Введение
В соответствии с действующими федеральными государственными образовательными стандартами среднего общего образования организации, осуществляющие образовательную деятельность, должны реализовывать в обучении обучающихся старших классов учебный план одного или нескольких профилей обучения (естественнонаучный, технологический, социально-экономический, гуманитарный и универсальный) при наличии условий профессионального обучения с целью выполнения конкретного вида трудовой деятельности (профессии) в сфере технического и обслуживающего труда [1].
Профильное обучение старшеклассников и предваряющая его предпрофильная подготовка в основной школе являются главными для их профессионального становления, так как определяют конкретику выбора ученика – сначала профиля обучения, а затем индивидуальных траекторий его профессионального образования и развития. Определившись с тем или иным вариантом профориентационного направления собственной деятельности, обучающийся направляет свои образовательные усилия на углубленное изучение тех учебных предметов выбранного профиля обучения, которые являются профилирующими для его будущей профессии.
Разные аспекты проблемы организации профильного обучения и предпрофильной подготовки обучающихся не раз становились объектом пристального внимания ученых. Сегодня в условиях цифровой трансформации образования одним из актуальных направлений в указанном контексте выступает проблема поиска современных методов и технологий обучения, которые бы позволили обучающимся более глубоко погрузиться в профессиональную среду, при этом осознавая соответствующий прикладной аспект получаемых предметных знаний, например по математике.
По мнению авторов, хорошим потенциалом для разрешения указанной проблемы обладают иммерсивные технологии [2]. Использование таких технологий позволяет обучающимся погружаться в мир профессий за счет активации иммерсивной реальности [3–5]. При этом такое погружение можно осуществлять, усиливая предметную подготовку обучающихся и демонстрируя им реальную необходимость изучения учебного предмета для решения профессиональных задач выбранного направления. Сказанное справедливо, в частности, в контексте обучения математике.
Целью исследования стал анализ возможностей использования иммерсивных технологий для предпрофильной и профильной подготовки обучающихся по математике.
Материалы и методы исследования
В ходе исследования авторами использовались эмпирические и теоретические методы: сбор и анализ теоретических данных, изложенных в научных статьях, входящих в базу РИНЦ и список ВАК, представленных, в частности, в научной электронной библиотеке ELIBRARY.RU и на сайтах оригинальных журналов, беседы с обучающимися и учителями на предмет актуальности использования иммерсивных технологий в обучении математике, моделирование цифровой образовательной среды на уроках математики с использованием иммерсивной игровой симуляции профессиональной направленности.
Результаты исследования и их обсуждение
Иммерсивность (от англ. immersion – «погружение» или «вовлечение») определяется буквально как погружение, эффект присутствия. Иммерсивность не является инновационным явлением, возникшим в условиях развития цифровых технологий. Следы иммерсивной деятельности можно обнаружить во многих сферах жизнедеятельности человека, особенно в сфере искусства. Представители мира искусства: писатели и поэты, режиссеры и сценаристы, художники и др. – по своей природе всегда стремились погрузить читателя или зрителя в создаваемый ими мир, до определенного момента доступный только автору, отражающий его фантазии и видения и позже воплощенный в предметах искусства – книгах, фильмах, картинах и др. Например, художникам удавалось создавать портреты людей, глаза которых оказывались всегда устремленными на зрителя, созерцающего картину. Такой эффект создает ощущение динамичного и живого портрета человека, который в реальности находится рядом, что удачно используется сценаристами и режиссерами кинофильмов.
Другим примером погружения зрителей в похожую реальность являются так называемые иммерсивные театральные постановки или иммерсивные театры [6; 7]. Во многих городах мира есть театры, в которых зритель не просто наблюдает за сценой, но и включается в игру актеров. Например, некоторые постановки российского театра «Благодать», который находится в Кисловодске, а также московского театра «Ромэн» строятся именно так. Зрители могут станцевать на сцене, включиться в диалог с героями постановки, с головой окунуться в воссоздаваемую актерами атмосферу, почувствовав себя неотъемлемой частью спектакля. Гости театров остро чувствуют создаваемую окружающую реальность, воспринимая ее не только аудиовизуально, но и всем телом, производя различные движения.
С появлением современных устройств виртуальной и дополненной реальности иммерсивность все более проникает в разные сферы жизнедеятельности человека: виртуальные экскурсии, тренажеры-симуляторы, 3Д-телевидение и др. – все это примеры использования иммерсивных технологий.
Сегодня под иммерсивными технологиями понимают совокупность технологий расширенной реальности, которые предназначены для имитации физического мира через цифровые виртуальные среды, создающие эффект погружения [8, с. 7]. В зависимости от усовершенствования компьютерной техники эффект погружения может быть разным: от стороннего созерцания небольших 3D-изображений на экране до пространственного и временного ощущения присутствия в созданном мире. Но в любом случае иммерсивные технологии предполагают взаимодействие с иммерсивными реальностями.
Реальность (от лат. realis – вещественный, действительный) – философское понятие, используемое в различных контекстах для обозначения общего существующего. Это мир, который объективно проявлен; часть вселенной, изучаемая соответствующей наукой; существующие объективно явления и факты, то есть реально существующие. Понятие «реальность» оказывается достаточно многогранным. Различают разные виды реальности. Современный этап научно-технического прогресса привел человечество к использованию такого понятия, как иммерсивная реальность. Иммерсивную реальность можно определить как полностью или частично искусственную реальность, соединяющую в себе элементы естественной, реально существующей реальности и реальности, воссозданной с использованием достижений современных цифровых технологий. Иммерсивная реальность проявляется в форме виртуальной, дополненной или смешанной реальности, которые нередко объединяются под общим термином – расширенная реальность (рис. 1).
