Использование виртуальной и дополненной реальности на уроках

Шилова Виктория Сергеевна

Учитель математики

VR (виртуальная реальность) погружает вас в полностью компьютерный, вымышленный мир через шлемы и очки, блокируя реальность, например, для виртуальных экскурсий или симуляций. AR (дополненная реальность) накладывает цифровые объекты (3D-модели, текст) на реальный мир, видимый через экран смартфона или специальные очки, чтобы сделать обучение более наглядным, как, например, в играх вроде Pokemon Go или приложениях для изучения анатомии.

В этой статье мы объясним простыми словами, как важно применять виртуальную реальность в образовании и приведем реальные примеры.

Современная экономика диктует свои условия образовательной системе, внося существенные коррективы в ее структуру и методологию. Главный тренд – индивидуализация обучения, подкрепленная широким внедрением информационно-коммуникационных технологий (ИКТ). Новые федеральные государственные образовательные стандарты (ФГОС) ставят перед педагогами амбициозную цель: создание такой обучающей среды, которая не только передает знания, но и формирует у учащихся навыки самостоятельного поиска, анализа и обработки информации, а также умение эффективно взаимодействовать и обмениваться знаниями со сверстниками и экспертами в различных областях.

Это требует кардинального переосмысления педагогических подходов и внедрения инновационных технологий, которые бы адекватно реагировали на стремительные изменения в социуме и выходили далеко за пределы традиционных школьных рамок.

ИКТ уже стали неотъемлемой частью образовательного процесса, но существующая ситуация далеко не идеальна. Многие школы сталкиваются с недостатком ресурсов и квалифицированных специалистов для полноценного использования современных цифровых технологий на должном уровне. Имеющиеся информационно-образовательные ресурсы зачастую не удовлетворяют растущим потребностям образовательного пространства, не обеспечивая достаточного уровня интерактивности, персонализации и адаптивности к индивидуальным особенностям учащихся. Педагогическая практика находится перед серьезным вызовом: необходимо не просто освоить новые технологии, а принципиально изменить подходы к обучению, перейдя от традиционного трансляционного метода к активному вовлечению учеников в процесс познания.

Перед учителями стоят две ключевые задачи:

• первая – ревизия существующих методов и способов обучения, их адаптация к новым реалиям;
• вторая – организация образовательного процесса с использованием самых современных технологий XXI века, что предполагает не только владение техническими средствами, но и глубокое понимание дидактических принципов их применения.

Курс на цифровую экономику, провозглашенный Президентом в послании Федеральному собранию, подчеркивает важность трансформации образовательной системы. Дмитрий Песков, представитель Президента по вопросам цифрового и технологического развития, в своих публичных выступлениях неоднократно акцентировал внимание на приоритетном развитии математических, информационных и технологических компетенций с раннего детства, доводя свою позицию до тезиса: "Учиться программировать будем раньше, чем учиться читать". Это подчеркивает особую значимость формирования у детей цифрового мышления и навыков работы с информацией с самых первых лет обучения. Ученые-педагоги отмечают, что цифровизация образования способна существенно упростить восприятие сложных тем, улучшить запоминание и повысить мотивацию к обучению. Однако, внедрение цифровых технологий в образование – это не просто замена традиционных методов на новые.

Это комплексный процесс, требующий тщательного планирования, поэтапного внедрения, профессиональной подготовки педагогов, создания соответствующей инфраструктуры и обеспечения доступности цифровых ресурсов для всех участников образовательного процесса. Необходимо помнить о том, что технологии – это лишь инструмент, а главное – это качественное содержание образования и компетентность педагогов, способных использовать эти инструменты для развития творческого потенциала и критического мышления учащихся. Важно также обеспечить баланс между цифровыми технологиями и традиционными методами обучения, чтобы не лишить детей важного опыта живого общения и работы с физическими объектами. Только такой интегративный подход позволит достичь истинно эффективной цифровизации образования, способствуя подготовке конкурентноспособных и адаптивных к изменениям специалистов будущего.

Виртуальная и дополненная реальность (VR и AR) стремительно меняют ландшафт современного образования, предлагая инновационные подходы к обучению, которые выходят далеко за рамки традиционных методов. Хотя эти технологии не призваны полностью заменить привычные способы преподавания – лекции, учебники, практические занятия – они являются мощным дополнением, способным существенно улучшить качество обучения, сделать его более доступным, эффективным и, что немаловажно, увлекательным для учащихся. VR и AR – это не самоцель, а инструменты, подобные интерактивной доске или мобильному приложению, расширяющие арсенал педагога и открывающие новые горизонты для познания.

