В Смоленске появились виртуальные обучающие программы

Новейшие виртуальные обучающие программы теперь есть в Центре психолого-медико-социального сопровождения.

Виртуальная реальность — (от лат. virtus — мнимый, воображаемый) смоделированная компьютерными средствами трехмерная модель реальности, которая создает эффект присутствия человека в ней, позволяет взаимодействовать с представленными в ней объектами.

Виртуальная среда создается в программных пакетах 3-D Studio Max, Quick Time VR и др. Иллюзия реальности в виртуальных образах достигается в основном через использование виртуальных шлемов и другого оборудования (где изображение объекта стереоскопическое и вынесено непосредственно к глазам человека) или специальных «трехмерных» мониторов.

Шлем  Z 800 (внешний вид).

В Смоленском государственном университете профессором Селивановым В.В. была создана лаборатория когнитивных процессов, где разработаны новые и во многом уникальные обучающие программы по биологии и математике в настоящей виртуальной среде.

Программист – аспирант кафедры математического анализа Титов  В.П., автор биологических сценариев – аспирант кафедры общей психологии Сорочинский П.В., сценариев по математике – Побокин П.  Эта работа осуществлена впервые в отечественной психологии и педагогике. Были взяты две темы по биологии для учащихся средних общеобразовательных школ старших классов – «Синтез белка», «Наследование генов» и две темы по математике «Теорема о трех перпендикулярах».

Все объекты в этих обучающих программах выполнены в 3D, для анимации использовался мультиплатформенный инструмент для разработки трёхмерных приложений «Unity». Учащиеся могли приближать-удалять объекты во время происходящего действия, останавливать сцену, получали звуковые комментарии к тем биологическим процессам, которые происходили на экране и т.д. Они полностью погружались в процессы, которые происходят внутри клетки при синтезе белка и при наследовании признаков и могли влиять на них. Просмотр такого программного продукта занимает 8-15 минут времени (см. рис.1,2, 3).
Рис. 1 «Синтез белка». В рибосоме осуществляется  соединение аминокислот, доставляемых транспортными РНК.  
Рис.2.  Кадр из программы «Наследование генов».
Рис.3. Теорема о трёх перпендикулярах (кадр из виртуальной обучающей программы)

Были проведены экспериментальные исследования о влиянии обучающих программ ВР на мышление и психические состояния учащихся и взрослых людей. До просмотра обучающей программы испытуемые решали тест по биологии на содержание по данной теме. После просмотра так же решали второй, аналогичный по сложности первому тест. В обоих тестах были вопросы-задачи, с помощью которых диагностировался уровень и процесс функционирования мышления

В целом обучающие программы существенно повлияли на возрастание познавательной мотивации и интереса у учеников и взрослых. Основные результаты заключались в том, что обучающие программы в ВР улучшают ответы по тестам по соответствующим темам у плохо успевающих учеников на 40-50 %, у отличников и талантливых – в 2 и более раза (100%).

Было обнаружено значительное повышение эйфорического состояния в ходе опытов. Судя по отзывам испытуемых, программа вызывает значительный интерес и восхищение по причине качества выполненных в виртуальной среде объектов и процессов и общего фона среды в целом, что может, в свою очередь, указывать на причины повышения эйфорического состояния.

В целом проведенные эксперименты свидетельствуют о том, что обучающие программы в настоящей виртуальной среде являются эффективным средством формирования мышления и в целом обучения личности, способствуют формированию познавательной мотивации и оптимальных психических состояний личности.

В.В. Селиванов (доктор психологических наук, профессор):
«Конечно, это новая дидактика. Учащиеся, используя данные программы, получают сразу несколько возможностей. 1. Они активно, через расширенную анимацию  видят способы взаимодействия любого биологического объекта (например, рибосомы) с другими объектами (информационной РНК). 2. Ученики сами управляют внутри клеточными процессами – могут их остановить, ускорить и проч. 3. Каждый из объектов создан в 3-D, поэтому учащийся может посмотреть на него с разных сторон. Эти и другие преимущества обеспечивают прочное усвоение учебных понятий, потому что в содержание понятия входит не только структура объекта, но и способ действия с ним (Жан Пиаже). Школьники выступают в качестве настоящих биологов-исследователей, математиков, и содержание программ усваивается ими автоматически и надолго.

Кроме того, формируется познавательная мотивация (ставшая редким гостем в умах современных школьников), интерес к предмету. Вы бы видели восторг и глаза детей, когда они начинают «работать» в этих программах. Часть из экспериментов проходили в сельской школе д. Дурово Сафоновского района, конечно, ученики были довольны возможностью познакомиться с настоящей виртуальной средой.

Тем не менее, я не считаю, что такого рода обучающие виртуальные программы могут полностью заменить уже существующие учебники, учителя вообще. Они должны использоваться лишь в определенных случаях, например, при изучении наиболее сложных тем.

Мы смотрели то, что создано и в Гарвардском университете, и в Кембридже по данным биологическим темам. Во многом наши обучающие программы лучше. Это не просто учебные фильмы, но настоящая анимационная среда, где каждый объект – это объект 3-D, кроме того программист В.П. Титов – просто гений, обеспечивший ученикам радость работать в «движке» Unity.

Наши продукты созданы недавно – это, своего рода, горячие пирожки. Но уже на ежегодном конкурсе молодых ученых П.В. Сорочинский, представлявший исследования по данным виртуальным программам, удостоен диплома за оригинальность и творческий подход к выполнению научной работы. Материалы исследований и программы получили одобрение на нескольких всероссийских конференциях. Мы были приглашены из многих претендентов на конференцию в Лиссабон (Португалия), посвященную обучению в виртуальной среде.

Эти обучающие программы значительно облегчают учащимся изучение сложного материала, поэтому они необходимы не только для талантливых и одаренных, но и для детей с ограниченными возможностями развития, для слабо успевающих и трудных. В качестве спонсорской помощи мы поставили ряд таких средств обучения в Десногорский реабилитационный  центр для несовершеннолетних «Солнышко», в реабилитационный центр «Родник» пос. Верхнеднепровский. Теперь дарим наши продукты в замечательный «Центр психолого-медико-социального сопровождения» под руководством Елены Михайловны Паламарчук, которой удалось развернуть, вероятно,  одну из лучших реабилитационных психологических площадок в нашей области».

Автор: Селиванов В.В., доктор психологических наук, профессор, зав. каф. общей психологии СмолГУ.

Центр психолого-медико-социального-сопровождения
ул. Неверовского, д.26
тел. 38-31-42
Директор: Елена Михайловна Паламарчук

(занятия бесплатные)