Войти
Виртуальная реальность (VR) - это компьютерное приложение, которое позволяет пользователям испытывать иммерсивное, трехмерное визуальное и звуковое моделирование. Согласно Пинхо (2004), виртуальная реальность характеризуется погружением в трехмерный мир, взаимодействием с виртуальными объектами и вовлечением в исследование виртуальной среды. Возможность использования виртуальной реальности в образовании обсуждалась из-за нескольких препятствий, таких как доступность программного и аппаратного обеспечения виртуальной реальности. Психологические эффекты виртуальной реальности также являются негативным фактором. Однако недавний технический прогресс сделал виртуальную реальность более жизнеспособной и обещает новые модели и стили обучения для студентов. Эти аспекты виртуальной реальности нашли применение в сфере начального образования (K-8-ые классы) для улучшения обучения учащихся, повышения их вовлеченности и создания новых возможностей для учета предпочтений в обучении.
Виртуальная реальность (VR) может использоваться множеством способов в образовательной среде. Рассматривая виртуальную реальность как постоянное усовершенствование систем моделирования на базе ПК, исследователи осознают ее потенциал по предоставлению особого опыта обучения, который традиционные методы обучения не могут. Хотя исследования сходятся во мнении, что ограничения на применение систем виртуальной реальности в классе все еще существуют, исследователи экспериментировали с использованием виртуальной реальности как части метода обучения во многих аспектах общего образования.
Ниже приведены примеры попыток применения виртуальной реальности в классах.
Дополненная реальность (AR) - это технология, которая накладывает виртуальные сгенерированные изображения на реальный мир. Сосуществование виртуальных объектов и реальной среды стимулировало эксперименты и разработки в образовании, которые невозможны в реальном мире.
Исследование, проведенное Антониетти и др. (2000) обнаружили, что подробный виртуальный тур по картине с детьми и предоставление им возможности изучить все аспекты картины помогли с их описанием и интерпретацией картины по сравнению с контрольной группой, которая изучала картину без использования виртуальной реальности.. Другой эксперимент был проведен на 91 ученике шестого класса начальной школы, где они использовали приложение дополненной реальности "WallaMe", которое преподавало дидактический модуль в художественном образовании. После анализа результатов исследование обнаружило статистически значимые улучшения в академической успеваемости, мотивации, анализе информации и сотрудничестве.
Дополненная реальность также претерпела изменения в более распространенных академических условиях. Трехмерное представление учебников дает учащимся более синергетический способ обучения. Институт содействия преподаванию науки и технологий выпустил учебник по геологии, который позволяет студентам изучать традиционную информацию, виртуально взаимодействуя с различными слоями земного ядра.
Еще одним преимуществом дополненной реальности является извлечение выгоды из различного обучения стили. В то время как виртуальная реальность обеспечивает более захватывающий опыт, технологии обучения с дополненной реальностью предпочтительнее для слушателей. Исследование, проведенное по сохранению научной информации у студентов колледжей, показало, что AR является более эффективным средством передачи слуховой информации через пространственное присутствие.
В виртуальных экскурсиях студенты посещают реальные места в мире или образовательные симуляторы, чтобы получить разные уроки. Google Expeditions позволяет учащимся совершить совместную экскурсию с помощью гарнитуры для смартфонов под управлением приложения учителя. Виртуальная реальность Nearpod предоставляет планы уроков по всем основным предметам для начальных классов и, как было показано, увеличивает вовлеченность учащихся в уроки.
Виртуальные экскурсии также могут позволить учащимся начальной школы в сельской местности использовать возможности карьерного роста, что обычно имеется в наличии. Опыт экскурсий связан с увеличением интереса и мотивации для продолжения этой карьеры. Одна программа, zipTrips, была разработана для моделирования преимуществ полевой поездки по исследованию карьеры в области биологии для учащихся средней школы. Используя возможности виртуальной реальности, zipTrips позволил студентам участвовать в 45-минутных поездках с учеными и их работой. Показано, что учащиеся лучше воспринимают науку и научную карьеру.
Хотя виртуальную реальность можно использовать совместно, обучение оказалось особенно эффективным, когда виртуальная реальность используется для самостоятельного обучения. Merchant et al. (2014) обнаружили, что «учащиеся [значительно] лучше учились, когда работали индивидуально, а не совместно, когда учились в [среде совместного обучения на основе виртуальной реальности]». Некоторые приложения VR предоставляют возможности для самостоятельного обучения в сочетании с индивидуальными планами уроков. Например, студенты могут заполнить рабочий лист в соответствии с конкретной симуляцией виртуальной реальности.
Виртуальные миры, или трехмерные иммерсивные виртуальные миры полностью, - это интерактивная онлайн-среда, в которой люди используют аватары в качестве своих представлений. Среда может быть спроектирована в любом контексте, и пользователи управляют своими аватарами для выполнения задач в виртуальных мирах. Академический обзор прошлых эмпирических исследований выявил три основных области использования виртуальных миров в школе: (1) коммуникационные пространства, (2) моделирование пространства и (3) экспериментальные пространства.
