Виртуальная реальность лучший способ увлечь учеников школой

Обновлено: 04.07.2024

Технология виртуальной реальности, развиваясь в игровой индустрии, достаточно быстро нашла применение в промышленности, военной сфере, медицине и искусстве. В образование, однако, VR входит медленнее.

Несмотря на то, что такие плюсы виртуальной реальности, как иммерсивность, фокусировка, вовлечение, интерактивность и т. д. стали общим местом в публикациях последних лет, в России виртуальная реальность все еще не является широко используемой технологией в образовании. Если в корпоративном и промышленном секторе известны успешные кейсы, то в школьном образовании это, скорее, несистемные попытки разнообразить уроки в отдельных прогрессивных школах. Барьеры входа технологии в общеобразовательные учреждения хорошо известны. Это:

относительно высокая стоимость,
низкая технологическая грамотность (которая в России усугубляется возрастной категорией подавляющего большинства педагогов),
консервативность и административная централизованность школ,
проблема интеграции существующих приложений в образовательные программы,
отсутствие специализированного образовательного контента и т. д.

Другим менее очевидным, но крайне важным барьером входа является вопрос методической целесообразности использования технологии: исследований, подтверждающих неоспоримые преимущества виртуальной реальности, опубликовано крайне мало.

Что касается последнего барьера, то на российском рынке сложилась парадоксальная ситуация: одной из важнейших причин, по которой школы не рассматривают возможность закупки VR-оборудования, является отсутствие качественного образовательного контента. В свою очередь, разработчики отказываются создавать контент для школ, поскольку такого рынка пока не существует.

Одна из первых значительных попыток внедрения технологии виртуальной реальности в западные школы относится к началу 2000-ых годов. Совместный проект Университета штата Айова и Iowa Public TV охватил восемьдесят шесть сельских школ (приблизительно 2 тыс. учеников старших классов) при помощи оптоволоконной сети. Была создана платформа, с помощью которой ученики могли посещать различные локации в сопровождении виртуального инструктора, находящегося в центральной VR-лаборатории университета. Другой серьезный проект внедрения VR-разработки в школьную практику был опубликован в 2013 году. Проект вели учителя старших классов штата Пенсильвания в сотрудничестве с U.S. Navy под эгидой программы Real World Navy Challenge. Проект был направлен на изучение блока STEM (естественные науки и инженерия) при помощи симуляции реального мира. Сюжет программы был сосредоточен на виртуальной атомной станции, для которой учителя разработали методику и дизайн преподавания. Внедрение программы совпало по времени со взрывом атомной станции в Японии, что дало ученикам возможность проблемного и практического обучения.

О массовом применении виртуальной реальности на школьных уроках заговорили с выходом Google Cardboard – недорогих картонных устройств для смартфонов.

В последующие годы пилотирование технологии проходило в формате проектов, различавшихся целями, масштабами и результатами. На сегодняшний день наибольшей популярностью пользуются такие разработки, как Buzz Aldrin: CyclingPathways to Mars, The BodyVR, Universe SandboxVR, 3D Organon Anatomy, Star Chart, NarupaXP, SolarAR, Earth AR, Aurasma/HPReveal, Cleanpolis VR, Acropolis interactive educational VR 3D, My Way VR, Boulevard, Titanic VR, Smart Education Labs, Unimersiv, а также Apollo 11 VR, The VR Museum of Fine Art, InMind 2, Human Anatomy VR и другие. Большинство этих приложений доступны на различных маркетплейсах.

Кроме того, существуют готовые технологические решения, разработанные специально для школ, самыми известными из которых являются ClassVR и RedboxVR.

Преимущество этих разработок заключается в том, что обе компании предоставляют школам готовые к использованию программно-аппаратные комплекты. Компания Avantis Systems поставляет в школы (в том числе и на территории РФ) наборы ClassVR с разным количеством шлемов и с разным по длительности доступом к контенту. Разработаны специальные учебные планы с использованием виртуальной реальности для нескольких школьных предметов, таких как история, естественные науки, искусство и культура, основы безопасности и другие. Контент представляет собой в основном неинтерактивные видео 360 градусов. При творческом подходе использование такого набора может разнообразить школьное занятие, но на русском языке разработанных планов уроков крайне мало. Те же, что разработаны, вызывают сомнения с методологической точки зрения.

Набор RedboxVR отличается от ClassVR как по принципу выбора устройств, так и по содержимому, доступному в наборе. Заказчику поставляется заранее оговоренный комплект из мобильных телефонов, согласованных с компанией Google. Пользователь получает доступ к разным типам контента, объединенным в рамках одной образовательной платформы. В основном это уроки с использованием Google Expeditions (360 градусов видео), а также AR-контент со специально разработанными занятиями. Кроме того, на RedboxVR доступны уроки по химии от MEL Sciencе и уроки английского с носителем языка в режиме реального времени на платформе Rumii.

