Varwin / VR для образования / Виртуальная реальность в образовании – VR в школах и вузах

VR-технологии в образовании


Еще не так давно обычный калькулятор был удивительной вещью, которую мог позволить себе не каждый школьник или преподаватель.  Сегодня технический прогресс шагнул очень далеко и останавливаться, видимо, не собирается. Опыты по химии проводятся в цифровых лабораториях, физика дополняется робототехникой и 3D-моделированием, и даже виртуальная реальность уже мало кого удивляет.


VR в образовании охватывает все более обширные области, от изучения естественных наук до путешествий в другие эпохи в рамках уроков истории. Проект Varwin Education открывает перед педагогами новые перспективы, позволяя максимально погрузиться в тему урока вместе с учениками.



Что такое VR?

Виртуальная реальность — это среда, созданная за счет применения специального оборудования и ПО (программного обеспечения). Она позволяет участникам не только максимально глубоко погружаться в изучаемый предмет, но и взаимодействовать с ним. Этим она отличается от AR – дополненной реальности. Школьники и студенты могут выбрать утилиты для изучения космоса и гравитации, анатомии человеческого тела, географии, биологии, естествознания и других направлений.


Все проекты создаются на базе среды Varwin Education. Она дает возможность разрабатывать сценарии с нуля или пользоваться готовыми вариантами. 


Использование VR требует специальных гаджетов. В платформе Varwin Education используются очки и контроллеры. Именно так преподаватели и студенты погружаются в трехмерный мир и взаимодействуют с ним. При желании некоторые приложения можно запустить непосредственно на экране компьютера. В этом случае образовательный процесс напоминает увлекательную игру.



VR-технологии в образовании

Использование VR в школе существенно расширяет возможности преподавателей. Технология Varwin Education дает возможность проводить виртуальные опыты по химии, путешествовать в разные эпохи и различные точки планеты, отправиться в космос и своими глазами увидеть движение планет, моделировать опасные ситуации на уроках ОБЖ. У виртуальной реальности нет границ, а значит, ее можно использовать в самых разных ситуациях.


VR-технологии в образовании


Самый простой пример применения виртуальной реальности — это перемещение участников в пространстве, где они смогут оказаться в стране, которую изучают на данный момент на уроке истории, или в лаборатории, где впервые было сделано то или иное открытие.


Varwin Education позволяет как пользоваться готовыми библиотеками и разработками, так и создавать свои собственные. Построение виртуального мира напоминает популярные игры-песочницы (Minecraft, Roblox). Преподаватель может создать виртуальную реальность специально под тему урока, добавить в нее фото и видео, а также элементы тестирования. С их помощью ученики смогут проверить свои знания и навыки.




Интерфейс платформы интуитивно понятен. Необязательно быть программистом, чтобы изготовить уникальный материал для урока. С ним справится даже школьник. Более того, в процессе подготовки проекта ученики прочно усвоят материал. Это намного эффективнее обычной зубрежки.



Примеры использования VR в образовании

Виртуальная и дополненная реальности могут использоваться практически в любой отрасли образования: начальная, средняя и старшая школа, техникумы и ВУЗы, научные кружки и лаборатории. Материалы на базе платформы Varwin Education подойдут для любых ситуаций.


Лаборатории

Технологии от Varwin Education — одно из самых ярких решений для уроков химии. Программа позволяет создать виртуальный аналог лаборатории для школьников, предназначенный для проведения опытов в соответствии со школьным курсом. В искусственной реальности действуют все законы физики и химии. Соответственно, при выполнении опыта будут происходить соответствующие ситуации реакции. С помощью платформы можно смоделировать не только классические опыты школьной программы, но и эксперименты, которые невозможно провести с учениками из-за высокого уровня опасности. Дым, пламя, обильное выделение газа или брызги жидкости – все это выглядит очень зрелищно, но при этом не причиняет вреда ученику и учителю.



Школьники смогут попробовать провести опыт самостоятельно, не боясь ошибки. Даже если в результате работы произойдет взрыв, никто не пострадает, а ученик прекрасно запомнит, к чему приводит невнимательность. И здоровье, и одежда, и имущество останутся в целости и сохранности. 


Изучение таблицы Менделеева может превратиться из скучной обязанности в увлекательную игру. Персонажу необходимо пройти по квартире и собрать коллекцию элементов, одновременно проводя простейшие опыты и изучая атомарное строение вещества.




Аналогичные приложения можно создать и для уроков физики. Процессы, представленные наглядно, воспринимаются и запоминаются намного лучше. Оптика, механика, электричество, физика атома – все это можно визуализировать и анимировать так, что ученики почувствуют себя полноценными участниками процесса.




Лабораторное направление востребовано не только при изучении химии и физики. Varwin Education можно использовать также на уроках геометрии. Это существенно облегчит изучение стереометрии: т.е. работ с объемными фигурами.


