Principles of designing virtual environments in the educational system and psychological features of their perception by students

Full Text

Тенденции повсеместного внедрения информационных технологий в процесс обучения с каждым годом набирают обороты. Сторонники и противники данного процесса модернизации в образовательной сфере активно ведут обсуждения, отстаи- вая свои точки зрения. Однако бессмысленно отрицать, что процесс компьютериза- ции уже давно запущен, и модель обучения «ученик - мастер» исчерпывает себя. Сегодня все чаще источником информации служат электронные носители и медиа- тексты. Более того, в настоящее время виртуальная реальность внедряется в образо- вательный процесс и становится средством обучения для разных дисциплин. Книж- ные учебники начинают терять свою актуальность, международные издательства выпускают параллельно с печатными изданиями электронные курсы изучаемого ма- териала. Некоторые из исследователей, занимающиеся анализом образовательного процесса с использованием информационных технологий, видят ряд проблем, появ- ляющихся в ходе такого обучения. Во-первых, переход неформатируемых навыков и умений от мастера к ученику исчезает. Язык компьютерных систем неадекватен некоторым измерениям человеческого существования, не способен к отражению практического рассудка, опирающегося на неявные, скрытые формы знаний [1, с. 60- 61]. Во-вторых, учащиеся практически не умеют строить проблемную коммуника- цию и вообще перестают ценить живое общение [2, с. 168]. Экранная культура дела- ет доступными существующие знания и предъявляет их каждому, но обучающиеся превращаются в пользователей полученных материалов и лишь используют инфор- мацию, не создавая ничего нового. Исходя из вышеперечисленных минусов процес- са обучения с использованием информационных технологий, можно сделать вывод о том, что данный подход несовершенен. Он все еще требует наличия преподавателя рядом, который будет стимулировать мыслительный и аналитический процесс уче- ника, направлять его в нужное русло, корректировать и исправлять ошибки, а также применять индивидуальный подход, который во многом ускорит результативность обучения. Но и исключать наличие информационных и виртуальных технологий в процессе обучения также нецелесообразно, так как у них имеются неоспоримые до- стоинства, которые необходимо учитывать. Многие ученые и специалисты в области образования [3, 4, 5] считают, что внедрение технологий виртуальной реальности в образовательный процесс - это естественный ход развития образования в целом. «The use of virtual reality (VR) in education can be considered as one of the natural evolu- tions of computer-assisted instruction (CAI) or computer-based training (CBT). Since the advent of the microcomputer in 1977, computer, particularly microcomputers or personal computers (PCs), have become a growing and recognized delivery system for many forms of education. Virtual reality, which can be used on all types of computers, has followed that trend» [3, p. 59]. Однако при многочисленных положительных моментах использования вирту- альных технологий в процессе обучения, стоит отметить, что имеется ряд трудно- стей, с которыми столкнулись преподаватели. Умение преобразовывать учебный материал, творчески используя сетевые и интернет-ресурсы, создание видео- или аудиоматериала для образовательной программы на базе виртуальной реальности имеет определенные сложности, так как это новое явление в методике преподавания, которое активно исследуется специалистами. Возникает потребность в разработке методологии использования виртуальных средств в процессе создания программы и во время ее непосредственного использования. В данной статье будут разобраны ос- новополагающие принципы проектирования виртуальных сред и особенности их восприятия обучающимися. Современные цифровые ресурсы позволяют выстроить образовательный про- цесс с учетом основных принципов дидактики - принципа наглядности, доступно- сти, личностной и практической ориентированности на эффективно новом уровне. В то время как мы каждый день виртуально преодолеваем временные и простран- ственные преграды, разделяющие страны и континенты, при помощи Интернета, использование лишь книжных учебников в процессе обучения сужает имеющиеся технологические возможности для подачи и презентации учебного материала и сни- жает степень мотивации обучающихся, получающих аудиовизуальную информацию из IT-источников. Учебные материалы должны соответствовать психо- физиологическим и типологическим особенностям современных учеников, с детства привыкших к интерактивности и преобладанию аудиовизуальных способов восприя- тия информации. Использование VR обучающих программ наряду с книжными учебниками или вместо них увеличивает эффективность обучения - у преподавателя появляется больше средств для подачи и презентации учебного материала, у ученика - больше возможностей усвоения полученной информации. Согласно проведенным исследованиям по использованию образовательных программ виртуальной реально- сти, большинство преподавателей и самих студентов выступают за внедрение по- добного рода технологий в имеющийся процесс обучения: «Students enjoy using pre- developed applications and developing their own virtual worlds. The majority of the teach- ers in the studies reviewed said that they would use virtual reality technology if it were affordable, available, and easy to use for students and teachers» [3, p. 60]. При этом перенесенный в VR-программу книжный материал по-прежнему оста- ется тем же материалом в его содержательном отношении, и что немаловажно - служит таким же средством общения между «учеником и мастером», как и книга или учебник. Тут возникает другой вопрос: грамотно ли создан обучающий продукт на базе виртуальной реальности? Его качество должно оцениваться не только с точки зрения программно-технического исполнения, но и с точки зрения содержательного наполнения. Механический перенос содержания книжного источника на экранный режим не представляет собой перехода на принципиально новую качественную мо- дель обучения. Например, Chen C.J. убеждена в необходимости изучения путей при- менения виртуальной реальности для образовательных целей: «Although VR is rec- ognized as an impressive learning tool, there are still many issues that need further investi- gation including, identifying the appropriate theories and/or models to guide its design and development, investigating how its attributes are able to support learning, finding out whether its