Стратегический проект

Первая VR-лаборатория просвечивающей электронной микроскопии

Отличительной особенностью виртуальной реальности является полное погружение пользователя в созданное 3D-пространство, возможность взаимодействия с элементами этого пространства и ощущении реальности происходящего. 

За счет этого VR является уникальным инструментом, который нашел свою устойчивую нишу в образовательной практике. Безопасность метода, его наглядность и вовлеченность участников в образовательный процесс значительно увеличивают эффективность обучения, а иммерсивность дает возможность приобрести практический 
опыт, который в реальной жизни зачастую получить затруднительно: дорогостоящее высокотехнологичное оборудование часто недоступно для образовательных организаций. Особенно перспективна виртуальная реальность при обучении навыкам работы на устройствах или механизмах, эксплуатация которых связана с повышенным риском, с большими затратами, с узкоспецифическим направлением. 

В России в образовательный процесс VR-технологии внедряются на национальном уровне. В рамках Федерального проекта «Цифровая экономика Российской Федерации» разработана дорожная карта развития «сквозной» цифровой технологии «Технологии виртуальной и дополненной реальности». В соответствии с паспортом национального проекта «Образование», технологии дополненной и виртуальной реальности к концу 2024 года будут включены в процесс обучения в 75 регионах страны и охватят 25% школ.  Технологии виртуальной и дополненной реальности присутствуют, например, в чемпионатах профессионального мастерства Worldskills, в кружковом движении и Олимпиаде НТИ и пр. Планируется, что к 2025 году виртуальная реальность займет лидирующее место среди образовательных технологий.

В российских вузах на сегодняшний день виртуальная реальность в первую очередь представлена в качестве симуляции оборудования, опытов и экспериментов в рамках лабораторных работ и практик, в том числе в предметных областях, невоспроизводимых или трудно воспроизводимых в традиционных форматах обучения. VR – не замена реальной лабораторной практики, а эффективное формирование нужных прикладных навыков в безопасной и увлекательной форме для последующего применения их в производственных условиях. 

Центр НТИ «Цифровое материаловедение: новые материалы и вещества» (структурное подразделение МГТУ им. Н.Э. Баумана) в рамках программы «Приоритет 2030» реализует проект «Создание обучающей виртуальной лаборатории с элементами геймификации», посвященный изучению просвечивающей электронной микроскопии в 
формате виртуальной реальности. На сегодняшний день в вузах России отсутствуют лабораторные практики с использованием просвечивающей электронной микроскопии, и данный метод зачастую остается неохваченным при подготовке специалистов. Разрабатываемая лабораторная работа будет интегрирована в программу дополнительного образования и позволит познакомиться с методом исследования структур наночастиц, строения кристаллов и атомов материалов, провести собственное исследование на виртуальном микроскопе и получить базовые навыки работы с высокотехнологичным оборудованием. 

«Моделирование лаборатории в виртуальной реальности дает возможность студентам сформировать знания и навыки работы с высокотехнологичным оборудованием, не боясь совершить ошибку, без риска повреждения дорогостоящих приборов, максимально безопасно и с максимальной вовлеченностью. В разрабатываемом проекте обучающийся окажется в пространстве современной лаборатории, оснащенной просвечивающим электронным микроскопом, и в виртуальной реальности пройдет все этапы реального процесса исследования структур наноматериалов» - сообщает Маргарита Стоянова, заместитель директора Центра НТИ «Цифровое материаловедение: новые материалы и вещества».

На сегодняшний день разработана и утверждена программа ДПО ДПП «Микроскопия наноматериалов и структур» с интегрированной лабораторной работой по просвечивающей электронной микроскопии. Программная разработка виртуальной лаборатории подходит к завершающей стадии. Апробация проекта запланирована на ноябрь 2022 г. 

Проект реализуется в рамках программы «Приоритет-2030», стратегического проекта BaumanU2U.