Иммерсивное обучение: систематический обзор литературы

(Эта статья относится к специальному выпуску « Современные разработки в области смешанной, дополненной и виртуальной реальности: последствия для преподавания и обучения »)

Интеграция виртуальной реальности (VR) с развивающимися технологиями стала критически важной в современных школах для трансформации обучения в режиме реального времени. Изменение перспективы произошло из-за VR, что позволило учителям создавать иммерсивные учебные процессы в дополнение к обычным занятиям. В статье представлен систематический обзор литературы с углубленным анализом изменяющейся среды иммерсивного обучения. В ней обсуждаются преимущества и проблемы, отмечаются результаты предыдущих исследователей. VR способствует более глубоким знаниям и запоминанию сложных предметов, позволяя учащимся сотрудничать с цифровыми структурами, исследовать виртуальные ландшафты и участвовать в моделируемых экспериментах. Разработка устройств VR, таких как тонкие гарнитуры и механизмы тактильной обратной связи, демократизировала иммерсивное инженерное обучение, сделав его более доступным и естественным для более широкого круга учащихся.

Это исследование проливает свет на революционный потенциал иммерсивного обучения посредством интеграции VR с новыми технологиями в образовании в реальном времени, изучая текущие тенденции, обсуждая препятствия и перспективы будущих направлений с использованием новых предпочтительных элементов отчетности для систематических обзоров и метаанализов (PRISMA).

В этом исследовании использовались четыре базы данных: Scopus, IEEE, Springer и Google Scholar. Во время отбора было добавлено 24 статьи во время обзора и отобрано 66 исследований.

Оно разъясняет лучшие практики для принятия сред обучения, улучшенных VR, посредством эмпирического анализа и тематических исследований, а также указывает направления для будущих инноваций и роста в области иммерсивной педагогики.

Ключевые слова:
иммерсивная виртуальная реальность (IVR) ; иммерсивное обучение ; образовательные технологии ; новые технологии ; дополненная реальность (AR) ; искусственный интеллект (AI) ; обработка естественного языка (NLP) ; обучение в реальном времени ; виртуальные обучающие среды (VLE) ; системы обучения на основе виртуальной реальности (VRTS)

1. Введение

Виртуальная реальность и традиционные методы имеют свои преимущества и недостатки.

Гибридная стратегия обучения для студентов-инженеров, которая сочетает интерактивные, иммерсивные преимущества виртуальной реальности с проверенными традиционными методами обучения, может предложить основательное и эффективное образование.

Традиционные подходы гарантируют академически прочную основу и полезное межличностное взаимодействие.

Вклад виртуальной реальности в высшее образование включает, помимо прочего, следующее:

Повышение вовлеченности, знаний и практических навыков.
Это эффективный способ обучения учащихся и стажеров сложным идеям.
Он может точно моделировать реальные сценарии и реализовывать желаемые результаты.
Обучающиеся могут приобретать в виртуальной среде навыки, которые было бы сложно освоить в рамках традиционных учебных и образовательных программ.
Виртуальная среда также может стимулировать энтузиазм и улучшать академические и когнитивные способности [ 1 ].
Эксперименты можно проводить виртуально и многократно, тем самым закрепляя знания.

В настоящее время одной из наиболее широко используемых технологий является виртуальная реальность.
Иммерсивная симуляция использует визуальные эффекты, созданные компьютером, для воссоздания реальной обстановки.

Человек, использующий ее, будет взаимодействовать внутри границ этой созданной симулированной атмосферы, полностью погруженный в нее. В результате учащиеся получают большую степень взаимодействия [ 2 ].

Идея «фабрик обучения» (LF) недавно получила распространение для модернизации образования и создания более аутентичных образовательных условий. Аналогичным образом виртуальная реальность оказалась эффективным способом обучения учащихся и учеников сложным идеям.

Виртуальная реальность — это усовершенствованный метод визуализации, который полезен и успешен [ 3 ].

Участникам нужна помощь в самостоятельной настройке лабораторного оборудования, столкновении с чрезвычайными ситуациями или с последствиями неправильной настройки, которая может повредить оборудованию.

Эти практические действия, которые в первую очередь зависят от сложной научной аппаратуры, должны выполняться под наблюдением. Кроме того, практика и наверстывание упущенного времени возможны только в запланированное лабораторное время. Определенное количество потенциальных клиентов и соответствующих партнеров должны протестировать недавно созданную услугу.

Необходимо оценить товар, учитывая его сильные и слабые стороны, эффективность и функционирование [ 4 ].

Оборудование для практических занятий устанавливается в практической лаборатории, и участники физически присутствуют, выполняя исследовательскую методику (эксперимент). Тесты предоставляют данные, которые подтверждают или опровергают гипотезу для учащихся. Требуются экспериментальная зона, дорогостоящее оборудование и инструменты со значительными начальными и текущими затратами [ 5 ].

В результате этого исследования тщательно собирают, изучают и оценивают самые последние статьи относительно преимуществ, недостатков и пробелов в обучении, связанных с виртуальной реальностью.
Затем эта информация используется для подтверждения ее пригодности для преподавания инженерии.
Результаты заслуживают внимания, поскольку систематические обзоры литературы указывают на недостаток в технологической реализации VR, что значительно снижает образовательные преимущества для студентов на инженерных курсах и в образовании в целом.

Поэтому, чтобы преодолеть разрыв и реализовать весь потенциал виртуальной реальности в инженерном образовании, настоящее исследование уверенно предлагает концептуальный подход, основанный на анализе самых последних публикаций с использованием критериев включения и исключения [ 6 ].

Структура статьи следующая:

Раздел 2 представляет собой связанную работу; он включает обзор литературы и стратегию поиска с целями и вопросами исследования.

Затем в разделе 3 представлены материалы и методы, используемая методология, метод систематического обзора литературы, стратегия поиска, критерии отбора и процедура анализа данных.

Раздел 4 показывает результаты и обсуждение, охватывающие типы учебных сред или использования, препятствия реализации и образовательные преимущества виртуальной реальности с будущими направлениями и резюме.

Наконец, в разделе 5 содержатся выводы и рекомендации для дальнейшего изучения и реальных реализаций иммерсивного обучения в инженерии.

2. Сопутствующая работа

2.1 Обзор литературы

Традиционное представление об обязанностях и обязательствах инженеров необходимо пересмотреть, чтобы решать социально-экономические, экологические и медицинские проблемы общества. Нам нужен специалист, который может работать как в пределах своей области, так и за ее пределами.

Инженеры следующего поколения должны уметь получать, понимать, оценивать, интегрировать и применять информацию и точки зрения из других дисциплин. Эта способность поможет профессионалам учитывать широкий спектр элементов при решении современных проблем. Мы рекомендовали внедрить междисциплинарное инженерное образование (IEE) для удовлетворения таких потребностей и обучения студентов-инженеров из разных областей в одной среде. Согласно более ранним исследованиям, междисциплинарное сотрудничество имеет важное значение в инженерии как особый навык, которому следует обучать в образовательных контекстах [ 7 ].

Хотя применение виртуальной реальности остается на ранних стадиях развития, платформы предоставляют более креативные способы взаимодействия и визуализации данных для улучшения оценок инженерного проектирования.

Традиционная процедура проверки проекта теперь часто выполняется на ПК с использованием программ САПР, таких как система САПР Siemens NX. Тем не менее, что касается функциональной и эргономической проверки сложных 3D-моделей, САПР на экране может лишь иногда удовлетворять всем потребностям [ 8 ].

Согласно последним статистическим данным, обучение STEM (наука, технология, инженерия и математика) быстро расширяется во многих странах мира. Чтобы учащиеся могли получить знания по многим предметам STEM и свой опыт обучения, преподаватели должны эффективно разрабатывать методы обучения, которые предлагают высокий уровень точности и достоверности представления в моделировании, а также экспериментальные (практические) действия и задания. Тем не менее, многие преподаватели и инструкторы сталкиваются с трудностями при реализации лабораторных упражнений и практических заданий в различных секторах, от начального и среднего образования до высшего образования, такого как колледж.
Причины разочарования и недовольства студентов заключаются в нескольких факторах, таких как сложные поездки в исследовательские учреждения, широкий спектр экспериментов, которые либо слишком дороги, либо опасны, утомительный процесс доступа к подлинным источникам и отсутствие поддержки со стороны преподавателей или руководства [ 9 ]. Вместо того, чтобы создавать реальные модели или выездные экскурсии, колледжи и университеты могут создать виртуальную среду, которую могут использовать многочисленные учащиеся одновременно.

Кроме того, технология может обеспечить контролируемую и безопасную образовательную среду для учеников, особенно при работе с опасными продуктами или сложным оборудованием [ 10 ]. Исследования давно упоминают, что иммерсивные среды могут улучшить обучение. Иммерсивные и дополнительные мотивационные функции виртуальной реальности позволяют учиться в обычно недоступных или сложных условиях.
Рассмотрим такие ситуации, как экскурсия на Луну, другое тысячелетие или далекие исторические места. В VR репетиторы могут создавать реалистичные среды для безопасного и экономичного выполнения таких задач, как химические тесты, хирургические процедуры или научные исследования. Репетиторы и учащиеся также могут настраивать параметры так часто, как им хочется. VR приобрела невероятную популярность благодаря внедрению доступных для потребителей шлемов виртуальной реальности (HMD), таких как Vive от HTC и Oculus Rift, а также возможности использовать смартфоны в качестве гаджетов для занятий в VR [ 11 ].

Погружение и не-погружение — две основные категории широко используемых симуляций виртуальной реальности. Симуляторы виртуальной реальности без погружения часто имеют несколько дисплеев и платформу, воспроизводящую реальную деятельность. Симуляторы IVR отличаются тем, что вместо дисплеев они используют дисплеи, монтируемые на голове. Они также могут быть заключены в виртуальную установку, что устраняет необходимость в отдельных настройках или системах, или они могут использовать механизм управления, подобный тем, которые используются в симуляторах без погружения. Независимо от того, выбираете ли вы симуляции виртуальной реальности с погружением или без погружения, производительность по сути одинакова, а результаты сопоставимы. Возможность полностью погрузить участника в виртуальную обстановку — одно из небольших преимуществ использования симуляций виртуальной реальности с HMD, предлагая им более всеобъемлющее взаимодействие [ 12 ].
Образовательные практики, ориентированные на обучающегося, становятся все более популярными среди тренеров в последние годы для повышения успеваемости, вдохновения и участия. Это привлекает внимание к идеям конструктивизма, особенно Пиаже, который подчеркивает, что студенты активно развивают понимание через ощущения, а не пассивно усваивают данные. Для облегчения практического обучения решающее значение имеет концентрация на талантах и увлечениях участников.

Кроме того, появление новых технологий, в частности IVR, предоставляет творческие возможности для совместного обучения, позволяя учащимся более полно участвовать в различных академических заданиях [ 13 ]. Недавние достижения в потребительском оборудовании VR сделали VR значительно более доступным и разумно оцененным. Разработка, использование, тестирование и распространение совместных приложений VR теперь могут быть более доступными благодаря последним достижениям в технологии VR [ 14 ]. Для того чтобы развить навыки, закрепить знания и подготовить обучающихся к непрерывному образованию, экскурсии являются неотъемлемой частью образования STEM. Виртуальные экскурсии (VFT), которые могут заменить или дополнить реальные экскурсии (AFT), становятся все более популярными из-за наблюдаемого успеха технологически обусловленной образовательной деятельности и широкого использования новых технологий, в частности IVR [ 15 ]. Дистанционное управление роботами или роботизированное телеуправление стали популярными во многих секторах, но архитектура приняла их больше всего.
Интерфейс человек-робот (HURI) играет важную роль в этих системах, улучшая ситуационную осведомленность оператора. Традиционные платформы часто полагаются на визуальные данные, такие как потоковое видео, что может ограничивать поле зрения оператора и увеличивать его умственную нагрузку [ 16 ].

