Сетевое научное издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,936

Введение

Развитие технологий виртуальной реальности (VR) открыло перед системой высшего образования новые возможности для организации интерактивного, практико-ориентированного и мотивирующего обучения. Особенно значимым это становится для студентов в сфере информационных технологий, где требуется не только усвоение теоретических знаний, но и развитие аналитического мышления, умения решать нестандартные задачи и взаимодействовать в профессиональной среде. Алексеева А.В., Лапшина И.В. [1] в своей работе отмечают, что виртуальная реальность способствует моделированию реальных ситуаций и формированию критического мышления, что повышает качество подготовки специалистов в инженерных и IT-сферах.

Вопросы внедрения иммерсивных технологий в образовательный процесс получили широкое освещение в научной литературе. Такие отечественные авторы, как Давыдова Д. и др. [2], Корнеева Н.Ю., Уварина Н. [3], подчеркивают потенциал виртуальной среды как инструмента развития когнитивных способностей, рефлексии и междисциплинарного анализа. Яковлева Е.В. [4], Баканова И.Г., Дудович Д.Л. [5] отмечают, что использование иммерсивных технологий способствует интеграции профессиональных и языковых компетенций, а также развитию навыков проектного взаимодействия и принятия решений. В контексте настоящего исследования профессиональная коммуникация определяется как способность студентов обосновывать свои решения, участвовать в аргументированном обсуждении и использовать профессиональную терминологию на иностранном языке при коллективном решении смоделированной профессиональной задачи. Зарубежные исследования таких авторов, как Фирдаус М. и др. [6], Алифтериа Ф. и др. [7], демонстрируют, что виртуальная реальность оказывает положительное влияние на когнитивные и метакогнитивные процессы, улучшает аргументацию и способность студентов анализировать проблемные ситуации.

Современная подготовка специалистов по информационным технологиям требует формирования у студентов способностей к самостоятельному анализу, обоснованию решений и оценке альтернативных стратегий в профессиональной деятельности. Виртуальная реальность предоставляет уникальные возможности для моделирования таких ситуаций в безопасной и контролируемой среде, где обучающиеся могут экспериментировать, рассуждать и отрабатывать навыки аргументации. По мнению Бенрахала М. и др. [8], важно, что виртуальная реальность стимулирует рефлексию и метапознание, так как взаимодействие с виртуальной средой требует осмысления своих действий и оценки их последствий.

Данное исследование опирается на междисциплинарные подходы, объединяющие когнитивную психологию, педагогику и образовательные технологии. Согласно концепции ситуационного обучения Лейва Дж. и Венгера Э. [9, с. 29-33], знание формируется через включённость обучающихся в деятельность, тесно связанную с реальными контекстами. В этом смысле технологии виртуальной реальности можно рассматривать как инструмент, реализующий данный принцип, так как виртуальная среда погружает студентов в профессиональные сценарии, моделирующие реальные условия будущей работы, и таким образом способствует осмысленному применению знаний.

Вторым методологическим ориентиром послужила теория метакогнитивного развития Флавелла Дж. [10], где подчёркивается необходимость формирования у студентов навыков осознания и контроля собственных мыслительных процессов. В контексте данного исследования этот подход особенно значим, поскольку виртуальные среды предоставляют студентам возможность наблюдать за ходом собственного рассуждения и корректировать его в процессе взаимодействия с виртуальными объектами.

Логическим продолжением данной концепции выступает нейропедагогический подход Токухамы-Эспиносы Т. [11, с. 85-90], рассматривающий образовательную среду как систему, основанную на принципах работы мозга и сенсорной интеграции. Если метакогнитивная теория описывает осознанное управление познавательной деятельностью, то нейропедагогика дополняет её пониманием физиологических условий эффективного обучения. Виртуальная реальность, воздействуя одновременно на зрительный, слуховой и двигательный каналы, отвечает этим требованиям, так как она усиливает концентрацию внимания, способствует формированию устойчивых когнитивных связей и повышает глубину усвоения учебного материала. В настоящем исследовании когнитивная активность понимается как степень интеллектуального вовлечения студентов в анализ цифровых артефактов, выдвижение гипотез и оценку решений в процессе выполнения профессионального задания, что согласуется с подходами к активному познанию, представленными в современных исследованиях по виртуальной реальности.

Исследования последних лет подтверждают потенциал виртуальной реальности как инструмента развития аналитического и критического мышления студентов. Так, в экспериментальной работе Фирдауса М. и соавторов [6] показано, что обучение с применением иммерсивных технологий способствует росту способности студентов анализировать проблемные ситуации, выстраивать логические связи и формулировать аргументы. Аналогичные результаты представлены Алифтерией Ф.А. и коллегами [7], которые выявили, что использование VR-модулей в образовательной среде повышает глубину понимания и улучшает качество рассуждений при решении задач. Эти данные позволяют рассматривать виртуальную реальность не только как средство визуализации или повышения мотивации, но и как полноценный инструмент когнитивного и профессионального развития обучающихся.

