Використання імерсивних технологій в освітньому процесі: переваги підходу, аналіз комерційних систем, класифікація навчальних середовищ

2024;
: cc. 219 - 237
1
Національний університет «Львівська політехніка», кафедра програмного забезпечення
2
Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів, Україна

В останні роки зростає популярність інформаційних технологій, їх роль та ступінь використання у багатьох сферах, зокрема в освітній галузі. Впровадження цифрових навчальних засобів в навчальний процес дозволяє підвищити його гнучкість, застосовувати більш індиідуальні підходи до здобувачів освіти та заохочувати їх до самовдосконалення.
Сьогодні використання багатьох цифрових технологій, таких як аудіо- та відео-пристрої, інтерактивні дошки, комп’ютери, планшети тощо, для кращого засвоєння навчального матеріалу, є звичним в освітніх закладах. Імерсивні технології, такі як віртуальна та доповнена реальності, набувають все більшого розвитку за останнє десятиліття та займають свою нішу в галузі освіти.
Технології віртуальної реальності дозволяють створити штучний інтерактивний тривимірний світ, з яким користувач взаємодіє за допомогою залучення органів чуття. Для взаємодії з об’єктами цього світу необхідно використовувати спеціальні периферійні пристрої, які бувають різного типу, від простих, як шоломи чи рукавички, до складних, як навігаційні панелі чи кімнати. Недоліком такого програмного забезпечення є неможливість забезпечити його кросплатформеність для різних типів апаратного забезпечення, яке може використовуватися в освітньому процесі.
На основі аналізу наукової літератури виявлено шляхи підвищення ефективності навчання шляхом впровадження в освітній процес імерсивних навчальних середовищ, а також підкреслено основні переваги навчання за використання технологій віртуальної реальності порівняно з традицій- ними методами. Проведено аналіз сучасних шоломів як основного пристрою відтворення віртуального світу для освітніх платформ та визначено, що найпопулярнішим з них є модель Oculus Quest 2.
Завдяки аналізу магазину застосунків Oculus визначено, що серед комерційних систем лише незначний відсоток можна використовувати як допоміжні засоби в навчальному процесі.
У статті представлено сформовану класифікацію імерсивних освітніх середовищ, яка визначає набір функцій у системі визначеного типу. Використовуючи запропоновану класифікацію, можна визначити необхідні характеристики розроблюваного застосунку віртуальної реальності для навчання та обрати оптимальні технології для його реалізації.