Повышение качества образования должно быть сосредоточено на существенных изменениях на каждом уровне, которые учитывают различные предпочтения в обучении и индивидуальные требования. В частности, в высшем образовании внешние влияния, такие как эпидемия COVID-19 и изменения в социально-экономическом ландшафте, могут привести к быстрым или медленным изменениям. Эти изменения требуют методов обучения и переосмысления целей образования. Краткосрочные и долгосрочные цели имеют важное значение для успешных результатов и практического обучения. Они переоценивают и перепроектируют процедуры обучения, необходимые для удовлетворения меняющихся социокультурных, образовательных и финансовых потребностей. Исследования показали, что при использовании сред социальной виртуальной реальности (SVRE) в дистанционном высшем образовании (HE) электронное обучение может осуществляться в сочетании с элементами и обстоятельствами, ведущими к глубокому и осмысленному обучению (DML) [ 17 ]. В течение десятилетий изучение виртуальной реальности (VR) в образовании изначально уделяло особое внимание настольной VR. Уинн впервые проиллюстрировал, как виртуальные миры помогают студентам конкретно визуализировать сложные и субатомные вещи. После этого Дауорлд и Ли развили это, обнаружив важное «приобретение знаний» о 3D-настройках, включая улучшение пространственного понимания, облегчение задач, которые были бы невыполнимы в реальном мире, и поощрение командной работы. Преимущества виртуальной реальности, такие как реконфигурация системы, устойчивость к повреждениям и способность визуализировать базовые механизмы для более глубокого обучения, были подчеркнуты в более поздних оценках виртуальных лабораторий [ 18 ].

VR постепенно интегрировалась в учреждения послевузовского образования с разной степенью удовлетворенности из-за ее способности поддерживать обучение и участие среди студентов, сохраняя при этом ресурсы и повышая эффективность экспериментов [ 19 ]. Различные типы обучающихся предпочитают несколько методов обучения.

Поэтому парадигма стиля обучения была включена преподавателями в адаптивное обучение, и наиболее используемыми являются типы обучения Фелдера и Сильвермана, установленные Фелдером и Сильверманом в 1988 году. Четыре категории системы стиля обучения, используемые студентами инженерных специальностей, следующие: сенсорный и интуитивный, визуальный и вербальный, рефлексивный и вовлеченный, а также последовательный и универсальный. Затем преподаватель разрабатывает стратегию обучения после определения стиля обучения студента с помощью
Индекса стилей обучения (ILS) [ 20 ]. Ортопедические симуляции и тренажеры активности были запущены и исследованы в большом количестве с тех пор, как в 1990-х годах началось первоначальное виртуальное моделирование артроскопии коленного сустава наставниками в медицинских исследованиях. Сегодняшние симуляции позволяют студентам практиковать артроскопию, распиливание, сверление и методы уменьшения перелома. Благодаря симуляциям виртуальной реальности хирурги могут практиковать методы хирургии, интраоперационное принятие решений, подготовительное планирование и диагностические возможности за пределами операционного зала. Можно утверждать, что основные преимущества симуляций виртуальной реальности по сравнению с симуляциями реального мира заключаются в том, что новички могут получить быструю и полезную критику своих способностей без необходимости личной консультации со специалистом [ 21 ].

Идея множественных средств обучения подразумевает улучшение обучения и преподавания за счет использования различных стилей участия, включая печать, визуальные изображения и цифровые ресурсы.

Реформа методов обучения поощряется этим переходом от традиционных методов, использующих бумагу, к смешанным альтернативам. В нем подчеркивается, как современные технологии могут помочь создать ориентированные на учащихся, увлекательные образовательные среды. Тем не менее, в нем также говорится, что преподаватели должны использовать эти инструменты в учебных заведениях в дополнение к традиционным стратегиям обучения, а не вместо них. Еще одним потенциальным технологическим инструментом для учебных целей является виртуальная реальность, которая обеспечивает иммерсивную учебную среду, которая улучшает запоминание, взаимодействие и командную работу. Образовательная значимость таких инструментов подчеркивается вместо простых технических характеристик [ 22 ]. Из-за неадекватного лабораторного оборудования, отвлекающих факторов от других учащихся и преподавателя лаборатории, а также стандартной экспериментальной установки студентам нужна помощь в усвоении материала и указаний. Хотя технологии IVR имеют потенциал для улучшения условий обучения и преподавания, их применение часто обусловлено технологиями и не имеет образовательных принципов. В дополнение к характеристикам, уникальным для IVR, разработка учебных настроек, поддерживаемых технологией IVR, должна основываться на методе обучения, основанном на доказательствах [ 23 ].

Кроме того, в традиционных лабораториях студенты демонстрируют мало критического мышления при проведении тестов или глубоком обучении. Доступ к новейшим лабораторным материалам будет стимулировать студентов к обучению, поскольку позволит им увидеть последние инновации из первых рук.
Чтобы вдохновить и вовлечь студентов в лабораторные задания, преподаватели должны рекомендовать творческие, ориентированные на дизайн лаборатории. Чтобы решать проблемы, способствовать более тесному сотрудничеству и помогать в создании новых тестов, необходимо объединять информацию и процесс обучения новым способом. С использованием виртуальных лабораторий эти проблемы могут быть решены [ 24 ].

Исследователи кафедры иностранных языков для профессиональной коммуникации изучали применение гарнитур виртуальной реальности в обучении иностранному языку для студентов-инженеров. При моделировании виртуальной обстановки технология VR предлагает учащимся-инженерам глубокий образовательный опыт. Моделирование включает в себя практику языковых навыков, исследование англоязычного мира с помощью Google Earth VR, посещение инженерных лабораторий, обучение описанию и созданию видеороликов 360° и посещение виртуальных научных музеев. Согласно исследованию, системы виртуальной реальности обещают улучшить обучение языку и повысить страсть студентов-инженеров к обучению [ 25 ]. Виртуальная реальность, которая появилась в 1970-х годах, становится все более популярной в последние несколько лет.

«Виртуальный» и «Реальность» — это две отдельные части фразы «Виртуальная реальность».

«Виртуальный» описывает обстановку или ситуацию, которая происходит в сети или в сфере технологий, тогда как «Реальность» описывает обстоятельства подлинного, фактического события [ 26 ]. Цель создания онлайн-пространств — смоделировать атмосферу, чтобы человек мог войти в нее и ощутить, каково это — быть частью практически несуществующего мира. Чем точнее представление компонентов обстановки и их соответствие ее подлинным аспектам, тем более точной и захватывающей кажется виртуальная обстановка [ 27 ].

Виртуальная реальность может имитировать предметы, окружающую среду и физические принципы. VR может предложить улучшенный уровень погружения в синтетическую обстановку, что является неотъемлемой функцией виртуального обучения на рабочем месте. Кроме того, мобильность в виртуальной реальности не ограничивается точным воспроизведением реальных движений, что делает ее подходящей для обширных виртуальных обстановок (включая такие переменные, как большие виртуальные офисы) [ 28 ].

Производители используют виртуальную реальность и компьютерное моделирование для проектирования товаров и оценки пользователей. Многочисленные исследовательские усилия изучают влияние виртуальной реальности на вдохновение, сотрудничество, вовлеченность и удержание в контексте технического обучения.
В этой работе VR и проблемно-ориентированное обучение (PBL) объединяются, чтобы позволить студентам самостоятельно планировать и создавать объекты, используя программы 3D-моделирования и экран виртуальной реальности Cave Automatic Virtual Environment (CAVE) для оценки своей работы. Эта способность вовлекает студентов глубже, преобразуя абстрактные теории в более конкретные и понятные формы. В этих системах динамические демонстрации зависящих от времени явлений, таких как динамика жидкости и распределение напряжений, становятся более понятными и доступными. Объединив технологию виртуальной реальности с проектным обучением, задания по инженерному проектированию станут более простыми для выполнения для стажеров, что позволит учащимся и преподавателям легче достигать образовательных целей, встречаться более успешно, а также будет поощряться хорошее сотрудничество. На рисунке 1 ниже показана система Cave.

Виртуальные миры 03 00026 g001

Рисунок 1. Погружение в CAVE: взаимодействие с виртуальной реальностью.

Результаты исследования показали, что технология VR значительно повлияла на распределение кумулятивных оценок за проекты [ 29 ]. Системы CAVE облегчают практическое обучение, предлагая безопасную и свободную от риска среду. CAVE позволяет студентам проводить виртуальные эксперименты и исследовать сценарии без ограничений и опасностей, связанных с традиционными лабораторными условиями. Система CAVE улучшает навыки решения проблем и практические навыки, а также укрепляет академические знания. Системы CAVE предоставляют комплексные показатели производительности и мониторинг в реальном времени для оценки, позволяя учителям точно оценивать практические навыки и подходы студентов к решению проблем. Помимо улучшения общего образовательного опыта, совместный характер систем CAVE способствует развитию навыков командной работы и общения, лучше подготавливая студентов к реальным инженерным трудностям [ 30 ].
Метод решения проблемы неадекватной отчетности систематических обзоров, декларация предпочтительных элементов отчетности для систематических обзоров и метаанализов (PRISMA) стала доступна в 2009 году (далее известная как PRISMA 2009). Декларация PRISMA 2009 включала 27 элементов, которые должны выполняться в исследованиях, и статью «объяснение и уточнение», которая включала образцы отчетов и дополнительные рекомендации по отчетности для каждого пункта. Рекомендации получили широкую поддержку и признание, о чем свидетельствует их совместная публикация в нескольких публикациях, упоминание в более чем 60 000 отчетов (Scopus, август 2020 г.), поддержка около 200 журналов и групп, которые проводят систематические обзоры, и внедрение в различных областях. Чтобы гарантировать широкий охват и научную осмотрительность, мы следовали стандартам предпочтительных элементов отчетности для систематических обзоров и метаанализов (PRISMA) в этом тщательном обзоре литературы. Парадигма PRISMA дала нашей оценке прочную основу, упростив поиск, оценку и включение применимых исследований. Целью данного обзора является обобщение последних исследований влияния виртуальной реальности на инженерное образование, выделение значимых открытий и предложение направлений для дальнейших исследований [ 31 ].
В рамках тематического исследования для подразделения механики жидкостей в Школе инженерии Университета Маккуори была создана встреча с виртуальной реальностью. Этот компонент VR представляет собой лабораторную сессию, в которой учащиеся используют возможности аэродинамической трубы для понимания особенностей движения вокруг объекта. Исследователи использовали трехмерные вычислительные наборы данных моделирования динамики жидкости для крыла в структуре виртуальной реальности с использованием SteamVR, Oculus и Ansys/EnSight. Обычные лаборатории помогают улучшить процесс обучения для учащихся, но они также являются дорогостоящими и требуют больших помещений. Новые технологии, такие как VR, могут принести пользу учащимся, не уменьшая пропускную способность или доступность лабораторий. Опрос был направлен на то, чтобы определить, что учащиеся думают об опыте VR: на основании первоначальных результатов большинство учащихся (>86%) сказали, что компонент виртуальной реальности был веселым, увлекательным и интерактивным. Между тем, 37% согласились с тем, что обучение с использованием виртуальной реальности напрямую улучшает их академические достижения по разделу «Механика жидкостей», а многие учащиеся (>93%) хотели бы видеть больше уроков виртуальной реальности по разделу «Механика жидкостей» [ 32 ].
Одним из известных методов в инженерном образовании является улучшение практических навыков учащихся путем наблюдения за реальными лабораторными и мастерскими демонстрациями. Лаборатории и мастерские помогают обучающимся стать эффективными решателями проблем с соответствующим мышлением, воображением и научными презентациями. Промышленность очень нуждается в этих талантах, но эти физические объекты дороги, занимают много места и ограничены. Кроме того, из-за быстрого увеличения числа учащихся теперь сложнее для студентов, изучающих науку и технологии, получить соответствующие практические знания в лабораториях. Учебники и семинары часто используют концептуальные аргументы, однако вынести реальность на поверхность может быть сложно [ 32 ].
В древней китайской архитектуре шипы являются распространенным типом деревянной конструкции. Однако, поскольку невозможно разобрать исторические сооружения, сложно понять основные концепции и конструкции. Используя виртуальную лабораторию, созданную с помощью технологии иммерсивной виртуальной реальности, студенты могут интенсивно концентрироваться на своих образовательных занятиях и наслаждаться полным образовательным опытом. Участники могут получить доступ к имитируемой зоне сборки, надев головной убор HCT и нажав на платформу Unreal. С точки зрения первого лица можно перемещаться в трехмерном пространстве. Как и в повседневной жизни, они могут сразу же уловить сложные детали различных врезных конструкций и ощутить их визуальный контекст действий [ 33 ].
Игровое образование в виртуальной реальности создает иммерсивную образовательную среду, которая позволяет учащимся полностью выразить свою решимость, повысить свой интерес и интерес к получению знаний и получить более простое и интуитивное понимание профессиональной экспертизы в многочисленных областях. Игровое обучение в виртуальной реальности может улучшить погружение пользователей, используя реалистичные макеты сцен окружения. Чрезвычайно гибкая система взаимодействия человека и компьютера делает возможным более широкое и богатое выражение чувств, что также позволяет более активно участвовать в играх в виртуальной реальности. Благодаря контекстному обучению в виртуальной реальности учащиеся могут решать трудности в обучении и развивать свою систему понимания, поддерживая высокий уровень вовлеченности, рвения и позитивного настроя по отношению к игре. Пользователи могут создавать виртуальную трехмерную обстановку с помощью технологии виртуальной реальности, например виртуальную симуляцию компьютера. Участники могут испытать виртуальное пространство в трех измерениях, имитируя онлайн-обстановку и создавая новый совместный запрос, включающий несколько фрагментов данных. Учащиеся могут активно развивать понимание в онлайн-обстановке благодаря виртуальной реальности. Чтобы выбрать и проанализировать широкий спектр учебных материалов, естественным образом объединить новые данные и имеющиеся знания и выстроить более глубокую систему понимания, учащиеся полагаются на свой совокупный опыт [ 34 ].
Использование виртуальной реальности для улучшения экспериментального образования стало популярным в инженерном образовании. Погружение в классы виртуальной реальности может снизить входной барьер для сложных курсов, таких как моделирование вычислительной гидродинамики (CFD). Эти настройки могут повысить интеллектуальные способности за счет сложных занятий и легкодоступных технических знаний. Они также могут существенно влиять на поведенческие компоненты обучения, такие как привлечение и вдохновение учеников. Классы виртуальной реальности могут проложить путь для сложных учебных сред, которые просты в использовании и отличаются превосходным качеством, поддерживаемыми моделированием CFD. Концепция 4C/ID является одним из нескольких интригующих подходов к образовательному проектированию, которые приобрели популярность как инструмент для поддержки сложных классов в многочисленных областях. При содействии сложному обучению подход 4C/ID предлагает четыре основных элемента: учебные задачи, своевременную информацию, вспомогательную информацию и практику частичного задания. Используя комбинацию концепций образовательного дизайна, подчеркиваемых инструментами создания и компонентами 4C/ID, образовательная среда виртуального гаража по сути организована [ 35 ]. Виртуальный гараж показан на рисунке 2 ниже.

