International Journal of Applied Exercise Physiology


Download 24.32 Mb.
Pdf просмотр
bet60/176
Sana05.12.2019
Hajmi24.32 Mb.
1   ...   56   57   58   59   60   61   62   63   ...   176

Abstract 

Over  the  past  two  decades,  fundamental  changes  have  occurred  in  the  process  of  the  formation  of 

students'  professional  competencies,  which  is  due  to  the  development  of  new  educational  technologies. 

However,  the  issues  of  application  of  these  technologies,  in  particular  VR-technologies,  within  the 

framework of psychological, pedagogical and technical-ergonomic aspects remain debatable, which makes 

the study relevant. The purpose of this study is to determine the prospects for the use of VR - technologies in 

the  process  of  formation  of  students'  professional  competencies,  as  well  as  problems  hindering  their 

application. In  the process of studying this problem,  such research methods as the study and  synthesis of 

training  experience  in  higher  educational  institutions,  training  in  the  framework  of  corporate  training, 

statistical methods of analysis, and the method of expert assessments were used. The study by the authors of 

the  article  on  the  best  foreign  and  domestic  practices  allowed  highlighting  the  advantages  of  VR 

technologies in the formation of professional qualifications at the level of individual companies (corporate 

training system) in the process of forming professional competencies of students. The authors of the article 

gave  an  assessment  of  the  B2B  market  of  the  virtual  reality  technology  market.  The  article  describes  the 

problems  that  hinder  the  more  intensive  use  of  modern  technologies  for  the  formation  of  students' 

professional competencies. Based on the conducted research, the actual directions of improving the use  of 

VR technologies in education are formulated. The article may be of interest to practicing teachers, employers, 

students  and  for  all  who  are  interested  in  using  VR  -  technologies  for  the  formation  of  professional 

competencies of students, as well as in the training process in the framework of corporate training. 

Keywords: VR technologies, competencies, training, students, professional qualifications.  

Introduction 

ABI's  research  showed  that  companies  that  implement  VR  training  programs  save  up  to  80%  of 

training  time  (The  global  AR  /  VR  market  in  2018  will  increase  to  $  18  billion,  2017).  In  addition,  the 

efficiency of training increases, as students learn more quickly and acquire the necessary production skills 

more easily. 

Virtual reality (VR) technology is based on the use of computer graphics, which create virtual scenes 

and elements that the user will manipulate using input devices so that they can be seen, heard, touched, and 

even smelled using output devices, and the user may feel highly immersive when interacting. Using a well-

designed and built virtual reality system, users feel completely involved in this action. In virtual reality, the 

shown environment is completely virtual, which is opposite to the real world, and between them there is an 

augmented reality and augmented virtuality (Ivanova, 2018; Kenan, 2018). 

Thanks to the properties, we will dry out the inherent VR technologies and, above all, the possibility 

of  obtaining  practically  real  work  experience  in  a  harmless  virtual  environment,  these  technologies  can 


International Journal of Applied Exercise Physiology    

www.ijaep.com

                                          VOL. 8 (2.1)

 

 



                 

 

 



340 

 

 

 



become an ideal tool for training and developing professional competencies  of students and employees of 

various enterprises. Currently, VR technologies are widely used in many areas, such as military, aerospace, 

aviation, surgical, and others (Zhang, 2017). In Russia, there are also a number of studies on the features of 

the use of VR technology in the formation of professional competencies of students from various industrial 

universities (Korneva, 2016; Vyaltsev et al., 2017; Mankhi, 2018). 

Recently,  a  lot  of  research  has  been  carried  out  on  the  possibilities  of  using  VR  technologies  in 

teaching  and  development  of  students,  as  well  as  in  the  system  of  corporate  training.  Many  researchers 

(Burdea & Coiffet, 2003; Foreman & Corallo, 2014) write that virtual reality will lead to a paradigm shift in 

education and training, but there is little empirical evidence about its educational value. 

G. Makransky, T.S. Terkildsen and R.E. Mayer (2019) conducted a study whose main objectives were 

to determine the implications of adding immersive virtual reality to virtual learning simulations, as well as a 

study on whether the principles of multimedia learning apply to immersive virtual reality. 

A study of student opinions by M. Shanahan (2016) shows that virtual radiographic simulation plays 

an important role in the development of technical and cognitive skills. 

According to A.Z. Sampaio et al. (2019), virtual reality technology can be used as an addition to three-

dimensional (3D) modeling, which ultimately will lead to improved communication in the field of vocational 

training as well as in education or professional practice. The introduction of CAD and VR methods is useful 

already  in  school  to  prepare  students  to  use  these  technologies  as  the  most  important  basis  for  their 

development at a later stage of their professional practice. 