Несмотря на многолетний путь, проделанный на западе, до сих пор нельзя признать, что технология освоена и вошла в учебный обиход. Универсальных решений, удовлетворяющих мировой запрос на качественный контент для школьного образования пока нет.

Ожидается, что к 2023 году ежегодные расходы образовательного сектора на технологии виртуальной и дополненной реальности составят шесть миллиардов долларов США благодаря стремительному росту популярности виртуальной реальности в образовательной среде.

Следующий этап развития технологии, испытавшей первые внедрения, видится в доработке существующих решений с учетом опыта пользователей и результатов новейших исследований.

Во многом ускоренное внедрение новых технологий на западе и их видимая недоступность в России связаны с различиями в системах образования и распределением финансирования. Школы в США подразделяются на частные (private) и общественные (public). Частные школы финансируются через оплату обучения студентами, при помощи пожертвований, частных фондов и т. д. Частная школа может контролироваться организацией, зачастую религиозным учреждением. Общественные школы финансируются государством. В отличие от России, федеральный бюджет не является прямым источником финансирования в США. Область образования контролируется правительством штата и органами местного самоуправления. Именно на этих уровнях, а также при участии общественных и частных организаций учреждаются школы, разрабатываются учебные планы, определяются требования к зачислению и выпуску.

Как указано на сайте Департамента образования США, лишь небольшая доля финансирования (около 8%) является федеральной. Налог на собственность является основным источником финансирования общественных школ, что влияет на неравномерное распределение расходов на одного ученика среди и даже внутри штатов.

В школах РФ финансирование тесно связано с образовательной программой и учебными планами, принятыми в школах. Внедрение школой новых технологий не может происходить на экспериментальном уровне: использование усовершенствованных мультимедиа средств в рамках учебной практики автоматически регулируется законодательством. Согласно федеральному закону “Об образовании в Российской Федерации", образовательные организации вправе самостоятельно разрабатывать и утверждать программы, но это отнюдь не значит, что школа может внедрять любые образовательные материалы и разработки. Соответственно, на VR-контент также должны распространяться определенные требования в зависимости от того, к какой категории такой контент относится – учебные пособия, дидактические материалы, мультимедиа-средства и т. д. Частные школы России обладают большей независимостью в части внедрения технологий, т.к. меньше зависят от бюджета, получая средства от государства в виде субсидий. Однако, количество таких школ на данный момент несоизмеримо мало.

На 2018 год число частных школ в России составило 851 учебное заведение. В США же количество частных школ достигает порядка 34 тысяч, что значительно облегчает процесс внедрения новых технологий.

Сравнение систем образования (причем следует учитывать не только тип финансирования, но и культурный фактор) позволяет говорить о двух взглядах на внедрение и использование виртуальной реальности в школьном образовании: развлекательно-ориентированный и ориентированный на результат.

Первый подход к виртуальной реальности в образовании (принятый во многих западных школах) предполагает использования VR как дополнительного метода, "дорогой игрушки", эффективность которой не обязательно должна быть выше эффективности других средств.

Если школа может себе это позволить, и если сами школьники с энтузиазмом готовы использовать такой контент, то школьная администрация принимает решение о внедрении технологии. Важным культурным фактором является установка на психологическое благополучие, не уступающее по значимости образовательным результатам.

Российские школы (ориентированные на образовательный результат), в противоположность, готовы использовать новые и притом недешевые технологии лишь в тех случаях, когда внедрение этих технологий оправдано с точки зрения эффективности образовательного процесса, а новые методы обладают потенциалом улучшения итоговых результатов школьников. Внедрение новых педагогических технологий в практику должно быть обосновано в соответствии с целями и задачам основной образовательной программы, а также с требованиями федеральных государственных образовательных стандартов.

У обеих названных позиций есть свои адепты и критики. В первом случае (при "западном подходе") аргументы скептиков сводятся к нецелесообразности использования технологии в качестве образовательного инструмента. Почему, например, VR, а не скайп? Почему AR, а не мобильное приложение или, в конце концов, не доска и мел? Говорят о возможности отношения к виртуальной реальности как к новинке, которая по прошествии определенного времени устареет и надоест. Такие риски предусматривают даже компании-производители VR-контента.

Неудивительно, что новые технологии часто не оправдывают ожиданий учеников: их трудно чем-то удивить. Поэтому все средства, которые вы тратите на новые планшеты, персональные компьютеры или интерактивные доски, не приводят к вовлечению и воодушевлению, которые необходимы для стимуляции воображения и творчества.

