Влияние виртуальной реальности на образовательный процесс: результаты Акселератора «Цифровизация обучения 2024» и планы на следующий год

Академия VR Concept уже на протяжении четырех лет проводит бесплатную образовательную программу для сотрудников образовательных учреждений под названием Акселератор «Цифровизация обучения».

Одним из главных событий в рамках этого мероприятия стало новое партнерское направление. Совместно с VR Concept был реализован партнерский трек «Образовательный Конструктор Дрона в VR» UAVProf. Участникам предлагалось разработать конструктор сборки дрона. По данному направлению было 3 финалиста.

29 ноября в рамках Демо-дня 16 участников продемонстрировали свои инновационные проекты, направленные на внедрение технологий виртуальной реальности. Работы охватывали три основные области:

1. Социально-значимые и гуманитарные проекты: Проекты, целью которых является улучшение социальных условий, развитие культурных программ и поддержка уязвимых слоев населения.
2. Естественно-научные и математические проекты: Исследования и образовательные программы в таких областях, как биология, физика, химия, математика, науки о Земле и космосе.
3. Инженерные, технические и современные технологии: Проекты, связанные с разработкой новых технологий, инженерными решениями, программированием, искусственным интеллектом и робототехникой.

В статье мы подведем итоги и поделимся достигнутыми результатами.

В этом году Акселератор собрал 598 заявок из России и стран СНГ (Москва, Уфа, Донецк, Тольятти, Якутия, Беларусь, Киргизия и другие регионы). Участники представляли разные поколения, их возраст от 18 до 56 лет. Больше всего заявок поступило на направление инженерных технологий (304), следом идут гуманитарные и социальные технологии (131) и естественно-научные (81), остальные на момент подачи заявки не приняли решение о направлении. Преакселерационный этап преодолели 366 участника со своими идеями внедрения VR в образование, акселерационный этап прошли 106 человек, которые представили полностью проработанные проекты с трекерами. Из 106 проектов было выбрано 16 лучших, которые были представлены на Демо-дне, прошедшем на базе МГТУ им. Н.Э. Баумана (участники, которые не могли присутствовать очно, защищали свои проекты онлайн).

Важным и необычным событием акселератора 2024 стало наличие сразу двух вторых призовых мест в категории «Естественнонаучные и математические проекты». Участники этой категории набрали равное количество баллов. Таким образом, в этом направлении в этом году у нас четыре победителя.

Акселератор бесплатен, что позволяет участвовать большему количеству преподавателей из различных учебных заведений. Это создает уникальные возможности для обмена опытом и внедрения инновационных подходов в образование, обеспечивая доступ к передовым технологиям и методам обучения.

Основная идея проекта заключается в воссоздании архитектурного облика довоенного Сталинграда через «виртуальную застройку» центральной площади с помощью BIM моделей исторических зданий, восстановленных по архивным фотографиям. Цель – развить навыки работы с ТИМ моделями в режиме VR.

Студенты-архитекторы сталкиваются с проблемами недостаточного доступа к историческим объектам, что ограничивает их возможность погрузиться в проектируемую среду. Ограниченная визуализация в 2D затрудняет восприятие проектных решений, а отсутствие интерактивного взаимодействия мешает интеграции инновационных технологий в образование. Технологии VR могут стать ключевым инструментом для решения этих проблем, обеспечивая глубокое погружение в архитектуру и интерактивное взаимодействие.

Проект может сократить затраты на макеты и оборудование, обеспечив рациональное использование учебных ресурсов. Внедрение новых компетенций повысит стартовую зарплату выпускников и интерес к программе. Виртуальные занятия станут интерактивными и доступными, расширяя горизонты обучения. Создание игр на основе проекта привлечет различные возрастные категории, повышая привлекательность курса и активируя креативный потенциал студентов.

Проект направлен на формирование у учащихся представления о дохристианской культуре через возможность "переноса" в прошлое для исследования воссозданных мифологических объектов в виртуальной реальности. Основная проблема: Ограниченные возможности изучения культурного наследия дохристианской Руси. VR-проект решает проблему ограниченных возможностей изучения культурного наследия дохристианской Руси, позволяя учащимся погрузиться в прошлое и исследовать воссозданные исторические объекты. Это способствует более глубокому пониманию культурных аспектов древних цивилизаций, а уникальные возможности взаимодействия с артефактами помогают улучшить запоминание и усвоение материала. Технологии виртуальной реальности преодолевают географические и хронологические барьеры, открывая новые горизонты для исследований и делая процесс обучения более увлекательным и доступным, как если бы студенты использовали машину времени.

