На данный момент в глобальных масштабах ведется поиск новых средств и методов, позволяющих расширить возможности современного электронного обучения. Одним из наиболее перспективных направлений данных исследований может считаться разработка технологий, позволяющих преобразовать воспринимаемую пользователем искусственную среду в трехмерный интерактивный формат, создавая тем самым виртуальную обучающую среду.
Помимо интуитивно выстроенного интерфейса и возможности моделировать различные процессы, объекты, явления для последующего взаимодействия с ними, характерными чертами современной виртуальной реальности можно считать:
- Иммерсивность, то есть погружение пользователя в искусственно созданную среду с подключением его через сенсорное восприятие;
- Присутствие, то есть уровень эмоциональной включенности пользователя в происходящее и готовность его воспринимать виртуальные ситуации и условия «всерьез»;
- Интерактивность, то есть способность и готовность пользователя интуитивно и естественно взаимодействовать с виртуальными объектами, реагировать на происходящее и получать ответную реакцию на собственные действия и поведение.
Для того, чтобы обеспечить максимальные показатели по данным характеристикам, используется специальный комплекс технических средств, который включает в себя систему поддержания виртуальной реальности (так называемая 3D-сцена, которая моделируется через компьютерные технологии), трехмерный экран и шлем ВР (виртуальной реальности). Трекинговые системы отслеживают и анализируют каждый поворот тела, движение рук и головы, тем самым сближая реальность и виртуальную среду и обеспечивая погружение пользователя в искусственно созданную реальность[1].
Научная визуализация активно используется в развитых странах для технической и поведенческой подготовки медиков, астронавтов, архитекторов. В России несколько ведущих вузов имеют технически оснащенные виртуальные лаборатории, позволяющие наглядно моделировать протекание сложных или опасных процессов и явлений. Весьма широкие перспективы открываются перед технологией кинопоказа IMAX, активно продвигаемой во всем мире.
Однако, если переходить от подобного «продвинутого» уровня виртуального моделирования обучающей среды к уровню школьного обучения, то возникает целый ряд ограничивающих применение виртуальности факторов и соображений. Рассмотрим некоторые из них[3].
Во-первых, серьезного внимание заслуживает психологическое воздействие, которое ВР может потенциально оказывать на детей и подростков школьного возраста. Получая сенсорный и прикладной опыт в условиях безопасной виртуальной обучающей среды, школьники вместе с тем получают и подсознательную установку на допустимость многих действий, которые в реальности привели бы к катастрофическим последствиям. Учитывая приоритет острых впечатлений перед социальной ответственностью, характерный для данного возраста, это приведет сначала к необоснованным экспериментам (что можно делать, что нельзя, что можно при соблюдении условий и пр.), а затем к неадекватному восприятию тех возможностей, которые имеются уже в реальном мире.
Во-вторых, пока не имеется согласованной и методически подкрепленной базы, позволяющей производить профессиональное обучение и подготовку педагогов тому, как грамотно и безопасно использовать виртуальную обучающую среду применительно к современной школе. Теоретически, у ВР существуют неплохие перспективы при решении задач в курсе стереометрии, черчения, при освоении базовых понятий в курсе географии, биологии или истории. Подобный образовательный инструмент мог бы резко активизировать познавательный и когнитивный интерес учащихся, вызвать их на обучающий диалог, задействовать резервы человеческой памяти и восприятия. Однако справится ли школьная система на данном этапе развития с подобной нагрузкой – большой вопрос.
Вариантом могло бы стать использование технологии дополненной реальности – формирование 3-мерных объектов в САПР и различные манипуляции с ними. Это позволит не только сэкономить на материальном обеспечении процесса электронного обучения (не придется покупать дорогостоящие костюмы, очки, шлемы, перчатки и специальные процессоры), но и использовать этот перспективный обучающий инструмент вполне самостоятельно, не обращаясь к высококвалифицированным специалистам в сфере виртуальных компьютерных технологий[2].
Данные решения (дополненная реальность) могут позволить реализовать в обычной школе, к примеру, модель лекционного зала на современном визуализационном 3D-движке NeoAxis Game Engine, создавая модели физических, химических процессов, а также масштабные географические явления или объекты.
Инструментарий движка (комплекс редакторов и утилит) имеет приложения:
- Редактор ресурсов (различные 3D-модели, карты, текстуры, библиотека звуков и пр.);
- Конфигуратор позволяет настроить параметры движка;
- Deployment Tool - инструмент для подготовки конечного продукта;
- Компилятор шейдеров - компилятор кэша шейдеров;
- Плагины для пакетов 3D-моделирования.
В результате можно создать виртуальный лекторий с тремя мониторами и проектором, откуда осуществлялся бы вывод контента на мониторы. На одном из мониторов был бы установлен по умолчанию интернет-поисковик, позволяющий при необходимости обращаться к ресурсам всемирной сети[4].
То есть в итоге образовательная среда была бы подкреплена не только текстом, картинками, но и видео и звуковым рядом, а также гипермедиа ресурсной поддержкой. При этом принципиально важной в обучении представляется возможность интуитивно взаимодействовать с объектами виртуальной среды, что и реализуется через знакомые большинству образы (мониторы, проекторы, учебная аудитория)[5].
Компьютерное моделирование на данном этапе развития перестает быть модной и вызывающей всеобщий интерес игрушкой, начиная реализовывать богатейшие возможности прикладного использования в качестве виртуальной образовательной среды[6]. И можно сделать вывод, что использование технологий дополненной и виртуальной реальностей сейчас не является уделом высокообеспеченных учебных заведений, располагающих значительной материальной базой – в определенных условиях использование данных технологий требует вполне доступного уровня знаний и навыков, в то время как применение их в повседневной практике значительно расширяет границы информационного пространства в целом.