Современное интенсивное развитие технологий и производства обязывает ВУЗы постоянно адаптировать свои учебные программы под их нужду. Это в первую очередь касается лабораторных и практических работ, которые должны обеспечиваться соответствующим, за частую дорогостоящим, оборудованием. Ввиду этого становится актуальным обучение студентов с применением виртуальных технологий, позволяющих снизить финансовые затраты на обеспечение современного, высококачественного образования. Одним из этих направленностей считаются создание виртуальных лабораторий.
Виртуальная лаборатория показывает из себя программно-аппаратный комплекс, предоставляющий воплотить в жизни опыты, которые находятся в недоступности прямого контакта с реальной установкой или же при полной недоступности такой установки. В начальном случае мы располагаем такой проблемой, например, именуемой лабораторной установкой с удаленным доступом, в состав которой заходит действительная лаборатория, программно-аппаратное обеспечение для управления установкой и оцифровки приобретенных данных, а еще способы коммуникации. Во 2-ом случае все процессы моделируются при поддержке ПК [3]. Несмотря на то, что на практике виртуальными часто называют оба типа лабораторий, такое определение точно подходит только для второго типа. Именно они и будут рассмотрены далее.
К сожалению, количество существующих на данный момент виртуальных лабораторий, применяющихся в учебном процессе, довольно мало. Вот некоторые из них:
В 2014 году в МИЭМ НИУ ВШЭ который находился в Строгино, было создано очень большое количество разнообразных крутых вещей для обучения учащихся в ВУЗах, главным из таких проектов – лаборатория для прототипирования электронно-вычислительных средств. Потом,студенты решали не совсем типичную задачу по созданию комнаты, где вокруг вас летают разные виртуальные 3D-объекты. Например, чтобы было удобно разбираться в электронных микросхемах. Для того чтобы это все хорошо работало, понадобилось поставить дополнительно Virtalis для конвертации моделей 3D. Благодаря, такой связке они дают возможность создавать что угодно для прототипирования.
Он имеет возможность менять масштаб моделей, раскладывать их на отдельные элементы. Это может помочь наглядно анализировать наши ошибки, которые могли быть допущены студентами при проектировании [1].
Так же существует еще одна виртуальная лаборатория, которая называется Virtulab. Суть данный виртуальной лаборатории состоит в том что, она имеет целую коллекцию интерактивных уроков, как например по физике, химии, биологии и экологии. Есть 3D варианты лабораторных практик. Требуется flash–плеер [2].
В этот период весьма актуальна, такая проблема, как недоступность применимого лабораторного оснащения, в связи с постоянно и неуклонно развивающимся техническим прогрессом, еще есть значимые недостатки финансового обеспечения. Эксплуатация морально устаревших и недоступность современных учебных лабораторных комплексов не разрешают в полном размере получить практические способности для укрепления изученного теоретического материала, собственно, что отрицательно воздействует на качестве образовательного процесса в целом.
В ходе учебного процесса нами была поставлена задача создания виртуальной лабораторной работы по физике. Одним из трудоемких этапов являлся процесс создания рук учащегося, которые должны были повысить уровень естественности процесса работы в виртуальной лаборатории.
Для начала мы взяли бокс длинной в половину кисти и разделила его на 5 частей, потом выбрала Extrude по четырем полигонам до нормальной длины кисти. Потом делаем сформирование по грубым очертаниям, далее добавляем два сечения. Потом увеличиваем в 4 раза для создания большого пальца, придаем форму и добавляем детали. С помощью дополнительных сечений придаем пальцу округлую форму, подготавливаем переднюю часть для создания остальных пальцев. Далее добавляем еще сечения и объединяем между собой, создаем фаланги пальца, разделяя на столько частей в местах изгиба, сколько необходимо. Копируем пальцы, редактируем их и присоединяем к кисти и объединяем вершины, добавляем сегменты между пальцами, потом добавляем сечения для формирования кости запястья и большого пальца, а также несколько сечения для складок на ладони.
В дальнейшем разработанные модели составных частей виртуальной лаборатории будут интегрированы в программный комплекс Unreal, позволяющий обеспечить интерактивность процесса взаимодействия пользователя с объектами виртуальной среды.