infojournalИнформатика и образованиеInformatics and education0234-04532658-7769Publishing House Education and Informatics10.32517/0234-0453-2023-38-3-78-87infojournal-959Research ArticleИНФОРМАТИЗАЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯINFORMATIZATION OF EDUCATIONРеализация веб-приложений 3D-лабораторных практикумов для технических специальностейImplementation of 3D-laboratory workshops web applications for technical specialtieshttps://orcid.org/0000-0002-1202-6609ИваниловаТ. Н.IvanilovaT. N.

Иванилова Татьяна Николаевна, канд. тех. наук, доцент, начальник управления информационно-коммуникационных образовательных технологий

г. Красноярск

Tatiana N. Ivanilova, Candidate of Sciences (Engineering), Docent, Head of the Department of Information and Communication Technologies in Education

Krasnoyarsk

ivanilova.tn@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-5384-6099КушнеровА. В.KushnerovA. V.

Кушнеров Алексей Владимирович, зав. сектором разработки мультимедийного учебного контента, отдел разработки электронно-образовательных ресурсов, управление информационно-коммуникационных образовательных технологий

г. Красноярск

Alexey V. Kushnerov, Head of the Multimedia Educational Content Development Sector, Electronic Educational Resources Development Department, Department of Information and Communication Technologies in Education

Krasnoyarsk

kushnerov_av@sibsau.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1343-5014СеменовВ. А.SemenovV. A.

Семенов Виктор Александрович, начальник отдела разработки электронно-образовательных ресурсов, управление информационно-коммуникационных образовательных технологий

г. Красноярск

Viktor A. Semenov, Head of the Electronic Educational Resources Development Department, Department of Information and Communication Technologies in Education

Krasnoyarsk

v1992@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6698-102XИльюшинИ. А.IlyushinI. A.

Ильюшин Илья Андреевич, студент 4-го курса кафедры информационно-управляющих систем, Институт информатики и телекоммуникаций

г. Красноярск

Ilya A. Ilyushin, a 4th year student at the Department of Information and Control Systems, Institute of Informatics and Telecommunications

Krasnoyarsk

kqngwap@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-7047-2466СерегинА. В.SereginA. V.

Серегин Александр Валерьевич, студент 4-го курса кафедры информационно-управляющих систем, Институт информатики и телекоммуникаций

г. Красноярск

Alexander V. Seregin, a 4th year student at the Department of Information and Control Systems, Institute of Informatics and Telecommunications

Krasnoyarsk

sear_ring@mail.ruСибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. РешетневаРоссияReshetnev Siberian State University of Science and TechnologyRussian Federation2023020720233837887Copyright © Иванилова Т.Н., Кушнеров А.В., Семенов В.А., Ильюшин И.А., Серегин А.В., 20232023Иванилова Т.Н., Кушнеров А.В., Семенов В.А., Ильюшин И.А., Серегин А.В.Ivanilova T.N., Kushnerov A.V., Semenov V.A., Ilyushin I.A., Seregin A.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://info.infojournal.ru/jour/article/view/959

Применение виртуальных лабораторных работ в обучении позволяет воспроизводить онлайн лабораторные, требующих дорогостоящих материалов или инструментов, а также сделать учебный процесс интерактивным и дистанционным. Использование современных веб-технологий дает возможность обойти проблемы совместимости на компьютерах пользователей и выполнять лабораторные работы в режиме онлайн.Целью настоящего исследования является разработка компьютерных виртуальных 3D-лабораторных работ и тренажеров веб-доступа для дисциплин, преподаваемых в Сибирском государственном университете науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева (СибГУ).Проведенный авторами анализ современного состояния в области разработки виртуальных лабораторных позволил сделать вывод о невозможности использования готовых решений. Произведен выбор инструментов для разработки собственных программных продуктов, отобраны дисциплины для реализации 3D-лабораторных, проведена разработка технического задания и методов взаимодействия пользователя с объектами и объектов друг с другом, созданы 3D-модели, необходимые для визуализации лабораторных работ.Итогом исследований являются программные продукты — виртуальные 3D-лабораторные практикумы для студентов технических специальностей, реализованные аналогичным набором программных решений и размещенные на сервере СибГУ. Тестирование программных продуктов было проведено студентами на реальных занятиях, а затем созданные приложения были внедрены в электронные учебные модули университета.Разработанные компьютерные реализации лабораторных не только успешно применяются в учебном процессе СибГУ, но и позволяют разрешить проблему ведения лабораторных занятий в режиме вынужденного дистанта, при заочной форме обучения, а также помогают возместить отсутствие необходимого оборудования.Применение виртуальных лабораторных работ помогает заинтересовать студента в обучении и повышать его цифровую грамотность.

