CC BY
47
ДИДАКТИКА И МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ
М. В. Карелина
Отечественная и зарубежная педагогика. 2021. Т. 2, № 6. С. 64-Domestic and foreign pedagogy. 2021. Vol. 2, no. 6. P. 64-80.
Научная статья УДК 656.22.656.25
doi: 10.24412/2224-0772-2021-81-64-80
МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ТРЕНАЖЕРОВ С ИММЕРСИВНОЙ ТЕХНОЛОГИЕЙ ПРИ ОБУЧЕНИИ В УНИВЕРСИТЕТЕ ТРАНСПОРТА
С. П. Вакуленко
П. А. Егоров
Мария Владимировна Карелина1, Сергей Петрович Вакуленко2, Павел Александрович Егоров3, Олег Вадимович Мерецков4
1 2 3 Российский университет транспорта (МИИТ), Москва, Россия
4 Электронное образование для наноиндустрии, Москва, Россия 1 [email protected]
Аннотация. В статье представлены подходы к применению в образовательном процессе вузов тренажеров с иммерсивной технологией и представлены основные понятия этих тренажеров. Описаны примеры использования технологий виртуальной, дополненной и смешанной реальности в учебном процессе технических университетов. В качестве ключевых условий применения тренажеров с иммерсивной технологией рассматриваются: использование технологических особенностей работы на тренажерах; учет педагогико-эргономических особенностей обучения на тренажерах; информационная безопасность личности обучаемого при подготовке на тренажерах; применение возможных мероприятий для сохранения здоровья обучаемого при использовании тренажеров. Условия исполь-
© Карелина М. В., 2021 © Вакуленко С. П., 2021 © Егоров П. А., 2021 © Мерецков О. В., 2021
зования технологических особенностей работы на тренажерах с иммерсивными технологиями обеспечиваются работоспособностью и функционированием систем тренажера и его дидактическими возможностями. Представленные условия предполагают обеспечение выработанных параметров и порядок их оценки. Формулируется вывод о том, для каких специальностей транспортного вуза эффективнее всего применять в образовательном процессе тренажеры с иммерсивной технологией, которые позволят обеспечить разработку новых форм профессиональной подготовки и целесообразного научно-методического инструментария. Представлены общие рекомендации по использованию тренажеров, имеющих в своем составе иммер-сивные технологии, которые возможно разделить на блоки: первый — разработать систему оценки и провести контрольные замеры в группе учащихся до и после проведения обучения с использованием конкретного тренажера; второй — оценить связь между обучением на тренажере и повышением квалификационных знаний и навыков; третий — изучать в процессе использования тренажеров сбалансированность учебного материала и времени его освоения по тематическим разделам и формам обучения; четвертый — изучать удовлетворенность обучающихся и преподавателей компьютерным тренажером как программным продуктом.
Ключевые слова: тренажеры, иммерсивная технология, технология виртуальной, дополненной и смешанной реальности, учебный процесс, работоспособность, функционирование
Для цитирования: Карелина М. В., Вакуленко С. П., Егоров П. А., Мерецков О. В. Методические аспекты применения тренажеров с иммерсивной технологией при обучении в университете транспорта // Отечественная и зарубежная педагогика. 2021. Т. 2, № 6. С. 64-80. ао1: 10.24412/2224-0772-2021-81-64-80
О. В. Мерецков
Original article
Methodological aspects of the use of simulators with immersive technology in teaching at the University of Transport
Maria V. Karelina1 Sergey P. Vakulenko2, Pavel A. Egorov3, Oleg V. Meretskov4
1 2' 3 Russian University of Transport (MIIT), Moscow, Russia 4 Electronic Education for the Nanoindustry, Moscow, Russia 1 [email protected]
Abstract. The article presents approaches to the use of simulators with immersive technology in the educational process of universities and presents the basic concepts of these simulators. Examples of the use of virtual, augmented and mixed reality technologies in the educational process of technical universities are described. As the key conditions for the use of simulators with immersive technology, the following are considered: the use of technological features of working on simulators; consideration of pedagogical and ergonomic features of training on simulators; information security of the trainee's personality during training on simulators; the use of possible measures to preserve the health of the trainee when using simulators. The conditions for using the technological features of working on simulators with immersive technologies are provided by the operability and functioning of the simulator systems and its didactic capabilities. The presented conditions assume the provision of the developed parameters and the procedure for their evaluation. The conclusion is formulated about which specialties of the transport university are most effective to use in the educational process simulators with immersive technology, which will ensure the development of new forms of professional training and appropriate scientific and methodological tools. General recommendations on the use of simulators with immersive technologies are presented, which can be divided into blocks: the first is to develop an assessment system and conduct control measurements in a group of students before and after training using a specific simulator; the second is to assess the relationship between training on the simulator and improving qualification knowledge and skills; the third is to study the balance of educational material and the time of its development in thematic sections and forms of training during the use of simulators; the fourth is to study the satisfaction of students and teachers with a computer simulator as a software product.
