Исследования эффективности виртуальной реальности в обучении

Современные дети с раннего возраста легко осваивают пользование мобильными устройствами и компьютерами. При этом независимые исследования в области школьного образования показывают, что 65% пятиклассников не могут выполнить сложение, вычитание, умножение и деление, а 75% девятиклассников допускают ошибки в решении системы из двух уравнений. Эксперты видят проблему в методах построения обучения, низкой мотивации школьников и непонимании смысла в учебе.

Как показывает реальность, новое поколение требует нового подхода в обучении, цель которого — добиться максимального понимания, усвоения и закрепления информации, формирования новых навыков у учащихся. В последние годы образование стало доступнее за счет внедрения цифровых инструментов. 

Виртуальная реальность — технология, способная качественно улучшить образование за счет интерактива и иммерсионности. По данным опроса, опубликованного в Business Wire, более чем 1000 школьных учителей США (83%), считают, что VR может улучшить обучение. 

В 2015 году в университете Петрозаводска было проведено исследование эффективности использования виртуальной реальности для обучения в юношеском и взрослом возрасте. Ученые сравнивали успешность усвоения материала при помощи традиционных и VR-методов. Было создано пять обучающих программ по биологии и геометрии, в которых приняли участие ученики старших классов средних школ, а также взрослые и пожилые люди. После изучения темы с помощью виртуальной реальности отстающие ученики из группы «VR» давали на 40-50% больше правильных ответов, а отличники и вовсе показали результаты в 100%.

Другое исследование, проведённое в Китае, изучало влияние VR на академическую успешность, эффективность усвоения материала и долговременную память студентов. Испытуемые были разделены на четыре группы по 10 человек в каждой. Первые две группы изучали материал с помощью VR-технологий, вторые — с помощью традиционных методов. По итогам тестирования, проведенного сразу после обучения, группа «VR-студентов» показала оценки на 27% выше, чем группа, изучавшая материал традиционным способом. Результаты повторных тестов снова подтвердили эффективность виртуальной реальности, которая как оказалось способствует не только усвоению материала, но и сохранению знаний. Показатели «VR-студентов» превышали показатели контрольной группы на 32%.

При этом опрос самих испытуемых показал, что 80% из них VR-методики очень понравились, 20% — скорее понравились, чем нет, 95% сообщили, что по сравнению с классическим VR-обучение более «погружающее» и интерактивное, 85% отметили, что виртуальная реальность способствует долговременному сохранению знаний, 70% заметили, что стали лучше понимать материал, 50% обратили внимание на увеличение концентрации внимания, 45% увидели повышение академической успеваемости. 

Подтверждают выводы данных исследований и мнение американского педагога Эдгара Дейла, который в ходе многолетнего опыта преподавания выяснил, что прослушивание лекций и чтение являются наименее эффективными способами усвоения материала, в то время как имитация реальной деятельности позволяют максимально полно усвоить информацию.

Почему виртуальная реальность эффективна в обучении?

Визуальное воздействие 

Большинство людей являются визуалами. В учебном пособии «Психология познавательных процессов» указано, что через слуховой канал запоминается лишь 15% информации. Объясняется это тем, что скорость мыслительного процесса в 8-10 раз превышает скорость речи. Когда педагог преподносит учебный материал в устной форме, большая часть информации попросту минует центральный канал восприятия. Поэтому возникает необходимость в многократном повторении пройденного материала. В отличие от традиционных методов обучения, технология виртуальной реальности позволяет донести информацию точно до органа ее восприятия. Виртуальная реальность полностью сосредотачивает ученика на учебном процессе, не позволяя отвлекаться на внешние раздражители.

Эмоциональное воздействие

Принято считать, что эмоции мешают сосредоточенности на процессе обучения, а значит восприятию информацию. Однако психологические исследования доказывают обратное.  Ученые Нью-йоркского университета провели эксперимент с участием 115 добровольцев. Студентам показывали два вида изображений — вызывающие эмоциональную реакцию и нейтральные. Оказалось, что демонстрация эмоционально значимых изображений перед нейтральными увеличивает степень запоминания последних. Это означает, что любой материал может быть усвоен эффективнее, если обучающийся будет эмоционально вовлечен в процесс.

Виртуальная реальность позволяет демонстрировать предметы и явления, которые сложно представить и воспроизвести в реальности. Можно увидеть физические и химические процессы, природные явления, погрузиться в историю и культуру, испытав при этом живые эмоции и получив реалистичный опыт, 

Формирование навыков

Даже если информация воспринимается учащимся — это не говорит о том, что на её основе сформируется необходимый навык. Советский психолог П. Зинченко обнаружил в процессе экспериментов, что дети лучше запоминают числа в задачах, которые придумали самостоятельно, по сравнению с теми числами, которые были им предложены экспериментатором. Позднее данный эффект был подтвержден в независимых исследованиях американских психологов Норман Сламек и Питер Граф.

Самостоятельное усвоение учебного материала с помощью VR, получение личного опыта, возможность совершать работу над ошибками  способствуют приобретению навыков учащимися.

В московской школе № 627 на уроках физики и биологии опробован VR-проект, который дает детям возможность пользоваться приборами недоступными для обучения из-за своей специфичности, к примеру, счетчиком Гейгера для измерения радиоактивного излучения урана. Учащиеся также могут «завести» двигатель внутреннего сгорания и наблюдать за его действием в разрезе. Максимальное время урока, которое отводится на занятия в виртуальной реальности, составляет 15 минут.

В развитых европейских странах виртуальная реальность уже активно используется на уроках географии, истории и астрономии. Для развивающихся стран — это возможность сделать образование более прогрессивным и доступным. Например, основатель компании 360ed Хла Хла Бин использует панорамные камеры и экраны с обзором в 360°, чтобы записывать уроки лучших американских педагогов, а затем показывать их учащимся Мьянмы.