Действительно, есть риск, что дорогостоящее оборудование может просто лежать на полках школьных классов и библиотек вместо активного внедрения в образовательный процесс. Более того, несмотря на всю пользу и важность технологий, часто говорят о когнитивной перегруженности, вызываемой этими технологами.

Шлемы иногда используют на разных курсах для разнообразия, но я на своих занятиях использовала виртуальную реальность раза три-четыре. Сейчас здесь в тренде civic engagement & environmental issues. Например, прошли с учениками новую тему – поехали на ферму колледжа. Мы стремимся дать больше реального общения и реальных ситуаций. Более того, последние опросы и исследования здесь в США показывают, что современным студентам все меньше хочется экспериментировать с новыми технологиями в образовательном процессе. Думаю, в школах ситуация аналогичная.

Если частные школы c относительно автономным финансированием могут позволить себе использовать те средства, которые посчитают нужным, то общеобразовательная российская школа неудачных экспериментов себе позволить не может. С другой стороны, критики сугубо практического подхода настаивают на том, что образование не сводится к знаниям, умениям, и навыкам, а эффективность технологии не должна измеряться исключительно результатами ЕГЭ. В этом смысле качественный, красивый, удобный в использовании, интерактивный, инновационный контент может дать процессу обучения принципиально новые возможности.

Если внедрение виртуальной реальности делать умеренным, это позволит удерживать и поддерживать интерес ученика. Я уверен, что один из ключевых моментов в современном образовании – это его конкуренция с кино-рекламно-игровой индустрией. Она обладает огромными ресурсами, в том числе хорошими психологами и методистами, которые знают, как владеть вниманием, и ребенку сложно выдерживать такое давление. Поэтому я считаю, что в образовательном процессе нужно хотя бы изредка давать то, что мы называем "точками входа", какие-то моменты, через которые ученика можно заинтересовать, особенно на ранних этапах преподавания дисциплины, чтобы он начал получать удовольствие от познания.

Разумеется, разделение на два обозначенных подхода является условным, поскольку с внедрением первых опытов, проведением первых исследований, увеличением доступности VR-технологий для школ и университетов внимание исследователей и разработчиков образовательного контента все больше фокусируется на методологии образовательного продукта. Рассматриваются педагогические проблемы, которые улучшенные компьютерные технологии могут решить в пределах урока и всего учебного плана. Долгосрочные исследования и практическое применение технологий позволяет формировать принципы и критерии "методологической эффективности", благодаря которым из широкого ассортимента продуктов удастся выделить материалы, имеющие ценность для образования.

Последнее, что следует сказать, касается школьных учителей, которым принадлежит роль лидеров и вдохновителей в процессе внедрения и адаптации новых технологий.

Растет количество мотивированных педагогов, понимающих, что использовать те же дидактические средства, что и 30 лет назад, неэффективно. "Я не принимаю современные мультимедийные средства в обучении, но понимаю, что нельзя говорить с детьми о достижениях в физике и показывать им картинки на бересте" – цитата одного достаточно возрастного педагога. Конечно, нельзя сказать, что виртуальная реальность – лекарство от непонимания, но абсолютно точно виртуальная реальность – отличный "витамин", который в умелых руках наставника поможет вовлечь ребенка, а также покажет детям, что педагог "в теме" – разбирается в технологиях и умеет грамотно их использовать.

Причин распространения технологий виртуальной реальности на сферу образования можно выделить несколько:

Снижение цены на техническое оснащение. За последние несколько лет цены на современные VR-устройства, предназначенные для домашнего и профессионального использования, успели существенно снизиться, сделав их более доступными.
Стремительный рост количества программного обеспечения под VR. На сегодняшний день существует уже несколько тысяч самых разнообразных приложений под VR и их количество увеличивается каждый день.
Рост объема инвестиций в VR – более 2,5 млрд долларов в год. Эта цифра постоянно растет с 2012 года и, судя по всему, не планирует существенно останавливать свой рост в ближайшее время.
Увеличение числа крупных компаний, работающих в сфере VR. На европейском рынке их уже более 300, а такие гиганты, как Oculus, HTC, Sony, Microsoft, Samsung и многие другие уже давно внедряют свои технологии в этой области.
Внедрение VR-технологий в ряде сфер: нефтегазовая промышленность, машиностроение, энергетика, металлургия, телекоммуникации, реклама и многое другое. Виртуальная реальность уже давно перестала быть только игровой историей и активно внедряется во все сферы деятельности человека.

Предлагаем вам более детально рассмотреть, как VR используется в образовательной сфере уже сегодня и почему за этой технологией будущее, а также каковы ее перспективы.

Современные реалии VR в образовании

Группа аналитиков компании ABI Research заявляет, что уже к 2022 году мировой VR-рынок вырастет до 5-6 миллиардов долларов США. И это, по мнению экспертов, только начало.