Экскурсии и путешествия

Познавательные экскурсии – еще один распространенный вариант использования виртуальной реальности от Varwin Education. Отличительной особенностью программы является полное отсутствие привычных заданий или лабораторных работ. Ученики полностью погружаются в окружающее пространство, получая возможность посещать необычные места, не покидая класса. Уже сегодня разработано несколько успешных проектов виртуальных экскурсий, например, музей электричества или путешествие по виртуальной Солнечной системе. Возможности платформы позволяют использовать:



Школьники смогут путешествовать в любую точку планеты и даже за ее пределами. Такие поездки не требуют виз, авиабилетов и разрешений, не зависят от эпидемиологической и геополитической обстановки, а также практически бесплатны. Потребуется только приобрести лицензию на платформу и необходимое оборудование. Продукт можно использовать неограниченное число раз, так что все классы или учебные группы смогут путешествовать без ограничений.




Анатомия

Изучение анатомии и физиологии с помощью VR востребовано в школах, в медико-биологических кружках и группах, в медицинских колледжах, на соответствующих факультетах вузов. С помощью платформы Varwin Education можно:

- смоделировать строение человеческого тела и различных его отделов: опорно-двигательного аппарата, внутренних органов, дыхательной системы и т.п.;

- изучить физиологические процессы в режиме реального времени: движение крови по сосудам, переваривание пищи, развитие ребенка в полости матки;

- увидеть ткани и процессы на клеточном и молекулярном уровне, например, рассмотреть строение ДНК и передачу генетической информации;

- понаблюдать за проведением хирургических вмешательств, не видя реального пациента;

- отработать навыки диагностики, оказания первой помощи и т.п.



Наглядная история

Применение VR в образовании позволяет перемещаться не только по планете и за ее пределы, но и путешествовать во времени. Специальные программы позволяют создавать реконструкции событий прошлых веков. Она позволяет полностью погрузиться в исторические факты, например, увидеть расстановку войск во время известных битв, прогуляться по старинному замку или основать знаменитый город. Необходимая информация преподносится в более интересном и легко воспринимаемом формате, чем просто чтение текста в учебнике.


Основная задача программного обеспечения — вовлечение школьников в изучение истории, сделав материал более ярким и разнообразным. Даже банальное тестирование превращается в увлекательный квест, который нужно решить, чтобы пройти дальше по игре.




Языковые практики

Varwin Education может значительно разнообразить уроки иностранных языков. Например, младшие школьники могут с помощью VR могут оказаться в доме, на ферме или в другой обстановке, соответствующей теме урока. Бот-помощник называет слова, обозначающие определенные предметы, а ученик находит и выделяет их.

Для учеников более старшего возраста можно разработать программы сложнее. Они моделируют определенные ситуации. Например, во время игры можно дать задание снять номер в гостинице или найти коллегу, общаться с ботами. Преподаватель создает сценарий и адаптирует материал под определенный уровень знаний и конкретные цели, чтобы добиться желаемого результата.




Собственные разработки учеников — обучение программированию

Для того, чтобы технологии постоянно развивались, обучение в данном направлении должно начинаться уже со школьного возраста. Отдельные программы позволят детям разрабатывать собственные виртуальные проекты. Это определенный набор сценариев и объектов, из которых участники могут создать свой мир. Это приложение может использоваться абсолютно на любом уроке и в любом классе.


Платформа Varwin Education как нельзя лучше подходит для этой цели. Она сделает уроки информатики занимательными и полезными. Школьники могут создавать проекты для обучения, например, онлайн экскурсии, или развлекательный контент. В процессе работы над приложением они не только хорошо проведут время, но и освоят азы программирования, создания трехмерных моделей и работы с виртуальной реальностью.


Для работы необязательно разбираться в тонкостях программирования. Школьники могут пользоваться визуальным языком Blockly, который позволяет легко разобраться в алгоритме.


VR-проекты, разработанные на Varwin Education



VR – это очень перспективное направление, которое развивается буквально семимильными шагами. Технологии используются не только в образовании, но и в различных отраслях промышленности, маркетинге, рекламе и, конечно, гейм-индустрии. Будут ли ученики развивать эти навыки в дальнейшем – решать только им. В любом случае, участие в разработке проектов станет прекрасным опытом, который может стать основой для дальнейшей карьеры.  Программирование в рамках платформы Varwin Education – это возможность сделать первый шаг к профессии VR-разработчика.



Необходимое оборудование

Для организации уроков с виртуальной реальностью желательно приобрести оборудование, хотя бы простейшие VR-очки. Они необязательно должны быть очень дорогими и мощными, подойдет даже бюджетная модель. Достаточно изучить рынок и выбрать несложные модели по доступной цене без потери качества.


При выборе основных элементов комплекта для VR важно учесть следующие параметры:

Все представленные на рынке шлемы и очки можно разделить на три большие группы.


