Проект «школа в “созвездии”» как организационный формат внедрения в образование vr-технологий

В данной статье описывается опыт реализации дополнительных общеобразовательных общеразвивающих программ. Представленный материал описывает процесс формирования трудовых навыков и проведения профессиональных проб при помощи системы VR (виртуальной реальности) и привлечения предприятий реального сектора экономики.

К.Н. Ефимов,
методист,
педагог дополнительного образования
С.Л. Милютина,
директор,
методист
Е.С. Хропов,
кандидат педагогических наук,
педагог дополнительного образования

Муниципальное бюджетное образовательное
учреждение дополнительного образования
«Центр развития творчества детей
и юношества “Созвездие”»,
г. Калуга

Развитие современного общества происходит быстрыми темпами, но система общего и дополнительного образования не всегда успевает справляться со скоростью изменений в современной экономике и вызовами нового поколения. Однако для учреждений системы образования жизненно необходимо отвечать на динамичные изменения, сохраняя при этом баланс между запросом общества и нормативной средой. Одним из выходов, позволяющих оперативно реагировать на социальный заказ и внедряемые инновации, является сетевая реализация образовательных программ, позволяющая расширить круг ресурсов образовательной деятельности.

Организация и осуществление образовательной деятельности при сетевой форме реализации образовательных программ регламентируется рядом нормативных документов: Федеральный закон «Об образовании в Российской Федерации», Приказ Министерства Просвещения России «Об утверждении Целевой модели развития региональных систем дополнительного образования детей», Приказ Минобрнауки России, Министерства Просвещения Российской Федерации «Об организации и осуществлении образовательной деятельности при сетевой форме реализации образовательных программ» [1; 2; 3].

Согласно нормативным документам, сторонами договора о сетевой форме реализации образовательных программ являются:

1. базовая организация – организация, осуществляющая образовательную деятельность, в которую обучающийся принят на обучение и которая несет ответственность за реализацию сетевой образовательной программы, осуществляет контроль за участием организаций-участников в реализации сетевой образовательной программы;
2. организация-участник – организация, осуществляющая образовательную деятельность и реализующая часть сетевой образовательной программы (отдельные учебные предметы, курсы, дисциплины/модули, практики, иные компоненты) (далее – образовательная организация-участник) и/или организация (научная организация, медицинская организация, организация культуры, физкультурно-спортивная или иная организация), обладающая ресурсами для осуществления образовательной деятельности по сетевой образовательной программе (далее – организация, обладающая ресурсами).

Сторонами договора о сетевой форме реализации образовательных программ могут являться несколько организаций-участников.

С точки зрения реализации дополнительных общеобразовательных общеразвивающих программ (далее – ДООП, Программа), наиболее удобным является договор с организацией, обладающей ресурсами. Это могут быть: концертный зал, специальное оборудование, цеховые помещения предприятия, в которых проводится профориентационная экскурсия. Даже если предполагается разовое посещение предприятия, договор все равно может/должен быть заключен.

Совместная реализация общеобразовательных программ позволяет не только взаимно использовать материальные ресурсы различных организаций, но и привлекать к образовательной деятельности педагогов узких специальностей. И здесь именно дополнительное образование может выступать источником необходимых кадров, поэтому «в обществе актуализируется; возникает необходимость активно использовать в системе образования его уникальные возможности [7, с. 25]».

Во исполнение приказа Министерства образования и науки Калужской области «О внедрении моделей реализации дополнительных общеобразовательных программ в сетевой форме» в городе Калуга реализуется 18 программ в сетевой форме [4]. Участниками программ являются, с одной стороны, муниципальные образовательные учреждения города Калуги и Калужской области, реализующие проекты «Точка роста», «Новые места дополнительного образования детей», с другой стороны – учреждения высшего и среднего специального образования, учреждения реального сектора экономики, научные учреждения и учреждения культуры.

Центр развития творчества детей и юношества «Созвездие» города Калуги (далее – Центр «Созвездие», Учреждение) реализует несколько ДООП посредством сетевого взаимодействия, которые включены в проект под общим названием «Школа в “Созвездии”». Так, например, последние три учебных года в Учреждении реализуется ДООП «ПРОФЕССИОНАЛьная траеКТОриЯ», которая носит профориентационный характер, а также ДООП «Виртуальная и дополненная реальность», нацеленная на освоение обучающимися и последующую самостоятельную разработку специальных программ и оборудования. В рамках данных программ ведутся занятия с учащимися школ города, которые помогают им не только с профессиональным самоопределением, но и предполагают проведение профессиональных проб при помощи системы VR (виртуальной реальности).

