The methods of training are defined taking into account the reduction of negative consequences from virtual training. Keywords: virtual reality, information systems and technologies, situational modeling. Современные стандарты образования ориентированы на использование информационных систем и технологий в учебном процессе. Особое внимание уделяется использованию технологий виртуальной реальности. Виртуальная реальность - это технология, которая позволяет пользователю погрузиться в искусственный мир и действовать в нем с помощью специальных сенсорных устройств, которые связывают его движения с аудиовизуальными эффектами. Цель работы – оценка применения технологии в образовании. 2 https://tribune-scientists.ru Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 06/2020 Решаемые задачи: изучение применение технологии виртуальной реальности в различных областях, выявить положительные и отрицательные стороны системы, найти оптимальное решение использования в образовании и при подготовке кадров. Использование виртуальной реальности решает следующие задачи: ситуационное моделирование; проектирование и развитие учебного процесса; наглядность; реализация знаний; отработка навыков, умений на практике; низкие финансовые и материальные затраты; отработка действий персонала при чрезвычайных ситуациях, авариях. Образовательное направление включает в себя такие способы применения инструментария виртуальной реальности, как организация учебных экскурсий, проведение лекционных, семинарских и лабораторных занятий. Технология активно используется в процессе самообразования, так как около 80% информации человек воспринимает визуально. Инструменты виртуальной реальности используются для установления и поддержки связи между виртуальной средой и погружающимся в нее субъектом, то есть человеком или группой людей. Инструментарий реализации технологии виртуальная реальность представляет собой совокупность аппаратных (компьютер, шлем, очки, цилиндрический экран с высоким разрешением, проекционная стереоскопическая система, мониторы 3D-визуализации) и программных (операционная система, программы обучения) средств. Основной инструментарий: VE HMD - шлем виртуальной реальности для создания и работы с интерактивной виртуальной средой. Используется для обучения персонала, поведенческих исследований, визуализации дизайна и архитектурных решений. VE CADWall - проекционная стереоскопическая система виртуальной реальности с широким экраном (размер свыше 10 метров, разрешение - около миллиона пикселей). Используется в различных областях для коллективной работы группы обучающихся. 3 https://tribune-scientists.ru Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 06/2020 VE CAVE - комната виртуальной реальности, которая представляет собой многогранную (от трех до шести экранов) проекционную систему 3D- визуализации. Технология позволяет одновременно нескольким пользователям совместно работать со сложными 3D-моделями (в масштабе один к одному). VE Panorama - панорамная система визуализации, которая представляет собой цилиндрический экран (до 180 градусов) и разрешение - около миллиона пикселей. Используется в различных областях для коллективной работы группы обучающихся [1]. Все вышеперечисленные системы обеспечивает достаточный уровень погружения и интерактивности. Рассмотрим использование технологий в школьном образовании, МЧС и в вооруженных силах: 1. Использование виртуальной реальности в в школе. В 2019 году специалистами компании Modum Lab проведены исследования школьников 9-х классов из учебных заведений г. Москвы и г. Владивостока. Основная группа школьников изучала тему с использованием технологий виртуальной реальности, а контрольная занималась по традиционной школьной программе. Для того чтобы понять, как именно виртуальная реальность влияет на усваивание материала в краткосрочной перспективе, использовались оперативные тесты, а для оценки интегральной эффективности изучались результаты ОГЭ. В результате проведенных испытаний средний итоговый балл по тестам у основной группы повысился после прохождения обучения, а у контрольной группы (школьная программа без использования виртуальных систем) данный показатель не изменился, что свидетельствует о повышении качества образования. В частности, результаты теста у основной группы улучшились на 28,8 %, по сравнению с первым тестированием (который был проведен до обучения с использованием технологии виртуальной реальности), а средний общий балл по тестам в основной группе оказался на 2,5 балла выше, чем в контрольной. 4 https://tribune-scientists.ru Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 06/2020 Кроме того, на 11% оказался выше средний общий балл за ОГЭ у основной группы, чем у контрольной группы. Дополнительный анализ показал, что это различие было обусловлено именно фактором обучения с использованием технологии виртуальной реальности [2]. Социальный опрос у школьников показал высокую заинтересованность в обучении с использованием технологии виртуальная реальность, что свидетельствует о высокой мотивации. Недостатки: снижение коммуникативных качеств, отрыв от реальности, отсутствие невербального общения. 2. Использование технологии виртуальной реальности для подготовки пожарных способствует повышению качества обучения. В ходе тренировок создаются симуляторы чрезвычайных ситуаций. Обучаемый погружается в условия, имитирующие реальную опасность, что позволяет сформировать необходимый опыт, спрогнозировать развитие ситуации. Система способствует эффективности выполнения сотрудникам МЧС возложенных на низ задач, экономит финансовые и материальные затраты. Недостаток - возможен отрыв от реальности, снижается чувство самосохранения. 