Шлемы дополнительно оснащены датчиками положения. За счет этого удается отслеживать повороты головы, наклоны. При этом перемещение тела в помещении не определяется. Иными словами, объект может двигаться только по плоскостям. Этот вариант подходит для изучения объектов по видео 360 градусов. Дополнительно может использоваться джойстик для работы с меню и взаимодействия с предметами виртуальной реальности.


Вторая группа — гарнитуры. В данном случае используется проводное или беспроводное (с помощью Bluetooth или Wi-Fi) соединение для подключения к компьютеру. Все программное обеспечение загружается на жесткий диск, а шлем необходим только для трансляции изображения. Это позволяет существенно повысить качество картинки и сделать ее максимально реалистичной.


Безусловно, на рынке гаджетов можно найти и более доступные в цене модели. Перед покупкой стоит тщательно изучить все предложения. Шлемы могут отличаться эргономикой, то есть удобством посадки на голове. Также при выборе стоит обратить внимание на угол обзора, количество пикселей на картинке, выбранный тип линз, разрешение экрана, качество определения положения участника в пространстве (определяется чувствительностью датчиков). Еще один параметр — степень свободы. Например, 3DoF позволяет участнику только смотреть вправо и влево, тогда как 6DoF дает возможность не только полностью осматривать пространство, но и перемещаться в нем, рассматривая окружающие предметы с любой из сторон, удаляясь от них на выбранное расстояние.


Третья группа включает автономные шлемы. Они уже не требует подключения к компьютеру или смартфону. Соответственно, все программное обеспечение устанавливается непосредственно на сам гаджет.  В данном случае используется степень свободы 6DoF. Участник сможет прогуливаться по выбранной виртуальной реальности и участвовать в событиях, если это позволяет заданная программа. Подобные модели не требуют калибровки или расстановки датчиков, которые будут отслеживать участника в пространстве. Это существенный плюс по сравнению с аналогами.


При выборе шлема нужно смотреть не только на его цену и бренд, хотя и эти параметры имеют важное значение. Важно учесть и то, что все модели делятся по типу передачи контента:

Глубина погружения – это еще один важный параметр. От него зависит качество изображения и его сходство с реальностью.


Отдельные модели оснащены функцией Inside-Out трекинга. В этом случае отсутствует необходимость размещать по кабинету датчики, контроллеры и маячки, так как шлем сам определяет положение пользователя. За счет этого существенно упрощается подготовка гаджета к уроку, так как не нужно постоянно выполнять калибровку. Кроме того, в таких шлемах ученики могут работать за партами.


Платформа Varwin Education настроена таким образом, чтобы пользователи могли работать даже в самых простых моделях очков и шлемов. Для взаимодействия с окружающими предметами используются контроллер, который человек держит в руках. Это делает работу с VR доступной даже для учебных заведений с ограниченным бюджетом.




Если у школы нет возможности купить даже простейшее оборудование для работы в виртуальной реальности, можно использовать десктопные версии программного обеспечения. В этом случае изображения выводятся на монитор компьютера, а управление осуществляется с помощью стандартных мыши и клавиатуры. В этом случае часть преимуществ VR теряется, но процесс обучения с использованием технологии остается увлекательным и интересным.



Перспективы

Сегодня технологии виртуальной реальности используются более чем в 20% отечественных компаний. VR открывает перед педагогами прекрасные возможности сделать образование интересным, понятным для каждого участника и ориентированным на современные взгляды молодежи. Каждый год запускаются новые программы по различным предметам. Образовательный процесс становится все более разнообразным и увлекательным.


Одновременно с этим проводится работа по изучению особенностей влияния оборудования для виртуальной реальности на здоровье детей и взрослых: разрабатываются санитарные нормы и правила для школьников, составляются методические рекомендации по использованию VR в процессе обучения.


Стоит отметить, что пока не все преподаватели готовы внедрять новинку в образовательный процесс. Большинство учителей готовы попробовать пару программ на своем предмете, но только в рамках дополнительного урока, а не основной программы. Продукты виртуальной реальности заинтересовали преподавателей, но особой необходимости в них они пока не видят. Возможно, это связано с ограниченным выбором программ либо со стоимостью оборудования для организации учебного процесса с применением VR. Эта проблема будет решаться по мере дальнейшего развития технологий.


Увлечь современного школьника книгами, пусть даже иллюстрированным, очень сложно. Мало кто садится за чтение по собственному желанию. Все больше времени проводится в гаджетах. Использование оборудования для виртуальной реальности на уроках вызывает у школьника неподдельный интерес. Легкая и наглядная подача материала, возможность участвовать в процессах позволяют усвоить темы значительно лучше и по-настоящему увлечься ими. VR стирает границы между странами, дает возможность проводить по-настоящему зрелищные эксперименты, видеть процессы как в микромире, так и в космосе. Никогда еще обучение не было таким наглядным и таким интересным.