«Виртуальная реальность (VR) – это сгенерированное компьютером моделирование трехмерной среды, которое может быть испытано человеком с помощью головного дисплея (HMD) или других устройств для погружения. В этом виртуальном мире пользователи могут взаимодействовать с окружающей средой и другими объектами таким образом, который имитирует реальный опыт. Технология, лежащая в основе виртуальной реальности, существует уже несколько десятилетий, но недавние достижения в области вычислительной мощности и графики сделали ее более доступной и реалистичной» [9, с. 2]. При этом «образовательная VR – отдельная область применения цифровых технологий, направленная на обеспечение образовательного процесса, позволяющая расширить объем знаний, опирающаяся на достоверную искусственную реальность, создаваемую человеком без образовательного процесса – преподавателей и обучающихся» [8, с. 70]. Дополненная реальность вызывает интерес, повышает уровень познавательной активности обучающихся, но «новые технологии надо рассматривать не как самоцель, а как средство достижения цели: повышение эффективности преподавания» [5, с. 21].

В рамках данной статьи представлен опыт реализации в сетевой форме программы «Виртуальная и дополненная реальность» как в различных школах города Калуги и Калужской области, так и на базе Центра «Созвездие» (учащиеся организованно доставляются на занятия школьными автобусами). Основным партнером в реализации Программы выступает предприятие реального сектора экономики ООО «Листон».

В Центре «Созвездие» создан VR-симулятор токарного и фрезерного станков. Занятия проводится в кабинете «Точка роста», оборудованном интерактивной панелью и имеющим доступ к сети «Интернет».

Каждый модуль представляет собой 4 спаренных урока. Стандартная продолжительность одного занятия – 2 урока по 45 минут. Каждое занятие выстраивалось на основе методики преподавания технологии. Для полного охвата учащихся занятия проводились группами по 10 человек.

Занятие встраивается в общую методику и предполагает либо освещение темы «Техника безопасности при работе на станке», либо две темы – «Техника безопасности при работе на станке» и «Работа на станке». В первом случае занятие носит пропедевтический характер. Во втором случае целесообразно применение оборудования при отсутствии мастерских.

Абсолютное большинство участников занятий ранее не имело опыта работы с VR, следовательно, в начале первого урока с каждым обучающимся проводился краткий инструктаж по работе с органами управления и встроенным в программное обеспечение VR-шлема обучающим комплексом.

При проведении занятий все действия учащегося выводились на интерактивную панель. Это позволяло не только осуществлять контроль со стороны педагога, но и ускоряло освоение материала другими учащимися группы. Следовательно, время прохождения курса по технике безопасности и отработки алгоритма работы на станке сокращалось от первого учащегося к последнему.

Работа на занятии строилась по определенной схеме. Ученик проходит вводный курс управления VR и далее в виртуальном пространстве при помощи педагога проходит полный алгоритм работы на станке:

– осваивает технику безопасности;

– изучает основные элементы станка и последовательность работы;

– вытачивает пробную заготовку.

В ходе одного парного занятия, группа из 9–10 человек полностью проходит этап обучения управлением VR и этап работы на токарном станке. При этом на первом занятии учащийся вытачивает пробную заготовку без заданных размеров.

Второе спаренное занятие строится полностью на работе с фрезерным станком. Учащиеся также выполняют пробную обработку детали без заданных размеров.

Третье и четвертое спаренные занятия являются контрольными. Они предполагают обработку заготовок на двух станках по заданным индивидуальным размерам без сопровождения педагога. Модуль VR заканчивается четвертым занятием.

Основной целью работы в среде VR при пропедевтике является содействие более эффективному обучению технологии работы на станках. Обучающиеся осваивают технику безопасности работы на станках, изучают основные элементы управления станком и на последующих занятиях, после прохождения контроля, приступают к работе на станках в мастерских (при их наличии). Ведь «получить теоретические знания очень важно, но проведение операции или сложного опыта внутри виртуальной реальности без страха за свою жизнь даст полезные практические навыки, которые обязательно пригодятся в будущем» [6, с. 20].