The use of virtual laboratory classes in teaching allows the reproduction of online laboratory workshop that require expensive materials or tools, as well as making the learning process interactive and remote. The use of modern web technologies makes it possible to bypass compatibility problems on users’ computers and perform laboratory classes remotely online.The purpose of this research is to develop computer virtual 3D-laboratory class and web-access simulators for disciplines taught at the Reshetnev Siberian State University of Science and Technology (SibGU).The analysis of the current state in the field of virtual laboratory development carried out by the authors allowed us to conclude that it is impossible to use ready-made solutions. The choice of tools for the development of their own software products was made, the disciplines for the implementation of 3D-laboratory classes were selected, technical specifications were developed, methods of user interaction with objects and objects interaction with each other were developed, 3D-models needed for the visualization of laboratory work were created.The final result of the research is software products — virtual 3D-laboratory workshops for students of technical specialties, implemented with a similar set of software solutions, hosted on the SibGU server. The software products were tested by students in real classes and then the created applications were implemented in the electronic training modules of the university.The developed computer implementations of laboratory workshops are not only successfully used in the educational process of SibGU, but also allow to solve the problem of conducting laboratory classes in the forced distance form of education, as well as help to compensate for the lack of necessary equipment.Application of virtual laboratory classes helps to engage students in learning and improve their digital literacy.