Keywords: simulators, immersive technology, virtual, augmented and mixed reality technology, educational process, efficiency, functioning
For citation: Karelina M. V., Vakulenko S. P., Egorov P. A., Meretskov O. V. Methodological aspects of the use of simulators with immersive technology in teaching at the University of Transport. Domestic and Foreign Pedagogy 2021;2(6):64-80. (In Russ.). doi: 10.24412/2224-0772-2021-81-64-80
Введение. Развитие высокотехнологичного оборудования и программного обеспечения привело к совершенствованию иммерсивных технологий в различных областях деятельности человека, в том числе в образовании. Профессии в железнодорожной отрасли все чаще требуют новых, специальных знаний. Формирование методических подходов к применению тренажеров, в том числе с иммерсивными образовательными технологиями, для подготовки специалистов в области транспорта является условием активного внедрения в учебный процесс новых средств обучения, улучшения технических знаний и выработки необходимых навыков у будущих специалистов транспорта.
Методология и методы исследования. Исследование проводится на основе теоретических методов.
Результаты исследования. Под иммерсивными образовательными технологиями понимается совокупность методов и способов, обеспечивающих взаимодействие обучающихся с виртуальными объектами, полное или частичное их погружение в виртуальный мир, в условиях одновременного восприятия объектов и процессов реальной действительности, в условиях синхронного восприятия объектов, процессов для реализации познавательной активности обучающихся [15, с. 142]. Совершенствование научно-технических достижений в области компьютерного оборудования и программного обеспечения привело к развитию технологий визуализации, при которых трехмерное моделирование активно используется в подготовке будущих специалистов, позволяя детально моделировать существующие и абстрактные модели и визуализировать их в окружении объектов реального мира. Изменения, происходящие в образовании, связанные с необходимостью использования цифровых технологий, определяют целесообразность формулирования требований к осуществлению психолого-педагогического и научно-методического сопровождения использования высокотехнологичных тренажеров, функционирующих на базе технологий виртуальной и дополненной реальности [16, с. 75; 20].
Под термином «высокотехнологичные тренажеры с иммерсивной технологией» будем понимать сложные программно-адаптированные системы, в состав которых входят элементы симуляции и моделирования изучаемых процессов, физические или программные модели, реализация которых обеспечивает одновременное восприятие пользователем объектов, процессов, сюжетов реальной действительности и виртуальной
реальности в условиях полного или частичного погружения в виртуальный мир» [15, с. 143].
Под термином тренажеры с технологией виртуальной реальности (virtual reality, VR) «будем понимать программно-адаптированные системы, в состав которых входят элементы симуляции и моделирования изучаемых процессов, физические или программные модели, функционирование» [15, с. 147] которых осуществляется с помощью комплексных мультимедийных сред, создавая иллюзию присутствия и нахождения пользователя в реальном времени в пространственно предложенном виртуальном мире, при обеспечении тактильных ощущений пользователя с виртуальными объектами, с применением оборудования (очки, перчатки, управляющие устройства и др.) [16, с. 80; 19; 4, с. 51; 17, с. 32].
Под термином тренажеры с технологией дополненной реальности (augmented reality, AR) «будем понимать программно-адаптированные системы, в состав которых входят элементы симуляции и моделирования изучаемых процессов, физические или программные модели, функционирование которых» [15, с. 148] позволяет воспроизводить некоторые объекты реального мира через цифровой контент, представляющий пользователю виртуальное изображение транспортных объектов или технологических процессов через специальные устройства (очки или смартфон) и создающий эффект погружения за счет интеграции виртуальной составляющей в реальный учебный материал [15, с. 148; 16, с. 81; 19; 4, с. 52; 1, с. 30].
Под термином тренажеры с технологией смешанной реальности (mixed reality, MR) «будем понимать программно-адаптированные системы, в состав которых входят элементы симуляции и моделирования изучаемых процессов, физические или программные модели, функционирование которых» [15, с. 148] позволяет объединить реальный и виртуальные миры для создания цифровых визуализаций, при которых объекты реальной действительности (физические) и объекты виртуальной реальности (цифровые) взаимодействуют и смешиваются между собой в реальном времени, трансформируясь и изменяясь для реализации определенных целей [15, с. 149; 16, с. 82; 1, с. 31; 19].
Под применением тренажеров с иммерсивной технологией в контексте решения образовательных задач будем понимать совокупность способов, методов и приемов, реализация которых обеспечивается как в объективной реальной действительности, так и при интерактивном
взаимодействии обучающегося с виртуальными объектами, при его участии в процессах, происходящих в виртуальном мире, а также при совмещении реального изображения с виртуальным, представленным цифровым контентом [15, с. 150].
