Нанотехнология и дополненная реальность как основы виртуализации образовательного материала при обучении

Рассмотрены теоретические и практические аспекты применения технологий виртуальной и дополненной реальности (VR/AR) в образовательном процессе. Проанализирован потенциал этих техно логий для совершенствования образования, особенно в условиях необходимости дистанционного обучения. Выделены ключевые преимущества VR/AR-технологий: визуализация сложных научных концепций, доступ к виртуальным моделям дорогостоящего оборудования, безопасность при работе с потенциально опасными объектами, повышение вовлеченности обучающихся. Приведен практический опыт внедрения VR/AR-технологий в образовательный процесс Государственного университета просвещения и Московского государственного университета на примере нескольких дисциплин: разработка мобильного приложения дополненной реальности для изучения архитектуры компьютера в рамках курса информатики; создание виртуальных лабораторных работ по дисциплине «Введение в физику нанотехнологии»; программа дополнительного образования по технологиям виртуальной и дополненной реальности; применение AR для демонстрации 3D-моделей молекул на химическом факультете МГУ. Интеграция VR/AR-технологий в образовательный процесс способствует формированию у обучающихся современных компетенций, расширению содержания преподаваемых дисциплин и повышению эффективности обучения в целом.

1. Беляев, В. В. Погружение в суперреальность. По результатам симпозиума SID 2014 / В. В. Беляев // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2014. № 6. С. 32–44.

2. Беляев, В. В. Дисплеи для военного применения: специфика отрасли, современные технологии и вектор развития / В. В. Беляев, Д. Суарес // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2017. № 6. С. 52–63. https://doi.org/10.22184/1992-4178.2017.166.6.52.63.

3. Huang, A. Teaching, Learning, and Assessment with Virtualization Technology / A. Huang // Journal of Educatio nal Technology Systems. 2019. Vol. 47, No 4. P. 523–538. https://doi.org/10.1177/0047239518812707.

4. Ray, S. Virtualization of Science Education: A Lesson from the COVID-19 Pandemic / S. Ray, S. Srivastav // Journal of Proteins and Proteomics. 2020. Vol. 11. P. 77–80. https://doi.org/10.1007/s42485-020-00038-7.

5. Annappaiah, D. H. Virtualization Technologies and Techniques in Education Learning Applications / D. H. Annappaiah, V. K. Agrawal // World Academy of Science, Engineering and Technology. 2011. Vol. 59. P. 1824–1829.

6. Klement, M. Models of Integration of Virtualization in Education: Virtualization Technology and Possibilities of Its Use in Education / M. Klement // Computers & Education. 2017. Vol. 105. P. 31–43. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2016.11.006.

7. LaValle, S. M. Virtual Reality / S. M. LaValle. UK: Cambridge University Press & Assessment, 2023.

8. Aukstakalnis, S. Practical Augmented Reality: A Guide to the Technologies, Applications, and Human Factors for AR and VR (Usability) / S. Aukstakalnis. USA: Addison-Wesley Professional Publ., 2016.

9. Иванова, А. В. Технологии виртуальной и дополненной реальности: возможности и препятствия применения / А. В. Иванова // Стратегические решения и риск-менеджмент. 2018. № 3. С. 88–107. https://doi.org/10.17747/2078-8886-2018-3-88-107.

10. Шевчук, М. В. Проектирование образовательного процесса на основе технологии виртуальной реальности / М. В. Шевчук, В. Г. Шевченко, А. А. Зорина // Информатика в школе. 2020. № 10. С. 19–31.

11. Введение в физику нанотехнологии / В. В. Беляев [и др.]. М.: Гос. ун-т просвещ., 2024. ISBN 978-5-7017-3461-4.

12. Быков, В. А. Нанотехнологии в современной науке: фестиваль науки МГОУ / В. А. Быков // Нанотехнологическое общество России и группа компаний «НТ-МДТ Spectrum Instruments». М., 2017.

13. Быков, В. А. Зондовая микроскопия и спектроскопия: приборы и методы для комплексного анализа поверхностных структур / В. А. Быков, В. В. Поляков // Нанотехнологии: Образование, Наука, Инновации: сб. ст. X Всерос. науч.-практ. конф. Курск: Курский государственный университет, 2019. С. 17–18.

14. Тодуа, П. Метрология и стандартизация в нанотехнологиях / П. Тодуа // Фотоника. 2010. № 1. С. 2–8.

15. Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry Analyses of Vancomycin / L. Du [et al.] // Biointerphases. 2018. Vol. 13, No 3. https://doi.org/10.1116/1.5016186.

16. Новые задачи физико-математического практикума. Часть II. Тестирование качества сближения устройства спасения космонавта с международной космической станцией / В. В. Александров [и др.]. М.: Изд-во попеч. совета мех.-матем. ф-та МГУ, 2015.

17. Хребтова, С. Б. Дополненная реальность в обучении: наглядное и понятийное в демонстрации моделей молекул / С. Б. Хребтова, Е. В. Высоцкая, В. В. Миняйлов // Давыдовские чтения: сб. тез. участников II Междунар. науч.-практ. конф., 12–13 сент. 2022 г. М.: ФГБОУ ВО МГППУ, 2022. С. 275–278.

18. Примеры моделей кристаллических структур [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://p3d.in/u/crystal3d. Дата доступа: 22.03.2025.