Нам уже известны успешные примеры использования VR в обучении. Например:

Определенно, лидерами по внедрению виртуальной реальности в образовании остаются США и Европейские государства. Но и Россия в этом плане стремится идти в ногу со временем. Начиная с 2018 года, запущен целый ряд крупных образовательных VR-проектов:

5 причин использовать VR в образовании уже сегодня

В основе обучения с применением виртуальной реальности лежат иммерсивные технологии – виртуальное расширение реальности, позволяющее лучше воспринимать и понимать окружающую действительность. То есть, они в буквальном смысле погружают человека в заданную событийную среду.

Преимуществ иммерсивного подхода несколько.

Наглядность. Виртуальное пространство позволяет детально рассмотреть объекты и процессы, которые невозможно или очень сложно проследить в реальном мире. Например, анатомические особенности человеческого тела, работу различных механизмов и тому подобное. Полеты в космос, погружение на сотни метров под воду, путешествие по человеческому телу – VR открывает колоссальные возможности.
Сосредоточенность. В виртуальном мире на человека практически не воздействуют внешние раздражители. Он может всецело сконцентрироваться на материале и лучше усваивать его.
Вовлечение. Сценарий процесса обучения можно с высокой точностью запрограммировать и контролировать. В виртуальной реальности ученики могут проводить химические эксперименты, увидеть выдающиеся исторические события и решать сложные задачи в более увлекательной и понятной игровой форме.
Безопасность. В виртуальной реальности можно без каких-либо рисков проводить сложные операции, оттачивать навыки управления транспортом, экспериментировать и многое другое. Независимо от сложности сценария учащийся не нанесет вреда себе и другим.
Эффективность. Опираясь на уже проведенные эксперименты, можно утверждать, что результативность обучения с применением VR минимум на 10% выше, чем классического формата.

Отдельно стоит упомянуть, что виртуальная реальность способствует геймификации процесса обучения. Значительную часть информации можно подать в игровой форме. И точно так же закреплять материал, проводить практические занятия и многое другое. Таким образом сухая теория становится наглядной, понятной и намного более интересной, чем еще больше вовлекает обучающихся и увеличивает эффективность образования.

Как VR изменит будущее системы образование и почему технология все еще не стала повсеместной

Наблюдая за актуальными тенденциями, можно с уверенностью говорить, что со временем VR-оборудование будет становиться доступнее. Одним из ключевых факторов распространения технологии будет является увеличение доступного VR-контента. Не только для школ, но также для университетов и других учреждений. При этом использовать виртуальную реальность в обучении можно в любом возрасте – как для учеников младших классов, так и для людей в возрасте, которые решили освоить новую профессию или усовершенствовать существующие навыки.

Но если VR-технологии уже сегодня так развиты, почему они не приобрели массовый характер? Первую причину мы уже упомянули – это цена. Оборудование все еще остается довольно дорогим для массового покупателя, не считая устройств для смартфонов. К тому же, не все готовы вкладывать деньги прямо сейчас, так как опасаются, что через полгода-год может случиться новый стремительный скачок развития технологии и купленное оборудование окажется устаревшим.

Однако помимо цены есть еще несколько важных факторов.

Дороговизна разработки программ под VR. Этот процесс требует много времени, сил и вложений. К тому же, далеко не все материалы можно грамотно и эффективно перенести в VR.
Возможные трудности адаптации к виртуальной реальности. Не все люди одинаково воспринимают VR. У некоторых уже спустя пару минут возникает головокружение, тошнота и дезориентация. Это индивидуальные особенности организма, от которых никуда не деться. Но данная проблема в большинстве современных устройств практически решена и в скором времени вполне возможно будет побеждена полностью.
Необходимость существенно менять программу обучения на государственном уровне. Пока что VR внедряется на уровне экспериментов. Чтобы сделать технологию полноценной частью учебного процесса, нужно кардинально работать над программами обучения в школах и университетах. Но из-за бюрократических сложностей на это могут уйти годы.

И несмотря на это, многие специалисты уверены, что в течение следующих 5 лет мы будем наблюдать интенсивное распространение технологий виртуальной реальности в образовательном секторе.

Разумеется, пока что не приходится говорить о массовом проведении целых 45-минутных школьных уроков полностью в VR. Однако отведение под него 5-10 минут – более чем реально и в некоторых школах уже постепенно практикуется.

Как сегодня возможно использовать технологии виртуальной реальности в образовании?

Многие современники воспринимают виртуальную реальность как нечто далекое и недоступное рядовому пользователю. Другие уверены, что VR – это технология исключительно для игр. На самом деле ошибаются и те, и другие.