Коммуникационные пространства относятся к общение между пользователями, возможно, между учителями и учениками. Общение принимает как вербальную, так и невербальную формы с использованием функций чата и движений аватара соответственно. Второе применение виртуальных миров - моделирование пространства. Пространство - один из важнейших элементов виртуальных миров с точки зрения его масштабируемости и аутентичности с большой возможностью моделирования любой среды. В рамках образовательной инициативы в школе можно создать среду, которая находит отклик у учащихся, как если бы они действительно были в школе. Технологический университет Наньян в Сингапуре разработал виртуальный тур по кампусу для своих будущих студентов. Виртуальный кампус отображает общую информацию, но также знакомит студентов с кампусом до того, как они физически там окажутся. Третья главная особенность виртуальных миров - это экспериментальные пространства, которые позволяют студентам «учиться на практике», а не на чтении или слушании. В виртуальных мирах учащиеся могут непосредственно воздействовать на предмет, «наблюдать за результатами своих действий» и в дальнейшем размышлять о наблюдаемых результатах.
Из-за урезания бюджета и ограничений, таких как инвалидность, музыкальное образование в K-12 сталкивается с проблемами, в решении которых исследователи обращаются за помощью к технологиям виртуальной реальности. В настоящее время проводятся эксперименты с виртуальными интерфейсами с интерактивной визуализацией и звуковой обратной связью, чтобы улучшить опыт обучения студентов игре на музыкальном инструменте. Другие попытки включают имитацию игры на музыкальных инструментах с помощью устройств отображения на голове.
Исследование показывает, что сочетание виртуального и традиционного образования может эффективно улучшить результаты обучения музыке, несмотря на озабоченность физическими и педагогическими проблемами, включая виртуальные. болезнь и изоляция. Использование виртуальной реальности в музыкальном образовании K-12 все еще широко экспериментируется, а исследования дали многообещающие результаты. Некоторые исследователи предполагают, что, хотя попытки с использованием виртуальной реальности показали свою эффективность, дополненная реальность может быть предпочтительнее на практике из-за поддержки взаимодействия с реальными инструментами или объектами.
С его установленной способностью творить Иммерсивный симулированный опыт, виртуальная реальность оценивается для улучшения методов обучения на уроках истории. Исследования преподавания истории Римской империи с виртуальной реконструкцией римского города показывают значительное улучшение учебного опыта и академических результатов для студентов. Исследователи предполагают, что повышение мотивации к обучению, повышенная интерактивность и захватывающий опыт, вероятно, являются ключом к успеху эксперимента, и вызывают интерес к проведению более масштабных исследований по преподаванию истории с помощью виртуальной реальности.
VR также используется в начальном образовании для социально-эмоционального развития.
В виртуальной реальности есть приложения для развития социальных навыков и многопользовательского сотрудничества. Это может предоставить студентам возможности для сотрудничества посредством совместного моделирования, и было показано, что он поддерживает студентов-интровертов в их групповых взаимодействиях. Одно исследование показало, что сотрудничество на основе виртуальной реальности обеспечивает «превосходное сотрудничество и взаимодействие в достижении результатов по сравнению с другими ситуациями, в которых использовались групповые структуры».
Аутизм, также известный как Расстройство аутистического спектра - это серия нарушений развития, которые ухудшают способность общаться и взаимодействовать с другими людьми. В то время как аутизм обычно возникает в раннем детстве, примерно у 1 из 59 детей диагностируется аутизм, согласно наборам данных, опубликованным Сетью мониторинга аутизма и нарушений развития CDC. Чтобы бороться с негативным воздействием аутизма на обучение и общение в школе, все чаще пытаются использовать виртуальную реальность для повышения адаптации учащихся.
Было показано, что моделирование виртуальной реальности помогает детям с аутизмом, создавая виртуальный мир, в котором они могут научиться справляться с реальными сценариями в безопасной и контролируемой виртуальной среде. Исследование Strickland et al. (2007) обнаружили, что дети с аутизмом могут успешно использовать виртуальные миры для обучения навыкам пожарной и уличной безопасности и могут применять эти навыки в реальных жизненных ситуациях. Одним из способов облегчить обучение аутичных студентов является использование головных дисплеев виртуальной реальности (HMD). Согласно исследованию, в котором изучается поведение 32 аутичных учеников в возрасте от 6 до 16 лет при использовании гарнитур виртуальной реальности в школьных условиях, общее предпочтение «дорогостоящих и технологически продвинутых шлемов виртуальной реальности» и положительное отношение к использованию технологий виртуальной реальности, например Студенты получают удовольствие и азарт. «Развитие возможностей обучения» и «виртуальное путешествие по местам и наблюдение за тем, как выглядит мир» - вот две основные области, в которых учащиеся-аутисты ожидают использовать HMD в школе. HMD также обладают огромным потенциалом в будущем обучения, включая расслабление учащихся и создание дополнительных возможностей для обучения в школе.
