Введение
Человечество на данном этапе развития общества не обходится без современных технологий. Жизнь каждого человека, даже ребенка, невозможно представить без телефона, компьютера или ноутбука, планшета и Интернета.
Между тем используемые достижения в области современных технологий, вошедшие в повседневную жизнь людей, имеют большой потенциал не только в этом. Одной из технологий, активно развивающейся в данный момент в разных областях жизни человека, является технология виртуальной реальности. Проведенные исследования различными консалтинговыми компаниями показали, что за период с 2020 года по 2025 год спрос на нее вырос на 16% во всех сферах деятельности человека [1].
Цель исследования заключается в теоретическом обобщении опыта исследований в области применения технологии виртуальной реальности в процессе обучения на разных ступенях образования.
Материалы и методы исследования
Во время проведения научного обоснования находили применение теоретические методы исследования, включающие анализ источников по исследуемой проблеме; моделирование; аналогии; обобщение, которые позволили обобщить опыт исследований в области применения технологии виртуальной реальности в процессе обучения на разных ступенях образования.
Результаты исследования и их обсуждение
В большинстве случаев под виртуальной реальностью понимается абсолютная замена визуальных и звуковых явлений реального мира на виртуальный. Если рассматривать данное понятие на простом для понимания для каждого человека языке, то под данным понятием понимается комбинирование виртуальных элементов и реальных. Большинство исследователей разделяют виртуальную реальность на непосредственно виртуальную реальность (virtual reality, VR), дополнительную реальность (augmented reality, AR), смешанную реальность (mixed reality, MR). Для того, чтобы не путать непосредственно виртуальную реальность с другими видами, ее еще называют расширенной реальностью (extended reality).
Реальность, которая основывается на генерировании звуков цифровой обработки и изображений, является виртуальной реальностью (VR). Данный вид реальности в полной мере отделяет пользователя от реальной реальности средствами VR-шлема, наушников, джойстиков, имитирует реальный мир.
В качестве дополнительной реальности (AR) выступает посредническая цифровая реальность, которая дополняет RR средствами виртуальных изображений, различными эффектами и анимацией. Усиление восприятия реальностью выступает главной целью AR [2]. В этом её существенное отличие от VR, которая имитирует реальность.
Сосуществующие и взаимодействующие в реальной реальности объединенные реальные и виртуальные объекты представляют собой смешанную реальность (MR). В ней присутствует цифровая имитация с элементами реального мира, созданная средствами дополнительной реальности (AR) и дополнительной виртуальности (AV).
Объединённые реальная и виртуальная реальности: дополненная реальность (AR), дополненная виртуальность (AV), виртуальная реальность (VR) и другие, составляют расширенную реальность (XR). Данный вид представляет собой многообразие реалий и разработок от «полного реального» до «полного виртуального» [3].
Остановимся на виртуальной реальности, поскольку она находит себе все более широкое применение. В отличие от других видов она является востребованной в большем количестве секторов жизни человека.
При взаимодействии пользователя предметы виртуальной реальности имеют такие же свойства и физические возможности, как в материальном мире. Иначе говоря, все предметы действуют в соответствии с законами физики, такими как притяжение, гравитация, состояний тел и др.
Виртуальная реальность представляет собой созданный людьми средствами современных технологий мир, который они могут видеть, ощущать, осязать и т.п. Она имитирует как воздействие, так и реакции на воздействие. Для создания ощущения реальности цифровой контент свойств и реакций виртуальной реальности производится в реальном времени [4].
Созданные человеком цифровые пространства, средствами технологий VR, похожи на реальный мир. Позволяет все это ощутить специальное снаряжение – VR-очки или шлем. Внутри данного снаряжения находятся экраны, через которые передаются пользователю стереоскопические картинки. Также они оснащены сенсорами и контроллерами, позволяющими осуществлять мониторинг движения головы и тела. В результате человек взаимодействует с виртуальным миром практически как с реальным. Компьютерная среда и созданные в ней цифровые образы и звуки, средствами виртуальной реальности, обманывают органы чувств и вследствие этого мозг, что заставляет пользователя воспринимать их как реальные [3].