Образовательный VR-контент сейчас можно найти в самых разных источниках, например:

VR-приложения в каталогах App Store, Google Play или Steam. В данных сервисах находится несколько десятков самых разнообразных приложений, направленных на обучение и получение новых навыков;
видеоролики на YouTube, созданные специально для VR. Видео в формате 360 градусов становится популярнее с каждым днем, а YouTube этому отлично способствует;
специальные программы от разработчиков, работающих в сфере образования. Как правило они производятся на заказ и создаются под конкретные задачи.
Многие из предложений доступны совершенно бесплатно. Плюс есть демо-версии, позволяющие опробовать технологию и решить, готовы ли вы платить за конкретное предложение.

Если вы полагаете, что сегодня слишком мало VR-программ для обучения, спешим уверить вас в обратном. Их масса в самых разных сферах. Притом некоторые достаточно узкоспециализированные. Да, не так много из них доступно на русском языке, но это лишь вопрос времени.

Предлагаем обратить внимание на несколько интересных образовательных программ, которые можно использовать уже сейчас.

3D Organon VR Anatomy. Это первый в мире атлас анатомии человека в VR. В нем собрано более 4 000 реалистичных анатомических моделей.
The VR Museum of Fine Art. Открывает перед вами самые известные музейные экспонаты. Без защитного стекла, толп туристов и охраны. И с возможностью рассмотреть каждую деталь благодаря отличной графике.

Кроме того, существуют крупные компании, которые принимают заказы на создание образовательного контента для обучения. То есть, школа или вуз вполне может заказать уникальную программу и использовать в своем учебном процессе. Да, это опять-таки упирается в вопрос утверждения на государственном уровне, но прецедентов уже масса. Особенно в западноевропейских вузах.

Мы с вами стоим на пороге совершенно нового этапа в развитии всей образовательной сферы. Технологичного, эффективного и по-настоящему увлекательного. И сделать первый шаг навстречу этому будущему можно уже сейчас!

Мысль о том, что в повседневном обучении важно использовать самые передовые технологии, не покидает умы не только современных исследователей, но и практически каждого из нас. По данным специалистов в области лингвистики и психологии, самые благоприятные условия для усвоения новых знаний — в детском и юношеском возрасте. Но отсутствие интереса, рассредоточенность и неумение концентрироваться на непростых вещах не позволяют нам эффективно получать образование в любом возрасте. А современная система образования конкурирует с развлекательной сферой и нуждается в механизмах восприятия, которые позволят вовлечь учеников в процесс усвоения новых знаний. Ведь эффективным обучением движет интерес, который нужно сначала сформировать, а затем поддержать.

Дополненная реальность также постепенно занимает свое особое место в обучении. Особенностью AR является то, что она позволяет расширить представление о происходящих процессах в окружающей среде. Обновленные сенсорные данные формируются не в новой, а вполне привычной среде. Размещение любых объектов в конкретной среде, в которой они изначально отсутствуют, позволяет смоделировать наиболее необычные практики для осуществления образовательных задач. Само возникновение дополненной реальности во многом обусловлено образовательными задачами. Именно отрисовка дополнительных стрелок и знаков в различных обучающих материалах позволила указать на определенные объекты, сделав их более наглядными для восприятия.

Но способны ли технологии виртуальной и дополненной реальности помочь в обучении взрослым людям? Безусловно. Современное образование не знает возрастных границ и рамок. Кроме того, виртуальная и дополненная реальность становятся доступнее, ведь в настоящий период для их использования необходимо иметь только современный смартфон. Буквально за несколько лет магазины мобильных приложений наполнились тысячами программ с поддержкой VR и AR.

Тренд на интеграцию VR и AR решений в мобильной индустрии ожидаем, ведь пользователи хотят иметь широкие возможности в одном устройстве, которое находится рядом 24 часа в сутки. Многие из нас не представляют свою жизнь без мобильной связи и быстрого интернета под рукой. Немногие готовы платить за дополнительное оборудование, которое может оказаться непростым в управлении. Поэтому активная экспансия VR и AR технологий в мобильной индустрии отвечает ожиданиям потребителей.

Форматы AR и VR в образовании могут быть различными, однако их преимущества перед очным обучением очевидны. Передача опыта и картинки посредством виртуальной и дополненной реальности в первую очередь обусловлены эффективностью вовлечения, а, следовательно, усовершенствованием образовательного процесса. По данным исследований компании VRAr lab, более 90 % обучающихся успешно усваивают подобный материал, что дает надежды на эффективное применение виртуальной и дополненной реальности в образовании 5 .

У сообщества разработчиков остается одна важная проблема, которая стоит на пути полноценной интеграции указанных технологий в образовательную среду. Стремительно растущий объем знаний об окружающем мире очень сложно своевременно воплощать в интерактивных формах. Для любого современного ученого издание книги не представляет особых проблем, ведь для фиксации своих исследований достаточно открыть всего лишь офисное приложение на компьютере. Однако понятные каждому механизмы по созданию без специализированных знаний интерактивного контента с применением виртуальной и дополненной реальности попросту отсутствуют.

