Найти в Дзене

VR Конкурс: Применение виртуальных технологий в подготовке к профессиональной деятельности в условиях высокого электрического напряжения

Изображение из открытых источников
Изображение из открытых источников

Актуальность

Недостаточная профессионально-психологическая подготовка может привести к человеческим потерям и жертвам. Профессионально-психологическая подготовка позволяет подготовить высокоэффективного специалиста, который способен выполнять деятельность в экстремальных условиях.

В особенности активно виртуальные технологии используются для изучения реакций человека на экстремальную среду. Создание настоящих экстремальных ситуаций способствуют большому риску обучающихся сотрудников, которые еще не имеют достаточного опыта. Поэтому требуется воссоздание схожих условий, но без риска для жизни и здоровья. Виртуальные технологии помогают это осуществить. В процессе осуществляется профессиональная и психологическая подготовка в схожих опасных условиях. Сотрудник не только тренируется в оттачивании в последовательности и верности действий, но и психологически настраивает самого себя. [2,7]

Наличие множества программ, посвященных различным видам профессиональной деятельности, различным экстремальным ситуациям, ситуациям, требующим быстрого и четкого решения, дают возможность готовить почти каждого сотрудника в соответствии с его специальностью. [1,3]

Особое внимание хотелось бы уделить работе специалистов в области высокого электрического напряжения. Электрический ток — это движение частиц, которые являются носителем электрического заряда, которые могут быть источником электромагнитных полей и участвовать в электромагнитных взаимодействиях. [4]

Электрический ток человечество использует во всех сферах жизни: для передачи энергии, для освещения, радиотелефонной связи, телевидения, в электродвигателях, транспорте, бытовой технике, аккумуляторах, отоплении и многом другом. Электричество окружает нас практически все время, но мы плохо знаем, что делать в том случае, когда оно выходит из-под контроля. Могут возникнуть замыкания, перебои, вследствие чего возникает опасность попасть под воздействие электрического тока. Важно четко знать, что делать в тех или иных случаях, если происходит подобная опасная ситуация. Во многих случаях, если имеется возможность, привлекается помощь специалистов, которые имеют соответствующую подготовку и умеют работать с подобными ситуациями.

Но в силу своей специфики, имеются затруднения в подготовке специалистов при работе с током. Обычно подготовка осуществляется в теоретическом плане, из-за опасности получения электрического удара. Создание искусственных ситуаций позволяет в какой-то мере отработать алгоритм действий, но этого недостаточно. Для того, чтобы достичь полной эффективности, необходимо применение иных способов обучения, например, погружение в виртуальную реальность. С помощью виртуальных технологий возможно в безопасном формате отработать большое разнообразие ситуаций от самых простых до экстремальных, причем в контролируемых, безопасных условиях. Это позволит закрепить имеющиеся теоретические знания и начать актуализировать практические, что все в своей совокупности составит те начальные умения, позволяющие сотруднику постепенно переходить на все более сложные реальные случаи. Подобная подготовка позволит подготовить специалиста как в области профессиональных навыков, так и в области психологических. Ведь работа с электричеством представляет большую угрозу.

Неопытный специалист может испытывать страх, неуверенность в своих силах, а в случае аварийной ситуации он может не решиться на активные действия. А промедление, неверные действия в экстренные моменты могут привести к серьезным потерям и даже смертям людей. Поэтому важно осуществлять профессионально-психологическую подготовку ко всем возможным ситуациям, в том числе и экстремальными.

-2

Краткий обзор литературы

Интересен проект «Виртуальный электрик», реализуемый в филиале АО «Сетевая компания» [5] Нижнекамские электрические сети, который осуществляется через применение виртуальных технологий. С помощью виртуальных очков обучаемый смотрит видео, в котором четко отражены этапы действий при выполнениях тех или иных работ, указаны возможные опасности, которые могут возникнуть процессе. Такая подготовка способствует более быстрому обучению электромонтеров, особенно в совокупности в работе начинающего специалиста с более опытным. Программа отражает большое количество важных деталей, которые характерны определенным ситуациям и выполняемым операциям, которые соответствуют реальным.

Применение тренажера способствует более крепкому закреплению знаний и практических навыков, а также более интересно в прохождении сотрудниками. Многократная отработка профессионального алгоритма действий с помощью тренажера позволит достичь необходимой профессионально-психологической подготовки электромонтёра.

Применение новых технологий также осуществляется и в области обучения тушения пожаров. Исследование «The Evaluation of Virtual Reality Fire Extinguisher Training» [9] проведенное в 2020 г. в Норвегии было направлено на то, чтобы узнать, как стажеры оценивают свое обучение обращению с огнетушителем в виртуальной реальности. Результаты показали, что более половины слушателей положительно оценили VR-тренировку и сообщили о положительных эмоциях во время тренировки. Однако большинство предпочитало традиционное обучение или относилось к нему нейтрально. Две основные темы, которые участники оценивали по-разному, — реалистичность обучения и их эмоциональные переживания во время сеанса виртуальной реальности. В то время как обучение в виртуальной реальности на этом этапе рассматривалось как хорошее дополнение к реальному обучению, его отсутствие реализма было серьезным недостатком, но преимущества для здоровья и безопасности, а также эффективность и удобство этого обучения были очевидными преимуществами по сравнению с реальным обучением.

В исследовании «Understanding VR-Based Construction Safety Training Effectiveness: The Role of Telepresence, Risk Perception, and Training Satisfaction» [12], проведенного в Корее 2022 году, были проанализированы данные опроса 248 строителей, прошедших обучение технике безопасности при строительстве с использованием виртуальной реальности. По полученным результатам было отмечено, что применение виртуальных технологий, их наглядность и интерактивность оказало большое влияние на результаты обучения техник безопасности. Так же важно отметить и то, что строители сами отмечали удовлетворенность после прошедших занятий, они сами чувствовали положительный эффект от оказанного воздействия.

В статье «Использование компьютерных тренажеров при обучении военнослужащих тактико-специальным дисциплинам в десантном училище» описывается применение технологий виртуальных технологий в программе «ХАМЕЛЕОН» для обучения огневой подготовки курсантов [6].

Занятия, осуществленные в таком формате, позволяют создать условия боевых действий, в процессе которых обучаемым предлагается выполнение своей профессиональной деятельности с сохранением собственной безопасности. Высокая сопряженность реального снаряжения с его отражением в виртуальном мире, позволяет достичь четкой отработке необходимых движений, которые позволяют успешно совершить выстрел. Помимо этого, используются другие различные тренажеры, для обучения снайперов, командиров, для обучения ведения огня на ближней и дальней дистанции.

Наблюдая за современными исследованиями, можно выявить тенденцию к использованию виртуальных технологий с целью повышения профессиональной и психологической готовности специалистов, выполняющих свою деятельность в экстремальных условиях. [10.11]

Изображение из открытых источников
Изображение из открытых источников

Цель проекта и задачи

Цель:

Показать возможности эффективного осуществления профессионально-психологической подготовки к профессиональной деятельности в условиях высокого электрического напряжения.

Задачи:

· Изучить литературу и систематизировать знания касательно указанной темы;

· Подобрать методики и необходимые программы для VR-очков;

· Провести исследование;

· Получить и оформить выводы по проведенной работе;

· Дать рекомендации по области применения полученных результатов.

Методы

1. Опросник «Самочувствие, активность, настроение» (САН). Авторы: В. А. Доскин, Н. А. Лаврентьева, В. Б. Шарай, М. П. Мирошников, Карелин А.

2. Личностная готовность к риску. Автор: А.М. Шуберт.

3. Измерение психофизиологической составляющей функционального состояния. Измерение ЧСС (частоты сердечных сокращений).

4. Тест достижений. «Оказание первой помощи при поражении электрическим током». Авторская разработка

Используемое оборудование: Vive Focus Plus.

Методики математической статистики: Среднее значение, стандартное отклонение, U-Критерий Манна-Уитни, AMOVA.

Моделировалась экстремальная ситуация посредством технологий виртуальной реальности. С помощью программы ARPort SafetyVR [8] в режиме «Оказание первой помощи при ударе током» испытуемым предлагалось пройти обучение по работе в условиях высокого напряжения, а также выполнить поставленную цель и спасти пострадавшего, который находится под воздействием электрического тока, и при этом не попасть самому в смертельную опасность.

В процессе обучения испытуемые учились обращать внимание на обстановку, оценивать возможные риски, выстраивать алгоритм поведения, который позволил устранить или избежать, обнаруженную опасность, а также затратить на это оптимальное количество времени. Участники больше обращали внимание на сложившуюся ситуацию, где высока вероятность получения ударом тока. Вызывали помощь. Знакомились с особенностями распространения и проведения тока через пространство и материалы, узнавали про верный алгоритм действий при нахождении в поле шагового напряжения. Принимали участие в эвакуации пострадавшего. Узнавали, как обесточить человека, как верно его после этого можно взять, за какие части тела, как далеко необходимо оттащить человека от зоны поражения электрическим током, какие биологические процессы необходимо проверить и как и что делать вследствие такой-то ситуации, как оказать первую помощь и т.д.

В начале обучающей программы озвучивается цель занятия, а в его процессе отмечается, какой шаг необходимо выполнить в данный момент и на что стоит обратить внимание, чтобы его успешно завершить. Несмотря на это, продвижение по ходу тренинга у многих шло не всегда успешно. Кто-то совершал смертельные ошибки по незнанию: брал проводящие ток предметы, с помощью которых отбрасывал оголенный провод. Кто-то совершал ошибки по невнимательности: не замечал нужный предмет и использовал ненужный, в результате чего его било током; забывал куда отбросил провод и в итоге наступал на него, невнимательно слушал инструкцию и т.д. Ошибки влекут за собой потерю баллов, а смертельные ошибки, следовательно, смерть спасателя. Причем она сопровождается внезапной и сильной вибрацией в джойстиках (имитация удара током), а также отображением, как управляемый игроком спасатель падает на землю. Затем озвучивалось, что послужило результатом подобного исхода, в чем была совершена ошибка. Для некоторых испытуемых совокупность вышеописанных элементов вызывала испуг.

После каждой фатальной ошибки участники вновь начинали обучение с самого начала. Некоторые после первой «смерти» боялись продвигаться по обучению дальше, у кого-то решения о том, что сделать становились осторожнее, но в конечном итоге абсолютно все успешно завершили его. Через получение теоретических и практических знаний они успешно обучились оказанию первой помощи при ударе током.

Описание целевых групп

Испытуемые – 32 человека, студенты, проходящие обучение по направлению «Экстремальная психология».

Этапы работы

· 1 этап – проведение констатирующего исследования, диагностика уровня обучения деятельности в зоне высокого напряжения.

· 2 этап – формирующий эксперимент, проведение профессионально-психологической подготовки сотрудников-практикантов посредством VR-технологий.

· 3 этап – контрольный замер зависимой переменной, анализ и обработка полученных данных, получение выводов по проделанной работе и их оформление.

Результаты

Изначально были проведены тестирования и замеры (САН, готовность к риску, Тест достижений. «Оказание первой помощи при поражении электрическим током», ЧСС) у 32 студентов с кафедры «Экстремальная психология». Была осуществлена диагностика уровня обучения деятельности в зоне высокого напряжения. После, по результатам было отобрано 20 человек. 10 из них вошли в экспериментальную группу, а 10 других вошли в контрольную группу. Экспериментальная группа принимала участие в обучающей программе с помощью виртуальных технологий. Контрольная группа не подвергалась никакому воздействию. По успешному завершению профессионально— психологической подготовки, с экспериментальной группы снова собиралась информация по тестированиям. У контрольной группы также проходило тестирование во второй раз. Было проведено исследование самочувствия, настроения, активности, уровня готовности к риску, результатов тестировании по оказанию первой помощи в результате удара тока, а также измерение пульса всех 32 исследуемых до выделения групп и проведения экспериментального воздействия. Анализ дал следующие результаты.

-5

По таблице 1 можно понять, что «Тестирование» (Тест достижений. «Оказание первой помощи при поражении электрическим током»), пройденное 32 испытуемыми в среднем было оценено в 5 из 10 баллов, что показывает средний уровень знаний по оказанию первой помощи при получении удара электрическим током. Самочувствие в среднем по выборке набрало 44,94 баллов, что говорит о благоприятном состоянии испытуемых. Активность в среднем набрало 39,78 баллов, данные показатели отражают несколько пониженные значения по активности. Настроение по средним значениям набрало 47,84 баллов, что также отражает благоприятное настроение испытуемых. Готовность к риску в среднем проявляется на уровне -1,69, что говорит о средних значениях склонности к риску среди опрашиваемых. Пульс по средним значениям составляет 77 ударов в минуту, что отражает показатели в рамках нормы. На следующем этапе, из 32 человек было отобрано 20 человек с самыми низкими значениями по Тесту достижений. «Оказание первой помощи при поражении электрическим током для участия в эксперименте». Эти 20 человек были разделены на 2 группы: экспериментальную группу (ЭП) и контрольную группу (КГ). Для того, чтобы узнать есть ли различия в показателях КГ и ЭГ на первом замере был применен непараметрический критерий U—Критерий Манна—Уитни.

-6

В таблице 2 можно увидеть, что значимых различий в показателях КГ и ЭГ нет. Это означает, что группы значимо не различаются по результатам методик. Но можно выделить результаты по «Настроению» и «готовности к риску», значимость которых проявляется на уровне тенденций U=27,5 и U=25 при p≥ 0,05. На следующем этапе было оказано стрессовое воздействие через VR- очки. На ЭГ было оказано экспериментальное воздействие, а на КГ нет. Чтобы определить наличие каких-либо изменений был применен однофакторный дисперсионный анализ ANOVA.

-7

Как видно из таблицы 3, значимых результатов не имеется. Показатели при прохождении методик в первый и во второй раз значимо не различаются. Результаты по Тесту достижений. «Оказание первой помощи при поражении электрическим током», САН, готовности к риску, ЧСС не имеют между первым и вторым замером достоверных различий.

-8

Расчеты по однофакторному дисперсионному анализу ANOVA показали в таблице 4 значимые результаты в показателях Теста достижений. «Оказание первой помощи при поражении электрическим током» на уровне высокой значимости F=28,562 при p≤0,001. Также интересны показатели по «Активность» из методики САН, которые проявляют значимость на уровне тенденций F= 3.162 при p≥ 0,05. Показатели испытуемых экспериментальной группы по всем методикам после прохождения обучающей программы значимо повысились, что можно увидеть в таблице 4, а также графиках 1-2. У лучшились результаты по тестированию. Показатели по «Настроение» лишь слегка повысились, хотя они изначально были высокими, такими же высокими и остались. «Самочувствие» улучшилось до высоких показателей, что отражает позитивные изменения в самоощущении студентов. Также высоких значений почти достигли показатели по «Активности». Важно отметить, что показатели по пульсу находятся в рамках нормы, в том числе и уровень риска. Что говорит о эффективности проведенного экстремального воздействия и успешному осуществлению профессионально—психологической подготовки, которая выражается в оптимальных значениях по готовности к риску, пульсу, самочувствии, активности, настроении.

-9

Показатели испытуемых экспериментальной группы по всем методикам после прохождения обучающей программы значимо повысились, что можно увидеть в таблице, а также графиках № 1-2. Улучшились результаты по тестированию «Оказание первой помощи при поражении электрическим током». Показатели по «Настроение» лишь слегка повысились, хотя они изначально были высокими, такими же и остались. «Самочувствие» улучшилось до высоких показателей, что отражает позитивные изменения в самоощущении студентов. Также высоких значений почти достигли показатели по «Активности». Важно отметить, что показатели по пульсу находятся в рамках нормы, в том числе и уровень риска. Что говорит о эффективности проведенного экстремального воздействия и успешному осуществлению профессионально-психологической подготовки, которая выражается в оптимальных значениях по готовности к риску, пульсу, самочувствии, активности, настроении. Для сравнения показателей КГ, на которую не было оказано экспериментальное воздействие. Было проведено исследование показателей контрольной группы при первом и втором замере.

Подводя итоги по проанализированным данным можно сказать следующее:

Результаты по всей выборке из 32 человек находятся в рамках нормы. Показатели контрольной группы во втором замере в сравнении с первым значимо не отличаются. Значимых результатов нет. Результаты экспериментальной группы значимо отличаются в показателях по «Тест» (Тест достижений. «Оказание первой помощи при поражении электрическим током») и имеют высокий уровень значимости при p≤0,001. Что говорит о большом влиянии, которое было оказано на экспериментальную группу с помощью обучающей программы. Также выделяется показатель "Активность" на уровне тенденций. Сравнивая средние показатели по КГ и средние показатели по ЭГ по каждому замеру, можно увидеть большую разницу, которая проявляется в значительном повышении показателей при втором замере в сравнении с первым. Это наблюдается у экспериментальной группы, которая проходила обучающую программу. А у контрольной группы, которая не подвергалась никакому воздействию, никаких значимых изменений не имеется.

