Імерсивне середовище навчання: порівняльний аналіз

Інтерес вчених до технологічно нових середовищ навчання залишається актуальним і тематика таких досліджень буде затребувана ще протягом довгого часу.

Вчені зазначають, що в ХХІ ст. освітній простір набуває нових рис з посиленням ролі синтетичного навчального середовища, а тому воно стає самостійним суб'єктом навчання завдяки розширенню його змістовного і дидактичного потенціалу, активної участі у формуванні компетентності учня, зокрема надання можливостей вибору, «занурення в навчання», адаптування навчального процесу до потреби та можливості учня [1].

З розвитком цифрових технологій і реалізацією принципів відкритої науки ми маємо можливість проаналізувати повнотекстові наукові публікації в Google Scholar за темою цього дослідження. Так, за запитом «імерсивне середовище навчання» було проіндексовано 695 статей українських вчених, а за запитом «immersive learning environment» - 484 000 статей закордонних вчених.

У зв'язку з воєнним станом в Україні, знищенням освітньої інфраструктури, публікаційна активність вчених значно знизилася за запитом «імерсивні технології» - з 876 публікацій у 2019 р., 444 - у 2022 р., до 191 - у 2023 р. Тоді як інтерес закордонних вчених поступово зростає. Спостерігається тенденція щодо збільшення кількості наукових публікацій за темою «immersive technologies»: з 16100 публікацій у 2019 р., 15900 - у 2022 р., до 16400 - перше півріччя 2023 р.

У першу чергу ключовими питаннями у дослідженні імерсивного середовища навчання є трактування поняття «імерсивний» та обгрунтування принципів його проєктування і використання. Так у Кембридзькому словнику термін «імерсивність» трактується як комплекс відчуттів людини, що знаходиться в штучно створеному тривимірному світі, в якому вона може міняти точку огляду, наближати, додавати та віддаляти об'єкти та інше [2].

Під імерсивним середовищем користувача вчені розуміють штучно побудоване комп'ютерно орієнтоване середовище віртуальної діяльності, у якому спеціальними засобами комп'ютерного моделювання (сценарно-постановними та/або комп'ютерними програмно-апаратними) створюється у користувача відчуття квазіреальної присутності (повної або часткової) у цьому середовищі та завдяки застосуванню імерсивних засобів і технологій досягається його занурення у віртуальний світ (або змішану реальну і віртуальну реальність), у сутність і перебіг віртуальних подій, забезпечується додаткова (порівняно з не імерсивними середовищами) можливість стати їх спостерігачем і/або активним учасником [3].

Питанню обґрунтування принципів побудови імерсивного освітнього середовища присвятили своє дослідження вчені М. Давидюк і О. Пащенко. Вони, спираючись на закордонний досвід до основних принципів віднесли: подієвість, проживання, творчу дію, імпровізацію. У своїй роботі вони зазначили, що принцип подієвості передбачає, що під час уроку має відбуватися щось таке, що насправді змінює світ для учня. Принцип проживання означає, що подія не може бути результатом прийняття зовнішніх умов, вона завжди - результат винятково особистісного проживання, відкриття, створення нового смислу. Принцип творчої дії передбачає свободу самовираження учня в освітній діяльності. Принцип імпровізації - дозволяє як вчителю, так і учням бути спонтанними, безпосередніми у своїх творчих проявах, у висловлюванні власних думок з приводу прочитаного чи побаченого. Саме так формується критичне мислення і розвивається сміливість, а далі - відчуття справедливості і активна громадянська позиція [4].

Основні властивості імерсивного середовища узагальнює О. Соколюк, яка аналізуючи низку наукових публікацій зазначає, що імерсивне навчальне середовище є динамічним, системним, самоорганізованим психологічним конструктом, якому властиві: імерсивність; присутність; інтерактивність; позасуб'єктна просторова локалізація; надмірність; доступність когнітивному досвіду; насиченість; пластичність; цілісність; мотивогенність, що проявляються у формі активного навчання [5].

Вітчизняних вчених зацікавили питання визначення особливостей використання імерсивного середовища, як мультимодальної технології, що може ефективно впливати на результативність освітньої діяльності. Авторами встановлено, що програмне забезпечення, технічні характеристики обладнання, а також індивідуальні характеристики здобувача освіти впливати на результати навчання. При цьому, саме вони наголошують на тому, що збалансованість взаємозв'язку означених особливостей надасть реальну можливість використовувати імерсивне середовище в оптимальних умовах і з максимальною ефективністю [6].

Ґрунтовний аналіз закордонних публікацій (47 публікацій) дав можливість вченим виокремити пріоритетні напрями розвідок за цією тематикою, а саме: «Активний контекст», «Співпраця», «Залучення та підготовка», «Присутність» і «Реальне та віртуальне мультимедійне навчання». Візуалізація відображає поле поєднання практик і стратегій використання метавсесвіту в освіті, підкреслює, які практики та стратегії підтримуються літературою, а також наявність і відсутність різноманітності напрямів дослідження (рис. 1) [7].

Рис.1. Пріоритетні напрями досліджень за тематикою «Імерсивне навчання

Погоджуються з думкою цих вчених І. С. Мінтій, В. М. Соловйов які зазначають про наявний значний дефіцит тематики та фахівців із розроблення та впровадженням імерсивних технологій в освіту [8].

Зазначимо, що питання використання імерсивного середовища навчання вченими досліджено не повною мірою і потребує додаткової уваги. Сучасні учні потребують адаптивних середовищ навчання як для задоволення освітніх потреб в різних соціальних умовах, так і для подолання освітніх втрат, викликаних довготривалими кризовими ситуаціями.