Большинство российских педагогов еще помнят времена, когда появление в школах калькуляторов и компьютеров казалось победой технического прогресса в образовании. А сегодня уже никого не удивляет интерактивная доска в классе, для проведения опытов и экспериментов используются цифровые лаборатории, а предмет технология включает основы робототехники и 3D-моделирования. Еще одно новшество, упоминание о котором, кажется, совсем недавно встречалось только на страницах журналов о науке и технике, повсеместно и стремительно начинает появляться в школе. Речь идет о виртуальной реальности, или VR. Как эта технология может применяться в образовании и, самое главное, что из себя представляет VR-оборудование и программное обеспечение − обо всем этом мы рассказываем в первой статье специального проекта VR-Class.

История вопроса

В начале 2000-х годов была успешно реализована первая в истории попытка внедрить VR в образование детей. Все началось с 86 сельских школ США, для которых специалистами Университета штата Айова и Iowa Public TV была создана VR-платформа с несколькими виртуальными локациями. Посещать их могли около двух тысяч школьников в сопровождении виртуального инструктора, находящегося в центре VR-университета.

В 2013 году в США был реализован еще один проект − VR-курс по направлению STEM (наука, технологии, инженерия, математика). В рамках его сюжетов ученики при помощи симуляции реального мира получили возможность знакомиться с принципами работы атомной станции и, применяя знания из курса физики и химии, моделировать ее функционал.

Что такое VR

Виртуальная реальность представляет собой созданную с помощью специального цифрового оборудования и программного обеспечения среду, с которой пользователь может взаимодействовать, полностью или частично в нее погружаясь.

Для образовательных организаций на тендерных площадках сегодня представлены VR-гаджеты всех форм и размеров − от картонных очков до многофункциональных шлемов. Однако приобрести только шлемы недостаточно. Для их полноценной работы понадобятся также контроллеры (джойстики и указки) , которые помогают ученику взаимодействовать с объектами виртуального мира, и аккумуляторы (батарейки) к ним; маячки , которые устанавливаются в помещении, улавливают сигналы со шлема и отвечают за ориентацию школьника в пространстве; штативы для маячков ; докстанции для зарядки шлемов и контроллеров, а также к некоторым шлемам и очкам смартфоны и компьютеры (для каких типов шлемов они необходимы – расскажем ниже). И конечно же, для хранения и зарядки гаджетов понадобятся специальные боксы, к которым придется подвести электричество и их соединить с системой вентиляции. Нужны эти боксы не только для сохранности ох какого недешевого оборудования, а еще и потому, что все оно нагревается во время подзарядки и требует большого количества розеток (в боксах они предусмотрены).

Какое бывает оборудование для VR

Ключевые различия основного компонента (шлема, очков) комплекта для VR:

качество линз (а значит, картинки виртуального мира),
удобство использования (наличие/отсутствие проводов),
наличие джойстиков (перемещение и взаимодействие с предметами в VR),
необходимость устанавливать маячки и калибровать очки и шлемы перед использованием,
возможность перемещаться в пространстве.

Однако принципиальное, главное различие не в этом. Все ныне существующие шлемы и очки для VR подразделяются на три типа. Рассказываем подробнее о каждом из них.

Тип 1. Кардборды

Oculus Go , Pico G2 , Google Cardboard, Samsung Gear VR, YesVR, VR-очки Huawei VR

Это самый простой, массовый и недорогой продукт на рынке. Гаджет представляет собой, проще говоря, картонный или пластиковый короб − держатель для смартфона с линзами. Экран смартфона программно делится пополам, каждая половина показывает изображение для одного глаза, и вместе получается объемное изображение. В самом коробе два небольших экрана, расположенных напротив каждого глаза, шоры, предотвращающие попадание внешнего света, и стереонаушники. Экраны показывают слегка смещенные друг относительно друга стереоскопические изображения, обеспечивая реалистичное 3D-восприятие. В шлемах также содержатся встроенные акселерометры и датчики положения.

Кардборды отслеживают только повороты и вращение головы, но не перемещение в пространстве. Говоря техническим языком, у них три степени свободы — 3 DoF (возможность геометрической фигуры совершать геометрические движения в пространстве, а именно: двигаться вперед/назад, вверх/вниз, влево/вправо). Они отлично подходят для просмотра учебных видео 360° и простых приложений.

Кроме самого шлема, в комплект обычно входит как минимум один контроллер (джойстик), с помощью которого происходит взаимодействие с меню и виртуальными предметами, а его движения в виртуальном мире выглядят как движение руки.

