Сейчас уже мало кого удивишь онлайн-семинарами, обучающими мультфильмами, 3D-моделями и даже виртуальными операционными. Создатели высокотехнологичных образовательных материалов и программ уверяют, что и понимание, и запоминание информации при их использовании намного выше, чем при стандартном подходе к обучению. Но так ли это в действительности? Или полюбовавшись красивой эмоциональной картинкой, врач или фармацевт в итоге получит ничуть не больше, чем при посещении «старой доброй» лекции или прочтении страницы учебника?
Надо признать, что скептикам и без всяких доказательств придется смириться с необходимостью делать процесс обучения более красочным и разнообразным. «Жизнь уже никогда не будет прежней» — с этой фразы начинается огромное число интервью ученых, она же есть и в книге Стивена Хокинга с добавлением «…нравится это нам или нет».
И тысячи студентов, врачей и фармацевтов, уже вкусивших удовольствие от новых технологий в обучении, не позволят полностью вернуться к традиционным форматам. Выиграют харизматичные преподаватели, к которым пойдут учиться в любом случае и те, кто использует комплексный подход, совмещая новое с хорошо зарекомендовавшим себя старым.
Небольшой опыт в исследованиях, направленных на оценку использования высокотехнологичных подходов к обучению, уже накоплен. Правда, пока наиболее часто результатом становятся просто положительные оценки форматов или желание обучающихся и в дальнейшем работать с такими же материалами. Однако есть и результаты, демонстрирующие эффективность новых образовательных материалов.
В исследовании Dan A., Reiner M. (2016) сравнивали результаты восприятия информации, полученной при помощи 2D-дисплеев (обычный экран компьютера или смартфона) и стереоскопических 3D-дисплеев. На экранах тренер демонстрировал, как складывать фигурку оригами. При помощи ЭЭГ фиксировали показатели, позволяющие оценить когнитивную нагрузку. Исследование подтвердило, что зрители легче усваивали информацию со стереодисплеев [1]. Использование виртуальной микроскопии при обучении позволяет улучшить понимание и ускорить запоминание информации по сравнению со световой микроскопией [2, 3].
de Faria J.W. с соавторами (2016) предложил трем группам студентов разные варианты изучения анатомии мозга. В первой группе использовали традиционные рисунки, во второй группе — интерактивные нестереоскопические изображения и в третьей — интерактивные стереоскопические изображения. Затем студенты сделали лабораторную работу и написали итоговый тест. Несмотря на небольшую выборку (всего в исследовании приняли участие 84 студента) были получены статистически значимые различия между результатами первой группы и остальными двумя. В заключении авторы указали на необходимость внедрения современных методик обучения в практику, поскольку они позволяют добиться более высокого уровня знаний [4].
Похожие результаты были получены в работе Kockro R.A. с соавторами (2015): 169 студентов прослушали лекции об анатомии третьего желудочка. В первой группе лекция сопровождалась стандартной презентацией (Power Point), во второй — виртуальным 3D-туром по третьему желудочку при помощи специальной стереоскопической системы. Необходимо отметить, что студенты были распределены в группы случайным способом. Результаты тестирования после обучения были выше во второй группе, а сами студенты исключительно высоко оценили качество обучения с использованием 3D-графики [5].
Просто доступность 3D-изображения не является гарантией высокого результата. И здесь можно привести в пример исследование Drapkin Z.A. et al. (2015). В своем наблюдении он сравнивал 2 группы студентов. Первой была доступна программа, позволяющая переводить 2D МРТ-изображения срезов мозга в 3D-модель, накладывать 2D-изображения на 3D, а также вращать 3D-модель в любой плоскости. Студенты второй группы изучали стандартные 2D-изображения срезов и 3D-модели из доступных источников в интернете. По результатам проверки знаний студенты первой группы статистически значимо лучше усвоили информацию о расположении внутренних структур мозга (P < 0,01) [6].
При использовании виртуальных тренажеров улучшение может быть достигнуто не только при обучении анатомии, но и при тренировке хирургических навыков.
В обзоре Harpham-Lockyer L. et al. (2016) использование симуляторов виртуальной реальности в хирургических тренингах признано многообещающей формой обучения. В ряде исследований, включенных в обзор, было показано, что у хирургов, которые прошли обучение с включением виртуальных симуляторов, улучшалось владение навыками по сравнению с теми, кто учился по стандартной программе. Результаты четырех исследований продемонстрировали и положительные эффекты такого обучения хирургов для пациентов [7].
Некоторые исследователи предлагают врачам не только обучаться с использованием виртуальной реальности, но и рутинно «разогреваться» перед проведением манипуляций у пациента, наподобие того как «разогреваются» спортсмены перед соревнованиями. da Cruz J.A. et al. (2016) в своем исследовании показали, что врачи, которые перед проведением манипуляций проходили небольшой тренинг на 3D-симуляторах, оперировали статистически значимо быстрее (P = 0,006–0,028 для различных этапов хирургического вмешательства) [8].