Иммерсивная реальность в настоящее время получила широкое распространение в мире развлечений – играх, симуляторах (тренажерах), рекламе и т.д. Однако ее можно успешно использовать и в профессиональной сфере. Например, в условиях дополненной реальности дизайнер может посмотреть на платье, надетое на манекен, и увидеть на экране AR-устройства добавленные на одежду декоративные элементы – пуговицы, броши, бусины и др. Это позволяет ему оценить, как эти элементы будут выглядеть на платье в действительности, а значит, как следствие, совершенствоваться в своей профессиональной сфере, придумывая новые образы.
Рис. 1. Иммерсивная реальность Источник: составлено авторами на основе [9; 10, с. 13–14]
Кроме того, сегодня создано множество игр – симуляторов профессиональной деятельности, которые погружают пользователя в виртуальный мир профессий – водителя автобуса, продавца, частного предпринимателя, бухгалтера и др. Примерами таких игр являются:
− Pharmacy Simulator (предоставляет невероятно аутентичный опыт работы в аптеке, предлагая пользователю попробовать свои силы в разных профессиях, связанных с аптечным бизнесом, примеряя на себя роли администратора аптеки, создателя лекарственных препаратов, продавца лекарств, грузчика и др.);
− Doctor Simulator (позволяет пользователю решать сложные профессиональные задачи, которые могут возникнуть у врача – распознавать болезнь по симптомам, назначать лечение или рекомендовать провести дополнительные тесты и др., выполнять операции, а также заботиться о медицинском учреждении – больничной палате).
Симуляторы профессиональной направленности находят живой отклик в молодежной среде, несмотря на то, что большинство из них представлены на английском языке. Это означает, что такое направление иммерсивных игр будет развиваться и совершенствоваться. В связи с этим имеет смысл начать использовать их и в образовательном пространстве. Хотя, как показало проведенное авторами исследование, иммерсивные технологии сегодня еще не нашли своего достойного применения в образовательном пространстве [11]. Причина такой ситуации, в частности, кроется в относительно высокой стоимости специального оборудования (таких как очки или шлемы иммерсивной реальности) и программных приложений в сочетании с риском их быстрого устаревания, отсутствии специализированного образовательного контента, соответствующего учебной программе, а также, как следствие, необходимости адаптации учебных материалов и изменения программ обучения, пока еще нередко недостаточно высокой технологической грамотности педагогов, а также необходимости учета разных условий и ограничений по использованию специального оборудования и т.д.
Тем не менее ускоренное развитие цифровых технологий в последние годы не обходит стороной и сферу образования. Вопросы цифровой трансформации образования особенно актуальны, открывая новые направления педагогическому сообществу – использование искусственного интеллекта в деятельности педагога, иммерсивное обучение с использованием иммерсивной реальности в среднем и профессиональном образовании и др. Правильное использование цифровых технологий может стимулировать у обучающихся мотивацию к учению, повысить интерес к учебному процессу, помочь лучше понять учебный материал, увидеть его практическую направленность, сделать знания доступными и масштабируемыми [12; 13].
Для демонстрации сказанного приведем пример встраивания одной из игр-симуляторов в учебный процесс по математике. Урок по математике профессиональной направленности по теме «Подготовка к ОГЭ по математике. Решение практико-ориентированных задач» с использованием VR-технологий может быть смоделирован следующим образом [14; 15].
Ход урока:
1) учитель рассказывает о деятельности провизора и фармацевта;
2) учитель предлагает перейти в VR и посредством погружения в игру-симулятор Pharmacy Simulator наглядно посмотреть, с какими профессиональными задачами может столкнуться сотрудник аптеки;
3) в VR перед обучающимися как перед продавцами аптеки, в частности, может возникнуть необходимость произведения некоторых математических расчетов при работе с клиентами (рис. 2);
4) учитель предлагает вернуться за парты и решить математические задачи, предложенные обучающимся в VR;
5) после обсуждения ответов школьников учитель предлагает посмотреть в VR результаты решений аптекаря;
6) обучающиеся возвращаются за парту – подводят итоги по уроку, отвечают на вопросы по математическому содержанию решенных задач;
7) обучающиеся дают обратную связь об уроке, описывая в контексте рефлексии свои впечатления от погружения в профессиональную сферу деятельности аптекаря.
Как можно видеть, погружение обучающихся в мир профессий через симуляцию на уроке профессиональных ситуаций делает восприятие более живым и проникновенным. А значит, это позволит обучающимся более глубоко погрузиться в профессиональную среду и, как следствие, сделать осознанный выбор своей профессиональной деятельности и необходимого для желаемой профессии профиля обучения. При этом предметная учебная деятельность обучающихся (в математике – решение задач) находит свое новое отражение в условиях современности.
Рис. 2. Профессионально-ориентированная математическая задача продавца аптеки в Pharmacy Simulator (в перспективе на русском языке) Источник: составлено авторами
Заключение
Итак, проведенное авторами исследование показало, что внедрение иммерсивных технологий в образовательный процесс может обогатить опыт обучения и подготовить обучающихся к современным вызовам, в частности, в профессиональной сфере. Иммерсивные технологии обладают большими возможностями в профессиональном становлении обучающихся для накопления субъективного опыта будущего специалиста. При этом такое становление можно успешно интегрировать в предметное обучение учащихся, демонстрируя им, в частности, значимость математики для реальной действительности.
Библиографическая ссылка
Ульянова И.В., Лукьянова Т.А., Русяева А.С. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИММЕРСИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В КОНТЕКСТЕ ПРЕДПРОФИЛЬНОЙ И ПРОФИЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО МАТЕМАТИКЕ // Современные наукоемкие технологии. 2025. № 3. С. 139-143;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=40336 (дата обращения: 04.04.2025).
DOI: https://doi.org/10.17513/snt.40336