Тип 2. Гарнитуры

Oculus Rift, HTC Vive

Шлемы и очки этого типа работают с помощью проводного соединения с ПК и консолями. Все программное обеспечение загружается в компьютер, а шлем просто показывает картинку. За счет этого шлемы и очки выдают более высокий уровень графики, вплоть до реалистичной (если используется компьютер с мощной видеокартой). Чаще всего шлем соединен с компьютером проводом, лишь некоторые современные модели передают сигнал с компьютера через дополнительные внешние датчики по Wi-Fi.

Из пользовательских шлемов, доступных к покупке в России, самые популярные − Oculus Rift S стоимостью около 150 000 рублей за один VR-комплект (50 000 шлем и 100 000 компьютер), и HTC Vive Pro (обойдется примерно в 150 000 рублей, вместе с компьютером комплект будет стоить около 250 000 рублей).

Стоимость VR-очков и шлемов, работающих от компьютера, кратно превосходит любые другие модели. Разумеется, есть варианты подешевле, есть подороже (полный их обзор мы представим в одной из статей спецпроекта). Отметим лишь, что гарнитуры могут отличаться друг от друга эргономикой (насколько удобно шлем или очки сидят на голове), разрешением экранов, углом обзора, плотностью пикселей, особенностями линз, способом и качеством определения их положения в пространстве.

Еще одним важным отличием гарнитур является так называемая степень свободы – уровень 3DoF позволит только лишь смотреть по сторонам, уровень 6DoF не только смотреть, но и шагать в виртуальном пространстве, что позволит осматривать виртуальные предметы, обходя их с разных сторон или приближаясь-удаляясь физически, ногами.

Тип 3. Автономные шлемы и VR-очки

Oculus Quest, Vive Focus Plus и Pico Neo 2

Эти устройства не требуют подключения к компьютеру или смартфону, программное обеспечение и ОС устанавливается прямо в гаджет. Отличительной чертой таких шлемов является степень свободы 6DoF. Кроме того, автономные шлемы не требуют калибровки и установки в помещении датчиков, отслеживающих перемещение пользователя в пространстве.

В России пользуются наибольшей популярностью три автономных шлема: Oculus Quest, Vive Focus Plus, и Pico Neo 2.

Oculus Quest стал промежуточным звеном по бюджету и функционалу: в нем можно ногами перемещаться в пространстве и не использовать никаких проводов. Хотя его мощности недостаточно для полностью реалистичной графики виртуального мира, для подавляющего большинства образовательных задач производительности вполне хватит. Вместе с тем Oculus Quest можно подключить к компьютеру и использовать как VR-гарнитуру.

Еще один вариант автономного шлема − Pico Neo 2. Это новый полноценный шлем с 6DoF, который не требует подключения к компьютеру, работает без датчиков и полностью автономен. В отличие от Oculus Quest, в расширенной версии этот шлем поддерживает еще и трекинг движения глаз и обладает отличной системой охлаждения лица – жарко в нем не будет точно.

Все шлемы и очки обладают характеристиками, которые нужно учитывать при закупке: типом подачи контента, различной глубиной погружения, удобством ношения.

Шлемы по типам подачи контента:

интерактивный кинематограф − виртуальная среда, с которой пользователь может взаимодействовать от первого лица;
виртуальный кинотеатр − виртуальная среда, в которой пользователь смотрит за действиями персонажей от третьего лица, при этом находясь среди них;
виртуальный аквариум − виртуальная среда, в которой пользователь может перемещаться и рассматривать виртуальные объекты, но не взаимодействует с ними;
виртуальная поездка − виртуальная среда, в которой пользователь как бы едет среди виртуальных объектов и при этом может осматривать виртуальное пространство на 360°;
виртуальная интерактивная площадка − среда, в которой пользователь имеет возможность общаться с другими пользователями.

Отметим также, что распространенной на VR-шлемах с уровнем 6DoF становится и функция Inside-Out трекинга, когда для отслеживания положения пользователя в пространстве не требуется размещения базовых станций, маячков и монтажа камер в классе. Эта функция особенно важна для школы, т.к. снимает проблему калибровки шлемов перед началом работы и позволяет ученикам работать за партами.

Большинство устройств, представленных на российском рынке, совместимы с одной или несколькими из VR-платформ, на которых создаются ПО – программы для шлемов, начинка виртуального мира.

Приложения для мобильных VR-гаджетов совместимы в свою очередь с Android и iOS.

Как можно использовать VR в школе

Образовательный VR-контент сейчас можно найти в самых разных источниках, например:

Если вы думаете, что сегодня слишком мало VR-программ для обучения, спешим уверить вас в обратном. По оценке Центра НТИ ДВФУ, в России сейчас более 15 компаний, разрабатывающих образовательные AR/VR-решения для школ и колледжей. Перечислим некоторые из них.