информатизация образованиявиртуальная лабораторная работа3D-тренажерUnityэлектронное и дистанционное обучениевеб-приложениеinformatization of educationvirtual laboratory class3D-simulatorUnityelectronic and distance learningweb applicationReferencesДевяткин Е. М., Хасанова С. Л., Чиганова Н. В. Комплекс электронных лабораторных установок по общей физике. Современные проблемы науки и образования. 2016;(4):161. EDN: WIQDHNDevyatkin E. M., Khasanova S. L., Chiganova N. V. Virtual interactive laboratory setting on physics. Modern Problems of Science and Education. 2016;(4):161. (In Russian.) EDN: WIQDHNГавронская Ю. Ю., Оксенчук В. В. Методика создания виртуальных лабораторных работ по химии. Современные проблемы науки и образования. 2015;(2(2)):360. EDN: UZJDDJGavronskaya Yu.Yu., Oksenchuk V.V. The technique of creation of virtual laboratory works in chemistry. Modern Problems of Science and Education. 2015;(2(2)):360. (In Russian.) EDN: UZJDDJУшакова Н. Ю., Быковская Л. В. Облачные web-приложения для организации лабораторных работ по электротехническим дисциплинам. Современные проблемы науки и образования. 2021;(3):84. EDN: UDUGMH. DOI: 10.17513/spno.30927Ushakova N. Yu., Bykovskaya L. V. On the practice of using specialized cloud web applications in electrical engineering disciplines. Modern Problems of Science and Education. 2021;(3):84. (In Russian.) EDN: UDUGMH. DOI: 10.17513/spno.30927Шапошникова Т. Л., Рыкова Е. В. Виртуальный лабораторный практикум в структуре информационных образовательных технологий. Ученые записки университета имени П. Ф. Лесгафта. 2014;(12(118)):218–222.EDN: TFDRIH. DOI: 10.5930/issn.1994-4683.2014.12.118. p218-222Shaposhnikova T. L., Rykova E. V. Virtual laboratory practice in the structure of the computer-aided educational technologies. Uchenye Zapiski Universiteta Imeni P. F. Lesgafta. 2014;(12(118)):218–222. (In Russian.) EDN: TFDRIH. DOI: 10.5930/issn.1994-4683.2014.12.118.p218-222Губский Е. Г. Виртуальные лабораторные работы по физике в системе дистанционного обучения. Современные проблемы науки и образования. 2009;(1):56–57. EDN: KWHHYTGubsky E. G. Virtual laboratory work in physics in the system of distance learning. Modern Problems of Science and Education. 2009;(1):56–57. (In Russian.) EDN: KWHHYTAljuhani K., Sonbul M., Althabiti M., Meccawy M. Creating a Virtual Science Lab (VSL): The adoption of virtual labs in Saudi schools. Smart Learning Environments. 2018;(5):16. DOI: 10.1186/s40561-018-0067-9Aljuhani K., Sonbul M., Althabiti M., Meccawy M. Creating a Virtual Science Lab (VSL): The adoption of virtual labs in Saudi schools. Smart Learning Environments. 2018;(5):16. DOI: 10.1186/s40561-018-0067-9Трухин А. В. Об использовании виртуальных лабораторий в образовании. Открытое и дистанционное образование. 2002;(4(8)):81–82. EDN: MLTRIHTrukhin A. V. On the use of virtual laboratories in education. Open and Distance Education. 2002;(4(8)):81–82. (In Russian.) EDN: MLTRIHБелов В. В., Образцов И. В., Иванов В. К., Коноплев Е. Н. Компьютерная реализация решения научно-технических и образовательных задач: учебное пособие. Тверь: ТвГТУ; 2015. 102 с. EDN: VMAASDBelov V. V., Obraztsov I. V., Ivanov V. K., Konoplev Е. N. Computer implementation of solving scientific, technical and educational problems: textbook. Tver, TvSTU; 2015. 102 p. (In Russian.) EDN: VMAASDАношина О. В., Шумихина К. А. Преимущества использования виртуального физического практикума в условиях пандемии. Современные проблемы науки и образования. 2021;(3):101. EDN: ZNXLYV. DOI: 10.17513/spno.30955Anoshina O. V., Shumikhina K. A. Advantages of using a virtual physical labs in a pandemic. Modern Problem of Science and Education. 2021;(3):101. (In Russian.) EDN: ZNXLYV. DOI: 10.17513/spno.30955Лаптенков Б. К., Тихомиров Ю. В. Опыт организации и проведения виртуального лабораторного практикума по курсу физики. Физическое образование в вузах. 2005;11(2):90–101. EDN: HTLVZBLaptenkov B. K., Tikhomirov Yu. V. The experience of organization of virtual laboratory practical works on physics. Physics in Higher Education. 2005;11(2):90–101. (In Russian.) EDN: HTLVZBГринберг Г. М., Романов Д. В. Интерактивная компьютерная модель шагового двигателя. Решетневские чтения. Материалы XIV Международной научно-практической конференции, посвященной памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М. Ф. Решетнева. 