3D-технологии необходимы не только для обучения врачей. Аватары и виртуальная реальность в обучении медсестер — тема обзорной статьи Miller M. и Jensen R. (2014). Авторы делают вывод, что при использовании современных технологий процесс обучения становится более безопасным и эффективным [9]. С ними согласны Fergusonal C. et al. (2015), которые пишут о том, что геймификация и использование технологий виртуальной реальности в обучении медсестер и сиделок должны оказать положительное влияние на исходы для пациентов. Особенно эффективными эти подходы должны быть в сфере профилактики и при длительном уходе за пациентом [10].
Программы с использованием виртуальных пациентов доказали свою эффективность не только в обучении врачей и медсестер, но и в тренингах фармацевтов.
Оказалось, что эффекты виртуальной реальности позволяют не только увеличить запоминаемость большего количества информации, но и сохранить больше знаний спустя полгода после обучения [11]. Программа виртуальной реальности для разработки новых лекарственных средств и обучения фармацевтов и биохимиков (Molecular Rift) обещает стать настоящим блокбастером в области фармации. Новые молекулы здесь визуализируются при помощи специального шлема, создающего иллюзию реального присутствия изучаемого объекта в физическом мире, и модифицируются движением рук [12].
Новый мир и новые реальности постепенно входят в нашу жизнь. Аналитики предполагают лавинообразный рост рынка виртуальной реальности, который к 2019 году достигнет 15,9 млрд. долларов [13]. Перед системой образования открываются огромные возможности, которые позволят задействовать ранее неиспользуемый интеллектуальный потенциал обучающихся, увеличить способность к восприятию и запоминанию. Это должно привести к повышению КПД образования и росту мастерства не только в медицинской сфере, но и в любых других видах профессиональной деятельности.
Автор: Юлия Мохова, к. м. н.
Список литературы:
- Dan A., Reiner M. EEG-based cognitive load of processing events in 3D virtual worlds is lower than processing events in 2D displays. Int J Psychophysiol. 2016 Aug 31. pii: S0167-8760(16)30688–2. [Epub ahead of print].
- Titipungul T. Virtual Microscopy Fosters Higher Learning Capability For Medical Students Over Optical Microscopy in a Pathology Laboratory Course. #4BB11 (24423) AMEE 2015 Abstract Book.
- Airaksinen M.S., Hölttä-Vuori M., Pyörälä E., Hervonen H. Virtual microscopy with iPads in small groups enhances collaborative learning #4BB12 (26278) AMEE 2015 Abstract Book.
- de Faria JW, Teixeira MJ, de Moura Sousa Júnior L, Otoch JP, Figueiredo EG. Virtual and stereoscopic anatomy: when virtual reality meets medical education. J Neurosurg. 2016 Feb 12:1–7. [Epub ahead of print].
- Kockro RA, Amaxopoulou C, Killeen T, Wagner W, Reisch R, Schwandt E, Gutenberg A, Giese A, Stofft E, Stadie AT. Stereoscopic neuroanatomy lectures using a three-dimensional virtual reality environment. Ann Anat. 2015 Sep;201:91–8.
- Drapkin ZA, Lindgren KA, Lopez MJ, Stabio ME.Development and assessment of a new 3D neuroanatomy teaching tool for MRI training. Anat Sci Educ. 2015 Nov-Dec;8(6): 502–9.
- Harpham-Lockyer L., Laskaratos FM, Berlingieri P, Epstein O. Role of virtual reality simulation in endoscopy training. orld J Gastrointest Endosc. 2015 Dec 10;7(18): 1287–94.
- da Cruz JA, Dos Reis ST, Cunha Frati RM, Duarte RJ, Nguyen H, Srougi M, Passerotti CC. Does Warm-Up Training in a Virtual Reality Simulator Improve Surgical Performance? A Prospective Randomized Analysis. J Surg Educ. 2016 May 24. pii: S1931-7204(16)30033–2. [Epub ahead of print].
- Miller M, Jensen R. Avatars in nursing: an integrative review. Nurse Educ. 2014 Jan-Feb;39(1): 38–41.
- Ferguson C, Davidson PM, Scott PJ, Jackson D, Hickman LD. Augmented reality, virtual reality and gaming: an integral part of nursing. Contemp Nurse. 2015;51(1): 1–4.
- Zlotos L., Power A., Hill D., Chapman P. A scenario based Virtual Patient program to support pharmacist education #7L2 (25739)) AMEE 2015 Abstract Book.
- Norrby M, Grebner C, Eriksson J, Boström J Molecular Rift: Virtual Reality for Drug Designers. J Chem Inf Model. 2015 Nov 23;55(11): 2475–84.
- Reede E. When Virtual Reality Meets Education https://techcrunch.com/2016/01/23/when-virtual-reality-meets-education/.