Другой метод - погружение учащихся в виртуальные сценарии, которые являются обычными для школьных условий. Используя «4-стороннюю полностью иммерсивную установку CAVETM VR», он моделирует среду, которая является «подлинной, безопасной, управляемой и управляемой», чтобы научить аутичных учеников адаптироваться в социальных ситуациях. Примером сценария является серия подготовительных шагов, которые ученики обычно делают перед школой, включая чистку зубов, завтрак и поездку на школьный автобус. В исследовании, в котором изучается поведение 100 студентов после прохождения обучения, заметные изменения показаны в «распознавании эмоций, эмоциональном выражении и социальной взаимности».
Использование виртуальных В реальности начальное образование поддерживается грантами фондов и венчурных компаний. IEEE проводил семинары на тему «Воплощенное обучение в K-12 посредством виртуальной и дополненной реальности (KELVAR)» в 2016 и 2017 годах.
Несмотря на интерес к виртуальной реальности для K-12 образования в бизнесе и академические круги также были выражены скептицизм по поводу его полезности для учащихся K-12. Обзор литературы 2009 года пришел к выводу, что только самые независимые, внутренне мотивированные и высококвалифицированные ученики K-12 преуспели в VR. В этом обзоре проблема связана с отсутствием опыта работы с виртуальной реальностью специально для K-12; большая часть опыта была связана с программным обеспечением виртуальной реальности, разработанным для взрослых.
Несмотря на то, что виртуальная реальность может быть хорошим вспомогательным инструментом для учащихся в учебе, все же существуют определенные проблемы и проблемы, с которыми виртуальная реальность сталкивается в начальном образовании.
Существуют потенциальные физические, физиологические и психологические проблемы для пользователей, которые сегодня связаны с системой виртуальной реальности.
Поскольку виртуальная реальность является смоделированной средой, симулятор болезни это забота пользователя. Ношение гарнитуры виртуальной реальности в течение длительного времени может вызвать дискомфорт и плохое восприятие глубины у учащихся. Это может быть вызвано малым расстоянием между электронным экраном и глазами пользователя.
Другие возможные симптомы включают тошноту, усталость, головокружение, головную боль и потоотделение.
Одним из недостатков полностью иммерсивной среды является то, что пользователь не может ощущать объекты реального мира вокруг, когда он или она входит в виртуальный мир. Следовательно, при некотором количестве необходимого движения во время погружения в виртуальную реальность столкновение с объектом реального мира становится проблемой, потому что пользователи могут легко столкнуться с препятствием и получить травму. Кроме того, многие наборы оборудования виртуальной реальности также включают звуковые сигналы, которые могут блокировать слух для звуков в реальном мире. Без реальных звуковых входов пользователи не могут получать уведомления от других во время аварии.
Подобно видеоиграм, пользователь может стать зависимым от мира, который предоставляет технология виртуальной реальности.
Погружение в виртуальную реальность может вызвать ситуацию, когда учащиеся не могут различать реальность и виртуальная реальность. Эта путаница в реальном мире может негативно сказаться на физической безопасности учащихся, поскольку они могут не различать опасные ситуации, происходящие с ними. Кроме того, учащиеся могут запутаться, поскольку они перегружены виртуальной информацией, которую им нужно изучить, сложным оборудованием, которое им необходимо освоить, и задачами, которые им нужно выполнить.
Виртуальная реальность все еще остается не технология, к которой некоторые люди относятся серьезно и принимают, потому что они рассматривают ее как игру. Отношение учащихся может меняться в зависимости от того, играет ли их задача в игру или критически мыслить и получать знания. Следовательно, необходимы время и усилия, чтобы распространить потенциал и положительные знания о полезности виртуальной реальности в образовании.
Чтобы стать основным образовательным инструментом, оборудование виртуальной реальности должно быть доступно каждому ученику в классе вместо неэффективного использования одной общей гарнитуры виртуальной реальности и требует ценного обучения время. Используя оборудование низкого уровня, пользователи получат доступ к недорогим возможностям, в то время как оборудование виртуальной реальности высокого класса будет стоить сотни или даже тысячи долларов. Чтобы предоставить студентам лучшую образовательную среду виртуальной реальности, необходимо учитывать использование и доступность оборудования виртуальной реальности.
По мере уменьшения размера оборудования инфраструктура, в которой хранятся данные, становится больше. Если технология виртуальной реальности станет массово использоваться в одной и той же среде, отдельные системы и иммерсивное восприятие пользователей будут объединены в сеть. Большая сеть позволяет собирать данные от пользователей, и это может привести к потенциальной ситуации наблюдения, когда индивидуальная конфиденциальность пользователей отслеживается другими и раскрывается другим.
