Проект представляет собой учебно-методический программный комплекс (УМПК) по астрономии, включающий приложение для очков виртуальной реальности и учебно-методический курс по предмету. Проект нацелен на оптимизацию и усовершенствование учебного процесса с применением технологий виртуальной реальности для эффективного усвоения материала в рамках преподавания астрономии.
Ключевые слова: виртуальнаяреальность, астрономия, средняя школа
Технологии виртуальной реальности стремительно развиваются в последние годы, и, за счёт возможности формирования среды, воспринимаемой человеком через органы чувств, VR позволяет смоделировать комфортную среду для усвоения новых знаний и, таким образом, сформировать у учеников высокую мотивацию к обучению.
Астрономия является одним из наиболее удобных предметов для отработки новых технологий вследствие того, что, с одной стороны, с 2004 года она перестала входить в Федеральный базисный учебный план и перестала носить обязательный характер изучения, вопросы, связанные с методикой ее преподавания практически нигде не рассматривались. С другой стороны, натурный эксперимент в астрономии (то есть непосредственное наблюдение планет и звезд с использованием телескопа) в определенной степени тоже является виртуальным. Наблюдаемые объекты находятся за пределами человеческой досягаемости, работа происходит фактически с изображениями наблюдаемых небесных тел. Поэтому обращение в методике преподавания астрономии к виртуальной игре представляется совершенно естественным.
Использование технологий VR на уроках астрономии позволят построить занятия по принципу геймификации — использование игр в электронном обучении. Этот принцип обучения, несомненно, повысит мотивацию учиться. Внедрение подобных технологий VR является принципиально новым подходом в рамках данной дисциплины.
Приложение для VR-шлемов включает не менее 8 моделей планет Солнечной системы, модель Луны, Солнца, и не менее 3 информационных блоков в методике для каждой планеты. Методика будет включать в себя 3 блока:
- Общие данные о планете. Описание внешнего вида планеты, физические характеристики (не менее 3 характеристик), которые будут выводиться в виде надписи над планетой.
- Актуальные данные, например, о состоянии атмосферы на планете, гравитация на поверхности, наличие бурь и прочее.
- «Полет на планету». Интерактивная часть занятий, на которых будет необходимо в смоделированной ситуации спроектировать собственный летательный аппарат, рассчитать необходимую массу для полета, его скорость, время в полете, затраты на топливо и другие необходимые характеристики, в зависимости от ситуации.
Информация по трём блокам будет взаимосвязана и предусматривать контрольные тестовые задания на знание информации из 1 и 2 блоков, необходимых для участия в интерактивной части занятий.
В среде разработки Unity уже созданы модели планет земной группы, а также спутника Земли — Луны. На каждую модель наложены снимки высокого разрешения для реализации максимального сходства с оригиналом. В программе произведены и реализованы точные расчеты движения планет по орбите.
Рис. 1. Модель Земли Рис. 2. Модель Венеры
Рис. 3. Меню с выбором планетРис. 4. Инструкция пользования контроллерами
Реализована поддержка под шлемы виртуальной реальности Oculus Rift, Oculus Rift S, Oculus Quest, Windows Mixed Reality. Создан удобный пользовательский интерфейс. Разработаны интуитивно понятные элементы управления движением, удобные для людей, незнакомых с виртуальной реальностью. Есть возможность просмотреть основную информацию о планетах солнечной системы и их спутниках, а также возможность изменять их период вращения.