The results of the study by G. Makransky and G Petersen (2019) showed that there are two main ways 

in which desktop VRs lead to an increase in the amount of learning after a VR lesson: an affective path that 

runs through the functions of VR, presence, intrinsic motivation and self-efficacy; and the cognitive pathway 

that  went  through  VR  functions,  usability,  cognitive  advantages  and  self-efficacy.  It  is  concluded  that 

learners can benefit from desktop VR simulations that emphasize effective VR functions and a high level of 

usability. 

In addition, the use of VR-technologies makes it possible to increase the efficiency of teaching students 

who  have  any  health  restrictions,  including  disabled  children.  In  the  Russian  Federation,  the  Ministry  of 

Science  and  Higher  Education  believes  that  in  every  educational  room  (in  lecture  halls,  classrooms  for 

practical classes, training workshops, library, etc.) it is necessary to provide for the possibility of equipping 

1–2  places  for  disabled  students  for  each  type  of  violation  health  -  musculoskeletal,  hearing  and  vision 

(Bayat  et al,  2014).  However,  it is  not  always  possible  to  equip  a  workplace  in  the  laboratory  for  disabled 

students, as well as to ensure the safe execution of tasks. According to A.S. Akhlimanova, D.A. Kuznetsova 

and O.M. Vakhrusheva (2017), in such cases, the organization of learning with the help of VR technology can 

give  a  particularly  high  effect.  The  use  of  VR  technologies  in  the  process  of  teaching  students  with 

disabilities at minimal cost will contribute to improving the educational process, as well as the adaptation of 

people with disabilities to the educational process and to the environment. 



Methodological Framework 

In  the  process of  studying  the  problems and  prospects  of  using  VR  -  technologies  in  the  process  of 

forming  professional  competencies  of  students,  such  research  methods  as  the  study  and  synthesis  of 

experience  in  training  personnel  in  higher  educational  institutions,  statistical  methods  of  analysis,  the 

method of expert assessments were used. 

The  study  of  the  problems  and  prospects  of  using  VR  -  technologies  in  the  process  of  forming 

students' professional competencies was performed using the following information sources: 

 



research results of consulting firms and recruitment agencies; 

 



materials of scientific conferences; 

 



scientific publications on the problems of using VR - technologies in education, etc. 

The  use  of  theoretical  and  empirical  research  methods,  statistical  analysis  methods  and  expert 

evaluations  of  employers  allowed  the  authors  to  highlight  the  advantages  of  VR  technologies  in  the 

formation of professional qualifications at the level of individual companies (corporate training system) in 



International Journal of Applied Exercise Physiology    

www.ijaep.com

                                          VOL. 8 (2.1)

 

 



                 

 

 



341 

 

 

 



the process of forming students' professional competencies and to justify the direction of improving the use 

of VR technologies in education. 



Results and Discussions 

3.1.  The  Essence  of  VR  -  Technology  and  the  Direction  of  their  Application  in  the  Process  of  Forming 

Professional Competencies of Students 

The  first  attempts  to  create  interactive  devices  that  allow  interacting  with  the  simulated  reality  or 

complementing  reality  with  information  imposed  were  made  at  the  beginning  of  the  20th  century,  the 

concept of mixed reality itself (“the continuum of reality-virtuality), whose elements are AR and VR in the 

modern view, is quite young ( 24 years), as well as the market of the technologies of virtual and augmented 

reality. And although the notions and concepts of virtual and augmented reality have not undergone radical 

changes  over  the  past  30  years,  but  virtual  and  augmented  reality  technologies  have  gone  through  a 

significant  evolutionary  path  in  terms  of  improving  devices  and  software  and  content,  and  have  already 

experienced several growth spikes. 

According  to  L.V.  Kurzaeva  et  al.  (2017)  today  the  following  directions  for  the  development  of 

product markets based on the use of virtual reality technology are identified. The first is connected with the 

study  of  virtual  and  augmented  reality  technologies  as  a  new  direction  in  the  information  technology 

industry,  the  fundamentals  of  creating  virtual  and  augmented  reality  applications  (VR,  AR).  The  second 

direction is pedagogical design of teaching aids based on technologies of virtual and augmented reality. The 

third is the definition and experimental verification of the organizational and pedagogical conditions for the 

effective use of such teaching aids in the educational process. 

Summarizing  the  results  of  existing  studies  of  Russian  authors  in  the  field  of  application  of  VR-

technologies in education (Sobolev & Kiseleva, 2014; Kornilov & Popov, 2018; Danilenko & Yarusheva, 2018; 

Emam & Shajari, 2013), it can be concluded that the formation of the professional competencies of students 

involves  not  only the study of the theoretical aspects of these or those activities, that is, the acquisition of 

new knowledge, but also the formation of certain skills in specific areas of professional activity. 

