Введение. В настоящее время происходит стремительное развитие технологий, которые захватывают все сферы общества, в том числе и образовательную область. Сущность виртуальной технологии заключается в том, что она выступает как иммерсивная и интерактивная технология, имитирующая среду, позволяющую пользователям взаимодействовать с объектами и окружением и создающую ощущение физического присутствия в нереальном мире [1; 2]. Данную инновацию в образовании стали применять относительно недавно, и ее функционал направлен на взаимодействие участников образовательного процесса с интерактивным учебным материалом. Погружение обучающихся в учебную среду в виртуальном мире позволяет детально рассмотреть его объекты, процессы и явления, которые ранее были недоступны для визуализации или невозможно и сложно отследить в реальности. Использование виртуальной реальности в учебном процессе направлено на создание новых подходов, форм и методов обучения, а также определение эффективности применения данных технологий в образовательной практике [3].
Цель данного исследования - выявление критериев функциональности использования виртуальных технологий в процессе обучения и определение уровня владения ими студентами педагогических вузов.
Материал и методы исследования. Исследование проводилось на базе Шадринского государственного педагогического университета, в нем приняли участие 89 студентов, обучающихся по направлению подготовки 44.03.05 Педагогическое образование (с двумя профилями подготовки) по образовательным программам «Информатика», «Математика» и «Математика», «Физика», а также 53 учителя средних общеобразовательных учреждений. В исследовании использованы методы: теоретические (анализ нормативных документов, теоретических и методических материалов); эмпирические (опрос учителей информатики и математики, студентов вуза, изучение практического опыта использования виртуальных технологий в обучении).
Результаты исследования и их обсуждение. Под виртуальными технологиями чаще всего понимается комплексная технология, обеспечивающая возможность полного погружения в искусственную среду, создаваемую компьютерными устройствами (девайсами) и реагирующую на действия человека.
Выделим основные преимущества применения виртуальной технологии в учебном процессе[4; 5]. Во-первых, полное погружение в окружающее пространство (целесообразно осуществлять на разных ступенях обучения). Во-вторых, возможность моделирования сложных процессов и явлений окружающего мира, замещение и манипуляция виртуальными объектами улучшает понимание взаимосвязей между ними. В-третьих, безопасное обучение, т.к. имитация опасных ситуаций помогает обучающимся выработать некоторый сценарий действий без угрозы для жизни и здоровья. В-четвертых, доступность образования (доступ к учебным материалам в любое удобное для обучающихся время; создание общего пространства с целью объединения обучающихся в виртуальные классы для проведения занятий) [6].
Рассмотрим факторы, определяющие эффективность применения виртуальных технологий в учебном процессе [7]. Одним из ключевых является наглядность – взаимодействие с объектами в виртуальном пространстве создает ощущение физического присутствия в этом мире, дает возможность наблюдать за явлением или стать участником процесса. Виртуальные образы делают учебный контент интуитивно понятным, что повышает эффективность восприятия материала. Концентрированность на получении знаний – в виртуальном мире ученик не воспринимает звуки внешних раздражителей, он переносится в цифровой мир, отключается от окружающей действительности и концентрируется на изучаемом материале [8].
Следует отметить, что при выборе методов и форм организации уроков с применением виртуальных технологий рекомендуем ориентироваться на следующие принципы.
1. Иммерсивность – полное погружение в учебный процесс. Ученик не просто изучает тему, а переносится в виртуальное пространство и контактирует с объектами и предметами, а отсутствие внешних раздражителей помогает сконцентрироваться и лучше усвоить изучаемый материал [9].
2. Безопасность – виртуальная образовательная среда предоставляет возможность без рисков проводить опыты, эксперименты и исследования.
3. Заинтересованность и мотивация – задания в игровой форме повышают эффективность учебного процесса, ученики осознанно хотят получить знания, чтобы перейти на «следующий уровень», лучше запоминают материал и активнее взаимодействуют с преподавателем и друг другом [10].
4. Гибкость и масштабируемость – один и тот же контент можно использовать на разных ступенях обучения, адаптируя его под уровень знаний обучающихся, изменяя образовательную цель, задачи, методы и средства.
5. Эмоциональная вовлеченность – технология полного погружения в виртуальный мир влияет на эмоции и чувства обучающихся [11].
