Еще в начале 30-х годов прошлого века великий ученый-гуманист, Л.С. Выготский, рассматривал обучение как социальное явление, при котором познавательное развитие ребенка происходит через сотрудничество с более умелым наставником. Выготским было введено понятие зоны ближайшего развития (ЗБР), которая образуется в результате того, что процесс развития не сразу следует за процессом обучения, а несколько запаздывает. В отличие от уровня актуального развития (то, что ребенок способен выполнить самостоятельно), ЗБР - это те сложные задачи, процессы или понятия, которые превосходят уровень ученика, и для их постижения ему необходим наставник (Выготский, 1978). Ранее считалось, что в роли наставника, предоставляющего инструкции и модели поведения, должен выступать взрослый или более опытный сверстник, однако сегодня мы достигаем нового понимания: наставник не обязательно должен быть человеком.
Правильно организованная виртуальная реальность способна предоставлять элементы наставничества, необходимые для формирования важных навыков, которые приведут к развитию высших психических функций ребенка: это сопровождение, инструкции, подсказки, обратная связь, поощрения, моделирование поведения.
Моделирование поведения в виртуальной среде происходит при помощи подкрепления за успешное и быстрое выполнение задания виртуальными баллами, игровыми достижениями, местом в таблице рейтингов, либо наказанием в виде лишения баллов или воздействием на игрового аватара (например, ухудшая его настроение). Таким образом, ученики адаптируются к виртуальной среде, мотивированные на правильное выполнение задания. Соответственно, помимо развития сложных функций, виртуальная среда обеспечивает бихевиоральный подход к обучению, описанный в рамках теории оперантного научения Берреса Фредерика Скиннера. Согласно этой теории, поведение обосновывается парадигмой “стимул-реакция”, и учащиеся корректируют свое поведение, получая подкрепление или наказание за правильные или неправильные ответы (Skinner, 1963).
Не стоит также забывать, что в процессе обучения педагог не должен рассматривать ученика только как объект, подвергающийся внешнему влиянию, но видеть его формирующейся самостоятельной личностью. Крайне важно организовывать двусторонний процесс познания, при котором не только происходит воздействие среды на ученика, но ученик обладает стремлением к познанию, интересом и мотивацией.
Так, теория потокового состояния, выдвинутая психологом Михаем Чиксентмихайи (Csíkszentmihályi, 1990), основана на определенном психическом состоянии, при котором человек полностью погружен в то, чем занимается. Состояние потока характеризуется повышенным уровнем интереса, максимальной вовлеченностью в процесс, активизацией памяти, а также получением удовольствия и удовлетворения от выполнения задания. Пребывая в таком состоянии, учащиеся лучше усваивают информацию, эффективнее используют навыки решения проблем и коммуникации. Виртуальная реальность позволяет воспроизводить положительный опыт обучения, погружая учащихся в оптимальное состояние при помощи внутренней мотивации, четко поставленных целей, регулируемых уровней сложности и своевременной обратной связи (Liu et al., 2017).
Более того, исследования демонстрируют связь между обучением в виртуальной реальности и ростом мотивации учеников (Lin et .al., 2015; Harley et. al., 2016, Ullman, 2016; Bonner & Reinders, 2018; Chen, 2016; Lamb et. al., 2019; Southgate et. al.; 2019). Согласно теории учебной мотивации, для того, чтобы учащиеся достигали качественных знаний и навыков, крайне важно формировать и поддерживать их внутреннюю мотивацию. Внутренняя мотивация отражает заинтересованность учащегося в самом процессе обучения, стремление освоить навыки и получить знания (Ryan, & Deci, 2000). Высокая внутренняя мотивация имеет прямую связь с повышением образовательных результатов учащегося, его уверенностью в собственных силах и инициативностью. VR позволяет поддерживать внутреннюю мотивацию учеников при выполнении сложных и комплексных задач. Обучение в виртуальной реальности повышает вовлеченность учащихся, тем самым увеличивая их концентрацию на прохождении задания. В результате ученики прилагают больше усилий к тому, чтобы направить когнитивные ресурсы на решение сложных задач (Parong & Mayer, 2018).
Одним из важнейших преимуществ виртуальной реальности является возможность манипуляции объектами, например электрической цепью. Находясь в виртуальной среде, учащийся входит в стадию конкретного активного опыта, на которой он получает эмпирический опыт взаимодействия с объектом, а затем может перейти на стадию рефлексивного наблюдения, отступая от задачи и пересматривая испытанное. Согласно теории экспериментального научения Дэвида Колба, обучение - это цикл приобретения нового опыта, который приводит к изменению умений и суждений учащегося. В данной теории активный опыт и рефлексивное наблюдение позволяют учащемуся затем осмыслять изученные концепции и создавать новые, и впоследствии планировать применение полученного опыта (Kolb & Kolb, 2012).
Манипуляция с объектами также встраивается в концепцию оперативного обучения, которая специфична для VR-технологии, так как предполагает, что технология VR обеспечивает удобную и отказоустойчивую систему и немедленную обратную связь для манипуляций (Zhou, Ji, Xu, & Wang, 2018). Благодаря VR учащиеся могут изучать свойства и формы объектов виртуального окружения, манипулируя ими, например, проводя сборку персонального компьютера из готовых комплектующих деталей.