Ключевое преимущество VR и AR заключается в их способности революционизировать процесс усвоения информации. В случае виртуальной реальности мы говорим о создании полностью искусственного, но невероятно реалистичного трехмерного мира. Это не просто демонстрация изображения на экране; это полное погружение пользователя в интерактивное окружение. С помощью специальных шлемов и других устройств, ученик не только видит, но и, в зависимости от уровня технологического развития системы, может ощущать виртуальные объекты: чувствовать их текстуру, слышать звуки, а в некоторых продвинутых системах – даже ощущать запахи и температуру. Это создает эффект присутствия, который значительно усиливает эмоциональное воздействие и запоминаемость материала.

Виртуальная реальность позволяет "потрогать" атом, "полетать" вокруг планеты, "побывать" внутри человеческого сердца – возможности практически безграничны. Более того, VR эффективно решает ряд важных задач в образовании.

Во-первых, она позволяет наглядно представить сложную информацию, которая трудно воспринимается при традиционных методах обучения. Например, объяснение сложных физических или химических процессов станет намного проще и понятнее, если ученик сможет увидеть их в виртуальном пространстве, взаимодействуя с "виртуальной лабораторией" и самостоятельно проводя эксперименты.

Во-вторых, VR идеальна для хранения и представления информации о трехмерных объектах сложной структуры. Архитектурные модели, молекулы ДНК, геологические формации – все это можно изучать детально и интерактивно, вращая, увеличивая и рассматривая со всех сторон.

В-третьих, виртуальная реальность позволяет создавать виртуальные тренажеры для отработки практических навыков. Это особенно актуально для профессий, где обучение требует дорогостоящего оборудования или потенциально опасных экспериментов (медицина, пилотирование, промышленность).

Наконец, VR способствует развитию пространственного мышления и умения конструировать трехмерные объекты, что чрезвычайно важно во многих областях науки и техники.

Дополненная реальность (AR) представляет собой несколько иной подход. Вместо создания полностью виртуального мира, AR накладывает компьютерные изображения на реальное окружение, дополняя его и обогащая. Это достигается с помощью различных устройств – смартфонов, планшетов, специальных очков или проекторов.

Например, ученик может навести камеру своего смартфона на учебник истории, и на экране появятся трехмерные модели древних городов, анимированные карты или видеоролики о важных исторических событиях. Таким образом, AR делает обучение более интерактивным и увлекательным, превращая процесс познания в "игру". AR-технологии не только делают обучение более интересным, но и повышают эффективность взаимодействия ученика с учебным материалом. Ученик активно участвует в процессе, сам ищет информацию, экспериментирует и открывает для себя новые знания. Это отличается от пассивного восприятия информации, характерного для традиционных методов.

AR особенно эффективна для проведения уроков, где необходима визуализация и синхронная работа всех участников. Представьте урок биологии, где на экране планшета "оживают" клетки, а на уроке географии можно "путешествовать" по разным странам, рассматривая природные ландшафты и культурные достопримечательности. Внедрение VR и AR технологий наиболее эффективно в области естественных и технических наук, где визуализация играет ключевую роль.

Понимание сложных физических процессов, строения молекул, работы механизмов становится значительно проще и нагляднее благодаря возможностям визуализации. Однако потенциал этих технологий намного шире. AR и VR могут быть использованы в гуманитарных науках, иностранных языках, искусстве и даже физической культуре, открывая новые возможности для креативного и эффективного обучения. Чем раньше педагоги начнут активно использовать VR и AR технологии в своей практике, тем быстрее они смогут адаптироваться к изменяющемуся миру и использовать потенциал этих инновационных инструментов для построения индивидуальных траекторий обучения, учитывая индивидуальные особенности и потребности каждого ученика. Это позволит создать более эффективную и запоминающуюся образовательную среду, повышая качество обучения и готовность выпускников к вызовам современного мира.

Развитие VR и AR технологий продолжается, и будущее образования будет неразрывно связано с этими инновационными подходами, позволяющими превратить процесс обучения в захватывающее и эффективное приключение.