Виртуальные миры 03 00026 g002

Рисунок 2. Виртуальный гараж.

Интеллектуальные и поведенческие преимущества VR могут помочь преподавателям снизить трудности в изучении предметов, которые их ученики считают сложными. Модели вычислительной гидродинамики (CFD) являются важнейшими технологиями для создания и исследования проблем химической инженерии. В то время как преподаватели и студенты в области инженерного образования могут напрямую использовать технологии моделирования CFD, учащиеся и преподаватели должны преодолеть несколько проблем, связанных с реализацией и эксплуатацией [ 35 ].
Устройства, устанавливаемые на голову, создают у потребителей впечатление, что они являются неотъемлемой частью таких иммерсивных виртуальных пространств, в отличие от настольных имитируемых пространств. Участники сценариев профессионального обучения и образования должны использовать IVR. Например, профессиональное образование может проводиться без оборудования и техники или без риска дорогостоящих ошибок, приводящих к ущербу. Тем не менее, организациям необходимо принять IVR, чтобы эффективно извлечь выгоду из этих возможностей. Учитывая, что доступность инноваций редко приводит к их использованию, может потребоваться исследовать причины принятия или непринятия технологий целевыми группами для улучшения прогнозов и поощрения внедрения технологий [ 36 ]. Поскольку значительные объемы математических формулировок не видны участникам в экспериментах, реальные тесты часто не подходят для объяснений. Учителя могут показывать учащимся с помощью математических вычислений; однако учащимся нужна помощь, чтобы выполнять эти задачи самостоятельно. Таким образом, UNREAL ENGINE 4 может создать виртуальную среду для механики жидкости. Затем виртуальная среда позволяет учащимся исследовать и чувствовать фундаментальные физические последствия, позволяя им изменять поток.
В исследовании были реализованы задания и результаты лекций, связанные с курсами механики жидкости, и исследователь оценил результаты. Затем исследователь использовал результаты для определения преимуществ виртуальной реальности в классе. Представление в виртуальном практическом курсе потока через секторный прыжок виртуальной лабораторией, в которой студенты могут использовать коммерческую программу UNREAL ENGINE 4. Из-за быстрой и превосходной иллюстрации изображения этого приложения, многие современные компьютерные игры (такие как Unreal Tournament, Fortnite, Mass Effect и т. д.) используют его. Они также демонстрируют сходство с точки зрения игрового управления. Стратегия ценообразования производителя является дополнительным преимуществом движка, поскольку программа, которая запускает движок, бесплатна в образовательных целях [ 37 ].
Обширная выборка студентов, которые использовали симулятор полета на основе виртуальной реальности в качестве компонента текущей оценки, была проверена в исследовании исследователем, и результаты дали содержательную информацию. Согласно предварительным результатам, 70% учащихся заявили, что использование оборудования виртуальной реальности улучшило их образовательные достижения во время модуля, и каждый учащийся сказал, что виртуальная реальность предоставила дополнительную иммерсивную среду для обучения. Результаты этого исследования подчеркивают потенциальные преимущества, которые включение очков виртуальной реальности в технические учебные программы может иметь для улучшения участия учащихся и содействия развитию практических навыков в иммерсивных симуляциях. Соответственно, двое студентов взяли на себя роли пилота и второго пилота, чтобы воспроизвести реалистичные ситуации в кабине. Лаборатория использует высококлассные элементы управления (ручка, дроссель и педали руля направления, представленные мышью), чтобы дать пилоту подлинные тактильные ощущения. Пилот-человек может управлять самолетом, изменять тягу, открывать закрылки для регулировки самолета и включать автопилот с помощью элементов управления. Они видят отдельный экран, который отображает вид пилота на окрестности и кабину в классическом летном симуляторе без виртуальной реальности. Пилот может только осматриваться с помощью мыши, поскольку сцена фиксирована [ 38 ]. Зона второго пилота, представляющая собой отдельный дисплей с копией панели мониторинга кабины, дополнительно изображена на рисунке 3 ниже.

Виртуальные миры 03 00026 g003

Рисунок 3. Структура моделирования полета на основе виртуальной реальности.

Одним из центральных принципов инженерного образования является применение в реальном мире. Поэтому каждый инженерный курс должен включать в себя реальные практические знания. Проектное обучение (PBL) может помочь учащимся лучше понять реальный мир. PBL поощряет академические достижения, поскольку это ориентированный на студентов подход к обучению, где студенты взаимодействуют друг с другом в исследовании реальных проблем или задач. Согласно исследованиям, близкое сходство PBL с профессиональной практикой инженеров делает его идеальным для обучения в области инженерии [ 38 ].
За последние несколько лет доступность виртуальной реальности возросла как в плане технологий, так и в плане компоновки. Для создания и просмотра сред с использованием VR доступен широкий спектр записывающих устройств, программного обеспечения для редактирования и гарнитур виртуальной реальности. Моделирование на основе VR уже давно используется для пилотирования и обучения в медицине, предлагая безопасный способ получения опыта в ситуациях с более значительными опасностями. Сингх и др. сравнили ответы учащихся, поглощенных программами 3D VR, и их цели обучения с ответами учащихся, смотрящих 2D-фильмы, в ходе исследования [ 39 ]. Поскольку пакеты 3D VR улучшают практическое обучение, учащиеся выбирают их вместо 2D-фильмов. Согласно исследованию, 2D-фильмы могли бы лучше точно воспроизводить ситуации, чем компоненты 3D VR.
Тем не менее, исследования также показали, что образовательные результаты 2D-фильмов и 3D-пакетов VR сопоставимы. Необходимо уделить большое внимание его дизайну, чтобы максимально использовать опыт VR. Занятия с погружением в VR могут улучшить образование учащихся с чрезмерными посторонними дисплеями или отвлекающими факторами, не связанными с предметом. Представленный контент должен быть в центре внимания виртуальной обстановки [ 39 ]. Кай [ 40 ] предлагает использовать фразу «углубленное обучение» в учебном подходе образовательных целей VR, чтобы охарактеризовать цели образовательных технологий, таких как VR. Визуализация обычно основана на 2D, будь то учебники или проекционные экраны, поэтому Кай демонстрирует, как 3D-визуализация может помочь учащимся эффективно понять объекты изучения, принципы и процедуры. Он говорит, что взаимодействие между пользователями и моделируемыми предметами в виртуальных мирах — например, кто-то внутри виртуальной клетки, наблюдающий за органеллами внутри нее, или авиационный двигатель или создание реки, визуализированные в трех измерениях — создаст захватывающие и подлинные методы для улучшения обучения. Учащиеся могут развивать технические познания и понимать сложные идеи [ 40 ].
В отличие от обучения лицом к лицу (FtF), это исследование изучало преимущества и недостатки взаимодействия на основе IVR для построения задач. Авторы сравнили эффективность обсуждения на основе IVR в виртуальных условиях и обычного личного разговора в реальной жизни. Результаты эксперимента показали, что сотрудничество лицом к лицу и на основе IVR способствует эффективному взаимодействию с точки зрения качества разговора, глубины и прозрачности.
Согласно исследованию, взаимодействие на основе IVR может предложить обширные данные, выступая в качестве резервного средства взаимодействия для организаций или классов, которые находятся далеко друг от друга географически. Чтобы помочь участникам проектов по образованию в области строительства общаться более эффективно, необходимо улучшить релевантность и правильность разговоров на основе IVR [ 41 ]. Согласно результатам исследования, улучшение связи между людьми в системе IVR имеет решающее значение для повышения эффективности коммуникации. Исследовательская образовательная модель Riverside 5E показана на рисунке 4 ниже.

Виртуальные миры 03 00026 g004

Рисунок 4. Использование VR-инструкций в исследовательской образовательной модели Riverside 5E.

В частности, становится необходимым создание методов взаимодействия на основе IVR, которые облегчают обмен невербальными сигналами, такими как положение тела, действия и взгляд. Для участников, разбросанных географически, методы на основе IVR уменьшают недопонимание и повышают пригодность и точность взаимодействия между участниками проекта. Это помогает студентам чувствовать себя более связанными коллективно в обстановке IVR. Взаимодействие на основе IVR может многое предложить в качестве альтернативного способа общения, который может дополнять или заменять устоявшиеся пути общения, хотя для этого все еще могут потребоваться технологические достижения. Сотрудничество на основе IVR поможет улучшить управление крупномасштабными глобальными проектами, связывая удаленных участников в режиме реального времени [ 41 ]. На рисунке 5 показана среда IVR с аватарами

Виртуальные миры 03 00026 g005

Рисунок 5. Среда IVR с аватарами.