Рассмотрим ключевые аспекты виртуальной среды, влияющие на определение критериев и показателей эффективности использования виртуальных технологий в учебном процессе [12]:
- доступность – возможность получения доступа к учебным и методическим материалам в любое время из любого места, а постоянный доступ к материалам способствует непрерывному обучению и развитию;
- интерактивность – использование 3D-моделей, симуляторов и интерактивной среды увеличивает вовлеченность учащихся в учебный процесс и активизирует их внимание на изучаемом предмете;
- индивидуализация обучения – учитель может адаптировать учебные материалы под индивидуальные потребности ученика и уровень его подготовки, что способствует более эффективному обучению;
- мультимедиа – использование мультимедийных объектов делает образовательный процесс визуальным, эффективным и интересным.
Несомненно, виртуальные технологии значительно повышают эффективность учебного процесса, делают его более гибким, доступным и интерактивным, но для правильного отбора форм, методов и средств обучения необходимо опираться на опыт практикующих педагогов [12; 13]. Для адекватной оценки эффективности применения таких технологий и определения их функциональности был проведен опрос среди учителей информатики и математики средних общеобразовательных учреждений. Респондентам предлагалось ответить на 20 вопросов, некоторые из них представлены на рисунке 1.
Рис. 1. Вопросы из опросника для учителей
На основании полученных ответов были сформулированы критерии функциональности использования виртуальных технологий в процессе обучения. Отметим, что у каждой образовательной организации свои ресурсы и образовательные программы, поэтому критерии и показатели будут разными, в зависимости от целей образовательной программы, контекста и типа технологий [14; 15].
На рисунке 2 представлены некоторые универсальные критерии функциональности использования виртуальных технологий в образовании.
Рис. 2. Критерии функциональности использования виртуальных технологий в образовании
Рассмотрим характеристики представленных критериев и соответствующих им показателей.
1. Доступность и удобство использования виртуальных технологий в образовании – характеризуется свободным доступом к материалам и учебным ресурсам виртуальной среды в любое время суток и из любой точки дислокации. Ориентируясь на материал учебника, ученики могут побывать в виртуальных музеях, лабораториях. Появляется возможность вернуться к изучаемому материалу и повторить его еще раз в индивидуальном темпе. Важно отметить, что обучающийся может это сделать в домашних условиях, что указывает на уровень его компетенции при работе с аппаратурой и программным обеспечением, выражающейся мгновенным устранением возникающих технических проблем. Показателем данного критерия являются временные затраты на нахождение полезных материалов и легкость в устранении технических проблем.
2. Вовлеченность обучающихся в учебный процесс – определяется активностью их участия, эффективностью погружения в виртуальную образовательную среду и количеством использования в ней образовательных ресурсов. У обучающихся появляется возможность исследовать изучаемый материал и отдавать предпочтение тем вопросам, которые его наиболее заинтересовали. Показателем данного критерия является оценка уровня усвоения материала и повышение образовательных результатов.
3. Качество учебного контента основывается на свойствах, предъявляемых к учебной информации, а именно: объективность, полнота, достоверность и полезность, а также обуславливается своевременностью, актуальностью, адекватностью и истинностью виртуального информационного контента, его соотнесенностью с требованиями Федеральных образовательных стандартов всех уровней образования и программами обучения. Показателем критерия будет выступать соответствие поставленным целям и задачам образовательных программ.
4. Адаптивность и индивидуализация характеризуется разработкой различных заданий виртуального контента, приспособленных к индивидуальным возможностям обучаемых, чтобы они могли исследовать и изучать учебный материал в собственном темпе, отдавая предпочтение тому, что наиболее интересно именно им. Показатель – оценка уровня удовлетворенности и повышение мотивации к обучению через взаимодействие с виртуальными объектами и персонажами при решении учебных задач.
5. Поддержка обратной связи – характеризуется осуществлением своевременной помощи при возникновении тех или иных проблем. Обучающийся должен быть уверен, что в любой момент сможет получить ответ на вопрос, поэтому педагог делает упор на обучающие материалы, в которых заложена подробная справочная информация. В качестве показателя можно определить количество обращений и своевременность получения ответа.
