Киберхимия: школу можно будет «взорвать» в виртуальной реальности
Дальневосточные ученые разработали виртуальную лабораторию для проведения химических опытов в школах. К компьютеру, оснащенному специальным ПО, подключили шлем виртуальной реальности и ручные манипуляторы. С помощью этого комплекса преподаватель сможет дать школьникам свободу химичить без риска для здоровья. Если онлайн-курсы открыли всему миру доступ к лекциям лучших преподавателей мира, то технологии виртуальной и дополненной реальности в скором времени перевернут наши представления о доступности самых сложных практических и лабораторных работ, отмечают эксперты.
Химичить без риска
Программно-аппаратный комплекс, позволяющий проводить сложные химические опыты с реактивами и кислотами в виртуальной реальности и получать достоверные результаты, разработали ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ). Он представляет собой компьютер с подключенным шлемом виртуальной реальности и специальными ручными манипуляторами, которые по Bluetooth передают в компьютер данные о том, что делает ребенок.
— Преподаватель может дать учащимся свободу действий без риска, что кто-то от их опытов пострадает — например, опрокинет соседу на колени пробирку с серной кислотой, — рассказал «Известиям» разработчик VR-приложения, эксперт Центра НТИ ДВФУ по VR/AR, химик по образованию Виктор Демин. — Можно знакомить учащихся с современным лабораторным оборудованием без риска его порчи.
Студенты из Индии на занятиях в кабинете химии в школе биомедицины Дальневосточного федерального университета во Владивостоке
Еще один плюс виртуальной лаборатории: преподаватель может отслеживать действия каждого ученика и легко создавать новые лабораторные работы. Для этого достаточно просто скачать программу. Виртуальную лабораторию легко развернуть где угодно: в парке в хорошую погоду, в школьной библиотеке или в любом свободном учебном кабинете. По мнению разработчиков, аппаратно-программный комплекс будет в разы дешевле стандартной школьной лаборатории.
Достоверная виртуальность
Программа позволяет определить, что получается, если смешать одно вещество с другим, при этом учитывая соотношение количества веществ, их концентрации, температуру и другие факторы. Также в ней заложены системы визуализации, которые отвечают за создание картинки — кабинета, стола, приборов, бутылей, колб и т.д. А благодаря манипуляторам у пользователя появляется возможность «брать» объекты. Например, школьник сможет взять бутыль с раствором и перелить его в колбу. В ходе лабораторной работы ученики могут видеть химические процессы: выпадение осадка, выделение газа, изменение цвета и т.д.
Помимо ПО, ученые разработали комплект методических материалов, который необходим преподавателям для проведения занятий с использованием этого комплекса.
Рабочие прототипы контента для внедрения технологий виртуальной и дополненной реальности в систему общего образования были продемонстрированы на Московском международном салоне образования в апреле этого года.
— Наша главная задача — повысить качество и доступность образования, — говорит проректор по развитию ДВФУ Дмитрий Земцов. — Современный технологический пакет виртуальной и дополненной реальности позволяет оцифровать серьезную часть практических занятий, с которыми мы сталкиваемся в школе, колледже или на первых курсах университетов. А всё, что может быть оцифровано, легко сделать общедоступным. Как онлайн-курсы открыли всему миру доступ к лекциям лучших преподавателей мира, технологии виртуальной и дополненной реальности в скором времени перевернут наши представления о доступности для обучающихся самых сложных и дорогостоящих видов практических и лабораторных работ.
Экзамен в игре
Разработчики ведут переговоры с Минпросвещения и руководством нескольких школ, чтобы уже к концу 2018/19 учебного года внедрить технологию в формате педагогического эксперимента в пилотные учебные заведения Москвы, Санкт-Петербурга и Владивостока. Предполагается, что с помощью VR/AR-технологий школьники смогут готовиться к ОГЭ и ЕГЭ.
Учитель химии гимназии ДВФУ, выбранной для эксперимента, Светлана Середа уверена, что программа сделает практические работы интереснее.
— Она даст учащимся возможность проводить опыты без опасности для здоровья, но, думаю, полностью переходить на виртуальные лаборатории не стоит, — отметила она. — Благодаря комбинации стандартной учебной программы и обучающих компьютерных игр можно будет удерживать внимание и интерес ученика. Я готова принять участие в эксперименте.
Виртуальные лаборатории попадут и в учреждения среднего специального образования. Директор гуманитарно-экономического колледжа ДВФУ Мария Юденко сообщила «Известиям», что очень важен экономический эффект от введения новшества.
— Для меня как директора плюсом является то, что такие технологии снизят затраты на обновление материальной базы лабораторий и расходные материалы для практических и лабораторных работ по химии, — считает педагог. — Скудность школьного оборудования больше не сможет ограничивать детей в возможности испытать на практике задуманные эксперименты. Требуется лишь обучить учителей координировать процессы погружения в мир виртуальной и дополненной реальности.
Во внедрении виртуальной лаборатории в школы и колледжи примут участие ФГАУ «Фонд новых форм развития образования» и Российская академия образования. Соответствующее соглашение уже подписано.
