Поколение, которое сначала учится в виртуальном мире: как симуляторы меняют практическое образование

Фото: Shutterstock

Дорогостоящая техника в школьном кабинете ещё не означает, что дети действительно получат новые и — главное полезные — навыки. Иногда оборудование месяцами остаётся в упаковке: преподаватель не знает, с чего начать занятие, боится поломки и несёт материальную ответственность за устройство. В результате технология, которая должна была открыть школьникам новую отрасль, превращается в экспонат. Один из ярких наглядных примеров — школы, которые закупали беспилотники стоимостью около полумиллиона рублей, в итоге их почти не использовали. Со временем аккумуляторы БПЛА приходили в негодность, а педагоги так и не решались передать технику ученикам. Этот пример показывает одну из главных проблем технологического образования: приобрести оборудование проще, чем создать работающую методику обучения.

Цифровые симуляторы предлагают изменить саму последовательность подготовки. Между теорией и реальной практикой появляется ещё один этап — безопасная среда, где можно ошибаться, повторять упражнения и двигаться в собственном темпе. О том, почему образовательный симулятор нельзя создавать как обычную игру, зачем тестировать его на людях, которые ничего не умеют, и какие профессии возникают на стыке педагогики и технологий, в рамках проекта «Как это работает?», реализуемого при поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий, рассказала директор по продукту (СРО) цифровой образовательной экосистемы «АЭРОСИМ» Юлия Сретенская.

Практика больше не начинается с дорогой техники

Классическая схема обучения предполагает, что после теоретического занятия человек переходит к оборудованию. Но такая возможность есть не у каждой школы или организации дополнительного образования. Для полноценной практики требуется несколько аппаратов, запасные детали, аккумуляторы, безопасная площадка и преподаватель, способный контролировать каждого ученика.

Цифровая среда не отменяет реальный полёт, но позволяет перенести в симуляцию первые десятки ошибок. После объяснения теории ученик сразу пробует выполнить действие, повторяет его необходимое количество раз и только затем получает настоящий беспилотник.

— Симуляция позволяет совершать ошибки без страха и проходить один и тот же участок в удобном темпе. К реальной технике человек подходит уже с пониманием управления и с гораздо меньшей вероятностью сразу её сломать, — объясняет Юлия Сретенская.

Последовательная методика позволила значительно сократить время, необходимое для первого знакомства с управлением. В зависимости от возраста и базовых навыков человеку может потребоваться от 30 минут до часа, чтобы впервые поднять виртуальный аппарат в воздух и пройти несложный маршрут. Молодые люди и дети, как правило, осваиваются быстрее и действуют интуитивнее, тогда как пользователям старшего возраста иногда требуется больше времени.

Однако первый взлёт нельзя путать с полноценным освоением платформы. Около 30 часов требуется уже для последовательного прохождения курса, знакомства с разными типами беспилотников, отработки различных сценариев и разбора типичных ошибок. За это время пользователь не просто запоминает положение элементов управления, а формирует устойчивую связь между движениями рук, изображением в очках или на экране и реакцией аппарата.

Это ещё не делает человека профессиональным пилотом. Симулятор решает более раннюю задачу: снимает первоначальный барьер, позволяет безопасно повторять действия и готовит пользователя к первой работе с настоящей техникой.

Игра, симулятор и образовательная платформа — не одно и то же

Внешне эти продукты могут быть похожи: на экране находится виртуальный беспилотник, пользователь подключает пульт и управляет полётом. Различие начинается с цели.

Компьютерная игра должна удерживать внимание и приносить удовольствие. Задача обычного симулятора — как можно точнее воспроизвести физику реального аппарата. Образовательная платформа должна привести человека от отсутствия навыка к конкретному результату.

В «АЭРОСИМ» обучение построено от простого к сложному. Сейчас курс включает 53 урока, объединяющих теорию и практические упражнения, причём их количество продолжает расти по мере развития платформы и появления новых сценариев. Каждый урок посвящён отдельному навыку: от первых движений стиками до работы с разными типами аппаратов и выполнения прикладных задач.

— Симулятор может достоверно повторять полёт, но сам по себе он не обязательно учит. Образовательный процесс начинается тогда, когда существует методика, понятная последовательность и возможность отдельно отработать каждый навык, — говорит Сретенская.