Вопросы применения иммерсивных технологий в обучении и перспективы применения данных систем в образовательном процессе рассмотрены в работах российских и зарубежных авторов: Андрюхиной Л. М., Дерябо С. Д., Мануйлова Ю. С., Панова В. И., Сергеева С. Ф., Mikropoulos T. A., Natsis A., Dede C., Bailenson J. N., Sanchez-Vives M. V., Slater M., Freitas S. D., Neumann T., Hew K. F., Cheung W. S., Dunleavy M., Mitchell R., Cummings J. J., Potkonjak V., Gardner M., Callaghan V., Mattila P., Guetl C., Petrovic V. M., Jovanovic K. и др.
Для решения задач железнодорожной отрасли по обслуживанию вагонов и инфраструктуры в учебном процессе используются тренажеры на основе технологий виртуальной, дополненной и смешанной реальности [19; 21; 22; 23; 24; 25].
Для решения задачи проверки и испытания пневматических тормозов грузовых вагонов по стандарту CFR232 используется тренажер VR Training-Air Brake Test for Railroad, позволяющий обучающемуся осматривать грузовые вагоны, манипулируя тормозными компонентами для настройки тормозной системы и устранения дефектов [25].
Для подготовки будущего персонала к осмотру и техническому обслуживанию грузовых вагонов применяется тренажер VR Truck Inspection Teaching System (HTC VIVE) [23].
Для подготовки будущих специалистов транспорта используется тренажер Railroad Operations in VR [22], который позволяет пройти обучение в смоделированном депо для обслуживания поездов.
Обучение с использованием технологии виртуальной реальности используется для подготовки ряда технических специалистов, таких как инспекторы грузовых вагонов, машинисты поездов, промышленные инженеры-электрики и диспетчеры. В тренажере EVE-Interactive 3-D & VR learning applications [19] виртуальная среда EVE (Engaging Virtual Education) для обучения диспетчеров создается c применением различных шлемов виртуальной реальности, позволяющих изучить процессы будущей работы в штатных и нештатных ситуациях.
Для подготовки операторов поездов стандартным процедурам, которые ранее требовали определенной физической подготовки, используется
тренажер Digitalizing training for train operator [23; 25].
Примерами использования тренажеров с технологией виртуальной реальности в железнодорожной отрасли, в частности для обучения будущих работников путевого хозяйства, является подготовка мастеров по ремонту железнодорожных путей, и в том числе замене стрелочного перевода, на основе HTC VIVE моделирования.
Использование тренажеров с иммерсивными технологиями стало важным элементом образовательного процесса во многих технических вузах мира, считают исследователи [12, с. 39; 13, с. 41; 16, с. 62; 19; 20; 25]. Подобные тренажеры позволяют обучающимся:
- сократить время на обучение и проводить подготовку без применения материальных учебных объектов;
- быстро усваивать знания путем обучения практической деятельности с использованием технологий виртуальной, дополненной и смешанной реальности, в том числе очков виртуальной реальности с возможностью обнаружения движения;
- минимизировать операции при подготовке к работе, что делает обучение интуитивно проще и понятней;
- обучаться с низкими рисками благодаря надежности и безопасности технических устройств.
Анализ научных исследований Я. А. Ваграменко, Н. В. Геровой, И. Ш. Мухаметзянова, И. В. Роберт, Т. Ш. Шихнабиевой и других позволил выявить и сформулировать условия, оказывающие влияние на применение в образовательном процессе новых средств обучения.
В качестве основных условий, оказывающих влияние на применение в образовательном процессе тренажеров с иммерсивной технологий, рассматриваются [5]:
- использование технологических особенностей работы на тренажерах;
- учет педагогико-эргономических особенностей обучения на тренажерах;
- информационная безопасность личности обучаемого при подготовке на тренажерах;
- реализация возможных мероприятий для сохранения здоровья обучаемого при использовании тренажеров.
Условия использования технологических особенностей работы на тренажерах с иммерсивными технологиями обеспечиваютсяработо-
способностью и функционированием различных компонент тренажеров и их возможностями.
Для оценки работоспособности различных компонент тренажеров с применением иммерсивных технологий необходимо рассмотреть понятие «работоспособность». Согласно ГОСТ 27.002-2015 «Надежность в технике. Термины и определения», работоспособность определяется как «состояние объекта, при котором он способен выполнять требуемые функции» [2]. Как правило, большинство тренажеров имеют два основных режима работы: тренировочный и контролирующий. Тренировочный режим нацелен на развитие конкретных производственных компетенций (знаний, умений и опыта их использования), а контролирующий — на оценку уровня сформированности соответствующих компетенций [8, с. 136]. Поэтому для проверки работоспособности тренажера необходимо обеспечить выполнение двух его основных функций: обучающей и контроля знаний (или контролирующей).
Следует отметить, что практика применения тренажеров, например виртуальной реальности, показывает, что проверка работоспособности отдельных компонент тренажера (шлема, контроллеров и т.п.) зачастую не приводит к валидному результату. В частности, задачу проверки работоспособности контроллера, применяемого для моделирования движения рук оператора в виртуальном пространстве, необходимо рассматривать в сочетании с результатом, выданным программной частью тренажера: контроллер может быть технически исправен, но нажатие конкретной кнопки на нем может быть связано с ложным событием в рамках реализуемого алгоритма и приводить к искажению формируемых знаний и умений. Например, перепутаны названия переменных, по которым обрабатываются события от разных кнопок контроллера, или функция вибрации контроллера в руке с определенной частотой (один из вариантов получения обратной связи обучающегося от тренажера) настроена по событию, соответствующему не повышенной температуре объекта, а пониженной (или наоборот). Другой пример — руль на тренажере вилочного погрузчика. Картинка на мониторе может смещаться так, как если бы его вращали в противоположном направлении, или оставаться неподвижной. Аналогичные примеры возможны для любых периферийных компьютерных устройств — шлема виртуальной реальности, нейроперчаток, тачболла и т.п. То есть аппаратура может быть в исправном состоянии, а программно-аппаратный комплекс, которым
по сути является любой современный тренажер, — демонстрировать неработоспособность с точки зрения реализации обучающей или контролирующей функции.
В свете вышеизложенного для интерпретации состояния различных элементов тренажеров, использующих иммерсивные технологии, целесообразно обратиться к СЧМ — «системе „человек-машина"». Данная модель описывается ГОСТ 26387-84 «Система „человек-машина". Термины и определения», имеющим статус межгосударственного стандарта. Согласно данному ГОСТу, СЧМ — это «система, включающая в себя человека — оператора СЧМ, машину, посредством которой он осуществляет трудовую деятельность, и среду на рабочем месте» [3]. В рассматриваемом в рамках настоящей статьи контексте оператор СЧМ — это обучающийся, машина СЧМ, деятельность которой эмулирует тренажер, и среда рабочего места (виртуальная или дополненная реальность) СЧМ — неразрывные составляющие, реализуемые одним и тем же программно-аппаратным комплексом. Таким образом, можно считать, что в тренажерах с использованием иммерсивных технологий виртуальная среда и система «человек-машина» объединены в одно целое. Следовательно, проверку работоспособности отдельных компонент такой системы в реальном пространстве в отрыве от симулируемого виртуального пространства проводить некорректно.
Для решения возникшей задачи можно рекомендовать при проверке тренажеров виртуальной или дополненной реальности проектировать отдельный (вводный) уровень или подготовительный режим работы. Предназначение данного режима — сформировать знания о возможностях использования оборудования тренажера и умения выполнять базовые действия в виртуальном или дополненном пространстве с помощью этого оборудования. Такими действиями могут быть: захват виртуальных предметов, открытие/закрытие кранов, клапанов, крышек, ручек, дверей и т.д., управление панелями приборов, в т.ч. набор текста в виртуальном пространстве, собственное перемещение в виртуальном пространстве, перемещение в виртуальном пространстве предметов и тому подобное. Также данный уровень может быть использован для калибровки (индивидуальной настройки) периферийного оборудования тренажера в части реакции СЧМ на прикладываемое обучающимся усилие (например, в нейроперчатках) или соотнесения перемещения обучающегося в реальном пространстве и соответствующего ему от-
ражения в виртуальном (дополненном).
Таким образом, для проверки работоспособности оборудования тренажеров виртуальной и дополненной реальности необходимо выделить набор базовых действий, выполняемых обучающимся в процессе работы с ними, и еще на этапе тестирования тренажера предусмотреть отдельный, «подготовительный», режим его работы (или вводный уровень), на котором демонстрируется (изучается, проверяется) выполнение обучающимся базовых действий в виртуальном пространстве с помощью имеющегося оборудования.
На примере тренажера виртуальной реальности для подготовки будущих специалистов по обслуживанию грузовых вагонов рассмотрим условия использования технологических особенностей работы на тренажерах с иммерсивными технологиями [13, с. 54].
Порядок действий для проверки работоспособности систем тренажера
- убедиться в работоспособности персонального компьютера, нажатием на кнопки управления интерфейса и получения ответа;
- убедиться визуально в работоспособности УЯ-комплекса;
- убедиться визуально, что базовые станции установлены на штативы, подключены к питанию;
- убедиться визуально, что УЯ-шлем подключен к персональному компьютеру;
- убедиться визуально, что монтаж базовой станции выполнен;
- убедиться визуально, что контроллеры подключены и аккумулятор заряжен достаточно;
- убедиться, что калибровка оборудования выполнена, и так далее.
Педагогико-эргономическими условиями использования в образовательном процессе тренажеров с иммерсивной технологией являются:
Педагогические характеристики обучения:
- обеспечение профессиональной направленности содержания подготовки, формирования содержания обучения в рамках соответствующей дисциплины с использованием тренажеров;
- обеспечение «интеллектуализации учебной деятельности, возможности осуществлять имитацию на тренажерах экранных трехмерных систем (механизмов), представляющих мысленное, умозрительное разъяснение и проектирование моделей объектов или процессов; инструмента моделирования изучаемых объектов, явлений, как реальных, так и виртуальных; инструмента имитации на экране реаль-
ных объектов и процессов; инструмента проектирования предметного мира адекватно определенному содержательно-методическому подходу [6, с. 44]; обеспечение возможности» исследования технологических особенностей объектов на высокотехнологичных тренажерах «для выработки устойчивых профессиональных навыков деятельности у будущих специалистов» [7, с. 118];
- обеспечение совершенствования условий «информационного взаимодействия между участниками образовательного процесса с интерактивными технологическими средствами и устройствами, создание условий для осуществления учебного информационного взаимодействия между обучающим, обучающимся и технологическими средствами» [6, с. 45];
- «обеспечение совершенствования содержания обучения, организационных форм и методов в соответствии с достижениями научно-технологического прогресса» [6, с. 45];
- «создание цифровой образовательной среды как совокупности программно-методических и технологических условий, обеспечивающих информационное взаимодействие между участниками образовательного процесса с интерактивными технологическими средствами и устройствами; формирование познавательной активности обучающихся при изучении разделов и дисциплин образовательных программ бакалавриата и магистратуры в процессе учебного информационного взаимодействия» [6, с. 45];
- комплектация обучающих тренажеров в соответствии с его типами, адекватно учебным задачам; обеспечение методическими материалами преподавателя и обучающегося; формирование методических приемов закрепления учебного материала, умений, навыков; обеспечение различных форм контроля за усвоением содержания учебного материала.
Эргономические характеристики обучения:
- соблюдение длительности пребывания обучающегося в виртуальной среде в соответствии с применяемым типом тренажера и видом профессиональной деятельности: убедиться, что тренажер подобран с учетом использования методических способов обучения и возможностей технологической и технической реализации тренажеров;
- обеспечение технической надежности и безопасности работы тренажера: убедиться, что рабочая зона, в которой будет перемещать-
ся обучающийся, расчищена, отсутствуют опасные предметы, инструктор отслеживает действия обучающегося для предотвращения травмоопасных действий;
- возможность визуально установить контраст объектов по отношению к фону: убедиться, что изображение ясное, отсутствуют эффекты сжатия и «дрожания»;
- обеспечение уровня звука и вибрации в соответствии с техническими параметрами тренажера: убедиться, что звук и вибрация настроены для конкретного пользователя.
- информационная безопасность личности обучаемого при подготовке на тренажерах:
- обеспечение нивелирования возможных негативных последствий [4, с. 51], связанных со стираниями граней между восприятием материальных и виртуальных объектов и последующей двойственности восприятия [10, с. 69];
- устранение дискомфорта обучающегося, вызванного информационным взаимодействием с виртуальными объектами, представленными на экране;
- минимизация возможных негативных последствий «информационной и визуальной перенасыщенности» [7, с. 119] обучающегося при восприятии реальной и виртуальной действительности;
- разработка мер по здоровьесбережению при использовании цифрового контента [11, с. 32].
Выводы. Система подготовки студентов транспортных вузов с применением тренажеров, в том числе тренажеров с иммерсивной технологией, должна обеспечивать задачи формирования практических навыков будущей специальности. В настоящее время применение высокотехнологичных тренажеров, в том числе с иммерсивными технологиями, осуществляется без надлежащего методического и дидактического сопровождения. Необходимо разработать методические рекомендации к конструированию персональных траекторий изучения обучающимся виртуального мира, воспроизводящего предметную область, по предотвращению негативных последствий обучения при применении технологий виртуальной, дополненной и смешанной реальности. Несмотря на преимущества применения тренажеров с иммерсивной технологией, такие как: более естественное взаимодействие «системы „человек-машина"», позволяющее пользователю координировать сенсорные ощущения с помощью речи, жестов, касаний;
сокращение времени, усилий, на обработку ошибок и повышение точности при решении пространственно-визуальных задач; геймификацию обучения и обеспечение наиболее ассортативного способа взаимодействия, отсутствие системного (педагогического, дидактического, методического) подхода к их использованию может привести к негативным последствиям педагогического, медицинского и психологического характера.
Необходимо продолжить исследования по изучению применения иммерсивных технологий для обучения в транспортных вузах, сформулировать более подробно условия обучения с учетом индивидуальных особенностей обучающихся. Тренажеры с иммерсивной технологией наиболее эффективно рекомендуется применять при обучении следующим специальностям: 23.03.01 «Технология транспортных процессов», 23.05.04 «Эксплуатация железных дорог», 23.03.01 «Менеджмент», 23.04.02 «Наземные транспортно-технологические комплексы».
Несмотря на то, что к использованию каждого тренажера, в котором используются иммерсивные технологии, следует подходить индивидуально, есть общие рекомендации, которые следует отметить.
Во-первых, в процессе использования следует оценить количественное изменение уровня знаний и умений, которые подлежат развитию в учебном процессе. Для этого необходимо разработать систему их оценки и провести контрольные замеры в группе учащихся до и после проведения обучения с использованием конкретного тренажера. Данные измерения могут проводиться как в формате теста, так и в формате очного собеседования учащихся с преподавателем или выполнения практических заданий, в зависимости от прикладной специфики каждого конкретного учебного комплекса.
Во-вторых, следует оценить связь между обучением на тренажере и повышением квалификационных знаний и навыков. Данная характеристика особенно актуальна в случае использования тренажера в составе комплексной программы повышении квалификации, наряду с очными занятиями, вебинарами и т.п. Как правило, в качестве инструмента для подобного рода оценки применяется анкетирование учащихся, а также данные СДО о количестве времени, затраченного каждым слушателем на работу с тренажером, набранных баллах и проценте успешно пройденных уровней. Вопросы таких анкет следует формулировать таким образом, чтобы оценка одного и того же показателя многократно содержалась в каждой анкете в составе разных вопросов (перекрестная проверка).
Третий блок показателей, который рекомендуется изучать в процессе использования тренажеров, это сбалансированность учебного материала и времени его освоения по тематическим разделам и формам обучения. Данный мониторинг целесообразно проводить как среди учащихся, так и среди профессорско-преподавательского состава.
Четвертый блок показателей — это удовлетворенность учащихся и преподавателей компьютерным тренажером как программным продуктом и его составляющими:
• удобство пользовательского интерфейса (дизайн, система навигации, помощь и т.п.);
• легкость освоения тренажера (порядок изучения различных уровней, прохождение контроля, выполнение практических заданий и т.п.);
• скорость работы тренажера, «зависания» в процессе работы, потеря данных;
• наличие логических ошибок функционирования или ошибок в содержании;
• прочие замечания и пожелания по улучшению.
На основании анкет по четвертому блоку показателей выпускается протокол опытной эксплуатации компьютерного тренажера.
Все показатели по результатам применения подлежат статистическому анализу и ранжированию по уровням, выпускается сводный отчет, в котором содержатся выводы на основании проведенного анализа и рекомендуется либо дальнейшее использование тренажера без изменений, либо проведение соответствующих доработок, как предполагающих повторную проверку, так и без нее [9, с. 81].
Список источников
1. Белова О. П., Коткина М. В., Казнин А. А. и др. 3Б-моделирование и дополненная реальность: учебное пособие. Архангельск: САФУ2018. 90 с.
2. ГО СТ 27.002-2015 «Надежность в технике.Термины и определения». М.: Стандартинформ, 2016. 23 с.
3. ГОСТ 26387-84 «Система ,Человек-Машина"». Термины и определения» М.: Стандартинформ, 2005.
4. Карелина М. В. Принципы типизации высокотехнологичных тренажеров для инженеров транспорта // Педагогическая информатика. 2019. № 2. С. 48-61.
5. Карелина М. В., Вакуленко С. П. Условия использования тренажеров, реализующих особенности систем искусственного интеллекта при обучении в транспортном вузе // Современная наука: проблемы и перспективы развития (Социально-гуманитарные направления): 5-я Междунар. науч.-практ. конф. Омск, Россия, 31 января 2021.
6. Карелина М. В. Направления совершенствования профессиональной подготовки кадров,
обеспечивающих функционирование железнодорожного транспорта, в условиях применения тренажеров, основанных на технологиях искусственного интеллекта // Гуманитарный научный вестник. 2020. № 2. С. 42-47.
7. Карелина М. В. Принципы совершенствования профессиональной подготовки кадров для железнодорожной отрасли в современных условиях // Отечественная и зарубежная педагогика. 2020. № 5. С. 116-124.
8. Мерецков О. В. Проектирование тестовых систем и тренажеров для электронного обучения: метод. пособие. Рига: Lambert Academic Publishing, 2020. 229 с.
9. Мерецков О. В. Цифровые образовательные технологии: практика применения: методическое пособие. Рига: Lambert Academic Publishing, 2018. 332 с.
10. Мухамедзянов И. Ш. Здоровьесберегающее образование: сущность и технология. Казань: Медицина, 2011. 218 с.
11. Мухамедзянов И. Ш. Медицинские аспекты информатизации образования. 2-е изд., испр. и доп. М.: ФГБНУ «ИУО РАО», 2017. 168 с.
12. Никитин А. А., Никитин А. В. Методы и технологии интерактивного погружения: учеб. пособие / под ред. А. В. Никитина. СПб.: ГУАП, 2015. 105 с.
13. Никитин А. В., Решетникова Н. Н., Ситников И. А. Цифровые реальности: основные понятия и определения: учеб. пособие. СПб.: ГУАП, 2020. 109 с.
14. Бешенков С. А., ВаграменкоЯ. А., Касторнова В. А. и др. Развитие информатизации образования в школе и педагогическом вузе в условиях обеспечения информационной безопасности личности. М.: ФГБНУ «ИУО РАО», 2018. 105 с.