3.2. Evaluation of the B2B Market of the Virtual Reality Technology Market 

In 2017, Snap company representatives reported that nearly 70 million users spend an average of three 

minutes  per  day  with  AR  objects.  Large  technology  companies  like  Apple  and  Google,  Snap,  Facebook, 

Niantic Labs, Adobe and startups like Blue Vision Labs help developers and content creators produce better 

products  based  on  the  use  of  VR  technology.  The  most  popular  products  were  based  on  the  use  of  smart 

glasses, various 3D tools and SDKs. (The Venture Reality Fund released a report on the global landscape of 

augmented reality, 2018) 

According to Augmented Reality, the market for virtual reality technology could grow from 5.2 billion 

dollars in 2017 to 34.1 billion dollars in 2023. The forecasts of GoldmanSachs are less optimistic - its forecast 

is  $  28  billion  in  2020.  According  to  experts,  by  2021  mobile  devices  of  augmented  and  virtual  reality 

(approximately  75%  and  16%)  will  be  most  popular,  the  remaining  share  will  be  approximately  equally 

divided between wearable devices of virtual and augmented reality (After mixed year, mobile AR to drive $ 

108 billion VR) / AR market by 2021, 2017)). At the same time, the share of software in the B2C segment will 

be 54%, and in the B2B segment - 46% (The Real Deal with Virtual and Augmented Reality, 2016). The main 

market drivers in Russia are virtual reality technology for mobile devices and the development of content for 

viewing video format 360 ° and undemanding in terms of technical characteristics. 

In Russia, the consumer market for devices, software and content for virtual reality by the end of 2016 

was estimated at $ 21.7 million, the B2B solutions market was $ 6.2 million. The structure of the Russian B2B 

virtual reality market by project areas is represented by figure 1. 

 


International Journal of Applied Exercise Physiology    

www.ijaep.com

                                          VOL. 8 (2.1)

 

 



                 

 

 



342 

 

 

 



 

Figure 1. The structure of the Russian B2B market of virtual reality technologies by project areas (at the end 

of 2017) 

Evaluation of the dynamics of the user base of the main virtual reality platforms in Russia from 2016 

to 2018 shows a significant increase  - by 70% in 2017, and by 55% in 2018 compared with the levels of the 

corresponding previous year (Figure 2). 

 

Figure 2. Dynamics of the user base of the main platforms of virtual reality in Russia, million dollars. 

An  assessment  of  the  market  development  prospects  as  of  the  beginning  of  2019  shows  that  the 

market is developing intensively, new products and technologies are emerging, although not everything is 

so clear. So, according to Greg Sullivan, director of communications for Microsoft Mixed Reality, the entire 

VR  industry  has  experienced  both  growth  euphoria  and  decline  with  disappointment.  The  technology, 

according to a Microsoft representative, has great prospects, but now its potential is not realized (Microsoft: 

VR did not meet expectations, 2019). 

Microsoft  Mixed  Reality  introduced  the  immersive  VR  headsets  as  consumer  devices,  and  they 

generally  failed  to  meet  the  high  expectations  that  were  placed  on  them.  Figure  3  shows  the  different 

variants of such a headset. 

 

14%



14%

28%


25%

15%


4%

Medicine


Arts and Entertainment

Retail and Marketing

Education and training

Construction and sale of real estate

Design in the industry and energy

0.56


0.95

1.48


2.64

5.41


2016

2017


2018

2019


2020

International Journal of Applied Exercise Physiology    

www.ijaep.com

                                          VOL. 8 (2.1)

 

 



                 

 

 



343 

 

 

 



 

Figure 3. Microsoft Mixed Reality VR Glasses 

Virtual  reality  glasses  and  helmets  have  become  increasingly  mass-produced  since  2015.  Modern 

virtual  reality  systems (VIVE)  are  significantly  different  from  the  first  samples.  The  latest  advances  in  the 

study of the brain-computer interface (BCI) (Figure 4) have become increasingly used. 

 

Figure 4. Classic VIVE, refined by Neurable, which can additionally capture brain signals (Mike Ambinder 

from Valve will talk about neural interfaces at GDC, 2019) 

Presented  in  Fig.  4  virtual  reality  helmet  additionally  uses  eye  tracking  technology  and  other 

indicators. Already in the short term, VR helmets could be improved using neuro interfaces. 



