Новости

21.12.2019 15:10
Рубрика: Общество

Лаборатория виртуальной реальности "прокачает" интуицию ребенка

Как виртуальный тренажер поможет сдать ЕГЭ по математике? "Прокачать" геометрическую интуицию? И что обнаружит ребенок, взглянув изнутри на трехмерный двадцатигранник? На эти и другие вопросы отвечает учитель математики Университетской гимназии МГУ имени М.В.Ломоносова Александр Гаргянц. Он разработал цифровую 3D-лабораторию по стереометрии и стал лауреатом премии РАО "Молодым ученым - за успехи в науке".
 Фото: из архива Университетской гимназии МГУ  Фото: из архива Университетской гимназии МГУ
Фото: из архива Университетской гимназии МГУ

- Как мы представляем лабораторию по физике, химии, биологии? Есть приборы и реагенты - ими можно манипулировать, что-то измерять. Или использовать их цифровые "двойники", если эксперимент проходит в виртуальной реальности. Подобных 3D-проектов хватает, - рассуждает Александр. - А вот школьных практикумов по трехмерной геометрии - стереометрии - до нас еще никто не делал. Представьте: можно манипулировать тетраэдрами, икосаэдрами и любыми другими объемными телами. Изучать их со всех сторон, в любых сечениях и проекциях без больших и затратных по времени чертежей.

Программировать и моделировать тренажер помогают старшеклассники-гимназисты. Ребята "ныряют" в виртуальность с головой. Надевают шлем, берут джойстик - и попадают 3D-комнату. Здесь цифровая доска с условием задачи. На ней же можно делать пометки и записывать решения. Но главное - прямо перед тобой в воздухе "подвешена" огромная фигура. Например, треугольная пирамида или тетраэдр. Можно обойти фигуру по кругу, покрутить и так и сяк, и даже попробовать найти точку пересечения четырех ее высот. В итоге самому сделать открытие: этой точки в пирамиде (в отличие от двумерного треугольника) может не существовать! А еще можно рассечь двадцатигранник и посмотреть, сколько углов останется в сечении… Получилась 3D-платформа для геометрического творчества: нет ни заданного сюжета, ни предсказуемого решения.

- "Вау-эффект" обеспечен. Если подавать информацию в стандартной форме: "вот тебе теорема - вот доказательство - запиши образец" - отдача будет гораздо меньше, - говорит Александр Гаргянц. - Ребята, которые занимаются в такой подвижной и интерактивной среде, лучше владеют пространственным воображением, геометрической интуицией.

Что это такое?

Часто бывает так, что ребенок получает по геометрии одни пятерки, знает наизусть все теоремы и даже доказательства. А видит перед собой планиметрическую задачу незнакомого типа - и не может понять, с какой стороны к ней "подобраться". Именно в этом может помочь геометрическая интуиция. Это способность "чувствовать" разные конструкции, знать на каком-то другом уровне, какие шаги нужно предпринять, чтобы прийти к верному решению.

Чтобы получить достоверные данные о том, как именно виртуальная платформа влияет на результаты обучения школьников, к исследованию будут подключаться не только математики, но и психологи, специалисты по детской физиологии… Кстати, Александру всего 26 лет, но он уже кандидат физико-математических наук. Интересы? Дифференциальные уравнения и все, что с ними связано. Молодой ученый признается: после мехмата МГУ сразу вернулся в школу уже как учитель: мечтал рассказывать детям про математику так, чтобы они могли в нее влюбиться. И это работает: ученики Университетской гимназии МГУ собирают призы на всероссийских олимпиадах самого высокого уровня: Всероссийская олимпиада школьников по математике, "Ломоносов", "Покори Воробьевы горы", Олимпиада им. Леонарда Эйлера… Практически все выпускники справляются с "ЕГЭ-шными" задачами на планиметрию и стереометрию. А они считаются одними из сложнейших в госэкзамене. В среднем по России их решают около 30 процентов школьников.

Сейчас в Университетской гимназии примерно 200 ребят - учеников 8-11 классов. Москвичей среди них единицы, ученики приехали из разных уголков страны. Все они прошли серьезный отбор - писали тесты, участвовали в олимпиадах и летних сборах. Ребята сильные, талантливые, очень мотивированные. Каждый ведет свой уникальный проект - это часть учебного плана. Проживание в общежитии, питание, всю учебу им оплачивает МГУ - и возлагает на ребят большие надежды.

- Недавно мы с одноклассниками представляли на научной конференции проект: 3D-тур по лабораториям МГУ. Мне особенно нравится химическая лаборатория - хочу связать свою жизнь именно с этим предметом, - говорит девятиклассница из Вологды Анна Микрюкова. - В химии технологии виртуальной реальности пригодятся, как никогда: здесь не только цифровые экскурсии по лабораториям, но и моделирование сложных экспериментов.

- Мы рассчитываем, что этой платформой смогут пользоваться дети по всей стране. Сейчас в рамках нацпроекта многие школы, даже сельские, закупают шлемы виртуальной реальности и другое современное оборудование. Но важен не просто шлем, а программная "начинка", - рассуждает Александр Гаргянц. - На стереометрии мы не остановимся - планируем и химические, и физические лаборатории, и виртуальные 3D-туры. Возможно, даже исторические и литературные квесты. Над всеми этими направлениями сейчас работают гимназисты совместно с Молодежной исследовательской платформой МГУ. Все разработкистанут частью единого виртуального научно-образовательного комплекса в рамках проекта "Вернадский". Проект был инициирован ректором МГУ академиком Виктором Антоновичем Садовничим в апреле 2018 года и направлен на выравнивание качества подготовки научных и образовательных кадров в регионах. В рамках проекта в России уже создано 13 научно-образовательных консорциумов, куда входят ведущие вузы, региональные власти и высокотехнологичные компании. К примеру, мы на базе Университетской гимназии проводим курсы повышения квалификации для учителей, которые преподают в профильных "Роснефть"-классах, разбросанных по всей стране. И это тоже часть проекта "Вернадский".

Компетентно

Президент РАО, декан факультета психологии МГУ Юрий Зинченко:

Вопросы цифровизации образования, виртуальной и дополненной реальности сегодня на повестке дня. С одной стороны, мы видим, что это мощный мотивирующий фактор. С другой, мы не знаем, в каком объеме и в каких форматах это становится эффективной технологией обучения. А в каких случаях это может и не принести ожидаемых результатов. Поэтому так важны научные исследования в этой сфере.

Общество Образование