  1. Кремень, В. Г. (Ред.). (2021). Енциклопедія освіти (2-ге вид.). Юрінком Інтер.
  2. Коджаспірова, Г. М, & Петров, К. В. (2021). Технічні засоби навчання та методика їх вико- ристання. Видавничий центр «Академія».
  3. Мельник, І., Задерей, Н., & Нефьодова. Г. (2018, 14-19 травня). Доповнена та віртуальна реаль- ність як ресурс навчальної діяльності студентів. Інформаційні технології та комп’ютерне моделювання: матеріали статей Міжнародної науково-практичної конференції (с. 61-64). ПНУ ім. В. Стефаника.
  4. Christou, C. (2010). Virtual Reality in Education. In Affective, Interactive and Cognitive Methods for e- Learning Design: Creating an Optimal Education Experience (pp. 228-243). IGI Global, Hershey.
  5. Fuchs, P., Moreau, G., & Guitton, P. (2011). Virtual Reality: Concepts and Technologies. Boca Raton, CRC Press. https://doi.org/10.1201/b11612
  6. Tovar, D. F., Jonker, V., & Hürst, W. (2020). Virtual Reality and Augmented Reality in Education: A review.        https://educate-it.uu.nl/wp-content/uploads/2020/02/20200204_rapportage-...
  7. Kuhail, M. A., ElSayary, A., Farooq, Sh., & Alghamdi, A. (2022). Exploring Immersive Learning Experiences: A Survey. Informatics. (9). https://doi.org/10.3390/informatics9040075
  8. Schott, C., & Marshall, S. (2020). Full-immersion virtual reality for experiential education: An exploratory user experience analysis. Australasian Journal of Educational Technology. (37), 96-110. https://doi.org/10.14742/ajet.5166.
  9. Chung, W., & Barnett-Cowan, M. (2023). Sensory reweighting: a common mechanism for subjective visual vertical and cybersickness susceptibility. Virtual Reality. (27), 2029-2041. https://doi.org/10.1007/s10055-023-00786-z
  10. Martín-Gutiérrez, J., Mora, C. E., Añorbe-Díaz, B., & González-Marrero, A. (2017). Virtual Technologies Trends in Education. Eurasia Journal of Mathematics, Science and Technology Education. 13(2), 469- 486.    https://doi.org/10.12973/eurasia.2017.00626a
  11. Jumani, A. K., Waqas, A. S, Laghari, A. A, Abro, A., & Abdullah, A. K. (2022). Virtual Reality and Augmented Reality for Education. In Multimedia Computing Systems and Virtual Reality. Boca Raton. CRC Press. https://doi.org/10.1201/9781003196686-9.
  12. Calvet, L., Bourdin, P., & Prados, F. (2019, 5-7 November). Immersive Technologies in Higher Education: Applications, Challenges, and Good Practices. 3rd International Conference on Education and E- Learning (pp. 95-99). Atlantis Press. https://doi.org/10.1145/3371647.3371667.
  13. Radianti, J., Majchrzak, T. A., Fromm, J., & Wohlgenannt, I. (2020). A systematic review of immersive virtual reality applications for higher education: Design elements, lessons learned, and research agenda. Computers & Education. (147). https://doi.org/10.1016/j.compedu.2019.103778.
  14. Hu-Au, E. & Lee, J. (2018). Virtual reality in education: a tool for learning in the experience age.International Journal of Innovation in Education. 4(4), 215-226. https://doi.org/10.1504/IJIIE.2017.10012691.
  15. Mäkelä, M., Kiltti, P., Vilpola, I. & Tervonen, J. (2012). Suitability of a Virtual Learning Environment for Higher Education. Electronic Journal of e-Learning. 3(1), 23–32.
  16. Ray, A. B., & Deb, S. (2016). Smartphone Based Virtual Reality Systems in Classroom Teaching — A Study on the Effects of Learning Outcome. 2016 IEEE Eighth International Conference on Technology for Education (T4E) (pp. 68-71). https://doi.org/10.1109/T4E.2016.022.
  17. Janssen, D., Tummel, C., Richert, A., & Isenhardt, I. (2016). Towards Measuring User Experience, Activation and Task Performance in Immersive Virtual Learning Environments for Students. Immersive Learning Research Network, Second International Conference (ILRN) (pp. 45-58). https://doi.org/10.1007/978-3-319-41769-1_4.
  18. Sviridova, E., Yastrebova, E., Bakirova, G., & Rebrina, F. (2023) Immersive technologies as an innovative tool to increase academic success and motivation in higher education. Front. Educ. (8). https://doi.org/10.3389/feduc.2023.1192760
  19. Bryson, S. (2013). Virtual reality: A definition history ‒ A personal essay. https://doi.org/10.48550/arXiv.1312.4322.
  20. Fortune Business Insights. (2021, 4 May). Virtual Reality in Education Market to Reach USD 13,098.2 Million by 2026; Introduction of Virtuosi, an on-demand Educational Platform by Quality Executive Partners to Bolster     Growth:                      states               Fortune      Business          Insights™.        https://www.globenewswire.com/news- release/2021/05/04/2222262/0/en/Virtual-Reality-in-Education-Market-to-Reach-USD-13-098-2-Million-by-2026- Introduction-of-Virtuosi-an-on-demand-Educational-Platform-by-Quality-Executive-Partners-to-Bolster-Growth.html
  21. Неводник, Л. О. (б. д.). Віртуальна екскурсія як одна із ефективних форм організації навчального процесу.     http://osvita.ua/school/lessons_summary/education/36910/.
  22. Creed, C., Al Kalbani, M., Theil, A., Sarcar, S., & Williams, I. (2023). Inclusive AR/VR: accessibility barriers for immersive technologies. Universal Access in the Information Society. (23), 1-15. https://doi.org/10.1007/s10209-023-00969-0.
  23. Slavova, Y., & Mu, M. (2018, 18–22 March). A comparative study of the learning outcomes and experience of VR in education. 2018 IEEE Conference on Virtual Reality and 3D User Interfaces (VR) (pp. 685– 686).    https://doi.org/10.1109/VR.2018.8446486
  24. KOCH News. (2019, 14 March). Virtual Reality is Transforming Koch Facilities. https://news.kochind.com/news/2019/virtual-reality-is-transforming-koch-...
  25. Березовский, В. С., & Стеценко, І. В. (2013). Створення електронних навчальних ресурсів і онлайн навчання. Видав. група BHV.
  26. Statista. (2023, October). Share of Steam users with a virtual reality (VR) headset worldwide as of September 2023, by device. https://www.statista.com/statistics/265018/proportion-of-directx-versions-on-the-platform-steam/
  27. Oculus Store. (n. d.). Explore VR Experiences. https://www.oculus.com/experiences/