При анализе полученных в ходе проведенного опроса сведений в рамках исследования, в учебный процесс Шадринского государственного педагогического университета были внесены некоторые изменения, а именно: на занятиях по дисциплине «Цифровые трансформации в образовании» студентов знакомят с основными направлениями использования виртуальных технологий в обществе и более подробно - в образовании; развивают умения использовать программные и технические средства в данной области, направленные на формирование цифровых компетенций.
В ходе проведения исследования по выявлению уровней владения виртуальными технологиями студентами педагогических вузов, обучающимися по образовательным программам «Информатика», «Математика» и «Математика», «Физика», методы исследования определялись теоретическим анализом научной и психолого-педагогической литературы по изучению эффективности использования виртуальных технологий в образовательном процессе на всех ступенях обучения; анализом проведенного опроса педагогов средних общеобразовательных учреждений и обсуждением методик их применения на уроках информатики и математики. Исследование проводилось на кафедре физико-математического и информационно-технологического образования Шадринского государственного педагогического университета. Студентам предлагались задания по изучению функциональности виртуальных технологий и эффективности использования их в образовании. Для выявления уровня владения виртуальными технологиями обучающимся были предложены задания, направленные на разработку методических материалов по своему профилю обучения, т.к. будущий учитель должен знать способы использования оборудования на уроке, формы организации урока и методы обучения, направленные на повышение эффективности усвоения материала. Также особое внимание уделялось заданиям на изучение нормативных документов и разработке профилактических мероприятий по работе с цифровым оборудованием, т.к. от соблюдения санитарных норм и времени работы с оборудованием напрямую зависит физическое здоровье учеников.
Для определения уровня владения виртуальными технологиями среди студентов педагогических направлений Шадринского государственного педагогического университета были выбраны экспериментальные и контрольные группы обучающихся 3, 4 и 5 курсов очного и заочного отделений. В опросе участвовало 89 студентов. На вопрос «Знаете ли Вы, что представляет собой виртуальная реальность?» большая часть респондентов (82,8%) ответила положительно. Опрос показал, что респонденты достаточно осведомлены о технологии виртуальной реальности. Следует при этом пояснить, что знакомство студентов очного отделения с данной технологией первоначально проходило в стенах университета при прохождении учебной (проектно-технологической) практики. Для ответа на вопрос «Как вы оцениваете свой уровень владения виртуальной технологией?» была предложена шкала от 1 до 10 баллов, где «1 – не владею», «10 – владею свободно». На рисунке 3 представлена шкала с ответами респондентов.
Рис. 3. Уровни владения виртуальной технологией
При ответе на вопрос «Какие преимущества обучения с использованием виртуальных технологий Вы можете назвать?» ответы были распределены следующим образом: наглядность (95,4%), вовлечение (84,1%), безопасность (98,7%), заинтересованность (78,9%) и эффективность (66,1%). Отвечая на вопрос «При какой форме организации урока можно использовать виртуальные технологии?», студенты отметили, что чаще всего это проще сделать в форме индивидуальной работы, т.к. полное погружение в виртуальный мир невозможно одновременно нескольким ученикам (88,2%); в рамках дополненной реальности можно использовать виртуальные технологии при организации виртуальных опытов, экспериментов на уроках информатики и физики (92,1%); при изучении теоретического материала возможно посещение виртуальных музеев, экскурсий (47,3%); при самостоятельном изучении дополнительного учебного материала (21,1%).
Заключение. Определение критериев и показателей функциональности использования виртуальных технологий в образовательном процессе требует комплексного подхода. Сказанное выше предполагает, что педагоги должны ориентироваться на принципы, четко определять цель и основные задачи использования виртуальных технологий, подбирать соответствующие учебные и контрольно-измерительные материалы диагностирующего уровня для обучаемых. Для этого в педагогических вузах необходимо у студентов - будущих педагогов формировать компетенцию владения информационными (виртуальными) технологиями: на теоретических занятиях уделять внимание значимости виртуальной технологии в современном мире, а на практических – заданиям с симуляцией каких-либо процессов, явлений, чтобы к концу обучения в вузе студенты могли достигнуть высокого уровня овладения виртуальными технологиями.
Конфликт интересов
Библиографическая ссылка
Евдокимова В.Е., Васенина-Кириллова О.А., Кед П.Е. КРИТЕРИИ ФУНКЦИОНАЛЬНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ // Современные проблемы науки и образования. 2025. № 5. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=34262 (дата обращения: 04.10.2025).