Особое значение технологии виртуальной реальности приобретают в подготовке студентов в области информационных технологий, где одной из ключевых задач является формирование критического мышления, включающего анализ данных, оценку гипотез и принятие решений в условиях неопределённости. Современные работы зарубежных исследователей Ватса С., Джоши Р. [12] и Алжерафи М. и др. [13] демонстрируют, что погружение в интерактивные симуляции способствует развитию у студентов способности аргументировать собственные выводы, сопоставлять альтернативные решения и применять знания в ситуациях, близких к профессиональным.

В то же время преобладающая часть работ сосредоточена на мотивации и визуализации контента; систематические исследования влияния симуляций виртуальной реальности именно на развитие критического мышления и аргументированной коммуникации в условиях профессиональной подготовки представлены фрагментарно, и проблема остается недостаточно исследованной. Не рассматривается также комплексное сочетание аналитического мышления и языковой практики, возникающих в реальных сценариях. В этой связи в настоящем исследовании предпринята попытка смоделировать профессиональную ситуацию, требующую как технического анализа, так и аргументированного обсуждения на иностранном языке.

В данном исследовании критическое мышление рассматривается как совокупность когнитивных умений и интеллектуальных стратегий, обеспечивающих анализ информации, оценку аргументов, формулирование обоснованных выводов и выбор оптимальных решений в условиях неопределённости. Такое понимание согласуется с классическими моделями Фачионе П. [14] и Энниса Р. [15, с. 31-47], в которых критическое мышление включает анализ, интерпретацию, оценку, объяснение и саморегуляцию. Наиболее значимыми для профессиональной подготовки студентов IT-направлений являются навыки выявления причинно-следственных связей, выдвижения альтернативных гипотез и аргументированной оценки решений. Именно эти компоненты выступают предметом диагностики в настоящем исследовании и позволяют сопоставить когнитивную активность студентов при работе в виртуальной и традиционной учебной среде.

Научная новизна исследования заключается в том, что виртуальная реальность рассматривается как инструмент развития критического мышления именно в контексте профессионально ориентированной иноязычной коммуникации студентов IT-направлений. В отличие от существующих работ, фокусирующихся преимущественно на мотивационных или визуальных аспектах использования виртуальной реальности, в настоящем исследовании реализовано экспериментальное сопоставление выполнения одного и того же профессионального кейса в иммерсивной среде и традиционной аудитории. Новизна также состоит в анализе аргументации, выдвижения альтернативных гипотез и установления причинно-следственных связей в условиях группового обсуждения в виртуальной реальности, что ранее не рассматривалось в комплексной модели когнитивно-коммуникативного развития студентов.

Таким образом, проведённый теоретический анализ позволяет рассматривать технологии виртуальной реальности как перспективное средство развития критического мышления студентов в процессе профессиональной подготовки. Их потенциал заключается в создании интерактивной образовательной среды, где обучающиеся не просто усваивают информацию, но включаются в решение проблемных ситуаций, требующих анализа, аргументации и коллективного обсуждения.

Цель исследования – определить эффективность использования виртуальной реальности как средства формирования критического мышления, когнитивной активности и профессиональной иноязычной коммуникации у студентов направления «Информационные технологии» при изучении иностранного языка профессиональной направленности.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

· выявить педагогические возможности виртуальной среды для моделирования профессиональных ситуаций;

· разработать и апробировать сценарий занятия в Spatial VR, направленного на развитие критического мышления;

· провести сравнительный анализ результатов в виртуальной реальности и при традиционной форме обучения.

Теоретическая значимость заключается в уточнении роли иммерсивных технологий в развитии когнитивных и рефлексивных навыков студентов IT-направлений. Практическая значимость исследования состоит в том, что разработанная модель VR-обучения и соответствующий сценарий занятия могут быть интегрированы в образовательные программы вузов при изучении дисциплин «Иностранный язык профессиональной направленности», «Профессиональная коммуникация», «Проектная деятельность», а также модулей, связанных с искусственным интеллектом и анализом данных. Представленный набор диагностических индикаторов позволяет преподавателям проводить целенаправленный тренинг аргументации, анализа профессиональных ситуаций и развития когнитивных и коммуникативных навыков студентов в формате симуляций в виртуальной среде.