Целью виртуальной реальности является создание аудиовизуальной среды, позволяющей осуществлять воздействие на органы чувств и погружаться в виртуальный мир, ощущая при этом его реальным. Создать компьютерное пространство, похожее на реальный мир, позволяют такие технологии, как графика высокого разрешения, трехмерное отображение объектов, глубина и объем звука, специализированные устройства управления.
Технология виртуальной реальности для человека выступает весомым инструментарием в проведении исследований, для развития промышленности, для обучения. Ее инструменты могут быть использованы в играх, образовании, архитектуре, медицине и других областях. Принимая во внимание широкий спектр ее применения, можно осуществлять получение новых навыков, погружение в исторические мгновения, изготовление прототипов и тестирование продуктов и многое другое, что было ранее невозможно [5].
Придуманная и разработанная когда-то технология виртуальной реальности для создания игр и фильмов сейчас используется для других целей и в других областях, таких как образование, медицина. Многочисленно созданные VR-приложения позволяют моделировать сложные ситуации, которые могут возникнуть в жизни, и получить опыт выхода из нее без риска своей и чужой жизни. Кроме того, они предоставляют возможность погрузиться в мир фантастики без всяких ограничений законов физики, провести путешествие во времени и пространстве, побывать в прошлом и будущем, оставаясь при этом в своем привычном и комфортном месте [6].
Для реализации VR-технологии разработаны три основных принципа: фиксация головы, фиксация движения и фиксация глаз [7]. Каждый их них отвечает за свою часть имитации окружающего мира, позволяя видеть виртуальный мир, как реальный.
Основным назначением создания виртуальной реальности является организация убедительного цифрового пространства реального мира. Средствами VR-технологий воссоздается, как в реальности, звуковое сопровождение, чувства пространства, объекты действуют по всем правилам и законам физики [3].
Подведя итоги всему вышесказанному, можно отметить, что VR-технологии предоставляют большие возможности для человека в плане образования, получения новых впечатлений, развлечений и исследований окружающей действительности, при этом он остается в зоне своего комфорта.
Как и все новейшие технологии, VR-технология не останавливается в своем развитии и находит применение в различных сферах, от создания игр до образовательного процесса. Она позволяет размыть границу взаимодействия между цифровым пространством и человеком, открыть пользователю новые горизонты виртуальных миров, создать то, что раньше было только в фантазиях [8].
Обратимся к сфере образования. В образовательном пространстве VR-технология, как правило, применяется в качестве интерактивных уроков и тренажеров, способствующих продуктивному усвоению знаний и навыков, средствами виртуальной среды, моделирующих фактические ситуации [9].
Нормативные документы Российской Федерации указывают на необходимость использования современных технологий и средств в образовательном пространстве [10]. Так, исполнение национального проекта «Образование» позиционирует, что в рамках применения информационно-коммуникационных технологий всем образовательным заведениям необходимо практиковать технологии виртуальной реальности. На данный момент те учебные заведения, которые оснащены очками и шлемами виртуальной реальности, осуществляют ее эксплуатацию вместе со ставшими уже традиционными техническими средствами, такими как интерактивная доска, планшет, телефон.
Для оценки эффективности применения VR в образовании у обучающихся обратимся к исследованиям. Такие авторы, как А.И. Соснило и Н.Н. Резванов, проведя исследование, пришли к выводам, что обучающиеся 6-10 классов усваивают информацию на уроке эффективнее при использовании технологии виртуальной реальности [11]. К таким же выводам пришли ученые из Дании [12]. Полученные выводы датских исследователей были дополнены испанскими учеными, которые утверждали, что использование VR-технологий даже в дошкольном и начальном образовании дает положительные результаты, повышает успеваемость обучающихся на начальной ступени. Но при этом отмечается, что эффективность применения данной технологии будет достигнута при длительности ее использования менее двух часов [13].
