Итоги всероссийской программы апробации иммерсивных технологий в школьном образовании

Группа учёных из Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) опубликовала исследование «Иммерсивные технологии в школьном образовании: по итогам всероссийской программы апробации» (PDF). Целью работы стало выявление структуры ожиданий российского педагогического сообщества от образовательных продуктов, разработанных на основе технологий виртуальной и дополненной реальности.

Авторы описали этапы программы апробации образовательного программного обеспечения виртуальной и дополненной реальности, проведённой Центром НТИ VR/AR Дальневосточного федерального университета. Участниками-тестировщиками 23 единиц образовательного программного обеспечения стали более 1000 школ из 51 региона России. Проанализировано 445 форм обратной связи, полученных анкетированием с помощью Google Форм.

Состав программы и краткие результаты

На программной Платформе Центра НТИ ДВФУ был представлен софт по 8 предметам школьной программы: химия (4 программных продукта), физика (3 продукта), иностранный язык (2 продукта), ОБЖ (1 продукт), биология (1 продукт), история (2 продукта), информатика и технология (3 продукта), математика (1 продукт); также проанализированы 2 продукта по междисциплинарной тематике, 3 для дополнительного образования и 3 для инклюзивного образования. Всего 17 продуктов с применением виртуальной реальности и 6 программ с дополненной реальностью.

Эти технологии пока не стали частью российского образовательного пространства, — сообщает описание гипотезы исследования. — Барьеры входа технологии в общеобразовательные учреждения известны: это относительно высокая стоимость, отсутствие специализированного образовательного контента, зачастую низкая технологическая грамотность педагогов, административная централизованность школ и некоторые другие. Неочевидной, но серьёзной причиной может являться также несоответствие существующих образовательных продуктов ожиданиям школьных педагогов, даже тех, кого можно отнести к категории «новаторов».

От 1095 зарегистрированных школ-участников был получен 1191 запрос на скачивание. Данные различаются, поскольку некоторые школы были готовы тестировать более одного продукта. При этом, наибольшим интересом образовательных организаций пользовались дисциплины естественнонаучного цикла (химия, физика). Скачивание приложений этого направления составило около 37,8% от общего числа.

Дисциплины по направлениям ОБЖ, дополнительного образования и информатики и технологий также оказались интересны педагогам-тестировщикам. Процент скачиваний приложений по этим направлениям составил 15%, 15,2% и 13,1% соответственно.

Процент скачиваний программ для дисциплин по иностранным языкам составил 8,9%. Меньше были интересны приложения по направлению истории — скачивание этих продуктов составило 5,49% от общего числа.

В результате программы 40% опрошенных педагогов не смогли провести урок с использованием тестируемого программного обеспечения и дать обратную связь по результату апробации. Основной причиной стал переход образовательных учреждений на дистанционный формат занятий в связи с пандемией COVID-19.

Вторая по распространенности причина — технические сложности: педагоги не смогли самостоятельно разобраться с установкой ПО и настройкой оборудования. Среди распространенных причин были отмечены следующие: несоответствие ПО изучаемым на период тестирования темам, отсутствие времени на уроке, отсутствие или болезнь учителей-предметников, новые СанПиНы, отсутствие необходимого оборудования в образовательном учреждении.

Самостоятельно установить и настроить тестируемое программное обеспечение смогли 56% участников, при этом только 3% отметили, что прилагаемое к ПО руководство пользователя не было понятным.

Положительно оценили тестируемое приложение 98% опрошенных.

Учёные выявили следующие кластеры ожиданий педагогического сообщества от образовательного программного обеспечения:

• соответствие образовательной программе и требованиям регулятора;
• простота в использовании;
• достижение новых типов образовательных результатов;
• ожидание высокой вовлечённости ученика, интерактива;
• передача монотонных методических функций от учителя программе;
• сохранение содержательных методических функций за учителем.

Среди главных достоинств тестируемых приложений участники выделили позитивное отношение школьников (46%), полезность (42%), удобство в использовании (33%), а также педагогический потенциал (32%) и выверенность методики (19%).

Среди прочих достоинств отмечены развитие новых навыков у учеников, геймификация, целесообразность погружения в среду для отработки практических навыков, визуализация процессов, наглядность (по сравнению с видео или статичным изображением), новые возможности для организации дополнительного образования, более эффективное запоминание, новизна и инновационность представляемого материала, полезность для закрепления и проверки знаний, пробуждение интереса детей к предмету и повышенная мотивация.