Благодаря снижению затрат виртуальная реальность становится гораздо более доступной за пределами предприятий, для которых она идеально подходит. Улучшенный дизайн обучения и продуманные образовательные стандарты ускорили использование виртуальной реальности в образовании, особенно в предметах STEM (наука, технология, инженерия и математика). Сокращение расходов позволяет исследователям взаимодействовать, используя тонкие процессы, и производить видимые образовательные результаты; вовлечение исследователей и удобство использования открывают большие перспективы. Это исследование представляет новый метод улучшения понимания пользователем любого математического уравнения путем использования программы виртуальной реальности для построения графика отдельного человека. Предлагаемый подход использует инструмент Unity и язык программирования C#. Студенты могут просматривать и взаимодействовать с графиком математического уравнения, используя предлагаемую технику в условиях виртуальной реальности [ 42 ].
В исследовании иммерсионных симуляций виртуальной реальности для текущей работы целью было улучшить и оптимизировать практическую подготовку технологов мобильной связи. Согласно первоначальным результатам испытаний, пользователи считали интерфейс простым и приятным. Большинство сказали, что люди чувствовали себя более вовлеченными в материал, чем их предыдущие обучающие встречи. Стажеры выразили недовольство отслеживанием своих рук, в том числе тем, как система позволяет участникам управлять вещами в 3D-обстановке; однако опрос предполагал, что технология отслеживания рук пакета Oculus Integrating все еще проходит испытания. Хотя приложение полагалось на движения рук, такие как сжатие и удерживание для перемещения предметов, все участники ожидали, что руки будут функционировать так же, как в повседневной жизни. В начале программы стажеры были озадачены этим несоответствием, но с практикой каждый из них улучшил свои показатели. Кроме того, отслеживание рук зависит от камер на передней панели шлема Oculus Quest. Для будущих экспериментов поставщики должны точно разъяснить, как работает оборудование, так как многих участников сбивало с толку такое поведение [43].
Исследование выявило шесть основных групп и переменных, которые влияют на эффективность иммерсивного обучения в рамках высшего образования: дизайн обучения, технологии, погружение, участие, взаимодействие и функциональность. В другой статье исследование искало свежие взгляды на основные переменные. Однако оно по-прежнему имеет ограничения из-за расширяющегося словаря, окружающего виртуальную реальность и иммерсивное образование, включая дополненную реальность, фильмы 360 градусов, CAVE и прямые 3D-экраны. Существует необходимость в более подробном обсуждении теории обучения, которая является краеугольным камнем иммерсивного образовательного опыта и нуждается в улучшении, как показано в более ранних обзорах литературы. Последующие исследования показывают, что исследователи должны разработать структуру, подходящую для иммерсивного учебного дизайна в соответствии со связями и взаимозависимостью вышеупомянутых элементов. Учреждения из Когнитивно-аффективной модели иммерсивного обучения (CAMIL) могут принять такую модель. Иммерсивное обучение продолжает использовать Unity3D в основном для разработки программного обеспечения. Каждый раз, когда внедряется новая технология, пользователи должны исследовать влияние на результаты обучения для соотношения цены и ценности [ 44 ]. Чтобы гарантировать, что обучение и учеба в колледжах и университетах остаются применимыми в контексте промышленной революции 4.0., исследователи создали учебную программу Future-Ready Curriculum (FRC). Интерактивный веб-сайт FLUID-LABVIR предоставляет ученым, изучающим инженерию и механику жидкостей, среду обучения с погружением. Приложения, разработки и трудности обучения с погружением широко обсуждались в исследовательских статьях. Однако информация для обзора относительно текущего применения обучения с погружением, особенно в инженерном секторе, отсутствует. Одна из проблем с использованием технологии VR заключается в том, что многие учащиеся чувствуют себя неловко при просмотре фильмов виртуальной реальности [ 45 ].
Для участников, желающих практиковать эксперименты в лаборатории, эта платформа предлагает несколько платформ и онлайн-структуру, которая использует мультимедийный контент и имитационную симуляцию строительства. На сайте размещены фильмы, объясняющие концепции, тесты, иллюстрации и графики. В течение учебного года 2020–2021 исследователи использовали три метода в моделируемом лабораторном задании: потери напора в трубопроводе (FM–HLP), течение в открытом канале (FM–OC) и аэродинамическая труба (FM–WT). Участники посчитали симулятор более интересным, чем обычные методы, и подходящей заменой очных экспериментов [ 46 ]. Согласно обзору литературы, внедрение иммерсивного обучения в академическом учреждении требует комплексной стратегии, которая включает разработку программных и аппаратных решений для иммерсивного обучения, создание специальной лаборатории виртуальной и дополненной реальности с необходимыми технологическими ресурсами, включение иммерсивных методов обучения в академические программы и проведение исследований для изучения эффективности иммерсивного образования [ 47 ].
Они стремились количественно оценить среду виртуального обучения с эффектом погружения для применения в обучении операторов машиностроения и машиностроения. Численные результаты исследования демонстрируют восторженное принятие современных технологий в отношении их полезности, простоты и желания их использования обучающимися, а также благоприятные оценки образовательных достижений и мотивации в ходе процесса. Все меры, связанные с взаимодействием с пользователем, попали в чрезвычайно подходящий спектр. Усилия, необходимые для когнитивной оценки в обучении VR, были благоприятными и находились в середине спектра [ 48 ]; был проведен опрос для сравнения эффективности очной и виртуальной лаборатории. Обзор эффективности этой учебной стратегии основывался на трех факторах: (i) ответах учащихся, собранных с помощью анкеты с открытыми вопросами и шкалы Лайкерта для комментариев, (ii) уровне вовлеченности обучающегося в виртуальную лабораторию и (iii) ее влиянии на академические достижения учащихся, измеренные по результатам теста в классе. Учащиеся выразили большее доверие к своим знаниям материала виртуальной лаборатории, чем в реальной лаборатории. Это увлекательно, учитывая, что учебный план для виртуальных и очных лабораторий только одного исследования одинаков. Участники также выразили благодарность за гибкость виртуальной лаборатории, подчеркнув ее доступность в любое время из любого места и продолжительность времени, требуемого для выполнения задания [ 49 ].
Виртуальная реальность в архитектуре и строительстве — это новая тенденция с различными преимуществами для профессионалов и ученых, выходящими за рамки интеграции технологий для BIM. В Университете Лериды в рамках программы обучения по технической архитектуре и зданиям был проведен ряд упражнений по погружению, чтобы количественно оценить потенциальные преимущества этой технологии. Результаты показали, насколько просто было обучающимся освоить инструменты виртуальной реальности и насколько полезны эти опции в качестве специализированных рабочих инструментов, особенно для проектирования этапов и как отличный способ обучения архитектуре и строительству [ 50 ].
При оценке симулятора виртуальной реальности, разработанного для улучшения и оптимизации практической подготовки инженеров связи полевых служб, предварительные результаты тестирования в ходе исследований показали, что все респонденты считали систему увлекательной, и большинству респондентов понравился процесс, и они считали его, как правило, простым в эксплуатации. Однако те, кто не играл в видеоигры, обнаружили, что интерфейс сложен для освоения, что, возможно, повлияло на их отчет об удовлетворенности и трудностях при выполнении определенных задач. Участники заявили, что им оказалось сложнее ознакомиться и ощутить глубину при маневрировании в 3D-обстановке на 2D-дисплее. Они почувствовали, что столкнулись с чрезмерной зависимостью от взаимодействия клавиатуры и мыши. Таким образом, многие указали, что сопоставимое приложение может работать более эффективно с иммерсивной гарнитурой виртуальной реальности [ 51 ]. Тем не менее, заинтересованным сторонам необходимо синтезировать больше информации об управлении и связывании VR и AR в обучении, например, о разработках и ходе исследований в других областях. Исследования показали, что преподаватели должны тщательно оценивать устойчивость технологических достижений и потенциал их внедрения в образовательную среду, прежде чем внедрять их в обучение своих студентов [ 52 ].
Программа Unity под названием Eindhoven Acoustic Virtual Reality (EAVR) позволяет пользователям экспериментировать с различными акустическими комбинациями материалов и размеров помещения, слушая эти изменения в реальном времени. Преподаватели и студенты могут использовать программу EAVR с дисплеем, монтируемым на голове (HMD) или компьютерным монитором. Можно изменять или сохранять слуховые характеристики сцены с помощью проверок текущего состояния, которые затем можно извлекать и сопоставлять, когда пользователь находится в пространстве. Программа использует улучшенную версию Resonance Sound, которая была настроена для учебных целей таким образом, чтобы отображались коэффициенты поглощения акустических веществ и расчетное время реверберации [ 53 ]. Для предоставления пользователю полного погружения также необходимы платформы виртуальной реальности. Контроллеры могут быть либо полными панелями управления, на которых пользователи должны вручную выполнять действия, либо переносными элементами управления, где операции назначаются кнопкам [ 54 ].
Представление в этом исследовании полезных результатов, которые могут принести пользу студентам, преподавателям, организациям и образовательным учреждениям, было мотивировано необходимостью систематических исследований, изучающих влияние VR и учебной аналитики на различные типы студентов и преподавателей в разных школах [ 55 ]. В Интернете стажеры могут виртуально проводить моделируемые лабораторные испытания. Кроме того, благодаря лучшему доступу стажеры могут проводить эксперименты в любое время и из любого места [ 56 ].
Интернет вещей объединяет виртуальный и физический миры. Подключенные к Интернету интеллектуальные гаджеты собирают, обрабатывают и иногда распространяют критически важные данные. Это может помочь в дистанционном обучении в образовательных учреждениях виртуальной реальности [ 57 ]. Исследования применимости и влияния технологий VR и AR на онлайн-обучение в учебных заведениях имеют решающее значение. Они должны быть сосредоточены на том, как эти инструменты влияют на образовательные результаты, такие как успеваемость и вовлеченность на всех уровнях высшего образования, от подготовки к курсу до оценки и рейтинга студентов [ 58 ]. Широкая доступность недорогого оборудования и программного обеспечения, наряду с достижениями в области технологий, повысила жизнеспособность и привлекательность VR во многих областях, особенно в образовании [ 59 ]. (VR), при реализации в виде устройств, монтируемых на голове (HMD), может привести к новым подходам к преподаванию медицинской информации в ситуациях с ограниченными ресурсами. Преимущества включают тот факт, что HMD позволяют проводить повторяющуюся практику во многих видах медицинских специальностей без отрицательных результатов для пациентов [ 60 ].
В то же время, это что-то новое; такие исследовательские подходы все еще нуждаются в улучшении в новых долгосрочных исследованиях, чтобы подтвердить, что учреждения справляются с образовательными улучшениями с течением времени. Различия в методах обучения, таких как обстановка, образцы, временные рамки, социально-экономический статус или образовательные программы с различным содержанием, должны быть признаны [ 61 ]. Обучение в реальной жизни обычно было бы трудным или невозможным, но VR дает студентам возможность безопасно разыгрывать реалистичные обстоятельства, в которых принятие правильных суждений имеет решающее значение [ 62 ].
Классы сегодня и в будущем должны быть значительно затронуты технологическими достижениями. Такие технологические разработки включают высокоскоростной Интернет, виртуальную реальность и новую эру в ИИ. Скорость передачи данных грядущими поколениями сетей 6G будет более чем достаточной для реальных сценариев в приложениях виртуальной реальности, таких как телеприсутствие и телеуправление [ 63 ]. Новый подход в предоставлении образования, называемый «образованием 4.0», пытается подготовить ученых и следующее поколение обучающихся к надвигающемуся технологическому сдвигу, который требует новых навыков и технологий, таких как 3D-печать, передовая робототехника и промышленный Интернет вещей (IIoT). Переход от традиционного обучения к повсеместному индивидуальному обучению, которое является элементом взаимосвязанной виртуальной среды, также стал необходимым из-за пандемии COVID-19. Учащиеся могут испытывать и управлять осязаемыми предметами виртуально благодаря исключительным задержкам и возможностям надежности мобильной сети 5G [ 64 ].
Новые, технологически продвинутые варианты обучения в виртуальной реальности значительно выиграли от коммерческого развертывания сетевых коммуникаций 5G. Обучение в виртуальной реальности является примером приложения с высокой пропускной способностью, которое создает большую нагрузку на традиционную сетевую структуру. Помимо удовлетворения потребностей в иллюстрации в реальном времени, сверхнизкой задержке и доставке потока VR с коротким циклом, многоадресные периферийные вычисления (MEC) могут перемещать пользовательские панели ближе к интерфейсу [ 65 ]. Вдохновленный 5G, 6G выходит за рамки помощи отдельным лицам и объектам в обеспечении эффективного взаимодействия между интеллектуальными устройствами, переходя от IOE ко всему интеллектуальному и помогая строить многообещающее будущее для интеллектуального IOE и цифровых близнецов. Смешанная среда виртуальной реальности в образовательной метавселенной использует новейшие инновации, включая блокчейн, ИИ, 5G+, 6G, VR, AR, MR, цифровых близнецов и многое другое. Она смешивает виртуальный и реальный миры, связывает виртуальность с объективной реальностью и является сложной и интеллектуальной образовательной средой, которая способствует отношениям и обучению [ 66 ]. IoT плюс 5G только начали развивать свой уникальный момент и расширяются в более захватывающие технологии, такие как автономные автомобили, интеллектуальные заводы и удаленные операции. Требования 6G будут включать варианты использования и переосмысление гибкой фреймворковой инженерии. Выделяя эту доступность, 6G приведет к будущим технологическим достижениям, которые переопределят бизнес-модели вокруг использования информации, поскольку это будет как физической, так и виртуальной нормой, открывая новые возможности для инновационных организационных органов [ 66 ]. Таблица 1 ниже показывает подход VR, сильные стороны и проблемы для 10 выбранных обзорных статей.

Таблица 1. Подход к виртуальной реальности, сильные стороны и проблемы в 10 обзорных статьях за 2019–2023 годы.