Другое исследование было проведено в рамках общего проекта учеными из Германии и США. Они исследовали воздействие социальных сетей на зрительное внимание обучающихся в процессе обучения с применением технологии виртуальной реальности. Исследователи пришли к выводам, что обучающийся занимается предметом и сосредоточен на учителе, если он в виртуальном классе находится ближе к учителю и доске. И наоборот, если обучающийся находится далеко от доски, то его внимание сосредоточено на социальных сетях [14]. Аналогичные выводы были сделаны в Тюбингенском университете немецкими исследователями F. Blume, R. Göllner, K. Moeller, которые доказали, что от местоположения обучающегося в виртуальном классе на уроке математики, относительно доски и учителя, зависит эффективность обучения, даже несмотря на индивидуальные особенности и невнимательность.
В результате теоретического анализа исследований, проделанных в области применения технологии виртуальной реальности в обучении, было установлено и отрицательное ее влияние. Круг специалистов подчеркивают, что цифровая среда, созданная средствами VR-технологий, открывает большие возможности, заменяя реальные ситуации (включая опасные для жизни условия), при этом стирая границу между реальным и цифровым мирами, замещая его игровым пространством, в результате чего происходит кризис самоотождествления личности [14].
Еще одно исследование было проведено немецкими педагогами, которые доказали, что применение VR-технологии положительно влияет на способности припоминания предметных материалов, но при этом не распространяется на лучшие знания и их трансляцию. К такому выводу пришли педагоги вследствие того, что, надевая шлемы виртуальной реальности, обучающиеся забывают об учебных задачах, учебный материал представляется им в игровом отношении.
Использование интерактивности даже у взрослых, обладающих способностями осуществлять контроль и координацию своих действий при обучении, также вызывает ряд проблем, которые были выделены отечественными педагогами. Преподаватели разных предметов выделяют одну из наиболее часто встречающихся проблем: приобретение новых знаний уходит на второй план, а на первый выходит развлечение средствами VR-технологии.
Педагоги школ выделяют ряд достоинств использования средств виртуальной реальности в обучении школьников. На первый план 38% ставят возрастание стремления к познанию у школьников, 32% – демонстративность и иллюстративность обучения, 17% – возможность применять новые формы организации обучения. Но при выделении достоинств данного средства 17% педагогов обеспокоены сложностями развития воображения у школьников при частом применении, 58% недовольны техническими сбоями в работе с оборудованием и 33% считают, что данное средство дорогое, и боятся его сломать.
Исследования, проведённые учеными из разных стран, подтверждают, что в большинстве случаев использование средств виртуальной реальности приводит к положительным эффектам в образовании и развитии обучающихся разного возраста. Выделяемые достоинства применения VR в обучении, такие как наглядность, возможность визуализации сложных и недоступных для ежедневного восприятия знаний, абстрактных понятий, вовлеченность и интерактивность, мультимодальность восприятия, совместимость с дистанционным обучением и возможность геймификации образовательного процесса, наделяют средства виртуальной реальности богатыми возможностями в плане развития обучающихся [14]. Однако, внедряя в образовательный процесс средства виртуальной реальности, важно не забывать, что оно меняет роль педагога. Вследствие этого педагог должен четко ставить установки урока, знать и понимать все возможности указанного средства, для того чтобы процесс обучения проходил успешно. Несмотря на все трудности, возникающие при работе в VR, многие мотивированные педагоги готовы его использовать.
Многочисленные государственные проекты и постановления говорят о популярности цифровизации обучения на всех уровнях, в том числе и СПО. Национальный проект «Образование» затрагивает не только общее образование, но и его целями являются обновление и усовершенствование профессионального образования, овладение обучающимися цифровыми компетенциями и профессиональными навыками, средствами применения технологии виртуальной реальности.