Материал и методы исследования

Для эмпирической части исследования была разработана виртуальная среда Tech Ethics Lab в приложении Spatial VR. Участники в составе небольших групп по 4–5 студентов моделировали ситуацию: сбой в алгоритме искусственного интеллекта вызвал ошибочные решения при обработке данных. Содержание профессионального кейса включало анализ набора цифровых артефактов (фрагментов логов, визуализаций ошибок, параметров модели), выявление возможных причин сбоя алгоритма и обсуждение корректности предлагаемых решений. Последовательность действий студентов предполагала: изучение исходных данных, формулирование возможных объяснений сбоя, оценку различных вариантов решения и коллективное представление итогового вывода на английском языке. Такая структура задания позволяла активизировать аналитические и рефлексивные процессы, а также стимулировать аргументированное обсуждение в профессиональном контексте. В соответствии с моделью критического мышления П. Фачионе [14] в исследовании использовались три ключевых индикатора: аргументация позиции, выдвижение альтернативных гипотез и установление причинно-следственных связей. Эти индикаторы были заложены в протокол педагогического наблюдения и применялись при анализе письменных и устных высказываний студентов.

В ходе эксперимента каждая команда имела чётко распределённые роли: аналитика, инженера, менеджера проекта и специалиста по кибербезопасности. Такая структура позволила не только воспроизвести условия профессионального взаимодействия, но и выявить особенности распределения коммуникативных функций между участниками. Работа студентов строилась поэтапно: сначала происходило знакомство с виртуальным пространством и представленными объектами, затем анализ цифровых артефактов, на основе которого формулировалось совместное решение. Завершался процесс рефлексией, в ходе которой участники обсуждали рациональность принятых решений и аргументацию на иностранном языке.

Исследование было проведено на базе Финансового университета при Правительстве Российской Федерации и включало 34 студента бакалавриата направления подготовки «Прикладная информатика». Для проведения исследования обучающиеся были распределены на две равные группы – экспериментальную и контрольную, по 17 человек в каждой. Занятия в экспериментальной группе проводились с использованием технологий виртуальной реальности в лаборатории Киберхаб Финуниверситета. Контрольная группа осваивала тот же учебный материал традиционными методами аудиторного обучения. Эксперимент осуществлялся в течение четырёх недель в рамках тематического модуля Artificial Intelligence. В качестве учебного материала использовался единый кейс, посвящённый анализу этической ситуации, возникающей при использовании алгоритмов искусственного интеллекта. В контрольной группе обсуждение этого задания проходило в традиционном аудиторном формате: преподаватель задавал вопросы, фиксировал ответы и регулировал последовательность высказываний. В экспериментальной группе обсуждение разворачивалось в виртуальной среде без фиксированной очередности выступлений, что позволяло студентам самостоятельно распределять речевые роли и инициировать комментарии. Характер взаимодействия в обеих группах фиксировался с помощью стандартизированного протокола наблюдения, включающего показатели распределения инициативы, частоты реплик, характера аргументации и уточняющих вопросов.

Для комплексного анализа были использованы как количественные, так и качественные методы исследования. Сбор данных осуществлялся с применением нескольких взаимодополняющих инструментов. Во-первых, до и после проведения эксперимента студентам предлагались опросники самооценки уровня вовлечённости, мотивации и когнитивной активности, построенные по шкале Лайкерта (от 1 до 5 баллов). Данный инструмент позволил зафиксировать динамику субъективного восприятия учебного процесса участниками обеих групп.

Во-вторых, в ходе занятий проводилось педагогическое наблюдение, целью которого было выявление особенностей группового взаимодействия, аргументации и использования профессиональной лексики на английском языке. Для обеспечения объективности применялся стандартизированный протокол наблюдения, фиксирующий частоту и качество коммуникативных действий студентов.

Кроме того, проводился анализ письменных и устных высказываний участников, выполненных в рамках задания, а также контент-анализ аудиозаписей групповых обсуждений и финальных презентаций. Особое внимание уделялось проявлениям признаков критического мышления – умению аргументировать позицию, выдвигать альтернативные гипотезы и формулировать обоснованные выводы.

Количественные данные обрабатывались методами описательной статистики, включая расчёт средних значений, стандартных отклонений и сравнительный анализ динамики показателей. Качественные данные интерпретировались с помощью тематического анализа, что позволило выделить наиболее значимые когнитивные и коммуникативные эффекты, возникавшие в процессе работы в VR-среде и при традиционном обучении.

Результаты исследования и их обсуждение

Анализ собранных данных подтвердил положительное влияние технологий виртуальной реальности на когнитивную и коммуникативную активность студентов. Средние показатели самооценки вовлечённости в экспериментальной группе после завершения VR-модуля составили 4,8 балла по шкале Лайкерта, тогда как в контрольной – 4,1 балла. Разница в 0,7 балла указывает на более высокий уровень интереса, активности и эмоционального включения студентов при работе в виртуальной среде. Эти данные согласуются с выводами Чо Б. и др. [16], отмечающих, что виртуальная реальность способствует поддержанию внимания и внутренней мотивации обучающихся за счёт эффекта присутствия.