Ссылка	Подход	Сильные стороны	Вызовы
[ 54 ]	Опрос и исследование случая	Стимуляция погружения. Полный спектр ощущений, включая тактильное, слуховое и ароматическое погружение.	Высокие затраты Отсутствие финансовой и управленческой поддержки Медленное восприятие и отсутствие энтузиазма у учителей при использовании технологий XR в учебной среде Создает виртуальную среду с многочисленными сценариями для тестирования и подробностями, что требует больших фоновых усилий. Снижение эмоционального опыта пользователей.
[ 9 ]	Качественные и количественные или смешанные методы	Улучшения в плане воспринимаемой простоты использования, благоприятные отзывы об опыте пользователя, а также образовательные результаты или достижения.	Несмотря на растущую популярность VR-симуляций, все еще мало аналитических материалов, которые могли бы помочь учителям и инструкторам осваивать применение VR в областях STEM.
[ 55 ]	Инструкции ПРИЗМА	Среди всех видов школ наибольший эффект наблюдался в повышении уровня энтузиазма и концентрации. Развлекательные упражнения, которые вдохновляют студентов на участие . Стремление улучшить усвоение информации студентами колледжей и университетов. Развитие уверенности в себе у студентов. Помощь в обучении» — это влияние на учителей. Учителя станут посредниками контента, а не поставщиками контента.	Расходы, связанные с внедрением и поддержанием технологий. Цена и доступность программного обеспечения. Для создания такого контента требуется специалист с необходимыми способностями и знаниями в области 3D-моделирования, вычислений и глубоким пониманием темы. Другим препятствием оказалось отсутствие реальности. Технология погружения часто может быть сложной и трудной в использовании, особенно для новичков или тех, кому необходимо улучшить свои технологические навыки. Неблагоприятное взаимодействие с технологиями. Возможные негативные последствия длительного использования технологии погружения, такие как напряжение глаз или укачивание.
[ 56 ]	Систематический обзор литературы	Вы можете использовать виртуальную лабораторию в любом месте в любой момент. Эксперименты могут проводиться студентами без учета ограничений по времени, деньгам или пространству.	В статье основное внимание уделялось только преимуществам.
[ 57 ]	Опрос	HMD, которые обеспечивают полное погружение в виртуальную трехмерную среду, имитирующую реальность, являются основой большинства современных решений виртуальной реальности, используемых в настоящее время.	Никаких дополнительных обширных исследований не проводилось.
[ 58 ]	Систематический обзор зонтичного характера	Положительное влияние на участие, а также на успеваемость студентов	Важно также помнить, что, несмотря на снижение затрат, виртуальная реальность остается довольно сложным и дорогостоящим продуктом.
[ 59 ]	Сравнение	Форма образования, которая более эффективно удовлетворяет потребности учащихся в современном мире, которые ищут удовольствия, взаимодействия, вовлеченности и манипулирования предметами.	Эффективная интеграция виртуальной реальности в учебный процесс невозможна, пока не будут решены определенные технологические и социальные проблемы, а образовательные программы не будут изменены для полного использования возможностей этой технологии.
[ 60 ]	Систематический обзор по PRISMA	Устройства, крепящиеся на голове (HMD), могут открыть новые способы обучения медицинскому контенту в условиях ограниченных ресурсов. Во многих медицинских специальностях HMD позволяют проводить повторение без вреда для пациентов. Они также могут открыть новые пути для изучения сложных медицинских материалов и снять этические, финансовые и надзорные ограничения на использование трупов и другого лабораторного оборудования для обучения навыкам, которые являются обычными инструментами обучения в области здравоохранения.	Многие методы лечения на основе HMD были экспериментальными проектами с ограниченным охватом. Использование HMD в хирургии и анатомии очень распространено, но неясно, могут ли другие медицинские специальности получить от этого пользу и как.
[ 61 ]	Количественное исследование с библиометрическим исследованием	Виртуальные платформы могут предложить безопасную среду для тестирования вещей, которые могут быть рискованными и часто имитируют школьные условия. На каждом уровне обучения наблюдается рост использования технологических инструментов, которые преподаватели внедряют для улучшения образовательного опыта студентов.	Способность этих дидактических инструментов повышать эффективность обучения по сравнению с различными традиционными подходами является одним из их основных ограничений. Равные возможности для всех учеников и конфиденциальность пользователя являются дополнительными факторами, которые необходимо учитывать.
[ 62 ]	Участники и дизайн	Результаты нескольких исследований показали, что виртуальная реальность на рабочем столе имеет более сильное мотивирующее воздействие, чем традиционное обучение. Исследования, сравнивающие уровень успешности виртуальной реальности с полным погружением (т. е. дисплеев, закрепленных на голове) с традиционными методами обучения, неоднократно демонстрировали, что виртуальная реальность с погружением более эффективна с точки зрения вдохновляющих эффектов, таких как удовольствие, вдохновение и уверенность, измеряемые по самоотчетам.	Предыдущие исследования, изучающие эффективность обучения технике безопасности на основе виртуальной реальности по сравнению с традиционными методами, были непоследовательными. Из-за новизны взаимодействия и отсутствия опыта управления гаджетами, обучение может быть негативно затронуто неопытностью в технологиях.

2.2 Стратегия поиска

Мы тщательно изучили несколько научных баз данных, в частности Springer, IEEE Xplore, Scopus и Google Scholar, чтобы найти соответствующие исследования. В ходе поиска использовались различные фразы и ключевые слова о погружении в обучение, инженерном образовании, виртуальной реальности, VR в образовании и других темах. Анализ был ограничен статьями, опубликованными в период с 2019 по 2023 год, чтобы включить самые последние достижения в этой области. Мы исключили 2024 год, поскольку он все еще продолжается. В таблице 2 показаны использованные критерии включения и исключения.

Критерии включения и исключения

Таблица 2. Использованные критерии включения и исключения.

Критерии включения	Критерии исключения
Исследования, опубликованные в материалах конференций или рецензируемых журналах.	Статьи без рецензирования, включая редакционные статьи, авторские статьи и журнальные статьи.
Исследования, посвященные применению виртуальной реальности в обучении инженерному делу.	Исследования не имеют особой связи с преподаванием инженерного дела.
Статьи на английском языке.	Статьи, опубликованные до 2019 года.
Исследования с использованием тематических исследований, квазиэкспериментальных или экспериментальных подходов.	В исследованиях отсутствует значимый качественный анализ или эмпирические данные.
Исследования в главах книг.
Исследования с рецензированием, опубликованные в период с 2019 по 2023 год.	Исследования, в которых не обсуждается улучшение навыков или образовательных результатов.
Эмпирическое исследование применения виртуальной реальности (VR) в бакалавриате и магистратуре инженерного образования.	Исследования, не сосредоточенные на инженерном образовании или виртуальной реальности.
Исследования, которые оценивают улучшение навыков, участие студентов или результаты обучения.

Извлечение и синтез данных

Чтобы облегчить устранение дублирования, все научные работы, найденные в ходе первого сканирования, были импортированы в программу управления ссылками. Были выполнены два этапа процедуры фильтрации: оценка полного текста последовала за проверкой заголовка и аннотации.

Отбор названий и аннотаций

Все выявленные статьи были оценены на предмет релевантности с использованием требований включения и исключения двумя отдельными рецензентами, каждый из которых просматривал свои аннотации и заголовки. Разрешение разногласий между рецензентами включало обсуждение или консультацию с дополнительным рецензентом.

Полнотекстовый скрининг

Мы выбрали полные тексты публикаций и оценили их соответствие требованиям. Затем мы собрали соответствующие данные, тщательно изучив каждое исследование, чтобы определить его дизайн, размер выборки, применение VR, образовательные результаты и основные выводы.

Синтез данных

Мы применили повествовательный метод, собрали и синтезировали информацию и классифицировали статьи в соответствии с распространенными темами и результатами. Целями синтеза были выявление тенденций, оценка полезности VR в инженерном образовании и указание на пробелы в существующих исследованиях.

Оценка качества

Мы использовали стандартизированный контрольный список, модифицированный из PRISMA, для оценки калибра включенных исследований. Мы оценили каждое исследование в соответствии со стандартами, такими как степень ясности целей исследования, пригодность метода, надежность результатов и общий вклад в область.

Ограничения

Хотя этот анализ был направлен на предоставление полного обзора, крайне важно распознать любые потенциальные недостатки. Такие факторы, как предвзятость публикации, исключение исследований на других языках, кроме английского, различия в методах исследования и использование виртуальной реальности, могут повлиять на общность результатов. Несмотря на эти недостатки, систематический обзор предоставляет содержательную информацию об использовании виртуальной реальности в инженерном образовании и указывает путь для дальнейшего изучения.

Цели и вопросы исследования

Основная цель этого систематического обзора литературы — методически оценить полезность и влияние приложений виртуальной реальности в инженерном образовании, подчеркнув трудности, связанные с реализацией, результатами обучения, участием учащихся и совершенствованием навыков.

Цели исследования

Основная цель — оценить, насколько хорошо работают инструменты виртуальной реальности, насколько просты они в использовании и как они влияют на инженерное образование в различных областях.

Вторичные цели:

Перечислите преимущества и трудности применения виртуальной реальности к сложным инженерным идеям.
Изучите долгосрочное влияние виртуальной реальности на вовлеченность учащихся, практические навыки и запоминание знаний.
Изучите успешную и устойчивую интеграцию виртуальной реальности в текущие инженерные программы.

Вопросы для исследования

Каким образом инструменты виртуальной реальности повышают успеваемость студентов инженерного образования, запоминание информации и приобретение профессиональных навыков?
Какие трудности и технологические препятствия существуют при использовании виртуальной реальности в образовании инженеров и как их можно преодолеть?
Как виртуальная реальность влияет на вдохновение и участие студентов по сравнению с традиционными подходами к обучению?
Каково мнение преподавателей и студентов об интеграции виртуальной реальности в учебную программу?

На рисунке 6 обобщены вопросы и цели исследования.

Виртуальные миры 03 00026 g006

Рисунок 6. Цели и вопросы исследования.

3. Материалы и методы

Методология

Дизайн исследования

Этот систематический обзор литературы соответствовал стандартам Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA). PRISMA обеспечивает прозрачность и тщательность исследовательского процесса, предлагая организованный метод выполнения систематических обзоров. Исследование охватывало всего пять лет, в основном потому, что технологии быстро меняются, и необходимо исследовать текущие и новейшие тенденции. Мы использовали ChatGPT для создания контента и QuillBot для улучшения языка.
Мы использовали систематический обзор для тщательного поиска литературы с использованием фреймворка PRISMA, чтобы найти и выбрать исследования по виртуальной реальности в инженерном образовании,
Метаанализ: количественные данные из выбранных исследовательских публикаций будут объединены и изучены там, где это целесообразно, для оценки общей эффективности виртуальной реальности.

Стратегия поиска

Мы выбрали цели и исследовательские вопросы, которые соответствуют строгим требованиям журналов MDPI, гарантируя всесторонний и надежный методологический анализ виртуальной реальности в инженерном образовании с использованием метода PRISMA.

Процесс систематического обзора литературы

Первоначально мы извлекли данные для этого исследования в июне 2024 года. Затем мы добавили еще одну ссылку во время первого пересмотра в сентябре 2024 года. Установленный диапазон лет был с 2019 по 2023 год, пять лет, и мы исключили 2024 год, поскольку этот год еще не завершен. Однако мы добавили исследования 2023 и 2024 годов в октябре 2024 года. Чтобы охватить весь контент, написанный по этой теме за рассматриваемые годы. В научной литературе о современном состоянии дел мы сообщили об использовании релевантной и всеобъемлющей формулы поиска, охватывающей любой уровень образования и предметы.

Из-за этого, а также из-за того, что предмет является междисциплинарным, мы использовали следующий поиск с использованием «техники булевых операторов»: «(‘Immersive learning’) AND (‘gamif*’) AND (‘Virtual Reality’) AND ‘(Engineering Education’) критерии поиска в SCOPUS; для базы данных IEEE булев оператор использовал ключевые слова «All Metal data»; Engineering Education». Для Springer, «Immersive learning» И «Virtual Reality» И «Engineering Education». Наконец, для Google Scholar мы использовали оператор «allintitle» вместе с точными ключевыми словами, как IEEE.

