Использование VR- и AR-оборудования для проведения экспериментов по физике в школах

Актуальность

Информационные технологии в мире активно развиваются и распространяются. Многие дети предпочитают учиться дистанционно или не имеют возможности посещать образовательные учреждения и проводить эксперименты и лабораторные работы по физике. Программа, разработанная в проекте, решает проблему, предоставляя возможность проведения физических экспериментов в виртуальной реальности.

Цель

Создание программы, которая сможет быть использована с целью проведения экспериментов по физике в образовательных учреждениях.

Задачи

1. Изучить теоретические понятия о работе в виртуальном пространстве.
2. Выявить преимущества и недостатки работы с виртуальным оборудованием и реальными приборами.
3. Изучить возможности языка программирования C#.
4. Разработать оптимальный вариант программы для очков виртуальной реальности, которая даст возможность проводить некоторые из физических экспериментов, которые подходят для школьной программы.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Unity 3D
• Microsoft Visual Studio
• SteamVR
• Windows 10

Описание

В работе автором были рассмотрены возможности переноса некоторых из экспериментов, проводимых в школах на уроках физики, и разработана программа для VR-очков, в которой реализованы сами эксперименты.

Автор учёл все возможные преимущества и недостатки работы на уроке с помощью стандартных приборов, которые предоставляет школа. В процессе работы многие недостатки были устранены, а преимущества перенесены для создания как можно более полезного и интересного учебного приложения.

В практической части проекта автором была разработана программа, реализованная на игровом движке Unity с использованием инструмента SteamVR и кода C#. В ней создан сценарий эксперимента, доступный для ознакомления.

Результаты работы/выводы

На основе поставленной проблемы были учтены все возможные преимущества и недостатки работы на уроке с помощью стандартных приборов, которые предоставляет школа. В процессе работы многие недостатки были устранены, а преимущества перенесены для создания как можно более полезного и интересного учебного приложения.

В практической части проекта была разработана программа, реализованная на игровом движке Unity. В ней создан сценарий эксперимента, доступный для ознакомления.

Перспективы использования результатов работы

1. Приблизить процесс работы к реальности
2. Добавить возможность проведения эксперимента в паре с другим человеком
3. Улучшить работу виртуальных физических приборов
4. Загрузить приложение на онлайн-сервис Steam в общий доступ
5. Воссоздать другие физические эксперименты и загрузить их в приложение

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА – Российский технологический университет»;
Детский технопарк «Альтаир» РТУ МИРЭА

Награды/достижения (в каких конкурсах и с какими результатами выставлялась ранее эта работа)

Научно-практическая конференция учащихся «Новые горизонты-2022» – диплом II степени.

Мнение автора

«Я считаю, что моя работа имеет широкие перспективы развития, а конечный результат принесёт пользу учащимся, пропустившим лабораторные работы по физике из-за пандемии COVID-19 или невозможности посещать образовательные учреждения по каким-либо причинам.

Проект «Инженерный класс в московской школе» – это опора, которая позволит юным инженерам получить необходимые знания, чтобы они в будущем смогли проложить стране путь в мир высоких технологий.

Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» даёт возможность учащимся проявить себя и своё мастерство, показав что-то новое, что поможет решить актуальные проблемы»