Проблемы и решения при использовании 3D-моделирования и технологий виртуальной реальности для создания иммерсивного обучения

Аннотация

Настоящая статья посвящена комплексной оценке эффективности и проблем, возникающих при интеграции 3D-моделирования и технологий виртуальной реальности (VR) в образовательный процесс для создания иммерсивной учебной среды. Целью исследования было выявить как положительные эффекты, так и ключевые барьеры, препятствующие широкому внедрению данных технологий. Для достижения этой цели было проведено квазиэкспериментальное исследование на базе технического университета с участием 120 студентов. Участники были разделены на экспериментальную группу, которая изучала конструкцию планетарного редуктора с помощью специализированного VR-модуля, и контрольную группу, обучавшуюся по традиционным методикам с использованием чертежей и физических макетов. Эффективность обучения, вовлеченность, когнитивная нагрузка и симптомы киберболезни оценивались с помощью комплекса количественных (тестирование, опросники UES, NASA-TLX, SSQ) и качественных (интервью, фокус-группы) методов. Анализ результатов продемонстрировал значительное преимущество иммерсивного подхода. Прирост академической успеваемости в экспериментальной группе составил 27,1%, что более чем в два раза превысило показатель контрольной группы (9,45%). Студенты, работавшие в VR, показали значительно более высокий уровень вовлеченности, чувства погружения и положительно оценили наглядность материала, что способствовало более глубокому пониманию сложных пространственных конструкций. Вместе с тем, исследование объективизировало и серьезные проблемы. Была зафиксирована высокая когнитивная нагрузка на студентов в VR-среде (средний балл по шкале NASA-TLX 68,45 из 100), а также наличие симптомов киберболезни у значительной части пользователей (средний балл по SSQ 18,21), что выражалось в дезориентации и зрительном напряжении. Качественный анализ подтвердил, что наряду с высокой мотивацией и безопасностью виртуальных экспериментов, студенты сталкивались с техническими сбоями, сложностями в адаптации к управлению и ощущением социальной изоляции. Таким образом, исследование заключает, что, несмотря на доказанную высокую образовательную эффективность, успешное внедрение VR-технологий требует системного подхода. Необходимо не только создавать качественный контент, но и разрабатывать методики, направленные на снижение когнитивной нагрузки и минимизацию физиологического дискомфорта, например, путем ограничения длительности сессий и внедрения гибридных форматов обучения, сочетающих индивидуальную работу в VR с коллективным обсуждением.