2010;2:485–486. EDN: UNKKSNGrinberg G. M., Romanov D. V. Interactive computer model of the step engine. Reshetnev readings. Proc. XIV Int. Scientific and Practical Conf., Dedicated to the Memory of the General Designer of Rocket and Space Systems Academician M. F. Reshetnev. 2010;2:485–486. (In Russian.) EDN: UNKKSNУшакова Н. Ю., Быковская Л. В. Облачные web-приложения для организации лабораторных работ по электротехническим дисциплинам. Современные проблемы науки и образования. 2021;(3):1–8. EDN: UDUGMH. DOI: 10.17513/spno.30927Ushakova N. Y., Bykovskaya L. V. On the practice of using specialized cloud web applications in electrical engineering disciplines. Modern Problem of Science and Education. 2021;(3):1–8. (In Russian.) EDN: UDUGMH. DOI: 10.17513/spno.30927Гринберг Г. М., Романов Д. В. Организация лабораторного практикума с применением информационно-коммуникационных технологий. Решетневские чтения. Материалы XVIII Международной научно-практической конференции, посвященной памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М. Ф. Решетнева. 2014;3:290–295. EDN: PBJQBNGrinberg G. M., Romanov D. V. Organization of the laboratory workshop using IT and communication technologies. Reshetnev readings. Proc. XVIII Int. Scientific and Practical Conf., Dedicated to the Memory of the General Designer of Rocket and Space Systems Academician M. F. Reshetnev. 2014;3:290–295. (In Russian.) EDN: PBJQBNСоловов А. В., Мищук В. Т. Интеллектуальные тренажеры и виртуальные лаборатории: учебное пособие. Самара: СГАУ; 2007. 59 с. EDN: QMFOYNSolovov A.V., Mishchuk V.T. Intellectual simulators and virtual laboratories: textbook. Samara, SSAU; 2007. 59 p. (In Russian.) EDN: QMFOYNСацук М. М., Артышко А. А., Миронов Д. Е., Кудрявцева О. А., Иванилова Т. Н. Разработка обучающего программного обеспечения для лабораторных работ по дисциплине «Физика». Решетневские чтения. Материалы XXIII Международной научно-практической конференции, посвященной памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М. Ф. Решетнева. 2019;2:383–385. EDN: LUZUQJSa.tsuk M. M., Artyshko A. A., Mironov D. E., Kudryavtseva O. A., Ivanilova T. N. Development of training software for laboratory work on the discipline “Physics”. Reshetnev readings. Proc. XXIII Int. Scientific and Practical Conf., Dedicated to the Memory of the General Designer of Rocket and Space Systems Academician M. F. Reshetnev. 2019;2:383–385. (In Russian.) EDN: LUZUQJБлинов С. Н., Иванилова Т. Н., Кудрявцева О. А. Обучающая компьютерная программа «Виртуальные лабораторные работы по курсу “Физика” для студентов технических специальностей». Открытое и дистанционное образование. 2019;(1(73)):46–52. EDN: ZCDAQP. DOI: 10.17223/16095944/73/6Blinov S. N., Ivanilova T. N., Kudryavtseva O. A. Educational software “Virtual laboratory works on the course of ‘Physics’ for engineering students”. Open and Distance Education. 2019;(1(73)):46–52. (In Russian.) EDN: ZCDAQP. DOI: 10.17223/16095944/73/6Говоров А. И., Говорова М. М., Шиков А. Н. Функциональные особенности разработки виртуального лабораторного практикума по компьютерным сетям. Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Информатизация образования. 2015;(4):42–53. EDN: VBJNMDGovorov A. I., Govorova M. M., Shikov A.N. Functional features of development of a virtual laboratory workshop on computer networks. RUDN Journal of Informatization in Education. 2015;(4):42–53. (In Russian.) EDN: VBJNMDКоатс Дж. Поколения и стили обучения: монография. М.: МАПДО; 2011. 121 с. EDN: QYMQVZCoates J. Generations and learning styles: a monograph. Moscow, MAPDO; 2011. 121 p (In Russian.) EDN: QYMQVZWaldrop M. M. Education online: The virtual lab. Nature. 2013;499:268–270. DOI: 10.1038/499268aWaldrop M. M. Education online: The virtual lab. Nature. 2013;499:268–270. DOI: 10.1038/499268aВязанкова В. В., Романова М. Л. Информатизация образования как фактор формирования информационной компетентности студентов. Открытое и дистанционное образование. 2014;(1(53)):54–59. EDN: SAHMZHVyazankova V. V., Romanova M. L. In formatization of education as the factor of students’ information competence formation. Open and Distance Education. 2014;(1(53)):54–59. (In Russian.) EDN: SAHMZH

The authors declare that there are no conflicts of interest present.