Высокие технологии в образовании: хайп или необходимость

По прогнозам аналитиков, глобальный объем рынка дополненной и виртуальной реальности (AR и VR) к 2024 году увеличится до $125,19 млрд. Эти технологии находят свое применение в самых разных областях, от промышленности до медицины. Не осталось в стороне и образование: AR- и VR-решения используются в тренажерах для менеджеров по продажам, корпоративном обучении технических специалистов — и даже интегрируются в продукты для школьников. В России они представлены в основном разработками Центра Национальной технологической инициативы Дальневосточного федерального университета (НТИ ДВФУ), который в прошлом году запустил всероссийскую программу апробации AR- и VR-приложений в школах. Так, VR-курс по физике для учеников 8-9 класса, созданный совместно с Modum Lab, позволяет ученикам «увидеть» физические процессы в виртуальном мире и там же выполнить практические задания. А у российского разработчика MEL Science, выпускающего образовательные продукты для зарубежных рынков, есть курс коротких VR-уроков по основным темам школьных курсов химии и физики. Эти уроки повышают вовлеченность учеников и помогают лучше усвоить материал за счет визуализации химических процессов.

Создаются образовательные продукты и на основе дополненной реальности. Например, приложение Our Minds AR позволяет студентам в классе высказываться по теме с помощью обмена текстовыми сообщениями и очков дополненной реальности. Ученику достаточно напечатать вопрос или соображение в приложении, и все присутствующие увидят этот текст в виде облачка, «плавающего» над головой автора — как в комиксах.

Однако проблема в том, что большинство подобных решений требует дорогостоящего оборудования — VR-шлемов, AR-гарнитур или как минимум iPhone. Чтобы обеспечить такими гаджетами целый класс, нужны существенные расходы: так, цены на VR-шлем HTC Vive Focus, необходимый для курса по физике от НТИ ДВФУ и Modum Lab, на Яндекс.Маркете начинаются от 50 тысяч рублей. Если умножить эту сумму на число студентов и добавить расходы на сам продукт, получится сумма, неподъемная для многих образовательных учреждений. Кроме того, даже при наличии оборудования школьные учителя часто не понимают, как интегрировать его в учебный процесс. Как показало майское исследование «Учи.ру», лишь у 10% респондентов в школах есть VR-очки, и из них только 20% пользуются ими на уроках.

Да, AR/VR действительно повышает вовлеченность учеников, а усвоение материала с ним становится проще — но пока что тех же результатов можно достичь и более бюджетными методами. Поэтому до тех пор, пока технологии виртуальной и дополненной реальности не станут более доступными, применяться они будут в основном там, где они действительно необходимы — например, в обучении технических специалистов. Интересно, что техники Boeing уже несколько лет используют AR-подсказки при сборке проводов на борту. Виртуальные инструкции в системе дополненной реальности помогли компании отказаться от объемных бумажных мануалов и повысили точность работ на 30%.

Прошлой осенью Школа бизнеса Маккомбса при Техасском университете заключила контракт с компанией Contextual Content Group на создание трехмерных голограмм для дистанционного проведения уроков. Это решение, цель которого сделать занятия безопасными в пандемию, призвано создать эффект реального присутствия преподавателя в классе: каждое движение и жест лектора видны слушателям, и он может общаться с ними так же, как если бы он находился в аудитории физически.

Это не первый случай использования голограмм в обучении: в 2018 году перед студентами Имперского колледжа выступили спикеры, которые в этот момент находились в разных точках земного шара — они предстали перед аудиторией в виде своих трехмерных копий. А в 2019 году с помощью платформы HoloCampus профессора Гавайского университета получили возможность удаленно читать лекции в Общественном колледже Американского Самоа.

Такие эксперименты с голограммами лекторов нацелены на то, чтобы «приблизить» дистанционное обучение к реальному: слушатели ощущают себя так, словно лектор действительно присутствует в помещении. Но хотя это очень впечатляющее решение, при ближайшем рассмотрении его преимущества перед простой онлайн-конференцией оказываются не столь существенны. Обычная лекция в Zoom позволяет преподавателю и студентам точно так же видеть друг друга и общаться в режиме реального времени. Конечно, это не так захватывающе, как взаимодействие с 3D-профессором, но зато не требуют сложных разработок и больших финансовых вложений. Поэтому трехмерные лекции, вероятно, пока будут существовать в рамках отдельных кейсов крупных университетов.

Стремление оцифровать учителя нашло свое воплощение в еще одной интересной инициативе — программах на базе искусственного интеллекта, которые должны заменить реального педагога. Пожалуй, самый знаменитый пример здесь — преподаватель Джилл Уотсон, которая на протяжении пяти месяцев помогала студентам Технологического института Джорджии в подготовке учебных работ. На сайте студенческого форума Джилл добросовестно отвечала на вопросы, напоминала о сроках сдачи, поддерживала общение — и лишь впоследствии студенты узнали, что все это время они имели дело не с живым человеком, а с алгоритмом.