Повысить качество образования в СПО можно, используя средства виртуальной реальности, поскольку они позволяют организовать интерактивный и реалистичный процесс обучения и быстро добиться нужных профессиональных результатов, а также сформировать соответствующее мышление [15]. Проведенные разными учеными исследования применения средств виртуальной реальности показывают, что 35% обучающихся в большей степени вовлекаются в образование, правильнее выполняются лабораторные и практические работы, у 25% обучающихся высокие академические результаты по сессиям.
К основным видам среднего профессионального образования, использующего средства виртуальной реальности, можно отнести такие сферы, как военное дело, энергетика, транспорт, медицина, энергетика и др. Данные области деятельности в значительной степени связаны с риском для жизни, с отработкой навыков анализа обстановки и моментального реагирования на сложившуюся ситуацию. Без использования средств VR-технологии для обучения студентов потребуется дорогое оборудование, установки, которыми обладают не все образовательные организации [15]. Обучение на сложных установках может вызывать страх у студентов, по этой причине средства VR-технологии содействуют избеганию таких проблем и устранению фобий.
Конечно, как и в любом процессе, использование виртуальной реальности в СПО имеет ряд проблем. Каждое профессиональное учреждение имеет свои особенности, а значит, для каждого необходима разработка своих тренажёров, программного обеспечения, кадрового обеспечения, что дорогостояще и затратно. Кроме того, установки имеют определенные ограничения, т.е. они не позволяют полностью обучить студента, а только каким-то ограниченным навыкам. Еще одной проблемой использования данного средства является отсутствие у обучающихся опыта и квалификации для формирования навыков высокого порядка. Как правило, студенты колледжей не обладают необходимыми входными требованиями. Также существует и другая проблема внутри самого образования. На данный момент не уточнены дидактические задачи профессионального образования, педагогические подходы, позволяющие вести обучение с использованием симуляторов [15].
Подведя итоги вышесказанному об использовании виртуальной реальности в системе среднего профессионального образования, конечно, можно сказать, что данное средство позволяет повысить мастерство обучающихся, избежать некоторых страхов и фобий, развить профессиональное мышление и личностные характеристики. Но при этом важно не забывать о возникающих проблемах и уточнении задач обучения средствами VR-технологии [15].
Применение технологии виртуальной реальности не ограничивается только общим и средним профессиональным образованием. Опыт исследований показывает, что высшие учебные заведения также используют данное средство.
Исследования, проведенные для установления возможностей обучения средствами VR-технологии, показали, что студенты вузов, занимающиеся в лабораториях с приложениями виртуальной реальности, могли самостоятельно формулировать гипотезы, разрабатывать модели, проводить анализ результатов и представлять их в разных формах, что позволило им улучшить свои знания по дисциплине. Между тем важно отметить, что как для студентов СПО, так и вузов для успешного использования данного средства необходимо специальное оборудование для каждой конкретной дисциплины [16], а также выработка конкретных алгоритмов действий в квазипрофессиональной деятельности обучающихся в период обучения в вузе и после его завершения [17].
По данным литературы в ходе проведенного педагогического исследования было выявлено, что 85% студентов вузов считают полезным использование VR-технологии в обучении, 73% студентов указали на удобство в использовании, более 70% обучающихся университета получили удовольствие от процесса обучения, 50% испытуемых повысили свою успеваемость [18].
Заключение
Таким образом, обобщение опыта исследований в области применения технологии виртуальной реальности в процессе обучения показывает, что оно достаточно активно внедряется на всех ступенях образования. Но при этом, невзирая на все достоинства применения данного средства, его использование сопряжено с рядом проблем, которые, надеемся, в будущем будут устранены.
Библиографическая ссылка
Васенина-Кириллова О.А., Евдокимова В.Е., Кед П.Е. ОБОБЩЕНИЕ ОПЫТА ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ // Международный журнал экспериментального образования. 2025. № 4. С. 5-10;URL: https://expeducation.ru/ru/article/view?id=12207 (дата обращения: 18.09.2025).