Modum Lab . В 2019 году запустила новое направление Modum Education, в рамках которого специализируется на разработке технологичных решений для школ и университетов. За год было реализовано несколько проектов, в частности в сотрудничестве с HP Inc. в московской школе №1296 открыт высокотехнологичный образовательный класс с виртуальной реальностью для изучения биологии и физики.

Luden.io . Еще в начале 2015 года выпустила приложение InMind VR, где в игровой форме можно было путешествовать по мозгу и лечить нейроны.

Решение VR Concept позволяет в рамках VR-платформы изучать архитектуру, машиностроение, сложные инженерные объекты, в том числе в удаленном и многопользовательском формате обучения.

Компания Rubius совместно с командой ученых и студентов Томского государственного университета создала прототип платформы для сборки образовательных модулей с использованием VR/AR. Пилотный проект предназначен для преподавателей ОБЖ.

Компания MEL Science развивает продукт MEL Chemistry VR. Он представляет собой систему занятий по химии длительностью от трех до семи минут, где с помощью VR визуализируется сложный материал. Это можно интегрировать в обычный школьный урок.

Еще несколько программ, которые можно использовать на уроках астрономии, химии, физики, географии:

Universe Sandbox 2 . Настоящий космический симулятор, в котором ученики могут наглядно увидеть, как работает гравитация, климат и физические взаимодействия в космосе.

The Body VR . По праву один из лучших симуляторов путешествия внутри человеческого тела. Позволяет пройти путь по кровеносным сосудам, увидеть настоящие клетки и смертельные вирусы.

3D Organon VR Anatomy . Это первый в мире атлас анатомии человека в VR. В нем собрано более 4 000 реалистичных анатомических моделей.

Современных детей сложно привлечь и удивить гаджетами, но виртуальная реальность все еще на это способна. Она завораживает их и помогает концентрировать внимание на обучении и новой информации, не отвлекаясь на раздражители.

На уроках в школе VR отлично дополняет монолог учителя. Британский стартап Mel Science выпустил серию виртуальных уроков по химии — ученики могут подробно рассмотреть устройство атома или сами создать молекулу.

Уроки длятся 3-7 минут — это быстрый способ наглядно объяснить новую тему и заинтересовать школьников. Такие проекты есть не только за границей: в 2017 году в московской школе №627 прошли экспериментальные уроки с использованием виртуальной реальности — на физике ученики наблюдали за электрическим током, делением атома и цепной реакцией, а на биологии изучали строение вирусов.

Полезными VR-технологии будут для студентов средних специальных заведений. Так, студенты медицинских училищ и колледжей могут путешествовать по человеческому организму или проводить виртуальные операции, а студенты строительных техникумов — тренироваться работать на высоте.

Для студентов вузов виртуальная реальность также открывает новые возможности. Например, в марте в НИУ ВШЭ провели VR-лекцию по истории искусств — студенты наблюдали за памятниками древнерусской архитектуры, не покидая аудитории. Учащиеся одновременно слушали лекцию преподавателя и рассматривали владимирские соборы и храмы — и снаружи, и внутри. Виртуальное путешествие по целому городу помогают студентам запомнить образ цельного архитектурного пространства.

VR можно применять не только в учебных заведениях, но и для самообразования. Если у тебя есть очки виртуальной реальности, ты можешь выбрать себе тему по интересам. Просто загрузи приложение и отправляйся на экскурсию в космос или на дно океана, не выходя из своей квартиры.

Все это весело, но разве полезно?

VR-технологии значительно повышают эффективность занятий: ученики лучше запоминают новую информацию, когда могут одновременно наблюдать за объектом изучения, взаимодействовать с ним и слушать комментарии учителя. То есть для запоминания лучше задействовать разные органы чувств, и виртуальная реальность отлично справляется с этой задачей. Ученые подтверждают, что при обучении в виртуальной реальности человек с первого раза запоминает около 70% новой информации, а традиционный способ с учебниками и тетрадями помогает не забыть не больше 18%.

Виртуальная реальность помогает получить практические навыки — провести операцию или химический опыт. Это гораздо безопасней, чем тренироваться в реальности — не нужно переживать о том, что что-то может пойти не так.

Когда VR станет нормой в обычной российской школе?

Другой проблемой она считает недостаток обучающих приложений на русском языке. На английском есть и анатомические пособия, и химические опыты, а на русском такое — редкость.

Но экспериментальных образовательных VR-проектов в России становится все больше. Представь, что вместо учебника, который скучно и сложно читать, перед тобой виртуальный мир. В нем ты можешь проводить сложные эксперименты и совершенствовать различные навыки: от рисования до выступлений на публике.

Читайте также: