Как и зачем Вышка начала использовать VR-технологии в обучении
Технологии VR и дополненной реальности дают новые возможности для студентов и преподавателей, а значит, использовать их в образовании будут все больше и больше. Виртуальная реальность позволяет побывать там, где в реальной жизни оказаться сложно, опасно и просто невозможно: студент-историк окажется в Древнем Риме, астрофизик — в космосе, медик — в человеческом организме, физик-ядерщик — внутри реактора, коллайдера, в центре ядерного взрыва.
Вышка — один из лидеров в области внедрения новых информационных технологий в образовательный процесс. В условиях ограниченных ресурсов, мы решили начать не с вау-технологий, а с решения насущных задач времен пандемии: образование в формате Blended Learning, создание виртуальных рабочих мест, дистанционное использование лицензионного программного обеспечения.
В сентябре 2020 года в шести аудиториях в здании Вышки на Покровке мы установили оборудование для смешанного онлайн/офлайн-обучения. Конечно, пока о полноценной дополненной реальности речи не идет — по сути, это просто технология «360 градусов». Если студенты на дистанте используют специализированное оборудование для просмотра лекций (шлем, очки, в которые вставляется смартфон), они как будто находятся в аудитории. У смартфона и шлема есть акселерометр, и когда человек вращает головой, то изображение автоматическим меняется, у него создается ощущение, что он перемещается по виртуальному пространству. Без дополнительного оборудования, при помощи мышки, также можно осматривать всю аудиторию.
Технологии 3D и дополненной реальности — это будущее системы образования, но настолько близкое, что уже почти настоящее.
Сейчас сложно утверждать, что технология VR-360 позволяет студентам лучше усваивать материал. Еще рано, таких данных ни у кого нет. Но мы понимаем, что с помощью этой технологии решаем насущные проблемы в условиях частичного дистанта. Например, проблему контроля посещаемости и списывания на экзаменах. Просматривая записи лекций и семинаров, можно в любой момент времени посмотреть, кто из студентов был на занятии и чем был занят.
@Даниил Прокофьев
Экзамены в оборудованных аудиториях уже проводили преподаватели МИЭФ. В аудитории установлено два экрана, на экране работает таймер обратного отсчета. Соответственно, на камерах видно, если кто-то из студентов нарушает правило рассадки (через одного), или указанное время начала и конца работы, или же пытается списывать.
У этого решения есть, конечно, свои технические особенности. Если транслировать картинку в качестве Full HD, этого будет достаточно для того, чтобы видеть, что делают люди в аудитории, но доску, на которой работает преподаватель, будет видно не очень четко. Четкое изображение будет в формате 4К, но это очень большие объемы передачи и хранения данных. Если мы оборудуем все аудитории Вышки таким образом, значительно возрастут требования к пропускной способности каналов связи и объемам корпоративных хранилищ. Для того, чтобы студенты могли видеть доску и/или презентацию в режиме Full HD, мы предусмотрели виртуальные экраны. Когда студент подключается к трансляции лекции в формате VR-360, перед ним появляется два виртуальных экрана. На одном отражается презентация с персонального компьютера преподавателя, установленного в аудитории, на втором — укрупненная доска со второй 2D-камеры, которая направлена на доску и преподавателя. Включить и выключить дополнительные виртуальные экраны преподаватель может самостоятельно в режиме реального времени на панели управления трансляцией, установленной на столе преподавателя, в каждой аудитории.
@Даниил Прокофьев
Далеко не всегда требуется использование камеры VR-360. Решение позволяет проводить трансляции в 2D-формате. Преподаватель сам может выбрать, что именно будут видеть студенты: можно работать в режиме «картинка в картинке», когда укрупненно идет трансляция с доски, а на маленьком экране в углу отражается презентация, либо крупно презентация, а на маленьком экране 2D-камера, либо только 2D-камера или презентация. Так же как и в формате VR-360, преподаватель сам выбирает режим отображения на панели управления трансляцией.
Звук во время трансляции в аудитории подается через микрофоны — проводной и беспроводной; они есть в каждой потоковой аудитории. Для того чтобы те, кто присутствует в аудитории, слышали преподавателя, сделана отдельная локальная система звукоусиления. Трансляция автоматически (c небольшой задержкой, связанной с кешированием) появляется на портале https://vr360.hse.ru.
Доступ на портал осуществляется по корпоративному логину и паролю: для студентов в домене @edu.hse.ru, для преподавателей в домене @hse.ru.
Еще одна технология, которую мы планируем опробовать в следующем году — создание эффекта присутствия студента. Преподаватель находится в аудитории (студии), в которой полукругом расположена видеостена, отображающая живые лица с камер студентов, которые подключены к занятиям. Лица на экране размещаются таким образом, как будто студенты сидят в аудитории. Преподаватель, конечно, знает, что студенты работают дистанционно, но создается эффект присутствия, и преподаватель видит живые лица студентов и понимает, кто ему задает вопросы. В качестве доски в подобных аудиториях могут использоваться как интерактивные ЖК-панели, так и обычная доска с дополнительным оборудованием для сканирования и распознавания изображений.
Одной из приоритетных задач является повышение комфорта преподавателей, в том числе при обучении студентов в смешанном режиме. Сейчас преподаватели вынуждены использовать ручные микрофоны и микрофоны-петлички, что создает определенные неудобства. Мы уже начали применять микрофонные массивы, которые позволяют преподавателям и студентам работать без ручных микрофонов, перемещаться по аудитории без ограничений, при этом дистанционные участники учебного процесса слышат преподавателя и вопросы студентов из аудитории.
Параллельно с инновационными решениями в Вышке будут расширяться технологии создания онлайн-курсов (как на Coursera). Для этого в московских кампусах и других кампусах будут создаваться дополнительные видеостудии для записи учебных материалов.
Наталья Лосева, заместитель главного редактора, директор по мультимедиа и новым проектам РИА Новости, советник ректора НИУ ВШЭ:
Есть много исследований, которые говорят о том, что человек любую информацию в формате виртуальной реальности воспринимает с большей эмоциональной готовностью и лучше усваивает. В особенности это относится к технологиям VR, поскольку VR предполагает именно активное погружение человека в процесс: пользователь может что-то нажать, открыть, покрутить, обернуться, пойти. В таком формате человек анализирует картинку вокруг себя глубже. В формате 2D ему может не хватить фантазии, накопленного опыта для такого полного анализа. Нейрофизиологи говорят о том, что такого типа иллюзии мозг может воспринимать и расценивать как реальность.
В VR иначе устроен звук. Нет никакого другого жанра преподнесения информации, где была бы сделана такая ставка на звук. Это многослойный, разложенный вокруг тебя звук, который оказывает еще большее воздействие, чем картинка.
В этом смысле ответственность разработчиков и деликатность решений должны быть прямо пропорциональны эффективности воздействия.
Сейчас проходит много концертов в формате VR, когда исполнитель выступает в экзоскелете, люди в очках сидят в нарисованном в виртуальной реальности концертном зале, могут видеть друг друга, их аватары могут друг с другом взаимодействовать. Очевидно, лекционный процесс в таком же формате тоже возможен и более интересен, чем простой Zoom. Технологии развиваются, и скоро алгоритмы будут уже отслеживать движения тела без каких-либо приспособлений — без экзоскелетов, перчаток и т.д. В зарубежных странах уже есть очень яркие примеры использования vr в образовании, начиная от медицинских тренажеров и заканчивая всякими тренажерами для публичных выступлений для политиков, бизнесменов и т.д.
Технологии VR в образовании будут внедряться быстрее, чем во многих других секторах экономики. В нашей стране мы уже видим сигналы со стороны государства, направленные на развитие форматов смешанной реальности в образовании. Уже есть соответствующая строка в национальном проекте «Образование», есть запрос на оснащение тысяч школ оборудованием для просмотра контента в виде виртуальной и дополненной реальности, и есть запрос на производство этого контента. Сейчас идет процесс апробации vr/ar-материалов для использования в школьной программе. Мы, РИА Новости, в этом процессе тоже участвуем: мы производим истории, которые можно использовать в обучении. Например, наш vr «Неизвестный знаменосец», где мы переносим пользователя на крышу рейхстага 30 апреля 1945 года, реконструируем события с 30 апреля и 2 мая, этот vr был сразу рекомендован Министерством просвещения для использования в обучении школьников. Пользователь там становится бойцом Красной Армии, он проживает историю, а не смотрит ее. Есть у нас также целая серия историй в формате дополненной реальности по астрономии: можно взаимодействовать с черной дырой, или находиться близко к небесным объектам во солнечного и лунного затмения.