Образование в России иногда напоминает старинную телегу, которая медленно и мучительно движется по ухабам. Инженеров учат по устаревшим лекциям, рисуют схемы на досках и долго изучают теорию, в то время как на практике им зачастую приходится работать с деталями своих проектов. Но вот на сцену выходит виртуальная реальность (VR) и приносит с собой совершенно новый взгляд на обучение. В Томском государственном университете (ТГУ) уже начали использовать VR-технологии в обучении: студенты могут в виртуальном пространстве изменять положение электронов, создавать 3D-модели и проводить симуляции, погружаясь в процесс изучения на совершенно новом уровне. Это не просто игра, а настоящая революция для будущих инженеров и конструкторов.
Посмотрите реализованные проекты на сайте: https://t.me/vxr_design.
Самое главное, что делает VR, — это устраняет разрыв между теорией и практикой. Строение атома на доске может показаться скучным и однообразным, а вот в виртуальной реальности вы сами можете перемещать электроны по орбитам. Эта возможность помогает лучше понять сложные концепции и углубить знания. Для студентов, изучающих контролируемые измерения и автоматизацию (КИПиА), виртуальная реальность предлагает возможность безопасно работать с датчиками давления и температуры, моделируя реальные ситуации на заводе, однако без риска для жизни. Нефтегазовые специалисты также получают шанс обучаться разборке компрессоров и кранов в виртуальной среде, что помогает им отработать навыки до perfecccion.
Применение VR в разных областях инженерии
В КНИТУ-КАИ авиационные инженеры могут симулировать сборку композитных деталей самолетов, не прибегая к затратам на материалы и оборудование. А на металлургическом комбинате учат специалистов тушить виртуальные пожары на газопроводах, чтобы в реальной жизни ими не допускались ошибки. Задачи, которые решают такие программы, как правило, сосредоточены на повышении безопасности, развитии практических навыков и пространственного мышления. В то время как Россия несколько отстает в производственной сфере, виртуальная реальность предоставляет возможность для быстрого и эффективного обучения без дополнительных финансовых затрат.
VR-технология представляет собой набор инструментов, включающих в себя шлемы для полного погружения в виртуальную среду и контроллеры для интерактивного взаимодействия. Она позволяет студентам создавать 3D-модели, обучаться на платформах как Unity или Unreal Engine, а также осваивать интерфейсы для таких компаний, как Boeing и Газпром. Привлекательность этой технологии заключается в том, что университеты и колледжи могут значительно сократить затраты на оборудование и ресурсы. Вместо традиционных учебных классов студенты обучаются в виртуальных киберклассах, что дает возможность избежать огромных вложений в материальную базу.
В Томском университете, например, применяется VR в Агробиотеке ТГУ, где студенты с помощью VR-очков могут создавать атомы, перетаскивая их частицы и изучая орбитали в 3D. Таким образом, они могут безопасно экспериментировать и оценивать поведение различных структур, что создаёт совершенно новые возможности для преподавателей.
В КИПиА также внедряются обучающие симуляторы от компании Vizzion, которые помогают отрабатывать навыки калибровки датчиков и взаимодействия в виртуальных производственных условиях. Нефтегазовый сектор находит новое применение в обучающих платформах, таких как Modum Lab, которые позволяют студентам тестировать свои знания, используя PDF-схемы и изучая детали в виртуальной мастерской. Эти инновации позволяют преподавателям иметь доступ к аналитическим данным и отслеживать успеваемость студентов.
КНИТУ-КАИ внедряет различные курсы по виртуальной реальности, которые значительно ускоряют процессы обучения и позволяют студентам осваивать детали сборки самолетов и использования композитных материалов. Все эти практики формируют основу для навыков выпускников, подготавливая их к реальным условиям работы в промышленности.
Преимущества использования VR в образовательном процессе
Преимущества VR при обучении инженеров очевидны. Во-первых, это безопасность. С помощью VR-тренажеров студенты могут проводить опасные манипуляции в рамках симуляции, избегая возможных травм и несчастных случаев. Нефтегазовая и металлургическая отрасли, в частности, довольны внедрением виртуальных технологий, что позволяет спасать жизни и готовить специалистов к действительным экстремальным ситуациям.
Во-вторых, это экономия средств. Широкое использование виртуальной реальности позволяет минимизировать затраты на оборудование и материалы, что особенно актуально для учебных заведений с ограниченным финансированием. Например, КНИТУ-КАИ может имитировать заводы и производственные линии без необходимости фактического производства, что значительно снижает расходы.
В-третьих, погружение в процесс обучения увеличивает память и удержание материала. В ТГУ было замечено, что результаты студентов, использующих VR-технологии, значительно лучше по сравнению с традиционным изучением на доске. Виртуальные проекты также предоставляют возможность многократного повторения, что актуально для навыков сборки и обращения с оборудованием.
Введение автоматизированных систем оценки навыков помогает преподавателям отслеживать прогресс студентов, что упрощает процесс обучения и позволяет быстрее выявлять проблемные области.
Масштабируемость технологий VR также играет ключевую роль. Один тренажер может быть использован для обучения огромного числа студентов, что значительно увеличивает доступность обучения в больших группах. В ГУАП, к примеру, уже успешно интегрировали геймдизайн с промышленными технологиями, что приносит реальные результаты на рынке труда.
Мировая практика показывает, что такие компании, как Airbus и Toyota, активно используют VR-технологии в своих процессах. Россия тоже начинает догонять, и такие гиганты, как Газпром и РЖД, начинают осознавать потенциал внедрения виртуальной реальности.
Однако, как и в любой новой технологии, есть нюансы, которые стоит учесть. Например, важно начинать с пилотного проекта, чтобы понять, как данная технология будет работать в конкретном учебном заведении. Инвестировать крупные суммы сразу не рекомендуется, лучше вначале протестировать технологии и собрать данные.
Также важно выбирать платформы, которые имеют систему мониторинга и позволяют отслеживать прогресс студентов. Отличные примеры таких платформ — Modum и VR Concept. Обучение преподавателей также не стоит сбрасывать со счетов: важно, чтобы у них были навыки работы с VR и современные методические наработки.
Сложения процессов можно избежать, комбинируя разные формы обучения: тесты, симуляции и теорию. Не забывайте, что для бизнеса существуют варианты поставок тренажеров под ключ, такие как AVM Technology. Также популярность набирают курсы, которые готовят VR-разработчиков.
Стоит помнить, что виртуальная реальность — это не просто новый тренд. Это реальный инструмент для подготовки специалистов, который позволяет значительно повысить качество образования. В России, где количество инженеров снижается, использование VR-технологий открывает новые горизонты. Важно действовать, экспериментировать и адаптироваться, чтобы не остаться в прошлом и обеспечить качественное образование для будущих талантов.