Процедура, показанная на рисунке 7 , соответствовала и следовала каждому шагу и спецификации декларации PRISMA. В этом исследовании использовались четыре базы данных: SCOPUS (87), IEEE 7, Springer 464 и Google Scholar 21. Мы исключили 354 записи, поскольку они были сочтены дубликатами.

Затем мы просмотрели 144 статьи. Критериями включения были использование виртуальной реальности в инженерном образовании и исследования, охватывающие образовательные приложения, опубликованные в рецензируемых изданиях. Мы исключили 433 документа из исследования, поскольку поняли, что они не удовлетворяют критерию приемлемости исследования. Все 144 статьи, которые мы запросили для извлечения, были найдены. Мы также просмотрели 121 статью вручную.

Виртуальные миры 03 00026 g007

Рисунок 7. Блок-схема поиска в базах данных и регистрах PRISMA 2020.

Следовательно, 23 статьи были квалифицированы для нашего обзора. Кроме того, мы не рассматривали еще одну статью, поскольку она содержала неполную статью. Мы включили 43 отчета вручную. В результате обзор включил и рассмотрел 66 публикаций.

4. Результаты и обсуждение

4.1 Преимущества виртуальной реальности в инженерном образовании

Улучшенное понимание сложных идей: виртуальная реальность делает сложные инженерные конструкции и системы визуально привлекательными, что помогает обучающимся понимать пространственные связи и функциональность, которые часто трудно понять с помощью традиционных методов [ 32 , 34 , 36 ].
Интерактивное обучение: интерактивное обучение помогает участникам лучше усваивать материал, позволяя им работать с моделируемыми конструкциями, корректировать детали и мгновенно видеть результаты своих изменений [ 1 , 25 , 29 ].
Безопасная среда для экспериментов: виртуальная реальность предлагает обучающимся безопасную платформу для проведения исследований и оттачивания навыков, не беспокоясь о том, что они могут получить травму или платить за материалы, которые идут в комплекте с реальными испытаниями [ 36 ].
Повышение вовлеченности: погружение в виртуальную реальность может повысить мотивацию и приверженность учащихся, что делает обучение более приятным и интересным [ 1 , 25 , 28 ].
Адаптивность и доступность: поскольку виртуальная реальность доступна на расстоянии, она предоставляет многочисленные образовательные возможности и позволяет преподавателям и учащимся в разных регионах сотрудничать [ 12 , 18 , 26 , 35 , 41 ].

4.2 Использование виртуальной реальности в инженерном образовании

Рисунок 8 ниже показывает использование виртуальной реальности в инженерном образовании.

Это пять идентифицированных вариантов использования с кратким пояснением каждого из них.

Виртуальные миры 03 00026 g008

Рисунок 8. Использование виртуальной реальности в инженерном образовании.

Студенты, изучающие инженерное дело, могут создавать и работать с трехмерными моделями машин, систем и структур. Трехмерные модели облегчают углубленное изучение и понимание творческих концепций [ 16 , 17 ].
Виртуальная реальность, позволяющая учащимся посещать заводы, строительные площадки и технические объекты по всему миру, может дать им понимание практического применения и промышленных процессов [ 2 ].
В техническом образовании преподаватели и стажеры могут использовать технологии виртуальной реальности для аккредитации и оценки, а также предоставлять практическое обучение специализированным навыкам, таким как сварка, проектирование схем или эксплуатация машин и телекоммуникаций [ 20 , 23 , 24 , 25 ].
Многопользовательские настройки виртуальной реальности поддерживают совместные задачи, позволяя участникам совместно решать технические вопросы, где бы они ни находились [ 18 ].
Лаборатории виртуальной реальности воспроизводят реальные лабораторные условия, в которых обучающиеся могут отрабатывать методики, выполнять тесты и учиться пользоваться оборудованием, не будучи физически ограниченными [ 13 , 22 ].

4.3 Проблемы использования виртуальной реальности в инженерном образовании

Рисунок 9 ниже показывает проблемы виртуальной реальности в инженерном образовании.

Это пять идентифицированных вариантов использования с кратким пояснением каждого из них.

Виртуальные миры 03 00026 g009

Рисунок 9. Проблемы использования виртуальной реальности в инженерном образовании.

Стоимость высококачественного оборудования и программ виртуальной реальности может оказаться непомерно высокой для многих образовательных организаций [ 9 , 12 , 21 ].
Поскольку технология виртуальной реальности все еще развивается, проблемы с разрешением, задержкой и полем зрения могут повлиять на взаимодействие пользователей [ 20 ].
Создание учебного контента виртуальной реальности требует времени, опыта и денег. Инструкторам может понадобиться помощь в создании и внедрении учебной программы на основе виртуальной реальности [ 20 , 24 ].
Может быть сложно, но необходимо обеспечить доступность виртуальной реальности для всех обучаемых, особенно для лиц с ограниченными возможностями [ 9 , 13 , 26 ]
Некоторые образовательные учреждения и специалисты могут неохотно принимать технологические достижения, отдавая предпочтение более традиционным подходам к обучению [ 25 ].

Из-за ограничений установок виртуальной реальности, а именно их ограниченной степени движения, типичный диапазон движения составляет всего 3 × 2 м ² , что затрудняет воспроизведение упражнений, требующих широкого диапазона подвижности. Например, практика погони на большие расстояния невозможна. Она также плохо работает в упражнениях, необходимых для точной активности из-за отсутствия обратной связи по производительности. Например, страдания пациента могут ухудшиться, если медицинский работник не наложит должным образом повязку на его травмы. Моделирование реакций пациентов в сестринском образовании на основе VR может быть затруднено [ 14 ]. Трудности, связанные с полевым образованием в области геонаук, включают проблемы ответственности, доступ к учащимся с ограниченными возможностями и опасения по поводу безопасности. Из-за бюджетных ограничений геофизики, работающие в небольших университетах, могут использовать неподходящие обнажения и иногда отправляться в поездки на выходные в более благоприятные районы. Педагогические недостатки все еще могут влиять на полевые экскурсии, даже в тех случаях, когда учреждения решают логистические проблемы. Руководители обычно ведут занятия по наблюдению за определенными геологическими явлениями, но переполненные пространства, пересеченная местность и недостаточные знания могут затруднить участие учащихся в целом. Помехи от окружающей среды, такие как ненастная погода и громкие шумы, еще больше затрудняют процесс обучения и могут помешать некоторым учащимся получить к нему доступ или сделать его менее полезным [ 15 ]. Время и деньги, необходимые для разработки оборудования и программного обеспечения, потенциальные последствия для безопасности и благополучия, дискомфорт от ношения головного убора, потенциальное нежелание использовать и его включение в образовательную среду — вот некоторые недостатки использования IVR. Кроме того, участники подвержены перегрузке и отвлечению в интенсивных ситуациях виртуальной реальности, что затрудняет их способность учиться. Использование IVR может мешать образовательным процедурам, снижая возможности памяти, в зависимости от целей обучения [ 23 ].

4.4 Будущие направления

Развитие технологий виртуальной реальности: по мере развития аппаратного и программного обеспечения виртуальной реальности качество и доступность опыта виртуальной реальности будут улучшаться, что сделает его более доступным и доступным по цене [ 16 ].
Интеграция с различными технологиями: чрезвычайно захватывающие и увлекательные образовательные среды могут быть созданы путем объединения виртуальной реальности с тактильной обратной связью, дополненной реальностью и машинным интеллектом [ 11 , 22 ].
Рост количества материалов виртуальной реальности: по мере того, как все больше организаций и университетов будут инвестировать в виртуальную реальность, будет увеличиваться количество превосходных и разнообразных учебных материалов по виртуальной реальности [ 18 , 21 , 22 , 29 ].
Инновации и исследования: текущие исследования полезности виртуальной реальности для обучения прольют свет на текущие стандарты и помогут в создании стратегий обучения на основе виртуальной реальности [ 18 , 22 , 29 ].
Более широкое признание: виртуальная реальность все шире используется в инженерных программах по всему миру, поскольку ее образовательные преимущества становятся все более очевидными, кардинально меняя подходы к обучению будущих инженеров [ 13 , 25 , 27 ].
Согласно исследованиям, преподаватели и ученые должны рассмотреть возможность использования 360-градусных видео вместе с различными технологиями погружения, которые не используются в классе. Эти фильмы лучше всего подходят для просмотра на смартфонах и досках или для потоковой передачи прямо на дисплей, закрепленный на голове. Очень полезны в учебных средах 360-градусные видео. Первым фактором, который делает 360-градусные видео доступными, является низкая стоимость необходимого оборудования, необходимого для их просмотра, включая смартфон и картонную коробку — устройство, которое обычно держат учащиеся. Во-вторых, зрители могут использовать свои ожидаемые сенсорно-моторные возможности — такие как движения головы — для исследования представленной среды с эгоистичной точки зрения. Зрители чувствуют себя воодушевленными начать процессы, связанные с погружением, что способствует образованию. Несмотря на то, что они чрезвычайно прямолинейны и просты, они все равно обеспечивают иммерсивный опыт [ 13 ].
Полевые визиты в областях STEM, таких как геонауки, необходимы для развития навыков, интеграции информации и готовности к непрерывному образованию. По мере распространения новых технологий и все более широкого распространения IVR виртуальные полевые экскурсии (VFT) все чаще признаются в качестве жизнеспособного инструмента обучения для дополнения или замены настоящих полевых экскурсий (AFT), учитывая документированную эффективность образовательных технологий. Однако применение VFT в локальном образовании STEM получило мало внимания со стороны исследователей, и в настоящее время необходимо больше эмпирической информации, сравнивающей образовательный опыт и результаты, достигнутые учащимися во время полевых экскурсий в виртуальной реальности с VFT, просматриваемыми на компьютерах [ 15 ].
В нашем исследовании с использованием подходов реконструкции 3D-сцены, которые используют модели облаков точек из таких технологий, как iDAR и глубинные камеры, для преодоления этих ограничений был получен более иммерсивный отклик. Но трудности все еще есть. Большие объемы данных, которые затрудняют анализ и обмен данными между роботом и контроллером, делают рендеринг модели в реальном времени сложным для многих методов трехмерной реконструкции, которые полагаются на необработанные данные облаков точек. Кроме того, отсутствие физических характеристик, таких как вес и обнаружение столкновений в этих моделях облаков точек, усложняет разработку более сложной системы управления на основе физических моделей [ 16 ]. Мы рекомендуем проводить больше исследований в этой области.
Институты и преподаватели в идеале должны исследовать использование технологий в образовании, поскольку это влияет на них напрямую в естественном мире. Акцент должен быть сделан на значимости методов сотрудничества для исследования как способа, который объединяет специализированное академическое сообщество для решения проблем, которые неизбежно возникают при использовании новых технологий в образовательных учреждениях. Это дополнительно повышает надежность и обоснованность результатов исследований за пределами их текущих условий исследования [ 18 ].

Внедрение и влияние виртуальной реальности в инженерном образовании были темами статей, опубликованных в 2019 и 2023 годах, которые мы включили в систематический обзор литературы.

Мы разделили результаты на четыре основные категории: участие учащихся, практическое улучшение навыков, эффективность результатов обучения и проблемы внедрения.

Таким образом, возможности задач имеют важное значение для обеспечения того, чтобы любой дизайн обучения выходил за рамки запоминания и поощрял студентов к социально-эмоциональному обучению.

Кроме того, настройкам обучения в виртуальной реальности требуется некоторое время для адаптации.

Были некоторые случаи тошноты от движения при использовании виртуальной реальности, а элементы управления виртуальной реальностью нетрадиционны и требуют некоторого времени для привыкания.

Принятие виртуальных сред различается среди пользователей, что является препятствием для обучения и исследований [ 54 ].

Виртуальная реальность в образовании может улучшить обучение, повысить понимание и стимулировать развитие практических навыков, особенно в инженерном образовании. Однако проблемы, которые мы отметили выше, должны быть решены пользователями, прежде чем учащиеся и преподаватели в образовании смогут использовать виртуальную реальность в более широких масштабах. Авторы выбрали период последних пяти лет и не более, поскольку VR является новой новой технологией, которая постоянно меняется; поэтому большинство старых ссылок, возможно, необходимо обновить.

Эффективные результаты обучения:
Многочисленные исследования показали, что виртуальная реальность значительно улучшает понимание учащимися сложных инженерных концепций.

Исследование, проведенное Школой инженерии в Университете Маккуори, включало виртуальную реальность в курс механики жидкости.