15. Роберт И. В. Перспективы использования иммерсивных образовательных технологий // Педагогическая информатика. 2020. № 3. С. 141-159.
16. Роберт И. В. Теория и методика информатизации образования (психолого-педагогический и технологический аспекты). М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014. 398 с.
17. Рябинин К. В. Виртуальная реальность и мультимедиа. Построение виртуального мира средствами OpenGL: учеб. пособие. Пермь, 2018. 100 с.
18. Dede C. Immersive interfaces for engagement and learning // Science. 2009. Vol. 323, No. 5910. P. 66-69. DOI: 10.1126/science.1167311.
19. EVE — Interactive 3-D & VR learning applications // DB [Электронный ресурс]. URL: https://www.dbsystel.de/dbsystel-en/digitalisation/ventures/Immersive-Technology/eve-3714278 (дата обращения: 10.06.2021).
20. Hew K. F., CheungW. S. Use of three-dimensional (3-D) immersive virtual worlds in K-12 and higher education settings: A review of the research // British Journal of Educational Technology. 2010. Vol. 41, No. 1. P. 33-55. DOI: 10.1111/j.1467-8535.2008.00900.
21. Merel T. Augmented and virtual reality to hit $150 billion disrupting mobile by 2020 // Digi-Capital [Электронный ресурс]. URL: https://techcrunch.com/2015/04/06/augmented-and-virtual-real-ity-to-hit-150-billion-by-2020 (дата обращения: 21.12.2020).
22. Mit dem Akkuschrauber am ICE4: Deutsche Bahn lernt in VR // Heise online [Электронный ресурс]. URL: https://clck.ru/YhoaG (дата обращения: 10.06.2021).
23. Railroad operations in VR — Walk-through // Inlusion. Factory of emotions [Электронный ресурс]. URL: https://inlu.net/vr-projects/railroad-operations/ (дата обращения: 10.06.2021).
24. VR Truck Inspection Teaching System // Viveport [Электронный ресурс]. URL: https://www. viveport.com/40ab84dc-1a3a-48c6-af29-a86892b63d1c (дата обращения: 10.06.2021).
25. VR-тренажеры (виртуальная реальность) // Новатранс. Прямой экспресс в будущее [Электронный ресурс]. URL: http://npcat.ru/catalog/vr — ar/vr/ (дата обращения: 11.06.2021).
References
1. Belova O. P., Kotkina M. V., Kaznin A. A. i dr. 3D-modelirovanie i dopolnennaya real'nost': uchebnoe posobie. Arhangel'sk: SAFU,2018. 90 s. [In Rus].
2. GOST 27.002-2015 «Nadezhnost' v tekhnike.Terminy i opredeleniya». M.: Standartinform, 2016. 23 s. [In Rus].
3. GOST 26387-84 «Sistema „Chelovek-Mashina"». Terminy i opredeleniya» M.: Standartinform, 2005. [In Rus].
4. Karelina M. V. Principy tipizacii vysokotekhnologichnyh trenazherov dlya inzhenerov transporta // Pedagogicheskaya informatika. 2019. № 2. S. 48-61. [In Rus].
5. Karelina M. V., Vakulenko S. P. Usloviya ispol'zovaniya trenazherov, realizuyushchih osobennosti sistem iskusstvennogo intellekta pri obuchenii v transportnom vuze // Sovremennaya nauka: problemy i perspektivy razvitiya (Social'no-gumanitarnye napravleniya): 5-ya Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. Omsk, Rossiya, 31 yanvarya 2021. [In Rus].
6. Karelina M. V. Napravleniya sovershenstvovaniya professional'noj podgotovki kadrov, obe-spechivayushchih funkcionirovanie zheleznodorozhnogo transporta, v usloviyah primeneniya trenazherov, osnovannyh na tekhnologiyah iskusstvennogo intellekta // Gumanitarnyj nauchnyj vestnik. 2020. № 2. S. 42-47. [In Rus].
7. Karelina M. V. Principy sovershenstvovaniya professional'noj podgotovki kadrov dlya zhe-leznodorozhnoj otrasli v sovremennyh usloviyah // Otechestvennaya i zarubezhnaya pedagogika. 2020. № 5. S. 116-124. [In Rus].
8. Mereckov O. V. Proektirovanie testovyh sistem i trenazherov dlya elektronnogo obucheniya: metod. posobie. Riga: Lambert Academic Publishing, 2020. 229 s. [In Rus].
9. Mereckov O. V. Cifrovye obrazovatel'nye tekhnologii: praktika primeneniya: metodicheskoe po-sobie. Riga: Lambert Academic Publishing, 2018. 332 s. [In Rus].
10. Muhamedzyanov I. SH. Zdorov'esberegayushchee obrazovanie: sushchnost' i tekhnologiya. Kazan': Medicina, 2011. 218 s. [In Rus].