Отдельные недостатки тестируемых приложений отметили 61% опрошенных. Анализ ответов позволил объединить их в три основных блока. Среди недостатков протестированных образовательных приложений основными стали:

• Методические недостатки. Отмечается неочевидная целесообразность использования технологии виртуальной реальности и связанное с ним усложнение процесса преподавания, необходимость методической доработки и улучшение педагогического дизайна приложений.
• Содержательный недостаток. Отмечался недостаток контента и качества в ряде предлагаемых иммерсивных образовательных продуктов. Отсутствие в них вводного занятия/инструктажа для детей, которые надевают очки впервые.
• Технические сложности. Отмечено долгое время загрузки приложений. Требование к наличию различного типа и разновидностей устройств для программных продуктов с элементами виртуальной реальности.

На заключительном этапе Центр НТИ ДВФУ предоставил доступ к форме обратной связи и своей платформе экспертам-специалистам ФГБНУ «Психологический институт Российской академия образования» и общероссийской общественной организации «Российское психологическое общество».

Эксперты оценили 23 приложения как образовательные среды, позволяющие получить практический опыт через научные понятия и способствующие развитию дальнейшей познавательной активности. Все предоставленные иммерсивные образовательные продукты были рекомендованы в качестве вспомогательного инструмента в образовательных учреждениях.

Обратная связь

Анализ ответов на открытые вопросы форм обратной связи педагогов и содержания экспертных заключений позволили выделить следующие кластеры ожиданий педагогического сообщества от образовательного иммерсивного ПО:

1. Соответствие образовательной программе и требованиям регулятора

Эти ожидания характеризуются ответами следующего вида: «Приложение хорошее. Много уроков. Все уроки связаны с учебной программой», «Перед апробацией мы опасались, что ПО будет вызывать вопросы о соответствии образовательным стандартам, но были приятно удивлены», «Все темы укладываются в утверждённую образовательную программу дисциплины».

Анализ заключений экспертов Российской академии образования показал значимость формального соответствия образовательных решений федеральному государственному образовательному стандарту общего образования. Важно при этом отметить, что все 23 приложения оценены как соответствующие ФГОС и не содержащие требований к знаниям, превышающих нормы федерального образовательного стандарта.

2. Простота в использовании

Педагоги готовы воспринимать представленные продукты как учебные средства, поэтому возникают сопоставления с более привычными продуктами. В этом кластере ответов положительные оценки связаны с простотой и скоростью запуска устройств и приложений: «Удобное в использовании», «Порадовала возможность разрабатывать виртуальную среду без знаний языков программирования», «Приложение хорошо проработано для начинающих пользователей. Простая инструкция, вводная часть».

Были и негативные отзывы о необходимости прилагать дополнительные усилия и привлекать технических специалистов: «Не удалось установить программу с первого раза», «Усложняет процесс преподавания». К этому же кластеру ожиданий можно отнести широкий запрос на детальные инструкции по установке и запуску программного обеспечения учителем самостоятельно: «Не хватает видеоинструкций по установке ПО», «Столкнулись с непониманием того, как установить программное обеспечение […]».

Положительные отзывы часто относятся к приложениям, которые подготовлены к работе без помощи технических специалистов: «Отличные подробные инструкции, за пятнадцать минут перед уроком всё запустил», «Понравилось, что не пришлось обращаться к лаборанту при подготовке к уроку». Сюда же авторы причисляют широкий запрос на наиболее простой в использовании формат панорамного видео.

Вывод таков: с одной стороны, распространённое в педагогической среде ожидание простоты в использовании программных продуктов предъявляет дополнительные требования к методистам и разработчикам. С другой, оно может быть косвенным свидетельством психологической готовности внести эти продукты в личный перечень привычных педагогических средств.

3. Достижение новых типов образовательных результатов

Этот крупный кластер ожиданий связан со стремлением получить такие образовательные результаты, которые невозможны без применения иммерсивных приложений.

К этому кластеру можно отнести негативные отзывы о некоторых продуктах, вошедших в программу апробации: «Не выявлены явные преимущества использования приложения в виртуальной реальности, какие основные достоинства демонстрации/объяснения темы в VR перед 3D-видеороликом?», «Приложение несёт иллюстративную функцию, было бы лучше использовать готовые задания с иллюстрациями: тест, обучающее видео и пр.», «Не совсем понятна суть самой игры и суть применения VR, вполне резонно загрузить это приложение в маркет и запустить на планшете».

Эти отзывы, по мнению исследователей, могут говорить как о скепсисе по отношению к новым технологиям, так и об осознанном требовательном отношении к новым образовательным средствам. Важно обратить внимание на отзывы, детализирующие запрос к новому образовательному результату: «Добавить варианты лабораторных работ, возможно, не только по смешиванию реактивов. Добавить моменты «из жизни», моделирование бытовых ситуаций, где можно было бы применить данный опыт», «Работа в VR развивает логическое мышление и может использоваться при подготовке или проведении математических олимпиад, где предлагаются более сложные и нестандартные задачи, которые не рассматриваются в пределах школьной программы математики».