При этом образовательный симулятор не должен оцениваться по тем же правилам, что и компьютерная игра. В реальных FPV-очках изображение обычно значительно проще и грубее эффектной игровой графики. Разработчики наблюдали случаи, когда ученики после виртуальных тренировок впервые переходили к настоящему дрону и решали, что очки неисправны: настолько непривычной оказывалась реальная картинка.

Поэтому чрезмерно привлекательная визуальная среда способна не только помочь, но и создать ложные ожидания. Задача платформы — не поразить пользователя детализацией, а подготовить его к тому, что он действительно увидит и почувствует при управлении настоящим аппаратом.

Лучший испытатель — человек, который ничего не умеет

Первые версии учебного курса включали несколько базовых уроков, созданных совместно с инструкторами по пилотированию. Затем к тестированию привлекли новичков. Они проходили упражнения по порядку и отмечали места, где следующий шаг требовал навыка, которому их ещё не учили.

Так один сложный элемент распадался на несколько микронавыков, а для каждого появлялось отдельное упражнение. Этот процесс продолжается и после запуска продукта: чем дальше тестировщик от беспилотной отрасли, тем лучше он показывает, действительно ли программа понятна человеку без подготовки.

Опытные пилоты часто оценивают симулятор по параметрам, которые особенно важны в профессиональных полётах и беспилотном спорте: точности аэродинамики, физике движения и реакции аппарата в сложных режимах. Для развития высокого мастерства эти характеристики действительно имеют большое значение. Но на первом этапе обучения они не являются главным критерием эффективности продукта.

Основная задача начального курса — сформировать у человека моторно-зрительную связь: научить его понимать, какое движение рук вызывает тот или иной манёвр беспилотника. Новичок должен перестать задумываться над каждым отдельным действием и постепенно начать воспринимать пульт как продолжение аппарата. Именно поэтому продукт необходимо проверять прежде всего на тех, кто раньше не умел летать.

— Симуляторы часто оценивают люди, которые уже хорошо управляют беспилотниками. Они обращают внимание на физику и аэродинамику и тем самым могут сформировать неверное представление об образовательном продукте. Для обучения важнее понять, возникает ли у новичка связь между движениями рук и поведением дрона. Это не означает, что мы отказываемся от точности: команда стремится создать одну из лучших физических моделей, и результаты в этом направлении уже очень хорошие, — подчёркивает Юлия Сретенская.

Поэтому в альфа-тестировании участвуют и опытные пилоты, и начинающие пользователи, но решают они разные задачи. Профессионалы помогают совершенствовать поведение виртуального аппарата, а новички показывают, действительно ли программа способна последовательно научить человека с нуля.

Справка: почему России понадобились новые методики

Развитие беспилотной отрасли поставило перед системой образования задачу, которой ещё недавно не существовало: массово учить школьников и студентов разработке, производству и эксплуатации БАС. В 2024 году школы и колледжи 30 пилотных регионов начали оснащать оборудованием для такого обучения. В 2025 году в рамках федерального проекта «Кадры для беспилотных авиационных систем» была запланирована профессиональная переподготовка почти 2,5 тысячи педагогов.

Поставка техники решает только одну часть задачи. Педагогу нужны готовые программы, методические материалы и возможность самому познакомиться с оборудованием прежде, чем он начнёт обучать детей. Поэтому российский федеральный проект предусматривает не только оснащение организаций, но и методическое сопровождение подготовки кадров.

Симулятор не отменяет учителя

Фраза о том, что ребёнок может пройти курс самостоятельно, может создать впечатление, будто цифровой продукт должен заменить преподавателя. Юлия Сретенская видит его роль иначе.

Когда в классе находится много учеников, педагог физически не может постоянно следить за движениями рук каждого. Он показывает упражнение, но не всегда замечает, на каком этапе один ребёнок начал ошибаться. В симуляторе последовательность уже разбита на уровни, а переход к следующему заданию происходит после выполнения предыдущего.

Учитель освобождается от многократного повторения базовых инструкций и сосредотачивается на сложных случаях. Он объясняет причины ошибок, связывает отдельные упражнения с общей задачей и организует переход к реальной технике.

