3.3 Технология "Виртуальная реальность"

Средства, обеспечивающие "виртуальную реальность". Виртуальная реальность как разновидность мультимедиа

Развитие современных мультимедиа-средств позволяет реализовывать образовательные технологии на принципиально новом уровне, используя для этих целей самые прогрессивные технические инновации, позволяющие предоставлять и обрабатывать информацию различных типов. Одними из наиболее современных мультимедиа-средств, проникающих в сферу образования, являются различные средства моделирования и средства, функционирование которых основано на технологиях, получивших название виртуальная реальность.

К виртуальным объектам или процессам относятся электронные модели как реально существующих, так и воображаемых объектов или процессов. Прилагательное виртуальный используется для подчеркивания характеристик электронных аналогов образовательных и других объектов, представляемых на бумажных и иных материальных носителях. Кроме этого, данная характеристика означает наличие основанного на мультимедиа технологиях интерфейса, имитирующего свойства реального пространства при работе с электронными моделями-аналогами.

Виртуальная реальность - это мультимедиа-средства, предоставляющие звуковую, зрительную, тактильную, а также другие виды информации и создающие иллюзию вхождения и присутствия пользователя в стереоскопически представленном виртуальном пространстве, перемещения пользователя относительно объектов этого пространства в реальном времени.

Системы "виртуальной реальности" обеспечивают прямой "непосредственный" контакт человека со средой. В наиболее совершенных из них учитель или ученик может дотронуться рукой до объекта, существующего лишь в памяти компьютера, надев начиненную датчиками перчатку. В других случаях можно "перевернуть" изображенный на экране предмет и рассмотреть его с обратной стороны. Пользователь может "шагнуть" в виртуальное пространство, вооружившись "информационным костюмом", "информационной перчаткой", "информационными очками" (очки-мониторы) и другими приборами.

Использование подобных мультимедиа-средств в системе образования изменяет механизм восприятия и осмысления получаемой пользователем информации. При работе с системами "виртуальной реальности" в образовании происходит качественное изменение восприятия информации. В этом случае восприятие осуществляется не только с помощью зрения и слуха, но и с помощью осязания и даже обоняния. Возникают предпосылки для реализации дидактического принципа наглядности обучения на принципиально новом уровне.

Перспективно использование этой мультимедиа технологии в образовании для развития пространственных представлений, для организации тренировок специалистов в условиях, максимально приближенных к реальной действительности.

Осмысление информации, предоставляемой системами "виртуальной реальности", может быть уже не только теоретическим, но и практическим, а именно: наглядно-образным или наглядно-действенным. Практическое мышление требует меньших усилий по сравнению с теоретическим мышлением, восприятие образной информации, как правило, легче восприятия символьной информации. Поэтому мультимедиа-средства, построенные с использованием технологии виртуальной реальности в состоянии обеспечить лучшее понимание и усвоение учебного материала в процессе обучения. Однако важно понимать, что чем выше уровень систем виртуальной реальности, тем больше труда должно быть вложено в их создание, тем совершеннее должны быть технические средства информатизации, доступные учителям и школьникам.

Области применения технологии виртуальной реальности в образовании

можно представить следующим образом:

· - обучение в системе очного, заочного и дистанционного образования;

· - организация межпредметной интеграции и сетевого взаимодействия образовательных учреждений;

· - проведение телемостов, видеоконференций, образовательного вещания;

· - создание 3D электронных образовательных ресурсов;

· - создание 3D презентационных и информационных материалов;

· - создание виртуальных музеев, планетариев, лекционных залов, лабораторий и практикумов;

· - визуализация сложных объектов, моделей инженерных сооружений, физических явлений.

В отношении аппаратно-программного обеспечения необходимо отметить следующее. Решение использует принцип «пассивного стерео» (side-by-side), когда для каждого глаза формируется и подается отдельное изображение. В состав комплекса включены следующие функциональные модули: специализированная двух-платформенная графическая станция с двумя мониторами, специализированный экран, проекционная двух-проекторная установка, крепежно-юстировочная система, акустические системы, поляризационные фильтры, стереоочки для учителя и учеников, комплект коммутации и крепежа, набор программного обеспечения. В качестве графической станции используется традиционный IBM-совместимый компьютер со следующим характеристиками: процессор Core 2 Quad, частота не менее 2,83 GHz (или эквивалент), ОЗУ не менее 4ГБ (лучше 8Гб), графический адаптер стандарта PCI-E объем видеопамяти не менее 896 Мб, чип - GeForce GTX 260, жесткий диск не хуже 1 Tb, корпус с блоком питания не менее 600Вт.