Виртуальная реальность - это технология, объединяющая визуальную, слуховую и (реже) тактильную информацию, передаваемую цифровыми носителями. Поэтому VR-устройства относятся к мультимедийным средствам обучения. Теория мультимедийного обучения (Mayer, 2014) и ее предшественница, теория когнитивной нагрузки (Sweller, 1988), предполагают, что информация обрабатывается и поступает в рабочую память человека через два отдельных канала: слуховой и визуальный. Каждый канал имеет ограниченную пропускную способность, а рабочая память имеет ограниченный объем. Обучение - это активный процесс фильтрации, выбора и структуризации информации на основе предыдущих знаний. Поэтому обучение включает в себя когнитивные процессы, которые создают связи между воспринимаемой информацией различной модальности. Согласно этой теории, VR-приложение может подавать комплементарную слуховую и визуальную информацию учащемуся, а также обеспечивать оптимальную когнитивную нагрузку на информационные канал.
Необходимо также отметить, что обучение в виртуальной реальности протекает неотрывно от самой познаваемой среды, которую трудно воспроизводить в условиях класса. Соответственно, при помощи VR педагог способен решить еще одну актуальную проблему образования — развитие знаний и навыков без отрыва от контекста. Контекстное обучение предполагает полное погружение учащегося в аутентичную, содержательную виртуальную среду обучения. Например, в исследовании Ю-Ли Чена (Chen, 2016) показано, что лингвистический контекст, воссозданный в виртуальном окружении, помогал учащимся пополнять словарный запас иностранного языка.
Таким образом, проведенный анализ демонстрирует, что характеристики виртуальной реальности повышают ее потенциал как образовательной технологии. Виртуальная среда позволяет формировать навыки на основе контекста, контролировать уровень когнитивной нагрузки, а также формировать сложные психические функции ребенка. Она может служить средой для активного получения эмпирического опыта и инструментом для развития навыков решения проблем и поведенческих характеристик. Более того, обучение в виртуальной реальности приводит к повышению мотивации и вовлеченности учеников в процесс познания. Наблюдаемая прочная связь VR-технологии с фундаментальными психолого-педагогическими теориями дает осознание того, что VR-индустрия и сфера образования не так уж и далеки друг от друга.
Список литературы
- Bonner, E., & Reinders, H. (2018). Augmented and Virtual Reality in The Language Classroom: Practical Ideas. Teaching English with Technology, 18(3), 33-53.
- Chen, Y.-L. (2016). The Effects of Virtual Reality Learning Environment on Student Cognitive and Linguistic Development. The Asia-Pacific Education Researcher, 25(4), 637–646. doi: 10.1007/s40299-016-0293-2
- Mayer, R. E. (2014). Cognitive Theory of Multimedia Learning. The Cambridge Handbook of Multimedia Learning, 43–71. doi: 10.1017/cbo9781139547369.005
- Csikszentmihalyi, Mihaly (1990). Flow: The Psychology of Optimal Experience. New York, NY: Harper and Row.
- Harley, J., Poitras, E., Jarrell, A., Duffy, M., & Lajoie, S. (2016). Comparing virtual and location-based augmented reality mobile learning: emotions and learning outcomes. Educational Technology Research and Development, 64(3), 359–388.
- Kolb, A. Y., & Kolb, D. A. (2012). Experiential Learning Theory. Encyclopedia of the Sciences of Learning, 1215–1219. doi: 10.1007/978-1-4419-1428-6_227
- Lamb, R., & Etopio, E. (2019). Virtual Reality Simulations and Writing: a Neuroimaging Study in Science Education. Journal of Science Education and Technology, 28(5), 542–552.
- Lin, H., Chen, M., & Chang, C. (2015). Assessing the effectiveness of learning solid geometry by using an augmented reality-assisted learning system. Interactive Learning Environments, 23(6), 799–810.
- Liu, D., Dede, C., Huang, R., and Richards, J. (2017b). Virtual, Augmented, and Mixed Realities in Education. Dublin: Springer.
- Parong, J., & Mayer, R. E. (2018). Learning science in immersive virtual reality. Journal of Educational Psychology, 110(6), 785–797. doi: 10.1037/edu0000241
- Ryan, R. M. & Deci, E. L. (200). Intrinsic and Extrinsic Motivations: Classic Definitions and New Directions. Contemporary Educational Psychology, 25, 54–67. doi: 10.1006/ceps.1999.1020
- Skinner, B. F. (1963). Operant behavior. American Psychologist, 18(8), 503–515. doi: 10.1037/h0045185
- Southgate, E., Smith, S., Cividino, C., Saxby, S., Kilham, J., Eather, G., Bergin, C. (2019). Embedding immersive virtual reality in classrooms: Ethical, organisational and educational lessons in bridging research and practice (Report). International Journal of Child-Computer Interaction, 19, 19–29.
- Sweller, J. (1988). Cognitive load during problem solving: Effects on learning. Cognitive Science, 12, 257–285.
- Ullman, E. (2016). The next dimension.(virtual reality platforms used by schools). Tech & Learning, 36(10), 34,36,38.
- Zhou, Y., Ji, S., Xu, T., & Wang, Z. (2018). Promoting Knowledge Construction: A Model for Using Virtual Reality Interaction to Enhance Learning. Procedia Computer Science, 130, 239–246. doi: 10.1016/j.procs.2018.04.035
- Выготский, Л. С. (1978). «Разум в обществе: Развитие высших психических процессов». Кембридж, MA: Гарвардская университетская пресса.