use can improve the intended performance and understanding, and investigat- ing ways to reach more effective learning when using this technology and investigating its impact on learners with different aptitudes» [5, p. 39]. Способность создать доступный для понимания и восприятия материал в ком- бинации с виртуальной реальностью требует определенных знаний и умений. Лишь правильно смоделированное содержание и творческое воплощение формы с учетом психосемантических и психоэстетических особенностей восприятия позволит мак- симально приблизиться к созданию полезного и профессионально значимого элек- тронного обучающего материала. Группа преподавателей кафедры иностранных языков Самарского государственного технического университета работает над со- зданием VR-программы по обучению иностранному языку [6, 7, 8]. Данный проект получил название «Программно-аппаратный комплекс дополненной реальности как средство изучения иностранного языка». В процессе создания обучающей програм- мы, за основу была взята теоретическая схема учебного проектирования образова- тельной среды виртуальной реальности Chen C.J. [5, p. 43] (рис. 1). Согласно схеме, принцип создания VR-программы для обучения сводится к двум важным моментам. Первый из них включает в себя формулировку целей, про- блем и сценария программы, то есть отвечает за обучающий материал в комбинации с интересным сюжетом, который позволит максимально замотивировать обучающе- гося возвращаться к программе снова и снова. Вторая часть схемы включает в себя принципы создания мультимедийных продуктов. Остановимся поподробнее на вто- рой части схемы и выявим основные их особенности. Как отмечают многие исследователи, качество создаваемых мультимедийных про- дуктов на данный момент остается на низком уровне, так как к ним применяется старая методология, нецелесообразно использующая потенциал новых информационных тех- нологий. Основная причина трудностей - формируемый у нас на протяжении всех лет обучения «книжно-текстовый» менталитет организации информации [9]. Рис. 1. Теоретическая схема учебного проектирования образовательной среды виртуальной реальности Chen C.J. Приведем список принципов «инсценировки учебного материала», отобранного для мультимедиа-визуализации [9]: эмоционально-художественное осмысление учебного материала без утраты науч- ной значимости; художественное моделирование темы; наличие визуальной метафоры; сочетание научного содержания с предельной доступностью визуальной формы; вовлечение пользователя в эмоциональную связь; органическое единство информационного, эстетического и эмоционального пото- ков мультимедиа-передачи; опоры на культурные традиции и каноны ранее сложившихся экранных жанров; синтез дидактики и творчества на базе техники При этом не стоит забывать, что учебная нагрузка студентов велика, поэтому при создании мультимедиа-программ, необходимо учитывать не только техниче- скую форму и содержательную наполненность с учетом всех вышеупомянутых принципов проектирования, но и эргономические показатели обучающих программ. Они должны быть максимально удобны в использовании, не вызывать зрительного переутомления и способствовать положительному интересу к учебному материалу. Виртуальная реальность является не только продуктом информационных техно- логий, но и психологических технологий, так как она позволяет имитировать одно- временно зрительные, тактильные, слуховые образы [10, с. 23]. Поведение человека в виртуальной реальности, его реакция на происходящее активно изучаются психо- логами [11, 12, 13]. В связи с этим, в ходе работы над проектом «Программно- аппаратный комплекс дополненной реальности как средство изучения иностранного языка», принимая во внимание психологические особенности восприятия человеком виртуальной реальности, взятая за основу схема Chen C.J. (см. рис. 1) была расшире- на и дополнена участниками проекта (рис. 2) Рис. 2. Расширенная и дополненная теоретическая схема учебного проектирования образовательной среды виртуальной реальности Chen C.J. В статье А.Е. Войскунского и Г.Я. Меньшиковой «О применении систем вирту- альной реальности в психологии» перечисляются результаты исследований из мно- гих стран о влиянии виртуальной реальности с точки зрения различных факторов [10]. Приведем примеры некоторых из них. Согласно результатам одного интересно- го исследования [14], были выявлены гендерные различия в пространственной ори- ентации испытуемых. Например, в виртуальном лабиринте женщины ориентируются в большинстве случаев на заметные предметы, в то время как мужчины обращают внимание как на заметные объекты, так и на геометрию пространственных представ- лений о местности. В другом исследовании [15] испытуемых разделили на две груп- пы. В первой группе наблюдатели видели свое виртуальное тело, во второй группе - нет. Результаты показали, что участники первой группы фокусировали внимание на близких объектах, а во второй группе внимание распределялось на более далекие объекты. В ходе другого исследования об особенностях взаимодействия в виртуаль- ном пространстве человека с компьютерными героями [16, 17] выяснилось, что до- пуск экранного аватара в личное пространство виртуального тела испытуемого зави- сит от пола самого человека и пола экранного героя, а также направления взглядов обоих героев. Также имеет значение, как выглядит экранный персонаж - испытуе- мые охотнее выбирали в качестве «компаньона» по VR-программе человекоподоб- ное существо, нежели вымышленного героя. В заключение следует еще раз отметить, что информационные технологии, в том числе и виртуальная реальность, активно внедряются в образовательный про- цесс, в связи с чем возникает необходимость их грамотного использования в обуча- ющих целях. Для этого необходимо учитывать все технические особенности и прин- ципы создания подобного рода программ, а также психологические особенности их восприятия со стороны обучающихся людей.

About the authors

Liliya R. Nurtdinova

Samara State Technical University

Email: liliandrr@gmail.com
Lecturer of Foreign Languages Department 244 Molodogvardejskaya str. Samara, 443100

Maxim V. Gureev

Samara State Technical University

Email: harosh07@gmail.com
Student of Automation and Information Technology Institution, Samara State Technical University 244 Molodogvardejskaya str. Samara, 443100

Svetlana V. Krutskaya

Samara State Technical University

Email: svetlana063@mail.ru
Lecturer of Foreign Languages Department 244 Molodogvardejskaya str. Samara, 443100

References

Supplementary files