Эта лаборатория виртуальной реальности имитировала оборудование аэродинамической трубы с использованием 3D-данных цифровой динамики жидкости и таких платформ, как Ansys/EnSight, Oculus и SteamVR. Хотя обычные лаборатории улучшают понимание, они дороги и требуют много места; виртуальная реальность обеспечивает сопоставимые преимущества без этих недостатков.

Согласно исследованию, более 86% участников заявили, что элемент VR был развлекательным и захватывающим, но только 37% заявили, что он положительно повлиял на их оценки. Тем не менее, более 93% выразили потребность в дополнительных занятиях по механике жидкости в VR, продемонстрировав высокий уровень любопытства относительно VR как средства обучения [ 9 ].

Виртуальные лаборатории в инженерном образовании существенно влияют на то, как хорошо учатся студенты. Большинство учреждений закрылись из-за пандемии COVID-19; таким образом, учащиеся виртуально брали уроки, чтобы закончить обучение. Однако у многих возникли проблемы с выполнением лабораторных тестов. Не снижая стандарта обучения, VL будут помогать обучающимся в таких обстоятельствах, как завершение их экспериментальных заданий [ 24 ].

Эффективное внедрение технологий в учебный процесс зависит от активного участия и преданности делу тех преподавателей, которые по своей природе сопротивляются трансформации [ 57 ].
Это исследование обнаружило, что виртуальная реальность улучшает эти навыки.

Участники, которые участвовали в обучении на основе VR, вспоминали материал более эффективно и имели более превосходную память, чем те, кто использовал традиционные образовательные инструменты [ 6 ].
С точки зрения образования мы советуем ученым рассмотреть, насколько хорошо согласуются предлагаемый учебный подход и используемые методы оценки.

Хотя большинство исследований используют тесты для оценки уровня владения языком после IVR, включение дополнительных учебных метрик может быть более целесообразным.

Исследование предложило интегрировать метрики для обучения — например, просить ученых участвовать в решении задач и иллюстрировать свою компетентность в окружающей среде — с инициативами по сохранению знаний.

Если попросить их записать все, что они могут вспомнить относительно изученного предмета, это более точно определит эффективность обучения [ 13 ].

5. Выводы

Виртуальная реальность (VR) — это мощный инструмент, который учреждения могут использовать для улучшения инженерного образования. Она предлагает заметные преимущества в отношении результатов обучения, вовлеченности и развития навыков. Однако для достижения своей полной мощности учреждениям необходимо решить проблемы стоимости, доступности и производства контента. Последующие исследования должны быть сосредоточены на индивидуальном образовании, устойчивых последствиях, объединении с дополнительными технологиями и расширяемых подходах к исполнению. Сделав это, можно будет изменить систему образования и предоставить выпускникам более существенные возможности для лучшей подготовки к вызовам современной инженерии.
Недорогие решения, такие как 360-градусные камеры, Google VR Tour Creator, ThingLink и CoSpaces Edu, упрощают для педагогов создание VR-материалов, включающих совместные экскурсии и 3D-среды. Уже разработанные лекции доступны на таких сайтах, как The Nearpod и ClassVR, и легко заинтересовать студентов VR, не требуя специальных знаний, используя смартфоны и базовые приложения, такие как средства просмотра VR, такие как Google Cardboard. Благодаря иммерсивным симуляциям и виртуальным лабораториям VR может произвести революцию в инженерном образовании, повысив вовлеченность студентов, удержание знаний и практические навыки. Однако для успешной интеграции необходимы доступ к инфраструктуре VR, обучение преподавателей и студентов и соответствие целям обучения. VR способствует критическому мышлению и командной работе, но имеет недостатки, такие как высокие расходы, технологические трудности и потребность в более совершенных инструментах оценки. Кроме того, нам следует провести несколько долгосрочных исследований эффектов VR. Несмотря на эти препятствия, виртуальная реальность открывает значительные перспективы для трансформации инженерного образования, однако устойчивость и доступность остаются решающими факторами для дальнейшего изучения.

Вклады авторов

Концептуализация, GS и ARM; методология, ARM и MSS; валидация, MSS и IM; формальный анализ, GS; расследование, GS и ARM; ресурсы, IM; курирование данных, MSS; написание — подготовка
первоначального черновика, ARM; написание — рецензирование и редактирование, GS, ARM и IM; визуализация, GS и ARM; руководство, GS и MSS; администрирование проекта, GS и IM; получение финансирования, IM Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Это исследование финансировалось УНИВЕРСИТЕТОМ ЙОХАННЕСБУРГ, Центром прикладных исследований и инноваций в архитектурной среде (CARINBE). Факультет инженерии и архитектурной среды, почтовый ящик 524, Окленд-Парк 2006, Южная Африка, номер плательщика НДС 4900127681.

Благодарности

Это исследование финансируется программой Intra-Africa Mobility Scheme Европейского союза в партнерстве с Африканским союзом в рамках программы Africa Sustainable Infrastructure Mobility (ASIM). Мнения и выводы принадлежат авторам и не обязательно относятся к ASIM. Работа поддерживается и является частью совместных исследований в Центре прикладных исследований и инноваций в архитектурной среде (CARINBE).