11. Muhamedzyanov I. SH. Medicinskie aspekty informatizacii obrazovaniya. 2-e izd., ispr. i dop. M.: FGBNU «IUO RAO», 2017. 168 s. [In Rus].
12. Nikitin A. A., Nikitin A. V. Metody i tekhnologii interaktivnogo pogruzheniya: ucheb. posobie / pod red. A. V. Nikitina. SPb.: GUAP, 2015. 105 s. [In Rus].
13. Nikitin A. V., Reshetnikova N. N., Sitnikov I. A. Cifrovye real'nosti: osnovnye ponyatiya i opredeleniya: ucheb. posobie. SPb.: GUAP, 2020. 109 s. [In Rus].
14. Beshenkov S. A., Vagramenko YA. A., Kastornova V. A. i dr. Razvitie informatizacii obrazovaniya v shkole i pedagogicheskom vuze v usloviyah obespecheniya informacionnoj bezopasnosti lichnosti. M.: FGBNU «IUO RAO», 2018. 105 s. [In Rus].
15. Robert I. V. Perspektivy ispol'zovaniya immersivnyh obrazovatel'nyh tekhnologij // Pedagogicheskaya informatika. 2020. № 3. S. 141-159. [In Rus].
16. Robert I. V. Teoriya i metodika informatizacii obrazovaniya (psihologo-pedagogicheskij i tekh-nologicheskij aspekty). M.: BINOM. Laboratoriya znanij, 2014. 398 s. [In Rus].
17. Ryabinin K. V. Virtual'naya real'nost' i mul'timedia. Postroenie virtual'nogo mira sredstvami OpenGL: ucheb. posobie. Perm', 2018. 100 s. [In Rus].
18. Dede C. Immersive interfaces for engagement and learning // Science. 2009. Vol. 323, No. 5910. P. 66-69. DOI: 10.1126/science.1167311.
19. EVE — Interactive 3-D & VR learning applications // DB [Elektronnyj resurs]. URL: https://www. dbsystel.de/dbsystel-en/digitalisation/ventures/Immersive-Technology/eve-3714278 (data obrashcheni-ya: 10.06.2021).
20. Hew K. F., CheungW. S. Use of three-dimensional (3-D) immersive virtual worlds in K-12 and higher education settings: A review of the research // British Journal of Educational Technology. 2010. Vol. 41, No. 1. P. 33-55. DOI: 10.1111/j.1467-8535.2008.00900.
21. Merel T. Augmented and virtual reality to hit $150 billion disrupting mobile by 2020 // Digi-Capital [Elektronnyj resurs]. URL: https://techcrunch.com/2015/04/06/augmented-and-virtual-reality-to-hit-150-billion-by-2020 (data obrashcheniya: 21.12.2020).
22. Mit dem Akkuschrauber am ICE4: Deutsche Bahn lernt in VR // Heise online [Elektronnyj resurs]. URL: https://clck.ru/YhoaG (data obrashcheniya: 10.06.2021).
23. Railroad operations in VR — Walk-through // Inlusion. Factory of emotions [Elektronnyj resurs]. URL: https://inlu.net/vr-projects/railroad-operations/ (data obrashcheniya: 10.06.2021).
24. VR Truck Inspection Teaching System // Viveport [Elektronnyj resurs]. URL: https://www.vive-port.com/40ab84dc-1a3a-48c6-af29-a86892b63d1c (data obrashcheniya: 10.06.2021).
25. VR-trenazhery (virtual'naya real'nost') // Novatrans. Pryamoj ekspress v budushchee [Elektronnyj resurs]. URL: http://npcat.ru/catalog/vr — ar/vr/ (data obrashcheniya: 11.06.2021).
Методические аспекты применения тренажеров ... I Информация об авторах
Карелина М. В.— кандидат технических наук, доцент кафедры «Управление транспортным бизнесом и интеллектуальные системы»
Вакуленко С. П.— кандидат технических наук, директор Института управления и цифровых технологий РУТ (МИИТ), заведующий кафедрой «Управление транспортным бизнесом и интеллектуальные системы» Егоров П. А.— старший преподаватель, заместитель директора
Мерецков О. В.— ведущий специалист по дистанционному обучению и разработке электронных образовательных ресурсов,
Information about the authors
Karelina M. V.— PhD (Engineering), Associate Professor of the Department "Transport Business Management and Intelligent Systems"
Vakulenko S. P.— PhD, Director of the Institute of Management and Digital Technologies RUT (MIIT), Head. Department of "Transport Business Management and Intelligent Systems"
Egorov P. A.— Senior Lecturer, DeputyDirector of the Institute of Management and Digital Technologies " Meretskov O. V.— Leading Specialist
Статья поступила в редакцию 31.07.2021; одобрена после рецензирования 30.08.2021; принята к публикации 29.10.2021. The article was submitted 31.07.2021; approved after reviewing 30.08.2021; accepted for publication 29.10.2021.