3. Использование в вооруженных силах способствует тренировке умений, навыков, экономит дорогостоящий ресурс техники. Кроме того, технологии виртуальной симулируют ведение боевых действий, отработки первой медицинской помощи в экстремальных условиях. Технология применима для обучения военных летчиков, механиков-водителей, моряков, медиков и рядовых солдат. Методика оправдала возложенные на неё надежды: без риска для здоровья и жизни, персонал быстро приобретает необходимые навыки в условиях максимально приближенных к реальным. Кроме того, виртуальная реальность позволяет спланировать и успешно выполнить боевые задачи и сохранив жизнь личного состава. Симуляция боевых действий в виртуальной среде Marine Tactical Decision Kit, точно повторяет зону боевых действий. В результате личный состав реальном бою лучше ориентируется на местности. Система позволяет обыграть внештатные сценарии. 5 https://tribune-scientists.ru Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 06/2020 Недостаток - в ходе ведения боевых действий возможен отрыв от реальности, личный состав приобретает чувство, так называемой неуязвимости, в результате притупляется чувство самосохранения. Как результат, санитарные и безвозвратные потери. Однако в целом система способствует выполнению боевых задач. В результате исследований установлено, что технологии виртуальной реальности формируют: 1. Новые компетенции, а именно: - способствует формированию системы знаний; - строит структуру образовательной деятельности; - принимает оптимальное решение или предлагать варианты решения в сложной ситуации; - развивает умения осуществлять сбор, обработку, продуцирование, транслирование и архивирование информации, представлять и извлекать знания; - способствует к осознанному восприятию интегрированной информации, развитию коммуникативных способностей при информационно емком взаимодействии, - развивает умения осуществлять информационно-поисковую и экспериментально-исследовательскую деятельность на основе рассмотрения и исследования процессов моделирования, симуляции, имитации [3]. 2. Реализацию социального заказа в условиях информатизации, глобализации и массовой коммуникации современного общества: - подготовка профессиональных кадров и специалистов различных областей; - повышение уровня пользователя в области информационных и коммуникационных технологий. 3. Интенсификацию всех уровней образовательного процесса системы непрерывного образования: 6 https://tribune-scientists.ru Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 06/2020 - повышение эффективности и качества образовательного процесса за счет реализации уникальных, с точки зрения педагогических применений, возможностей информационных и коммуникационных технологий; - обеспечение побудительных мотивов (стимулов) к получению образования, обусловливающих активизацию познавательной деятельности с использованием виртуальных систем; - изучение междисциплинарных связей, что особенно необходимо в системной инженерии; - реализация идей «открытого образования» на основе использования распределенного информационного ресурса [4]. Вывод: 1. Выполнение сформулированных выше педагогических целей с применением виртуальных систем обеспечит максимальную реализацию педагогических программ. Кроме того, расширит учебную мотивацию, что позволяет активизировать учебную деятельность и создаст предпосылки совершенствования образовательного процесса, развития наглядно-образного, наглядно-действенного, интуитивного, теоретического мышления. Широкое использование виртуальной реальности требует стандартизации применения в процессе преподавания общеобразовательных и профильных учебных дисциплин. 2. Внедрение технологий виртуальной реальности в школьную программу повысит эффективность обучения, что обусловлено высокой степенью мотивации, визуализации и отсутствием психологических и социальных барьеров. Для снижения негативных последствий от виртуального обучения, необходимо осуществлять преподавание с использованием данных технологий в формате коротких сессий около 10 минут и в комплексе с традиционными уроками. В целом эффективность применения в образовательном процессе существенная (на 11% выше, чем без использования технологии виртуальная реальность). 7 https://tribune-scientists.ru Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 06/2020 3. Обучение сотрудников МЧС и личного состава в вооруженных силах с использованием технологий виртуальной реальности необходимо осуществлять в комплексе с практическими занятиями в реальности обстановке. Список литературы: 1. Виртуальная реальность в промышленности. [Электронный ресурс] // Режим доступа: URL: https://controlengrussia.com/perspektiva/virtual_reality. (дата обращения: 15.06.2020 г.). 2. Государство. Бизнес. IT. [Электронный ресурс] // Режим доступа: URL: https://www.tadviser.ru/index.php. (дата обращения: 15.06.2020 г.). 3. Роберт И.В. Влияние тенденций информатизации, массовой, глобальной коммуникации современного общества на профессиональное образование // Ученые записки ИИО РАО. 2004. Вып. 12. С. 3–14. 4. Роберт И.В. Распределенное изучение информационных и коммуникационных технологий в общеобразовательных предметах //Информатика и образование. 2001. № 5. С. 12–17. Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 06/2020 8 https://tribune-scientists.ru