3.3. Problems and Prospects of Using vr  -  Technology in the Process of Forming Students' Professional 

Competencies 

As it is shown  in  Fig.  1,  at  the  end  of  2017,  25%  of  the  entire  Russian  B2B  market  of  virtual  reality 

technologies is occupied by products developed for the education and training system. However, the issues 

of  applying  these  technologies  in  education  within  the  framework  of  psychological,  pedagogical  and 

technical-ergonomic aspects remain debatable. This is due to the following reasons: 

 



incorrect  assessment  and  lack  of  understanding  of  the  possibilities  of  using  virtual  reality  in 

education.  Currently,  there  is  not  enough  objective  and  comprehensive  research  into  the  possibilities  of 

using virtual reality technologies in education. There is a steady prejudice on the part of teachers that this 

technology is intended exclusively for games and other entertainment; 

 

misconception  about  the  ergonomic  characteristics  of  modern  hardware,  virtual  and  augmented 



International Journal of Applied Exercise Physiology    

www.ijaep.com

                                          VOL. 8 (2.1)

 

 



                 

 

 



344 

 

 

 



reality. In particular, there are many publications in which it is argued that virtual reality glasses have a bad 

effect on vision, contribute to the rapid fatigue and fatigue of users of glasses (Lobodenko & Batyreva, 2017); 

 

lack  of  an  extensive  scientific  and  methodological  basis  for  designing,  implementing  and  using 



teaching  aids  using  virtual  reality,  resulting  in  caution  and  mistrust  of  the  teaching  community  to  these 

technologies, and as a result - low efficiency of their use in the educational process. 

At  the  same  time,  the  use  of  VR-technologies  in  education  has  several  advantages  over  traditional 

methods (Danilenko & Yarusheva, 2018): 

 

Visual  representation  -  three-dimensional  graphics  allows  visualization  of  certain  phenomena  or 



situations. For example, the use of VR in the energy sector makes it possible to consider a specific object and 

split it to a molecular level. 

 

Safety - managing air transport in critical conditions, modeling surgical or space operations allows 



working out a specific situation without risking your life. 

 



Focus - thanks to the technology of 360 degrees and full presence, VR allows focusing on a specific 

action without the influence of external sources that can affect the learning process. 

 

Novelty  -  this  technology  because  of  its  relevance  and  futuristic  helps  to  increase  the  level  of 



involvement in the process. 

 



Saving  resources  -  although  the  use  of  VR-technology  is  quite  expensive  at  the  present  time, 

nevertheless, large companies still decided to implement this tool, while saving a huge amount of time and a 

number of other resources. 

In  addition,  there  are  a  number  of  advantages  of  VR-technologies  in  the  formation  of  professional 

qualifications at the level of individual companies (corporate training system): 

 



reducing  the  time  of  training  and  instruction  with  an  increase  in  their  effectiveness,  due  to 

visibility and interactivity of information, greater involvement in the educational process; 

 

reduction of expenses for consumables, development of methodological support and other training 



materials; 

 



reducing the cost of teachers and business coaches while increasing the number of students; 

 



the  ability  to  simulate  different  production  situations,  with  the  same  “input  conditions”,  which 

contributes to the development of soft-skills, including behavior in non-standard situations. 



Conclusion 

The  authors  of  the  article  have  repeatedly  investigated  the  use  of  modern  technologies  for  the 

formation of students' professional competencies (Yumatov et al., 2017), as well as in the training process in 

the framework of corporate training (Mironova et al., 2017; Rodinova et al., 2017). 

As  part  of  this  study,  an  assessment  of  the  VR  technology  market  and  the  applicability  of  these 

technologies in universities and the corporate training system was made. 

According  to  the  results  of  the  study,  it  was  concluded  that  there  are  a  number  of  problems  that 

hinder even more intensive development of this market: 

 

inconvenient  in  practical  use  of  equipment  for  the  application  of  VR  technology,  as  part  of  this 



equipment involves the use of cumbersome or inconvenient headsets; 

 



low quality and limited range of content used in educational programs using VR technologies

 



high cost of equipment, and above all,  helmets, glasses; 

 



high cost and problems with the compatibility of specialized software with the requirements of a 

particular business, the adaptation of foreign developments for the national economy; 

 

undeveloped privacy and cybersecurity issues; 



 

the impossibility of achieving the effect of full immersion and used of platforms. 



Thus,  one  of  the  most  relevant  areas  for  improving  the  use  of  VR  technologies  in  education  is  to 

improve  the  design  and  mobility  of  virtual  reality  devices  without  compromising  the  technical 

characteristics  of  devices.  In  addition,  it  is  very  important  that  developers  of  devices  based  on  VR 

technologies  carry  out  explanatory  work  with  the  teaching  staff,  managers  and  employees  of  corporate 

training centers. 

1   ...   56   57   58   59   60   61   62   63   ...   176


Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2019
ma'muriyatiga murojaat qiling