Комплект программного обеспечения включает в себя: операционную систему с полным пакетом программ Fedora Linux 10 (или эквивалент), система виртуальной реальности Avango 2.03/Avango NG (или эквивалент), кционально не хуже, чем Microsoft Windows XP Pro SP3 c системой поддержки стерео режимов (или эквивалент),

-комплект офисного программного обеспечения, функционально не хуже, чем Microsoft Office 2007 Pro (или эквивалент),

-комплект антивирусного программного обеспечения с подпиской на обновление антивирусных баз на один год.

Для формирования качественного стереоизображения рекомендуется использовать 3LCD-проекторы, яркостью не менее 5000 Лм и аппаратным разрешением не хуже 1024х768 точек (например, Epson EB-G5200W) и комплект поляризационных светофильтров с пропускающей способностью не менее 70%. Дополнительными модулями могут быть: интерактивная доска, специальный манипулятор-джойстик с несколькими степенями свободы, интерактивный планшет и т.д.

Методический аспект заключается в создании (адаптации) методологии так называемого «виртуального повествования».

Виртуальное повествование объединяет в себе новейшие достижения в области виртуального окружения и искусственного интеллекта, реализует принцип edutainment, т.е. совмещает обучение (education) с развлечением (entertainment). Оно имеет много общего с тренажерами на базе технологии виртуального окружения, интерактивными моделями и «серьезными играми» (seriousgames), но отличается от них повествовательной (образовательной) направленностью. Урок в жанре виртуального повествования представляет собой рассказ, содержащий элементы интерактивности. Интерактивность позволяет установить обратную связь со слушателем и формировать сюжет виртуальной истории в зависимости от его предпочтений.

Учащиеся могут путешествовать в виртуальном планетарии, посещать древний разрушенный город, изучать законы сопротивления материалов и многое другое. Например, приложение «Виртуальный планетарий» предназначено для обучения школьников астрономии. Оно представляет 3200 ярчайших звезд, 30 объектов Солнечной системы и 88 созвездий. Все объекты отображаются так, как будто наблюдатель видит их из иллюминатора космического корабля. Стереоскопическая проекционная система создает иллюзию открытого космического пространства.

Резюмируя, можно отметить, что технологии виртуальной реальности, виртуального окружения и неогеографии в ближайшее время займут в образовании такое же привычное место, как телевидение, персональные компьютеры, мобильные телефоны и т.п. Остается только надеяться, что Россия в этом направлении будет двигаться, не отставая от других стран, а в чем-то даже опережая их.

ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОВЕДЕНИЕ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ

ОСНОВНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Для успешного перехода к реализации учебных телекоммуникационных проектов необходимо предусмотреть свободный доступ участников проектов к компьютеру в телекоммуникационном центре. Это даст возможность каждому из участников отправить свое послание по сети в любое удобное для него время. Практика показывает, что своевременность ответов партнерам - одна из составляющих успеха. В тех случаях, когда ответ затягивается во времени без соответствующего предупреждения, ребята теряют интерес к проекту. Вместе с тем, участники проекта должны иметь возможность спокойно обсудить и подготовить материалы чтобы не портить впечатление партнеров сырыми, непродуманными ответами. Поэтому целесообразно составить четкий график доступа к компьютеру в телекоммуникационном центре для различных групп, если в школе несколько групп участвуют в телепроектах. Точно также по графику должна осуществляться работа в рамках телеконференций, а при необходимости и прямая связь с партнерами для обсуждения каких-то вопросов.

Следует иметь в виду, что телекоммуникационная связь в принципе может и должна использоваться не только в учебных целях, но и в административных и просто в информационных, как достаточно оперативная, надежная и дешевая. Именно поэтому также необходим четкий график доступа к компьютеру для всех заинтересованных сторон.

Если в школе предполагается вести работу с телекоммуникациями по двум направлениям сразу - проектном и информационном - необходимо составить специальный план развития телекоммуникаций. В этом плане следует учесть интересы всех желающих использовать телекоммуникационные каналы связи. Помимо отдельных учителей и их учащихся, это может быть администрация, библиотека (медиатека) со своими интересами. Конечно, охватить сразу всю школу и всех учителей не представляется возможным, если учесть, что технических ресурсов на первых порах будет явно недостаточно (это, как правило, один компьютер и модем на всю школу).

Работа над любым телекоммуникационным проектом включает определенные ЭТАПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЕКТА, которые стоит учесть и четко спланировать для достижения максимальной эффективности проектной работы.