При отсутствии в школе мастерских данные занятия носили ознакомительный характер.

Для проверки эффективности использования VR был проведен эксперимент с участием обучающихся школ, имеющих мастерские со станками. Для организации экспериментальной работы было сформировано 2 группы по 10 человек – контрольная и экспериментальная:

– учащиеся контрольной группы занимались без VR-среды, их обучение строилось по стандартной методике: изучение техники безопасности и алгоритмов работы при доступе к реальным станкам;

– экспериментальная группа получала пропедевтический этап в среде VR, что несколько увеличивало количество часов на освоение темы.

Результаты эксперимента

Контрольные срезы по теории (техника безопасности, устройство станка, алгоритмы работы на станке) обнаружили явное преимущество экспериментальной группы: отметки учащихся были в целом выше, нежели у контрольной, что объясняется наличием виртуальной практики.

Контрольные практические занятия (вытачивание заготовки на станках), напротив, обнаружили некоторое преимущество контрольной группы, в которой учащиеся знакомились с органами управления станка на реальных устройствах, что обусловило большую точность движений и выработанных навыков.

Дополнительно накануне практического контрольного занятия на реальных станках для контрольной и экспериментальных групп проводилась оценка уровня тревожности. Учащиеся экспериментальной группы в целом показали более низкий уровень тревожности. Данные показатели могут говорить о том, что занятия в среде VR позволили обучающимся более уверенно чувствовать себя накануне контрольного занятия, так как они больше времени проводили в работе со станками в виртуальной среде и рассмотрели на виртуальной практике различные ситуации и пути их преодоления. На основании всего изложенного выше можно сделать вывод о более высоком уровне готовности к практике в целом.

Таким образом, можно заключить, что VR-симуляторы совершенно необходимы для работы при отсутствии мастерских и являются важным дидактическим пропедевтическим средством подготовки учащихся при их наличии.

Практические навыки работы учащихся в рамках взаимодействия с ООО «Листон» не могли быть осуществлены, так как инструкции по технике безопасности и технологический процесс производства не предусматривают такой возможности. Однако при посещении производства школьники смогли познакомиться с работой профессионалов в реальных условиях.

В заключение необходимо отметить: тенденции развития современного общего и дополнительного образования указывают на то, что количество таких программ в Калуге и Калужской области будет увеличиваться, а значит, учащиеся будут получать более полное, доступное и качественное образование, отвечающее современным реалиям и интересам поколения, смотрящего в будущее.

 

          Список источников:

1. Федеральный закон от 29 декабря 2012 г. № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации».
2. Приказ Минпросвещения России от 03.09.2019 № 467 «Об утверждении Целевой модели развития региональных систем дополнительного образования детей».
3. Приказ Минобрнауки России № 882, Минпросвещения России № 391 от 05.08.2020 «Об организации и осуществлении образовательной деятельности при сетевой форме реализации образовательных программ».
4. Приказ Министерства образования и науки Калужской области № 1311 от 21.09.2022 «О внедрении моделей реализации дополнительных общеобразовательных программ в сетевой форме».
5. Бобров Ю.В., Карушева Е.Н., Алисов В.С. Технологии виртуальной реальности в образовательном процессе: метод. рекомендации. Архангельск: Изд-во АО ИОО, 2022. 123 с.
6. Иванько А.Ф., Иванько М.А., Романчук Е.Е. Виртуальная реальность в образовании // Научное обозрение: Педагогические науки. 2019. № 3-1. [Электронный ресурс]. – URL: https://science-pedagogy.ru/ru/article/view?id=1911 (дата обращения: 30.09.2024).
7. Создание новых мест дополнительного образования детей: Методический сборник для руководителей и педагогов субъектов Российской Федерации в целях реализации и продвижения мероприятия федерального проекта «Успех каждого ребенка» национального проекта «Образование». СПб.: Счастливый билет, 2021. 192 с.
8. Хозе Е.Г. Виртуальная реальность и образование // Современная зарубежная психология. 2021. Том 10. № 3. С. 68–78.
9. Чичулин А. Виртуальная реальность: технология будущего, которое уже наступило! Издательские решения, 2023. 50 с.