2 нояб. 2024 г.
После выхода «Матрицы» прошло 30 лет. Никто и подумать тогда не мог, что виртуальная реальность (VR), казавшаяся в то время фантазией, в ближайшем будущем так гармонично интегрируется в жизнь современного социума. В том числе, цифровая эпоха с помощью технологий позволила человечеству создать условия для эффективного обучения.
По мнению начальника управления информационно-коммуникационных образовательных технологий Университета Решетнёва Татьяны Иваниловой методы иммерсивного образования обеспечивают эффективное и безопасное освоение студентами новых знаний через погружение в виртуальное окружение. Сегодня они применяются в учебном процессе Университета Решетнёва.
— Иммерсивное обучение даёт возможность студентам контролировать результаты, связывая их с реальным опытом, но в более безопасной среде, оттачивать профессиональные умения и довести навыки до автоматизма. Помимо повышения уровня вовлечённости, это также активизирует их мотивацию и делает обучение личностно-ориентированным, — отмечает Иванилова.
Захватывающий опыт
Чтобы воссоздать реальные сценарии и дать студентам захватывающий опыт, в Университете Решетнёва применяются методы VR и трёхмерной графики (3D). Команда Иваниловой проектирует и разрабатывает программные 3D-приложения и приложения виртуальной реальности под конкретные учебные задачи. Все разработки ведутся в тесном сотрудничестве с преподавателями дисциплин. Реализовать данный подход удалось в рамках проекта «Приоритет 2030».
Разработанные приложения применяются на практических и лабораторных занятиях со студентами. Тренажёры помогают наглядно показать в виртуальном пространстве те процессы, которые бывает сложно реализовать в реальном времени и на реальных объектах.
Как рассказывает Татьяна Николаевна, уже активно используются такие виртуальные лабораторные, как «Комплекс 3D-тренажёров по техническому обслуживанию воздушных судов (самолёт SSJ-100)», «Комплекс по проектированию и работе спутников CubeSat», лабораторные по метрологии и физике.
В планах этого года ещё два проекта: «Техническое обслуживание и поиск неисправностей вертолётов» и «Знание звёздного неба и умение находить яркие звёзды и созвездия».
Разработка VR-приложений в основном ведётся для выполнения самых разных задач. Например, завершены разработки по сборке не только малого космического аппарата, но и линии точного высева семян в кассеты для выращивания сеянцев с закрытой корневой системой.
Говоря о последнем направлении, студенты Института лесных технологий уже изучают в VR-приложении весь технологический процесс работы установки. В 3D-приложении решетнёвцы учатся производить сборку линии высева, осуществлять загрузку материала и засев семян в кассеты. То есть отрабатывают навыки всех необходимых операций на этой линии.
Баланс виара и реала
В данный момент команда Иваниловой работает над VR-приложением «Сборка камеры ракетного двигателя», при помощи которого совсем скоро будущие инженеры и конструкторы, обучающиеся в Институте космической техники, смогут освоить технологический процесс сборки ракетного двигателя. Приложение позволит изучить строение устройства, обучит правильной последовательности монтажа.
— Обучение в VR‑среде — это безопасное и эффективное приобретение опыта, где исключается как опасность для неопытного человека, так и повреждение дорогостоящего оборудования. Студенты могут повторять выполнение работы до бесконечности, пока не доведут технику до идеала. При этом, они могут на своём опыте узнать, например, что будет, если не соблюдать технику безопасности или нарушить алгоритм действий, — комментирует член команды, начальник отдела разработки электронно-образовательных ресурсов Виктор Семёнов.
VR- и 3D-тренажёры команда создаёт на платформе UNITY. Поскольку это игровой движок, обучение получается динамичным и активным, зачастую воспринимается ярче, чем работа с традиционными тренажёрами или привычные занятия в реальных лабораториях. Именно поэтому поколение Z гораздо лучше усваивает знания и нарабатывает навыки.
Работа над приложением включает в себя несколько этапов. Сначала вместе с преподавателем составляется техническое задание, дальше разрабатывается архитектура приложения, определяется функционал. Затем стартуют работы по созданию графических элементов и созданию графического интерфейса пользователя приложения. После команда приступает к работе над механиками взаимодействия пользователя с окружением и реализацией пользовательских сценариев. Важно отметить, что каждое программное средство, внедрённое в учебный процесс, имеет свидетельство о госрегистрации.
— В своей работе мы уделяем большое внимание целостности стилистики и отработке моторики. Нам важно, чтобы всё выглядело максимально реалистично, насколько это возможно в виртуальной реальности. Готовые решения зачастую нам не подходят. Поэтому не боимся экспериментировать, и находимся в постоянном поиске баланса между реалистичностью и удобством, — подчёркивает заведующий сектором разработки мультимедийного учебного контента Алексей Кушнеров.
Поколение Z выбирает
В работе команды-разработчиков активное участие принимают студенты выпускных курсов бакалавриата и магистратуры Института информатики и телекоммуникаций Семён Попов и Александр Серёгин.
Ребята освоили языки программирования C# и другие, а также кроссплатформенную среду разработки, и теперь успешно пишут коды для 3D-лабораторных.
3D-лабораторные разработаны в формате веб-приложений, поэтому их можно запускать с любого компьютера с доступом в интернет, используя браузер, что позволяет выполнять задания вне занятий в университете.
VR-лаборатории требуют дополнительного оборудования. В планах у команды, благодаря совместному гранту с Институтом передовых производственных технологий Университета Решетнёва, как раз стоит запуск специализированного класса по работе с VR-оборудованием. Его главным отличием от подобных, как рассказывают участники проекта, станет удобство и безопасность за счёт использования беспроводных устройств, для работы которых не требуется дополнительная техника. Таким образом, чтобы работать в приложении, нужен только сам шлем. Для начала учебного процесса достаточно будет подключить трансляцию того, что видит студент в шлеме, на монитор ПК.
В работу класс запустят уже в следующем семестре. Оборудование закуплено, осуществляется его поставка. Класс позволит вовлекать в иммерсивное обучение не только студентов технических специальностей, но и гуманитарных направлений.
Источник фото: https://www.sibsau.ru/content/6715/
Личный кабинет