Значительное количество пожеланий и рекомендаций от педагогов предложено разработчикам в неформальном общении в Telegram-чате программы и во время вебинаров.

Положительные отзывы этого кластера позволяют дополнить представление об ожидаемых результатах: «Отлично подходит […], если ученик или любой другой человек стесняется или боится говорить с живыми людьми на английском языке»; «Понравилось, что добавили элементы лаборатории, которых нет в школе (добавление газа прямым путём очень удобно)»; «На уроке в школе мы учим формулу и запоминаем её как факт. Такой подход запоминается очень сложно, дети запоминают, сдают экзамены, а потом всё забывают. […] А в науке, чтобы понять базовые принципы, нужно опуститься на микроуровень и посмотреть, что происходит там».

Эти примеры могут говорить о том, что педагогическое сообщество ожидает от технологий не только большей эффективности освоения образовательной программы, но также её расширения как с точки зрения знаниевого компонента, так и с точки зрения типов достигаемых результатов.

4. Ожидание высокой вовлечённости ученика и интерактивности

Важным отмеченным преподавателями аспектом оказался вопрос о мотивации обучающегося при организации образовательного процесса: «[Нужно] больше оживлённых сцен»; «Долгое монотонное начало»; «Детям скучновато»; «Мало интерактива, нельзя потрогать предметы»; «Никакого эмоционального компонента, который в обязательном порядке должен быть в серьёзных играх»; «Добавить больше интерактива. Мало привнести технологию в школу, необходимо заинтересовать детей. Сделать хождение по сцене, способность разговаривать с несколькими NPC внутри одной сессии».

Этот кластер ожиданий существенно выделяет продукты дополненной и виртуальной реальности из ряда других образовательных средств. Авторы отмечают, что признанным умолчанием является уверенность педагогов в том, что функция вовлечения и удержания внимания может быть передана от самого педагога используемому на уроке программному обеспечению. С этим же кластером ответов можно связать большое внимание к активности ученика в виртуальной среде.

Эксперты оценили продукты по возможности взаимодействия с объектами, позволяющей оценить уровень вовлечения учеников в процесс обучения. В результате 14 тестируемых приложений были отнесены к активным средам, 8 — к средам средней степени активности, у 3 тестируемых приложений отмечена низкая активность взаимодействия с пользователем.

Положительные отзывы этого кластера получили образовательные продукты, поддерживающую активную роль пользователя: «Приложение с интерактивным материалом в игровом формате, можно остановить и посмотреть всю карту, отличная озвучка»; «Анимация сопровождается сообщением о том или ином объекте изучения, есть интерактивный материал в игровом формате»; «Таким способом очень легко овладеть вниманием учеников и дать им информацию, которую они легко, без затруднений освоят»; «Виртуальная лаборатория по химии в плане интерактивности на хорошем уровне, всё можно взять [и] со всем смешать».

5. Передача монотонных методических функций от учителя программе

Еще одно важное отличие иммерсивного ПО с точки зрения ожиданий педагогов — желание передать приложению часть методической работы. Учителя хотят видеть в программном продукте технические решения, упрощающие микроорганизационную работу: подсказки ученику, журналы и прочее, что поможет снять с них задачу «вести» ученика по ходу урока.

Такое желание объясняется в том числе отсутствием контроля со стороны учителя: учитель не всегда видит, что происходит в очках и не всегда имеет возможность вовремя помочь в случае непонимания задания, недостатка интуитивности интерфейса или недостатков в педагогическом дизайне программы. Эту особенность отметили и эксперты, подчеркнув отсутствие визуализация учителя и возможности его участия в виртуальной среде.

По степени иммерсивности 20 представленных образовательных сред оценены как среды с высоким содержанием учебного материала, способствующего возникновению выраженных эмоциональных реакций при обучении, что важно при применении дидактических средств обучения. Такая роль программного продукта, поглощающего все внимание ученика, подталкивает учителя к передаче функций сопровождения ученика во время урока программному продукту.

Этот тип ожиданий проявляется в ответах следующих типов: «Пошаговая инструкция для ученика логична и последовательна»; «Присутствуют подписи всех культурно-исторических объектов сцены, что создает у обучающегося более ясное представление о смоделированной местности»; «При использовании ПО у каждого ребёнка есть право на ошибку, возможность несколько раз провести эксперимент и отработать алгоритм действий, наличие личного кабинета, получение результатов, что экономит время и труд учителя».

