ОГЭ по физике: как готовиться к экзамену с помощью VR

Как мотивировать ребёнка готовиться к экзаменам? Самый надежный способ — заинтересовать предметом. А как это сделать? В блоге Modum Lab уверены, что на помощь придут VR-технологии.

Учителя и родители всё чаще говорят о том, что новое поколение — другое. А значит, и учить его надо иначе. Стандартные подходы больше не работают, дети чаще отвлекаются, их вниманием сложнее завладеть, а удивить и поразить знаниями — задача, кажется, сегодня нереальная. Но что же делать, если программа не меняется, а к экзаменам готовиться надо? И желательно так, чтобы ребёнок по-настоящему увлёкся предметом? Мы предлагаем использовать VR-технологии.

Совместно с Центром Национальной технологической инициативы по направлению «Нейротехнологии, технологии виртуальной и дополненной реальности» Дальневосточного федерального университета (Центр НТИ ДВФУ VR/AR) мы «переместили» в виртуальную реальность одни из сложнейших тем ОГЭ по физике — магнетизм и электромагнитные взаимодействия.

«Физика. Магнетизм» — обучающий комплекс для подготовки учащихся 8–9-х классов. Оказавшись в виртуальной лаборатории, школьник изучает физические явления в пространстве, понимает связь видимых действий с невидимыми феноменами и принимает участие в экспериментах. Для использования VR-комплекса понадобятся шлем виртуальной реальности и контроллеры для управления.

В курсе представлены три типа уроков:

1. Интерактивная теория: виртуальный наставник и трёхмерная визуализация процессов и опытов помогают школьнику понять сложную тему.
2. Практика: решение заданий с подсказками — ученики решают лабораторные задачи и ставят эксперименты в виртуальной безопасной среде.
3. Тренировка — решение заданий без подсказок. Формат похож на практику. Отличие в том, что ученик не получает подсказки, если ошибается.

В рамках курса школьники изучают и отрабатывают на практике правила левой и правой руки, силу Лоренца, опыты Эрстеда и Фарадея.

Вместе с Центром НТИ ДВФУ VR/AR в 2019 году мы провели пилотное исследование эффективности курса, чтобы выяснить, действительно ли виртуальная реальность упрощает восприятие и усвоение учебного материала за счёт объёмной визуализации образовательного контента.

Вот что получилось: школьники назвали этот формат более интересным, чем классические уроки. Сам формат стал для них мотивацией для изучения темы, а значит, упростил жизнь учителям. Но повлияла ли заинтересованность детей на результаты экзамена? Оказывается, да. В эксперименте приняли участие дети из 5 учебных заведений Москвы и Владивостока. Школьников разделили на основную и контрольную группы. Первые готовились к ОГЭ с помощью VR, вторые занимались по традиционной школьной программе. Механика исследования простая: перед тем как начать урок, обе группы сдавали вводный тест, затем в течение 2–3 дней проходили занятия — в VR или обычные, с учителем и доской, — затем снова тест. В июне школьники сдавали ОГЭ.

В рамках подготовки к экзамену по физике ребята из экспериментальной группы повторяли привычный предмет совершенно новым методом. Они видели перед собой электромагнитные поля, «уменьшались» до размера частиц и в прямом смысле заглядывали внутрь сложных процессов во время различных опытов. После изучения теории темы можно было самостоятельно отработать в виртуальном пространстве.

Средний балл по итоговому тесту у основной группы повысился почти на 30% после прохождения VR-обучения, у контрольной группы этот показатель не изменился. Прямой связи между VR-обучением и результатами выполнения заданий по электромагнетизму не нашли, но в основной группе получены более высокие баллы ОГЭ: средний общий результат экзамена в основной группе в среднем оказался на 2,5 балла выше, чем в контрольной. Также на 11% оказался выше средний общий балл за ОГЭ по физике преуспевающей половины основной группы, чем преуспевающей половины контрольной группы. Это различие объясняется тем, как готовились школьники.

Ученики, которые готовились к экзамену с помощью VR, рассказали, что технологии помогают разобраться в теоретической части. Они быстро схватывали новый материал и легко справлялись с интересными задачами после изучения теории.

И дополнительный бонус: шлем виртуальной реальности не даёт возможности разговаривать с соседом по парте, отвлекаться на посторонние звуки и события. Есть только ты и визуализация сложных физических процессов, в нашем случае — магнитных полей, их направленности и взаимосвязи.

В 2020 году была проведена масштабная Всероссийская программа апробации, в рамках которой VR-комплекс «Физика. Магнетизм» был внедрён в нескольких школах различных российских регионов. 97% тех, кто использовал комплекс, остались им довольны. Учителя говорили, что это удобно, ученики — что интересно.