В передовой инженерной школе «Агробиотек» Томского государственного университета стартовала экспериментальная образовательная программа с применением VR-технологий. Данные, полученные в ходе эксперимента, позволят исследователям из Института образования ТГУ и университетского Центра нейронаук выяснить, насколько эффективной и безопасной может быть виртуальная реальность как среда для подготовки специалистов инженерного профиля.
Студенты нескольких факультетов ТГУ проходят обучающий курс по неорганической химии, используя шлемы виртуальной реальности. Задача проекта — не просто дать учащимся новые знания, но оценить потенциал VR-технологий в образовании, а также сформировать научно-обоснованные рекомендации по цифровой гигиене в образовательной VR-среде.
По словам директора ПИШ «Агробиотек» Кирилла Голохваста, в настоящее время ни один университет еще не внедрил глубоко VR/AR-технологии в образование, используются лишь отдельные элементы в небольшом количестве программ. Однако новое время требует новых подходов в подготовке инженерных специалистов.
— Мы решили взять все самое лучшее для стимулирования творчества в инженерии — образовательные технологии виртуальной и дополненной реальности, которые учат моделировать и конструировать по-новому. Реализация проекта позволит внести вклад в создание на базе передовой инженерной школы специальных образовательных интерактивных комплексов опережающей подготовки инженерных кадров на основе современных цифровых технологий, — отметил Кирилл Голохваст.
Исследователи из Института образования ТГУ в рамках эксперимента определяют, как разумно, экологично и продуктивно использовать цифровые технологии для повышения качества образования.
— Виртуальная реальность как технология не является чем-то новым, но мы до сих пор не знаем, можно ли использовать ее эффективно и безопасно для образовательных целей, не понимаем ограничений технологии в этом смысле. Задача Института образования ТГУ в реализации этого проекта ПИШ — описать использование VR-технологий в инженерном образовании: как методически организовывать учебный процесс с использованием VR, какие навыки необходимы преподавателям для работы с VR, как оценивать эффективность обучения, — пояснила директор Института образования ТГУ Елена Суханова.
Влияние виртуальной реальности на физическое состояние, в том числе психофизиологические параметры человека, а также на внимание, восприятие и память в эксперименте с VR-обучением исследует команда Центра нейронаук ТГУ.
— Физический дискомфорт, который ощущается при использовании VR, может быть связан как со структурой виртуального контента, так с индивидуальными особенностями человека. Пока эти аспекты не будут всесторонне изучены, широкое применение VR в подготовке специалистов инженерных специальностей, равно как и других отраслей, будет осложнено нежелательными проявлениями. В проекте мы планируем собрать и проанализировать различные объективные, аппаратные данные о состоянии пользователя, чтобы в итоге сформулировать рекомендации по цифровой гигиене в образовательной VR-среде, — сообщила директор Центра нейронаук ТГУ Анастасия Пешковская.
Подготовка к эксперименту велась в течение полугода: продумывались модели, подбирался обучающий контент. В группе разработчиков — магистранты и аспиранты университета, а также сотрудники Института образования ТГУ и двух центров — Центра когнитивных исследований и нейронаук «Нейро Томск» и Центра нейронаук ТГУ.
Как рассказал специалист Института образования, аспирант ТГУ Дмитрий Ким, в эксперименте задействованы преподаватели ПИШ «Агробиотек» Ирина Кускова, Наталья Каракчиева и Ольга Халипова. Они сопровождают работу 4 экспериментальных групп, каждая из которых состоит из студентов нехимических специальностей, прошедших специальную диагностику. Занятия проводятся в киберклассе ТГУ. Одно из первых занятий было посвящено строению атома: погрузившись в виртуальную реальность, учащиеся буквально руками переставляли электроны, размещая их на орбиталях.
— VR дает возможность конструирования пространственных моделей, а это очень важный навык для инженера. Строение атома можно рисовать на доске, а можно собрать собственными руками в виртуальной реальности. В этом сильная сторона VR: здесь нужно не смотреть, а действовать. Каждый студент выполняет задачи самостоятельно, собственными руками: он находится в конструктивном действии, и это дает другой образовательный результат. Наша задача — оценить качество этого результата и условия, необходимые для его достижения, — говорит заместитель директора ИО ТГУ Сергей Степанов.
Образовательная программа с использованием VR-технологий реализуется в ПИШ «Агробиотек» ТГУ в рамках двух исследовательских проектов: «Исследование образовательного потенциала и условий использования технологий VR/AR в образовательном процессе на материале образовательной программы ПИШ» и «Эффекты и ограничения технологии виртуальной реальности: психофизиологический, нейродинамический и когнитивные аспекты».
Внедрение новых подходов в образовательную деятельность и подготовку инженерных специалистов будет способствовать устойчивому развитию территории Сибири. Тематика исследований соответствует целям и задачам стратегического проекта ТГУ «Социогуманитарный инжиниринг: исследование и проектирование человека и общества», реализуемого при поддержке федеральной программы «Приоритет 2030».