3 место занял проект Климовой Татьяны Владимировны, преподавателя ЮФУ
«VR-симулятор проектирования образовательной среды для лиц с повышенными образовательными потребностями»

Основная идея - создание помощника студента-педагога для наработки опыта проектирования, оптимизации и декомпозиции инклюзивной образовательной среды в VR для помощи клиентам с повышенными образовательными потребностями (ПОП) от 5 лет. Недостаток опыта студентов-педагогов в проектировании инклюзивной образовательной среды является серьезной проблемой, которую решает создание VR-симулятора. Этот симулятор позволяет анализировать сенсомоторный профиль обучающихся и разрабатывать индивидуальные образовательные программы, повышая качество обучения. Экономическая целесообразность данного VR-проекта заключается в значительном сокращении времени на обучение и практику студентов, что повышает эффективность образовательного процесса. Кроме того, использование симулятора снижает затраты на материальные активы, так как позволяет обновлять и поддерживать оборудование с встроенной операционной системой, а также создает обширную библиотеку средовых моделей и кейсов для отработки навыков имитационного моделирования. В долгосрочной перспективе интеграция современных технологий в учебный процесс открывает новые возможности для партнерства с предприятиями, консалтинга, договорной работы и привлечения грантов, что способствует устойчивому развитию образовательных программ и расширению их возможностей.

В данном направлении у нас четыре победителя в этом году.

1 место занял проект «Решение метрических задач начертательной геометрии методами преобразования проекций» Крысько Александры Анатольевны доцента кафедры «Специализированные информационные технологии и системы» ФГБОУ ВО "ДонНАСА"

Основная идея проекта состояла в том, чтобы с помощью погружения в виртуальное пространство объяснить обучающимся переход от объемных изображений к плоским чертежам и улучшить развитие пространственного и логического мышления.

Программа VR для обучения пространственным задачам поможет студентам лучше понять геометрию, позволяя им интерактивно работать с трехмерными объектами. Виртуальная реальность делает изучение более увлекательным и эффективным, так как студенты смогут визуализировать и манипулировать фигурами, что улучшит их пространственное мышление. Это решение также сократит затраты на традиционные учебные материалы и макеты, делая обучение более доступным и экономически выгодным.

Одно из 2-х мест занял проект «Влияние строения кристаллической решётки на агрегатное состояние воды» Семеновой Анны Александровны, педагога дополнительного образования МОУ Дергаевская СОШ № 23.

Сложности в понимании взаимосвязи строения кристаллической решётки и свойств воды можно эффективно решить с помощью VR-технологий, которые позволяют визуализировать структуры воды, льда и пара. Это дает возможность обучающимся самостоятельно исследовать их взаимосвязи. Проект универсален и может быть адаптирован для других учебных дисциплин, таких как физика и химия, повышая интерес к научным профессиям. Экономическая целесообразность VR-курса заключается в снижении затрат на экскурсии и лабораторные занятия, а также в повышении привлекательности курса, что может привести к увеличению числа студентов и, соответственно, финансирования.

Ещё одно 2 место занял проект Juan Manuel Quilaleo Quintrel из Республики Чили. «Спутниковое отслеживание VR – создание спутников, передача и получение информации»

Проблема ограниченных возможностей изучения спутниковых технологий для студентов обусловлена нехваткой практических ресурсов и интерактивных методов обучения. Во многих учебных заведениях отсутствует специализированное оборудование, что затрудняет изучение тем, таких как спутниковая связь и дистанционное зондирование, и создает пробелы в знаниях студентов.

Решением этой проблемы стал VR-проект, который позволяет создавать виртуальные спутники. Студенты смогут взаимодействовать с моделями спутников, что сделает обучение увлекательным и запоминающимся. Проект включает моделирование запуска спутников, что помогает понять весь процесс — от проектирования до вывода на орбиту, а также работу с датчиками и передачу данных на Землю.

Этот проект способствует повышению интереса студентов к космическим технологиям и предполагает интеграцию в учебные программы образовательных учреждений Южной Америки, что особенно актуально для региона с развивающимися национальными космическими агентствами. Внедрение таких инструментов позволит студентам не только лучше усваивать теорию, но и приобретать практические навыки в работе со спутниками.

Таким образом, проект открывает новые горизонты для образования, увеличивая вовлеченность студентов и углубляя их знания о связи спутниковых технологий с науками о Земле. Студенты увидят, как спутники помогают в мониторинге экологических изменений и управлении ресурсами, что способствует пониманию актуальных задач современного общества в освоении космоса и изучении Земли.

3 место занял проект «Последовательность Хаббла» Корневой Дарьи Сергеевны, преподавателя РГХПУ им. С. Г. Строганова.

Идея образовательного мероприятия направлена на развитие практических навыков в изучении типов галактик и их характеристик по последовательности Хаббла, а также анализ процессов их формирования и эволюции. Основная проблема заключается в отсутствии наглядных физических макетов галактик, что затрудняет понимание их структуры и динамики. В качестве решения предлагается создание VR-проекта, который позволит участникам погрузиться в виртуальную среду и исследовать галактические взаимодействия, типы, структуру и эволюцию галактик.

Экономическая целесообразность этого VR-проекта заключается в снижении затрат на создание физических моделей, так как изготовление макетов галактик требует значительных ресурсов. Также интеграция VR-технологий в образовательные программы повысит привлекательность учебного заведения для абитуриентов, особенно среди тех, кто заинтересован в инновационных методах обучения и исследовательских проектах.