Конфликты интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

di Lanzo, JA; Valentine, A.; Sohel, F.; Yapp, AY; Muparadzi, KC; Abdelmalek, M. Обзор использования виртуальной реальности в инженерном образовании. Comput. Appl. Eng. Educ. 2020 , 28 , 748–763. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Джая Судха, Дж. С.; Нандакумар, Н.; Равиндран, С.; Сандип, С. Класс виртуальной реальности для интерактивного и иммерсивного обучения с оценкой понимания учащимися. В Advances in Computing and Network Communications: Proceedings of CoCoNet 2020 ; Springer: Singapore, 2021; Том 1, стр. 133–145. [ Google Scholar ]
Салах, Б.; Абиди, М.Х.; Миан, Ш.Х.; Крид, М.; Альхалефа, Х.; Абдо, А. Инженерное образование на основе виртуальной реальности для повышения устойчивости производства в промышленности 4.0. Устойчивость 2019 , 11 , 1477. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Каминска, Д.; Сапински, Т.; Виак, С.; Тикк, Т.; Хаамер, Р. Э.; Авотс, Э.; Хельми, А.; Озцинар, К.; Анбарджафари, Г. Виртуальная реальность и ее применение в образовании: Обзор. Информация 2019 , 10 , 318. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Эрнандес-де-Менендес, М.; Вальехо Гевара, А.; Моралес-Менендес, Р. Лаборатории виртуальной реальности: обзор опыта. Межд. Дж. Интеракт. Дес. Производитель (IJIDeM) 2019 , 13 , 947–966. [ Академия Google ] [ CrossRef ]
Солиман, М.; Песиридис, А.; Далаймани-Зад, Д.; Гронфула, М.; Курмпетис, М. Применение виртуальной реальности в инженерном образовании. Appl. Sci. 2021 , 11 , 2879. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Ван ден Беемт, А.; Маклауд, М.; Ван дер Вин, Дж.; Ван де Вен, А.; Ван Баален, С.; Клаассен, Р.; Бун, М. Междисциплинарное инженерное образование: обзор видения, преподавания и поддержки. Дж. Инж. Образование. 2020 , 109 , 508–555. [ Академия Google ] [ CrossRef ]
Вольфартсбергер, Дж. Анализ потенциала виртуальной реальности для обзора инженерного проекта. Autom. Constr. 2019 , 104 , 27–37. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Пеллас, Н.; Денгель, А.; Христопулос, А. Обзорный обзор иммерсивной виртуальной реальности в образовании STEM. IEEE Trans. Learn. Technol. 2020 , 13 , 748–761. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Marougkas, A.; Troussas, C.; Krouska, A.; Sgouropoulou, C. Виртуальная реальность в образовании: обзор теорий, подходов и методологий обучения за последнее десятилетие. Электроника 2023 , 12 , 2832. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Pirker, J.; Dengel, A. Потенциал 360-градусных видеороликов виртуальной реальности и реального VR для образования — Обзор литературы. IEEE Comput. Graph. Appl. 2021 , 41 , 76–89. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Хамад, А.; Цзя, Б. Как технология виртуальной реальности изменила нашу жизнь: обзор текущих и потенциальных приложений и ограничений. Int. J. Environ. Res. Public Health 2022 , 19 , 11278. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ PubMed ]
Ди Натале, А.Ф.; Репетто, К.; Рива, Г.; Виллани, Д. Погружение в виртуальную реальность в K-12 и высшем образовании: 10-летний систематический обзор эмпирических исследований. Br. J. Educ. Technol. 2020 , 51 , 2006–2033. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Xie, B.; Liu, H.; Alghofaili, R.; Zhang, Y.; Jiang, Y.; Lobo, FD; Li, C.; Li, W.; Huang, H.; Akdere, M.; et al. Обзор приложений для обучения навыкам виртуальной реальности. Front. Virtual Real. 2021 , 2 , 645153. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Zhao, J.; LaFemina, P.; Carr, J.; Sajjadi, P.; Wallgrün, JO; Klippel, A. Обучение в полевых условиях: сравнение настольной, иммерсивной виртуальной реальности и реальных экскурсий для локального STEM-образования. В материалах конференции IEEE 2020 года по виртуальной реальности и трехмерным пользовательским интерфейсам (VR), Атланта, Джорджия, США, 22–26 марта 2020 г.; стр. 893–902. [ Google Scholar ]
Чжоу, Т.; Чжу, Ц.; Ду, Дж. Интуитивное телеуправление роботом для строительных работ с виртуальной реальностью и реконструкцией сцены с глубоким обучением. Adv. Eng. Inform. 2020 , 46 , 101170. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Mystakidis, S.; Berki, E.; Valtanen, JP Глубокое и содержательное электронное обучение с использованием социальных сред виртуальной реальности в высшем образовании: систематический обзор литературы. Appl. Sci. 2021 , 11 , 2412. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Southgate, E.; Smith, SP; Cividino, C.; Saxby, S.; Kilham, J.; Eather, G.; Scevak, J.; Summerville, D.; Buchanan, R.; Bergin, C. Внедрение иммерсивной виртуальной реальности в классы: этические, организационные и образовательные уроки по соединению исследований и практики. Int. J. Child-Comput. Interact. 2019 , 19 , 19–29. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Concannon, BJ; Esmail, S.; Roduta Roberts, M. Виртуальная реальность с головным дисплеем в послесреднем образовании и обучении навыкам. В Frontiers in Education ; Frontiers Media SA: Лозанна, Швейцария, 2019; Том 4, стр. 80. [ Google Scholar ]
Lin, Y.; Wang, S. Изучение и применение метода адаптивного обучения на основе виртуальной реальности для инженерного образования. В International Conference on Image and Graphics ; Springer International Publishing: Cham, Switzerland, 2019; стр. 372–383. [ Google Scholar ]
McKnight, RR; Pean, CA; Buck, JS; Hwang, JS; Hsu, JR; Pierrie, SN Виртуальная реальность и дополненная реальность — перевод хирургической подготовки в хирургическую технику. Curr. Rev. Musculoskelet. Med. 2020 , 13 , 663–674. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Филипп, С.; Суше, А. Д.; Ламерас, П.; Петридис, П.; Капорал, Ж.; Колдебеф, Ж.; Дюзан, Х. Мультимодальное обучение, преподавание и подготовка в виртуальной реальности: обзор и исследование случая. Virtual Real. Intell. Hardw. 2020 , 2 , 421–442. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Mulders, M.; Buchner, J.; Kerres, M. Структура использования иммерсивной виртуальной реальности в учебных средах. Int. J. Emerg. Technol. Learn. (IJET) 2020 , 15 , 208–224. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Капилан, Н.; Видья, П.; Гао, XZ Виртуальная лаборатория: благо для образования в области машиностроения во время пандемии COVID-19. Высшее образование. Будущее 2021 , 8 , 31–46. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Зиятдинова, Дж. Н.; Фахретдинова, Г.; Гилязова, Д. Р.; Павлова, И. В. Технологии виртуальной реальности в обучении иностранному языку студентов инженерных специальностей. В Lecture Notes in Networks and Systems ; Springer: Berlin/Heidelberg, Германия, 2022; Том 390, стр. 1027–1034. [ Google Scholar ]
Malik, HA; Ferdinand, R.; Aurelius, B.; Fajar, M.; Suri, PA Применение виртуальной реальности в образовании в области компьютерных наук. Систематический обзор литературы. В трудах Международной конференции по информатике, мультимедиа, кибернетике и информационным системам 2023 года (ICIMCIS), Джакарта Селатан, Индонезия, 7–8 ноября 2023 г.; стр. 659–664. [ Google Scholar ]
Кальдерон, Р. Р.; Руис, М. А. Изучение физики в виртуальной среде. В трудах Всемирной конференции IEEE по инженерному образованию 2019 года (EDUNINE), Богота, Колумбия, 15–18 марта 2020 г.; стр. 1–5. [ Google Scholar ]
Крайчович, М.; Габахова, Г.; Матис, М.; Фурманова, Б.; Дулина, Л. Виртуальная реальность как иммерсивное обучающее средство, улучшающее связь между образованием и практикой. Устойчивое развитие 2022 , 14 , 9580. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Халаби, О. Погружение в виртуальную реальность для усиления преподавания в инженерном образовании. Multimed. Tools Appl. 2020 , 79 , 2987–3004. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Де Бэк, Т.; Тинга, А.М.; Нгуен, П.; Лоуверсе, М.М. Преимущества иммерсивного совместного обучения в виртуальной реальности на основе CAVE. Int. J. Educ. Technol. High. Educ. 2020 , 17 , 1–18. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Page, MJ; McKenzie, JE; Bossuyt, PM; Boutron, I.; Hoffmann, TC; Mulrow, CD; Shamseer, L.; Tetzlaff, JM; Akl, EA; Brennan, SE; и др. Заявление PRISMA 2020: обновленное руководство по отчетности систематических обзоров. BMJ 2021 , 372 , n71. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ PubMed ]
Салехи, Ф.; Мохаммадпур, Дж.; Аббасси, Р.; Ченг, С.; Диасинос, С.; Итон, Р. Разработка интерактивного модуля цифровой реальности для моделирования физических лабораторий в механике жидкости. Australas. J. Eng. Educ. 2022 , 27 , 100–114. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Chen, L.; Wu, L.; Li, X.; Xu, J. Интерактивная система обучения виртуальной реальности с эффектом погружения для обучения структуре шипа. В материалах 2-й Международной конференции по разведке и безопасности данных (ICDIS) 2019 года, South Padre Island, TX, США, 28–30 июня 2019 г.; стр. 115–119. [ Google Scholar ]
Jing, Z.; Wang, D.; Zhang, Y. Влияние технологии обучения играм виртуальной реальности на погружение студентов. Int. J. Emerg. Technol. Learn. 2023 , 18 , 183. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Solmaz, S.; Kester, L.; Van Gerven, T. Предварительное исследование опыта виртуальной реальности с использованием вычислительной гидродинамики в инженерном образовании. В трудах конференции «На пути к новому будущему в инженерном образовании, новые сценарии, которые открывают европейские альянсы технических университетов», Барселона, Испания, 19–22 сентября 2022 г.; Политехнический университет Каталонии: Барселона, Испания; стр. 2207–2211. [ Google Scholar ]
Pletz, C. Какие факторы способствуют и препятствуют принятию технологии погружения в виртуальную реальность в контексте преподавания и обучения? Результаты опроса экспертов. Int. J. Emerg. Technol. Learn. (IJET) 2021 , 16 , 248–272. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Konrad, ERB; Behr, AS Преподавание механики жидкости в среде виртуальной реальности. В трудах Всемирной конференции по инженерному образованию IEEE 2020 (EDUCON), Порту, Португалия, 27–30 апреля 2020 г.; стр. 1563–1567. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Бхатия, Д.; Гессе, Х. Повышение вовлеченности студентов в инженерное дело и образование с помощью виртуальной реальности: анализ на основе опроса. В материалах конференции TENCON 2023 IEEE Region 10 (TENCON), Чиангмай, Таиланд, 31 октября – 3 ноября 2023 г.; стр. 170–175. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Вилкерсон, М.; Мальдонадо, В.; Сивараман, С.; Рао, Р. Р.; Элсаадани, М. Внедрение иммерсивного обучения в биомедицинские инженерные лаборатории с использованием виртуальной реальности. J. Biol. Eng. 2022 , 16 , 20. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Cai, Y.; van Joolingen, W.; Veermans, K. (ред.) Виртуальная и дополненная реальность, симуляция и серьезные игры для образования ; Springer: Нью-Йорк, США, 2021. [ Google Scholar ]
Аббас, А.; Чой, М.; Сео, Дж.; Ча, Ш.; Ли, Х. Эффективность коммуникации на основе виртуальной реальности для строительных проектов. KSCE J. Civ. Eng. 2019 , 23 , 4972–4983. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Sundaram, S.; Khanna, A.; Gupta, D.; Mann, R. Помощь студентам в понимании математических графиков с использованием приложений виртуальной реальности. Adv. Comput. Intell. Tech. Virtual Real. Healthc. 2020 , 875 , 49–62. [ Google Scholar ]
Bahceci, OC; Pena-Rios, A.; Gupta, V.; Conway, A.; Owusu, G. Работа в процессе использования иммерсивной виртуальной реальности в обучении инженеров полевых служб связи. В материалах 7-й Международной конференции Исследовательской сети иммерсивного обучения (iLRN) 2021 г., Эврика, Калифорния, США, 17 мая – 10 июня 2021 г.; стр. 1–3. [ Google Scholar ]
Рамадхан, А.; Росмансьях, Й. Критические факторы иммерсивного обучения в высшем образовании: систематический обзор литературы. В материалах 10-й Международной конференции по ИКТ для умного общества (ICISS) 2023 г., Бандунг, Индонезия, 6–7 сентября 2023 г.; стр. 1–8. [ Google Scholar ]
del Álamo, AC; Megía, P.; Plaza, J.; Casado, C.; Van Grieken, R.; Martínez, F.; Molina, R. FLUID-LABVIR, иммерсивная онлайн-платформа как дополнение для улучшения опыта обучения студентов в экспериментальных лабораториях механики жидкости и гидротехники. Educ. Chem. Eng. 2022 , 41 , 1–13. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Azman, MA; Azman, AH; Abu-Samah, A.; Md Jedi, MA Обзор последних тенденций и проблем виртуального иммерсивного обучения в инженерном образовании. Asean J. Teach. Learn. High. Educ. 2023 , 15 , 388. [ Google Scholar ]
Любчак, В.О.; Зубан, Ю.О.; Артюхов, А.Е. Технология иммерсивного обучения для обеспечения качественного образования: кейс украинского университета. В материалах семинара CTE, Уолтем, Массачусетс, США, 21 марта 2022 г.; Том 9, стр. 336–354. [ Google Scholar ]
Pletz, C.; Zinn, B. Оценка иммерсивной виртуальной среды обучения для обучения операторов в области машиностроения и проектирования установок с использованием видеоанализа. Br. J. Educ. Technol. 2020 , 51 , 2159–2179. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Шнидер, М.; Уильямс, С.; Гош, С. Сравнение очных и виртуальных лабораторных работ/учебников для студентов-инженеров с использованием принципов смешанного обучения. Educ. Sci. 2022 , 12 , 153. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Перес, Г.; Родригес, XF; Бургес, Ж.М.; Соле, М.; Кома, Дж. 3D-обучение с погружением в области архитектуры и строительства = 3D-обучение с погружением в области архитектуры и строительства. Адв. Строить. Образование. 2020 , 4 , 9–19. [ Академия Google ] [ CrossRef ]
Peña-Rios, A.; Bahceci, OC; Gupta, V.; Conway, A.; Owusu, G. Work-in-progress — учебный симулятор виртуальной реальности на основе веб-технологий для инженеров по телекоммуникациям на местах. В материалах 6-й Международной конференции Исследовательской сети иммерсивного обучения (iLRN) 2020 г., Сан-Луис-Обиспо, Калифорния, США, 21–25 июня 2020 г.; стр. 316–319. [ Google Scholar ]
Чжао, X.; Рен, Y.; Чиа, KS. Ведущая виртуальная реальность (VR) и дополненная реальность (AR) в образовании: библиометрический и контент-анализ из сети науки (2018–2022). SAGE Open 2023 , 13 , 21582440231190821. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Milo, A.; Hornikx, MC Акустическая виртуальная реальность как учебная основа для студентов, изучающих архитектурную среду. В материалах Euronoise 2021, Мадейра, Португалия, 25–27 октября 2021 г.; стр. 1. [ Google Scholar ]
Лай, Дж. К.; Чонг, К. Х. Внедрение виртуальной и дополненной реальности в математическое образование: обзор. IEEE Access 2022 , 10 , 13693–13703. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Сакр, А.; Абдулла, Т. Влияние виртуальной, дополненной реальности и аналитики обучения на учащихся и преподавателей: систематический обзор. Educ. Inf. Technol. 2024 , 29 , 1–50. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Triejunita, CN; Putri, A.; Rosmansyah, Y. Систематический обзор литературы по виртуальной лаборатории для обучения. В трудах Международной конференции по инженерии данных и программного обеспечения 2021 года (ICoDSE), Бандунг, Индонезия, 3–4 ноября 2021 г.; стр. 1–6. [ Google Scholar ]
Музата, АР; Першина, ВА; Степанов, М.С.; Ндимумахоро, Ф.; Ндайикунда, Дж. Моделирование эластичной передачи трафика мобильной сетью с функциональностью NB-IoT. В трудах 2021 года «Системы формирования и обработки сигналов в области бортовой связи», Москва, Россия, 6 марта 2021 г.; стр. 1–7. [ Google Scholar ]
Несенбергс, К.; Аболинс, В.; Орманис, Дж.; Меднис, А. Использование дополненной и виртуальной реальности в дистанционном высшем образовании: систематический обзор. Educ. Sci. 2021 , 11 , 8. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Элмкаддем, Н. Дополненная реальность и виртуальная реальность в образовании. Миф или реальность? Int. J. Emerg. Technol. Learn. 2019 , 14 , 234–242. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Barteit, S.; Lanfermann, L.; Bärnighausen, T.; Neuhann, F.; Beiersmann, C. Головные устройства на основе дополненной, смешанной и виртуальной реальности для медицинского образования: систематический обзор. JMIR Serious Games 2021 , 9 , e29080. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ PubMed ]
Рохас-Санчес, MA; Палос-Санчес, PR; Фольгадо-Фернандес, JA Систематический обзор литературы и библиометрический анализ по виртуальной реальности и образованию. Educ. Inf. Technol. 2023 , 28 , 155–192. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ PubMed ]
Макрански, Г.; Борре-Гуде, С.; Майер, Р. Э. Мотивационные и когнитивные преимущества обучения в виртуальной реальности с эффектом погружения на основе множественных оценок. J. Comput. Assist. Learn. 2019 , 35 , 691–707. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Sharrab, YO; Almutiri, NT; Tarawneh, M.; Alzyoud, F.; Al-Ghuwairi, AR; Al-Fraihat, D. На пути к интеллектуальному и иммерсивному классу на основе AI, VR и 6G. Int. J. Emerg. Technol. Learn. 2023 , 18 , 4–16. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Кизилкая, Б.; Чжао, Г.; Самбо, Я. А.; Ли, Л.; Имран, М. А. Образование 4.0 с поддержкой 5G: Технологии, проблемы и решения. IEEE Access 2021 , 9 , 166962–166969. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Го, З.; Чжан, П.; Ся, Дж. Разработка образовательной платформы виртуальной реальности на основе 5G MEC. В трудах 20-й Международной конференции по повсеместным вычислениям и коммуникациям 2021 г. (IUCC/CIT/DSCI/SmartCNS), Лондон, Великобритания, 20–22 декабря 2021 г.; стр. 572–578. [ Google Scholar ]
Хуан, И.; Чжао, И.; Чжу, Л.; Хань, Б.; Ли, З. Проблемы и размышления о профессиональном образовании в эпоху 6G. В трудах Международной конференции по 5G для будущих беспроводных сетей, Харбин, Китай, 17–18 декабря 2022 г.; Springer Nature: Cham, Швейцария, 2022; стр. 342–353. [ Google Scholar ]

Отказ от ответственности/Примечание издателя:

заявления, мнения и данные, содержащиеся во всех публикациях, принадлежат исключительно отдельным авторам и соавторам, а не MDPI и/или редакторам. MDPI и/или редакторы отказываются от ответственности за любой вред, причиненный людям или имуществу в результате использования любых идей, методов, инструкций или продуктов, упомянутых в содержании.