В современном образовании особенно важно развивать технологические возможности для обеспечения качественного обучения вне зависимости от места нахождения обучающихся. Один из инновационных подходов в этом направлении – использование виртуальной реальности для создания образовательных программ, в частности, VR-лабораторных работ. Такой подход может стать эффективным инструментом в образовании, особенно в условиях, когда обычные лаборатории не могут быть использованы из-за отсутствия необходимого оборудования.
Проект «Виртуальные VR-лабораторные работы по физике», над которым работают специалисты радиофизического факультета Томского государственного университета, направлен на создание виртуальной лаборатории, в которой школьники смогут проводить опыты, не выходя из дома. Благодаря специальным шлемам виртуальной реальности они смогут погрузиться в уникальное образовательное пространство и осуществить практическое знакомство с физическими явлениями. Этот концепт может стать особенно полезным для школ, где нет необходимого оборудования для проведения лабораторных работ. Также в условиях дистанционного обучения виртуальные лаборатории могут сыграть ключевую роль в обучении учащихся.
Помимо школ, проект по созданию VR-лабораторных работ может заинтересовать и центры дополнительного образования, такие как «Кванториум» и Центр развития талантов «Пульсар». Это даст возможность детям и подросткам погрузиться в увлекательный мир физики через использование инновационных технологий. Одним из ключевых участников этого проекта является студент радиофизического факультета Томского государственного университета – Даниил Егоров. В прошлом году его инициатива была вознаграждена победой в конкурсе «Студенческий стартап», где он заработал 1 миллион рублей на реализацию этого проекта.
Еще одним важным аспектом создания виртуальных лабораторий является возможность проведения учебных занятий, которые не входят в стандартные учебные программы школ. Это открывает новые перспективы для образования и позволяет расширить горизонты знаний учащихся. Также виртуальные лаборатории позволяют учащимся работать с репетиторами удаленно, что увеличивает доступность образовательных ресурсов для всех. Еще одно положительное влияние виртуальных лабораторий – это возможность использования компьютерного оборудования в школах более эффективно, что соответствует программе «Точки роста». Таким образом, создание виртуальных лабораторий является важным шагом в развитии образования и обеспечении качественного обучения для всех учащихся.
Помимо этого, интеграция электронных образовательных систем и программ в учебный процесс способствует повышению цифровой грамотности учителей и учащихся. В рамках запуска стартапа будет создан программный продукт с использованием технологии виртуальной реальности для проведения лабораторных работ по физике в 7-11 классах. Авторы проекта стремятся к максимальной реалистичности программы: объекты можно свободно перемещать в лабораторном пространстве, как в реальной жизни. Пользователь может расставить объекты по своему усмотрению для снятия данных и затем отправки отчета о проделанной работе. Готовый продукт будет включать в себя теоретический материал, набор лабораторных работ по основным темам физики и модуль для составления отчетов для преподавателя.
Кроме того, у пользователей будет возможность выбора ролей при работе в группах - ученик, учитель или наблюдатель. Программный продукт можно использовать в различных режимах: с использованием VR и без него, для работы офлайн или для совместной работы в локальной или глобальной сети. Помимо технической поддержки, клиенты продукта также смогут заказать разработку и внедрение дополнительных лабораторных работ.
Концепция работы программного комплекса имеет два варианта. Первый вариант, который изначально разрабатывался как НИОКР, предполагает использование шлема виртуальной реальности, подключенного к компьютеру. В рамках студенческого проекта мы создаем более доступные версии лабораторных работ, так как стоимость шлемов высока. Поэтому мы также разрабатываем мобильную версию. Достаточно запустить программное обеспечение на смартфоне, поместить его в корпус для телефона и управлять лабораторной работой с помощью контроллера или геймпада. Разрабатываемое ПО позволит заменить импортные аналоги программного обеспечения для проведения лабораторных работ по физике, такие как PhET от Университета Колорадо в Боулдере.
Отечественное ПО будет ориентировано на школьников - в отличие от доступных вариантов, которые предназначены для инженеров и технического персонала, работающего с оборудованием на заводах. Планы Томского государственного университета включают завершение программы по радиофизике к концу текущего года. В долгосрочной перспективе эта разработка также содействует профориентации школьников и студентов.