Цель VR-проекта состоит в повышении квалификации 80% участников образовательного мероприятия в области ежесменного технического обслуживания экскаваторов за счет практического обучения в виртуальной реальности в течение 90 минут. Основная проблема заключается в нехватке квалифицированных машинистов экскаваторов, что негативно сказывается на производительности и безопасности работы. Решением этой проблемы является разработка VR-тренажера, который позволит отрабатывать процедуры технического обслуживания и диагностики неисправностей экскаваторов.

Экономическая целесообразность проекта проявляется в снижении затрат на эксплуатацию техники, так как практическое обучение на реальных экскаваторах связано с высокими расходами на топливо и обслуживание. Использование VR-тренажера может сократить эти расходы на 20-30%. Также, благодаря исключению рисков повреждения оборудования и травматизма, возможна экономия до 5% от общей стоимости обучения. Наконец, интеграция VR-тренажера с системами дистанционного обучения и управления персоналом позволяет автоматизировать процессы обучения и оценки квалификации, сократив административные расходы на 10-15%.

2 место занял проект «Эволюция глинистой корки в призабойной зоне нефтепласта» Левиной Татьяны Михайловны канд. тех. наук, доцента

кафедры «Информационных технологий»,ИНН УГНТУ в г. Салавате

Цель VR-проекта заключается в повышении компетенций студентов в исследовании глинистой корки в призабойной зоне нефтепласта через практические задания. Виртуальная реальность позволяет моделировать сложные процессы разработки и оптимизировать их, что является важным для создания новых технологий повышения нефтеотдачи.

Основные проблемы традиционного обучения включают сложности восприятия информации через текст и статичные изображения, что затрудняет понимание процессов, таких как бурение. VR делает обучение более наглядным и увлекательным, предоставляет возможность менять параметры, такие как глубина бурения, и визуализировать их влияние, а также помогает лучше запоминать материал.

Цели проекта включают создание виртуальной модели месторождений для демонстрации геологической структуры и визуализации формирования глинистой корки. VR подходит как для образования студентов и подготовки специалистов, так и для повышения квалификации действующих инженеров, предоставляя новые знания о современных методах работы. Моделирование условий для научных экспериментов и оптимизация буровых процессов поможет снизить риски и повысить эффективность.

Экономическая целесообразность проекта заключается в снижении затрат на обучение и оборудовании, повышении эффективности усвоения материала и сокращении времени на исследования. Долгосрочные выгоды включают снижение операционных затрат и улучшение качества исследований. В итоге, внедрение VR в образовательный процесс открывает новые возможности для обучения и профессионального развития в сфере геологии и нефтегазового дела.

3 место занял проект «Применение VR-технологий в автоматизированных системах управления» Романова Романа Вячеславовича доцента кафедры УКТС МИВлГУ им. А.Г и Н.Г Столетовых

Идея образовательного мероприятия заключается в создании виртуального мира для изучения работы промышленного производства в рамках лабораторной работы. Существует проблема неэффективности традиционного обучения проектированию объектов реального производства, так как использование систем моделирования только частично решает задачи оценки работы узлов и агрегатов в различных условиях. VR-проект предлагает погружение студентов в виртуальную реальность, что позволяет выявлять ошибки при проектировании, а также оценивать эргономику и работу оборудования в штатных и критических режимах.

Решением данной проблемы является разработка VR-проекта, который формирует целостное восприятие проектирования. Экономическая целесообразность этого подхода включает повышение имиджа направления подготовки, что увеличивает количество абитуриентов, а также полную экономию на макетах и закупках оборудования, а также возможность проверки работы агрегатов в критических ситуациях.

Полная трансляция демо-дня:

В 2025 году компания VR Concept готовится отпраздновать юбилейный пятый акселератор, что станет важным этапом в ее развитии.

Планируется выпустить учебное и учебно-методическое пособие для высшего образования, а также параграф для девятиклассников по уроку технологии. Кроме того, VR Concept работает над выпуском собственного дополнительного модуля для образовательных школьных учреждений, что позволит обучать школьников виртуальной реальности.

Одной из ключевых инициатив станет организация хакатона, охватывающего всю Россию. Это мероприятие призвано объединить молодые умы и стимулировать инновации в сфере технологий.

Компания также намерена запустить онлайн-курс на популярном портале и выпустить серию обучающих тренажеров в разных областях. Важным шагом станет создание библиотеки VR уроков по школьным предметам, которая обеспечит доступ к качественным образовательным ресурсам для учителей и студентов. В дополнение к этому, планируется разработать и опубликовать прототип современной образовательной платформы с элементами виртуальной реальности.

Также стоит отметить, что VR Concept активно развивается в сфере креативной индустрии, разрабатывая новые проекты и решения.

Таким образом, 2025 год обещает быть насыщенным и продуктивным для VR Concept!