Этот кейс, как и 3D-голограммы, выглядит очень эффектным — но потенциал «искусственных» преподавателей пока очень невысок. Любые попытки роботизировать учителя будут неудачными, поскольку исключить живого человека из учебного процесса, сохранив его качество, невозможно — во всяком случае, сегодня. Робот не может выйти из рамок своей программы, импровизировать, проявлять эмпатию, использовать творческий подход. А для автоматизации таких рутинных задач, как ответы на вопросы студентов и напоминание о дедлайнах, вовсе не обязательны сложные дорогостоящие технологии.

Все эти примеры вовсе не означают, что технологии никак не могут помочь образованию. Напротив, есть целые области, где их применение может дать потрясающие эффекты — при относительно невысоких затратах на реализацию. В первую очередь сюда относится все, что связано со сбором и обработкой больших данных: анализируя информацию о взаимодействии учеников с материалом, можно выявлять слабые места курсов и адаптировать их под запросы аудитории, создавать собственный трек заданий для каждого пользователя, следить за прогрессом учебных групп и многое другое. Так, статистикой на платформе «Учи.ру» пользуются почти 70% учителей, причем треть из них регулярно корректирует темы и задания в соответствии с полученной информацией. А платформа WeStudy разработала инструмент, который позволяет предсказывать, когда пользователь решит бросить обучение: для этого алгоритмы собирают данные о его поведении, анализируют их по 121 параметру и при появлении тревожных симптомов оповещают об этом администратора.

Большие данные — основа для развития персонализированного обучения. Это одно из наиболее перспективных направлений в EdTech: с помощью обработки информации алгоритмы могут создавать для каждого ученика индивидуальные образовательные траектории — то, что в офлайне возможно лишь в рамках частных занятий или небольших учебных групп. В массовом обучении: в школе или на онлайн-курсах с большим количеством студентов — личный подход раньше был неприменим. Между тем все учителя, с которыми мы общаемся, постоянно жалуются на отсутствие в школах возможности видеть статистику по каждому ученику, чтобы понимать, какие темы у него «провисают» — но на самостоятельный сбор этих сведений у них не хватает времени.

Именно поэтому такую роль играет автоматизированная обработка данных: алгоритмы фиксируют всю информацию о взаимодействии студента с учебным материалом, делают выводы о его слабых и сильных сторонах и либо выдают результаты преподавателю, либо сами адаптируют курс под потребности пользователя.

Сегодня 90% учителей говорят, что оценок недостаточно для понимания уровня ученика; важно знать его интересы, темпы усвоения информации, усидчивость, внимательность и многие другие факторы. Уже сейчас многие компании работают над созданием инструментов, которые смогут подбирать материал и формат его подачи с учетом всех этих факторов — и потенциал у таких разработок очень высок.

Разумеется, у школ нет ресурсов, чтобы развивать подобные инструменты — более того, это не заложено в их функцию. Так что эту роль, вероятнее всего, возьмут на себя EdTech-компании, которые уже сейчас плотно взаимодействуют с академическим образованием. Именно они будут упаковывать статистику по учащимся и, возможно, полностью «заберут» себе обязанность сбора данных.

Edutainment — подход, который предполагает совмещение обучения с развлекательными элементами — по большей части остается за пределами «формального» академического обучения. Но это вполне нормальное явление: система образования как фундаментальный институт не обязана принимать в себя все инновации — что-то всегда будет расти параллельно системе. Так что геймификация сегодня развивается по большей части в рамках EdTech-проектов, которые создают продукты как для дополнительного образования, так и для школ и вузов.

Так, знаменитое приложение для изучения английского DuoLingo использует игровую валюту и «жизни», которые можно потерять или восстановить. Вообще зарабатывание валюты, баллов или рейтинга — один из наиболее частых принципов геймификации, находящих свое применение в образовании. Например, студенты «Школы 21» от «Сбербанка» должны проверять чужие задания, чтобы заработать очки, без которых их собственные проверены не будут.

Максимальный синтез обучения с развлечением достигается в так называемом game-based learning (GBL). При таком подходе игра из дополнительного элемента становится основным — а для продвижения по ее уровням участнику необходимо применять знания из разных предметных областей. К примеру, существует множество игр для программистов, где нужно написать код, чтобы победить вражеских роботов. Под учебные цели была адаптирована и легендарная «песочница» Minecraft, на базе которой школьники в Англии строят города разных эпох. А на платформе «Учи.ру» можно поиграть в RPG-игру «Магическая математика»: ее сюжет завязан на мистическом исчезновении учителя, а на пути к раскрытию этой тайны главному герою приходится решать задания на знание курса математики.

Конечно, геймификация — не панацея, которая сможет дать мотивацию к обучению человеку, у которого ее не было изначально. К тому же построить курс полностью на принципе игры невозможно. Но такая задача и не стоит: игровые механики должны не заменить собой обучение, а сделать его более увлекательным и помочь в освоении нового материала — и с этой задачей они прекрасно справляются. Тем более что эти решения не требуют сложных разработок, больших капиталовложений или дорогого оборудования.