А тому, не дивлячись на зацікавленість вчених окремими напрямами досліджень цього питання, обґрунтування складників імерсивного середовища навчання потребує додаткового уточнення, а питання порівняння традиційного, імерсивного середовища навчання та дистанційного навчання вченими раніше не підіймалося.

Мета статті полягає в здійсненні порівняльного аналізу традиційного, імерсивного середовища навчання та дистанційного навчання.

Методи дослідження: порівняльний аналіз освітніх середовищ, узагальнення, систематизація наукових та науково-методичних джерел з проблеми дослідження, добір та обґрунтування основних характеристик освітніх середовищ: традиційного, імерсивного та дистанційного навчання.

Виклад основного матеріалу. Освітнє середовище закладів загальної середньої освіти є динамічним, постійно розвивається, удосконалюється, а тому потребує обґрунтування і неперервного дослідження вченими, зокрема щодо його складників, учасників освітнього процесу, засобів, форм і методів навчання, комунікації та співпраці. Значний вплив на розвиток освітнього середовища здійснюють процеси пов'язані з впровадження цифрових технологій, зокрема імерсивних. Використання імерсивних технологій може зробити навчання більш практичним, зрозумілим та захопливим для учнів. Технології покликані забезпечити ефект занурення в навчання, а тому дослідження імерсивного середовища навчання, як педагогічної проблеми, потребує додаткової уваги вчених. Проблема полягає в необхідності використання імерсивних середовищ навчання в закладах загальної середньої освіти з метою поліпшення процесу навчання та забезпечення ефективної передачі знань учням. Це вимагає подальших досліджень та наукових розвідок з різних наукових напрямів, зокрема здійснити порівняльний аналіз традиційного, імерсивного середовища навчання та дистанційного навчання, що сприятиме розробленню ефективних методик використання імерсивних середовищ навчання у шкільній освіті. Спробуємо охарактеризувати імерсивне середовище навчання та здійснити порівняльний аналіз з традиційним середовищем навчання та дистанційним навчанням.

Незважаючи на потенціал імерсивних середовищ навчання для поліпшення процесу навчання та передачі знань учням, проблема їх використання в освіті полягає в неготовності вчителів до використання новітніх технологій, низькій забезпеченості закладів освіти відповідним контентом та засобами. Хоча імерсивні технології пропонують переваги, такі як практичний досвід, зосередженість та доступність, проте існують кілька факторів, що заважають їхньому успішному впровадженню.

По-перше, складність змісту природничо-математичних предметів та абстрактність теоретичного матеріалу ускладнюють засвоєння учнями навчальних програм та побудову логічних зв'язків. Відсутність візуального сприйняття процесів та об'єктів, що вивчаються, ускладнює розуміння та засвоєння матеріалу.

По-друге, обмежена кількість годин на вивчення тем та недостатня кількість годин на закріплення навичок і формування компетентностей перешкоджають глибокому освоєнню навчального матеріалу. Це може призводити до поверхневого розуміння та недостатнього утвердження отриманих знань.

По-третє, довготривалий період дистанційного та змішаного навчання, що став результатом сучасних освітніх викликів, вимагає цифрового впливу на освітній процес. Проте, відсутність належного моніторингу навчання та ефективного використання цифрових інструментів обмежує якість освіти.

Отже, проблема полягає в необхідності виокремлення ключових характеристик імерсивного середовища навчання, що забезпечать більш глибоке засвоєння навчального матеріалу, підвищення мотивації учнів та покращення якості освіти.

На нашу думку «імерсивне середовище навчання» - це особливий тип навчального оточення, в якому створюються умови для поглибленого, реалістичного досвіду навчання на засадах занурення. Це середовище використовує цифрові технології, такі як віртуальна реальність (VR), доповнена реальність (AR), змішана реальність (MR) та інші, для створення імерсивного досвіду для учнів.

Під «імерсивним досвідом» ми розумітимемо спосіб сприйняття та взаємодії з середовищем, який занурює учнів у віртуальну або змішану реальність, у якій вони реалістично відчувають себе частиною цього середовища.

Імерсивні технології (віртуальна, доповнена, змішана реальності, 360-градусне відео, інтерактивні симуляції, багатокористувацькі ігри) не є системно впровадженими в освітню практику вчителів закладів загальної середньої освіти, а знаходяться на етапі апробації, добору, проєктування середовища здобувачів освіти та розроблення методики його використання.

До основних складників імерсивне середовище навчання можемо віднести: віртуальні світи, доповнена реальність, змішана реальність, інтерактивні симуляції, багатокористувацькі ігри.

Ці елементи створюють учням можливість поглибленого занурення в навчальний процес та взаємодії з віртуальними об'єктами, сценаріями та іншими користувачами. Вони допомагають покращити зрозуміння та засвоєння навчального матеріалу, стимулюють зацікавленість та активність учнів.

Віртуальні світи (VR): 3D-моделі, які дозволяють учням досліджувати та взаємодіяти з віртуальним середовищем (рис. 2).

Доповнена реальність (AR): технологія, що дозволяє додавати цифрову інформацію в реальний світ, що може покращити досвід навчання (рис. 2).

Важливу роль в цьому відіграє імерсивне середовище навчання, яке має низку переваг над традиційним навчанням у класі та дистанційним навчанням.

Висновки та перспективи подальших досліджень. Запропонований порівняльний аналіз дав можливість встановити особливості імерсивного середовища навчання, що є ключовими для розвитку освітньої галузі, а саме:

- вчитель виступає наставником для учнів, забезпечує взаємодію, створює відповідні завдання та надає підтримку для кращого засвоєння матеріалу;