Изображение из открытых источников
Изображение из открытых источников

Заключение

Анализируя результаты, можно сказать, что воздействия оказанное на экспериментальную группу было эффективно, что подтверждает достижение цели проекта показать возможности эффективного осуществления профессионально-психологической подготовки к профессиональной деятельности в условиях высокого электрического напряжения. Также было выяснено, что применение виртуальных технологий, нацеленных на развитие навыков деятельности в опасных ситуациях, способствует повышению профессионально— психологической подготовки студентов к деятельности в экстремальных условиях и оптимизации у них показателей самочувствия, настроения и общей активности.

Область применения результатов.

Данные исследования можно использовать в качестве основы для разработки специальных тренингов с применением технологий виртуальной реальности для представителей профессий особого риска или для подготовки специалистов к деятельности в экстремальных условиях, в том числе и в условиях высокого электрического напряжения.

Благодарности: Особую благодарность хочу выразить Березиной Т. Н., Бузанову К.Э и ООО "АРПорт".

Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда, проект № 19-18-00058 П.

Авторы :  Гвоздева А.А, Зинатуллина А.М.

Литература:

1. Бадзюк И.Л., Чепурных Н.К. Применение технологии виртуальной реальности при обучении навыкам оказания первой помощи: научное обоснование, практический опыт// Образование и право. – 2021. – № 9. – С. 279-286.

2. Березина Т.Н., Перепечина А.С., Бузанов К.Э. — Коррекция негативных психических состояний студентов-психологов экстремального профиля посредством технологий виртуальной реальности // Современное образование. – 2020. – № 4. –С. 1-12.

3. Вяльцев А.В., Павлов М.М., Янц А.И. Использование технологий виртуальной реальности в подготовке горноспасателей// Инновационная наука. – 2017. – №. 1– С. 59–61

4. Гвоздева А.А., Зинатуллина А.М. Эффективность применения виртуальных технологий для обучения студентов техникам безопасности жизнедеятельности // Психолог. — 2023. - № 5. - С.193-205.

5. Как подготовить электромонтера: Проект «Виртуальный электрик». URL:https://uppro.ru/library/personnel_management/personnel_training/kak-podgotovitelektromontera/ (дата обращения: 31.07.2023).

6. Тумаков Н. Н. Использование компьютерных тренажеров при обучении военнослужащих тактико-специальным дисциплинам в десантном училище //Актуальные проблемы преподавания математических и естественно-научных дисциплин в образовательных организациях высшего образования: Материалы Всероссийской научно-методической конференции. – К.: – 2020. – С. 428-434.

7. Тычков А. Ю., Буныгин Е. В. Виртуальная реальность для вооруженных сил: обзор // Вестник Пензенского государственного университета. – 2020. – Т. 32 № 4. – С.107-114.

8. ARPort. VR тренажеры по охране труда и ПТМ. URL: https://www.arport.ru/vr-safety (дата обращения:31.07.2023).

9. Saghafian M, Laumann K, Akhtar RS, Skogstad MR. The Evaluation of Virtual Reality Fire Extinguisher Training // Front Psychol.-2020. – Volume 11. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7680855 / (дата обращения:31.07.2023).

10.Said N.B., Molassiotis A., Chiang VCL. Psychological first aid training in disaster preparedness for nurses working with emergencies and traumas. / International Council of Nurses. – 2022. – №69(4) – С. 548-558.

11.Sun Xin-Yang. Mental Health of Chinese Peacekeepers in Liberia//The European Journal of Psychiatry.-2014. – Том 28. № 2. – С. 77-85.

12.Yoo J.W ., Park J.S., Park H.J. Understanding VR-Based Construction Safety Training Effectiveness: The Role of Telepresence, Risk Perception, and Training Satisfaction. //Applied Sciences. – 2023. – Т. 2, №13. URL: https://www.mdpi.com/2076-3417/13/2/1135 (дата обращения: 31.07.2023).