По показателю критического мышления, оцениваемому через аргументацию, выдвижение альтернативных гипотез и анализ причинно-следственных связей, в VR-группе наблюдалось увеличение среднего значения с 3,2 до 4,4 балла, тогда как в контрольной – с 3,1 до 3,6 балла. Студенты, работавшие в виртуальной среде, чаще демонстрировали логическую последовательность рассуждений, ссылались на цифровые артефакты в пространстве симуляции и формулировали аргументированные выводы. Сходные результаты представлены в исследованиях Булавиной О. и др. [17], где показано, что иммерсивные технологии активизируют аналитическое мышление и развивают способность к оценке альтернативных решений.

Качественный анализ письменных и устных заданий показал, что участники VR-группы использовали более разнообразные языковые средства при описании технических проблем и решений. В 70% случаев фиксировалось использование профессиональной терминологии (data breach, algorithm bias, neural network optimization и др.), в то время как в контрольной группе данный показатель составлял 52%. Студенты отмечали, что возможность визуализировать объекты и процессы в виртуальной среде облегчала понимание сложных понятий и повышала осмысленность коммуникации.

Контент-анализ аудиозаписей обсуждений итогов выполнения задания и наблюдения преподавателя выявили различия в характере взаимодействия. В VR-группе обсуждение строилось на принципах распределённого лидерства: участники чаще договаривались о стратегии, предлагали аргументы и уточняли позиции друг друга. В традиционной группе взаимодействие носило более фронтальный характер. Эти наблюдения подтверждают выводы Ван дер Меера с коллегами [18], согласно которым иммерсивная среда способствует развитию командного взаимодействия и межличностной аргументации.

Письменные отчёты студентов позволили выделить три тематические категории, отражающие когнитивные изменения:

1) понимание причинно-следственных связей (студенты анализировали причины технических сбоев и их последствия);

2) аргументированная оценка альтернативных решений (сравнение различных решений и оценка их обоснованности);

3) рефлексия собственного выбора (осознание логики принятых решений и возможных ошибок).

Сопоставление двух моделей обучения выявило три ключевых различия. Во-первых, в виртуальной среде взаимодействие носило более равноправный характер: все участники активно включались в обсуждение, а преподаватель выполнял функцию фасилитатора. В традиционной аудитории общение чаще ограничивалось фронтальным форматом, снижая инициативу студентов. Во-вторых, несмотря на насыщенность VR-среды сенсорными стимулами, участники отмечали меньшую утомляемость и лучшую концентрацию внимания. Наконец, эффект присутствия создавал ощущение реальности профессиональной ситуации, усиливал интерес и способствовал усвоению лексики через контекст.

Таким образом, виртуальная реальность не только активизирует когнитивные процессы, но и формирует эмоционально вовлекающую среду, приближающую учебное взаимодействие к профессиональной практике.

Выводы

Проведённое исследование позволило установить, что использование технологий виртуальной реальности является действенным средством развития критического мышления и профессиональной иноязычной коммуникации студентов, обучающихся в области информационных технологий. Применение иммерсивной среды, созданной на платформе Spatial VR, обеспечило возможность моделирования практико-ориентированных ситуаций, приближённых к условиям будущей профессиональной деятельности, где требовались анализ данных, выдвижение аргументированных гипотез и принятие решений на английском языке.

Результаты сравнительного анализа подтвердили, что обучение в формате виртуальных симуляций стимулирует познавательную активность студентов, развивает способность к рассуждению и аргументации, формирует гибкость мышления и усиливает мотивацию к иноязычному взаимодействию. Участники VR-группы чаще проявляли инициативу, демонстрировали более высокую степень самостоятельности и стремление к совместному поиску решений, что свидетельствует о формировании у них навыков исследовательского и критического анализа.

С педагогической точки зрения, виртуальная реальность проявила себя как интегративная среда, объединяющая когнитивное, коммуникативное и профессиональное развитие обучающихся. Она способствует переходу от традиционного воспроизводящего обучения к деятельностной модели, в которой студент становится активным участником учебного процесса, способным принимать решения и осмысленно применять знания в новых контекстах.

Дальнейшее развитие исследования представляется перспективным в направлении расширения экспериментальной базы, а также анализа различий между индивидуальными и коллективными форматами взаимодействия в виртуальной среде. Важно также разработать инструменты диагностики когнитивных изменений, происходящих в процессе иммерсивного обучения, и рассмотреть интеграцию технологий искусственного интеллекта для повышения точности оценки уровня критического мышления и коммуникативных компетенций студентов.