Запрос на совершенствование ПО также иллюстрирует этот тип ожиданий: «Было бы хорошо, если во время работы учащиеся получали всплывающие подсказки»; «Добавить перед началом сценария краткий инструктаж по управлению, чтобы любой ребёнок мог бы сразу понять порядок действий»; «Можно добавить конкретные задания: что с чем «смешивать», и описания, для чего это нужно и где можно применить»; «Может быть, следует напоминать в процессе сценария, какой шаг из скольки выполнен, чтобы школьник понимал общий объём заданий».

6. Сохранение содержательных методических функций за учителем

Одновременно с готовностью передать программным продуктам рутинные методические задачи педагогическое сообщество демонстрирует существенный запрос на сохранение и расширение за педагогом содержательной и творческой роли.

Ответы респондентов показывают желание педагогов выступать в роли проектировщиков виртуальных сред, в которые погружаются их ученики, глубоко понимать происходящие в них процессы и оставить за собой лидирующую роль в коллективной рефлексии содержания урока.

Ряд ответов иллюстрирует желание и готовность педагогов адаптировать программные решения к своим задачам дизайна урока: «Программа понятная, простая, интерфейс максимально дружелюбный. Но есть небольшая проблема с созданием кастомных объектов. Это не очень просто, особенно учитывая и так перегруженный интерфейс Unity»; «Создать мотивацию для тех, кто создает модели для библиотек, сцен и предлагает новые решения, улучшающие продукт»; «Дать возможность учителю самому подбирать реактивы и лабораторную посуду»; «Больше библиотек с готовыми объектами, разбитых по предметам физика, химия и т.д.»; «Возможность импортировать объекты в формате fbx».

Одновременно с этим учителя выражают желание получить инструменты организации рефлексии виртуального опыта учеников в том же или в большем объёме, чем в лабораторных работах или при совместном разборе сложных теоретических тем: «Задание было интересное, особенно понравился небольшой итог, где в процентах отобразился результат по нескольким пунктам, мы с учениками разобрали причины успехов и неудач»; «Неудобно, что учителю и другим ученикам плохо видно на экране, что делает оператор; это мешает давать комментарии по ходу урока и разбирать результаты после использования виара»; «Очень понравился журнал, который ученик заполняет во время лабораторной работы прямо внутри программы. На своём компьютере я всё вижу и могу после сеанса виара обсудить этот журнал со всеми учениками, дать свою трактовку».

Выводы

Исследователи по результатам программы апробации заключают, что мы находимся в начальной стадии формирования рынка иммерсивных образовательных продуктов. Степень готовности к ним учителей соотносится с показателями ожидаемого результата, который сводится в «уравнение» мотивации учителя: «простота в использовании» + «достижение новых образовательных результатов» = использование технологий.

Ряд запросов к новому образовательному результату, отмеченных в третьем кластере, подтвердил, что учителя склонны использовать технологии для поддержки существующей практики, а не разрабатывать методологию в соответствии с новыми возможностями. Полученные данные подтвердили ряд исследований, согласно которым наибольшей эффективностью обладают продукты, поддерживающие активную роль пользователя.

В выводах подсвечена необходимость пересмотра ролей учителя и программного обеспечения, организации образовательного пространства и готовности педагогов выступать в качестве проектировщиков программных средств, а также описания лучших практик.

Завершая обзор проекта, учёные обозначили ещё одну проблему: многие учителя предпочитают отказываться от использования иммерсивных технологий по причине того, что не обладают достаточными навыками для их использования. Решение авторы видят в организации методической подготовки учителей-предметников к применению данных технологий на уроках посредством соответствующих курсов повышения квалификации (семинары, вебинары, конференции и так далее) и при подготовке молодых специалистов педагогического направления в вузах.

Авторы исследования

• Хукаленко Юлия Сергеевна (Россия, Владивосток) — Кандидат филологических наук, старший научный сотрудник Центра НТИ по нейротехнологиям, технологиям виртуальной и дополненной реальностей. Дальневосточный федеральный университет. Ведущий научный сотрудник, Национальный исследовательский университет ИТМО.
• Бажина Полина Сергеевна (Россия, Владивосток) — Кандидат педагогических наук, научный сотрудник лаборатории цифровой педагогики. Дальневосточный федеральный университет.
• Земцов Дмитрий Игоревич (Россия, Москва) — Проректор, Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики».

Не пропускайте важнейшие новости о дополненной и виртуальной реальности — подписывайтесь на Голографику в Telegram, ВК и Twitter!

Далее: Петрозаводский метаверс: Arcona сделала проект дополненной реальности в масштабах города, хотя может и больше