— Преподавателю не приходится подходить к каждому ученику и заново проверять один и тот же базовый элемент. Дети последовательно проходят уровни, а педагог контролирует процесс, отвечает на сложные вопросы и помогает там, где автоматической подсказки уже недостаточно, — рассказывает Сретенская.

Теория и практика при этом находятся на одном экране. Не нужно проводить объяснение в одном кабинете, а затем переводить группу на отдельную площадку только для первой попытки. Это сокращает время подготовки, уменьшает износ техники и позволяет использовать меньше реальных дронов: пока одна группа работает с оборудованием, остальные продолжают обучение в цифровой среде.

Полёт становится входом в большую отрасль

Управление дроном редко остаётся единственным навыком. Ребёнок начинает интересоваться устройством аппарата, его сборкой, настройкой, соревнованиями и правилами полётов. Затем появляется вопрос: можно ли запрограммировать маршрут, изменить конструкцию или использовать беспилотник для решения практической задачи?

По словам Юлии Сретенской, продукты экосистемы развивались именно вслед за отраслью. Сначала требовалось обучать ручному пилотированию. По мере перехода беспилотников к автоматическим режимам возникло направление программирования, где школьники знакомятся с Python через управление аппаратом.

Отдельные миссии позволяют показать, что беспилотная авиация не ограничивается гонками и съёмкой видео. В симуляции можно выполнять мониторинг территории, искать очаги лесных пожаров, обследовать инфраструктурный объект или изучать задачи, связанные с экологией и Арктикой.

При создании таких сценариев команда обращается к отраслевым партнёрам. Например, модель обследования вышки должна учитывать настоящую последовательность действий, используемую технику и данные, которые необходимо получить специалисту. Образовательная задача рождается не из фантазии разработчика, а из реального производственного запроса.

Не только программисты

Несмотря на то что «Аэротэк» является IT-компанией, разработчики составляют лишь часть команды. В создании платформы участвуют дизайнеры, аналитики, специалисты по продукту, преподаватели, методисты, пилоты и судьи соревнований по беспилотным дисциплинам.

Программист отвечает за работу цифровой среды, но не может одновременно быть экспертом в педагогике, устройстве каждого дрона и десятках отраслевых сценариев. Методист превращает сложный процесс в последовательность упражнений. Пилот проверяет реалистичность управления. Представитель отрасли объясняет, какой результат нужен в настоящей работе.

— Студенту, который хочет создавать новые технологические продукты, не обязательно самостоятельно владеть всеми инструментами. Гораздо важнее научиться находить реальную проблему и собирать людей, чьи компетенции помогут её решить. Новое часто появляется на стыке любимой человеком сферы и современных технологий, — считает Юлия Сретенская.

Такой подход расширяет представление о карьере в беспилотной авиации. В отрасль можно прийти не только как пилот или конструктор, но и как разработчик образовательных программ, UX-дизайнер, аналитик данных, специалист по компьютерному зрению, организатор соревнований или менеджер технологического продукта.

Справка: как начать путь в отрасль

Школьнику необязательно сразу выбирать одну узкую профессию. Первым шагом могут стать инженерный кружок, соревнования по беспилотным дисциплинам, программирование или робототехника. В системе СПО действует специальность «Эксплуатация беспилотных авиационных систем», а чемпионатные компетенции включают внешнее пилотирование и эксплуатацию БАС. В университетах продолжить обучение можно по направлениям авиастроения, робототехники, программной инженерии, систем управления, радиотехники и анализа данных.

Искусственный интеллект — не наклейка на коробке

Образовательные технологии часто связывают с искусственным интеллектом, однако Сретенская предостерегает от внедрения нейросетей только ради модного обозначения. Полноценная система требует больших затрат, которые увеличивают стоимость продукта. Если пользователь не получает сопоставимой пользы, технология превращается в маркетинговую надстройку.

Команда рассматривает идею цифрового тренера, способного сравнивать полёт ученика с большим массивом успешных траекторий, находить повторяющуюся ошибку и направлять человека на отработку конкретного навыка. Пока эта методика остаётся направлением разработки: рынку ещё предстоит понять, насколько он готов оплачивать такую функцию.

Одновременно симулятор может стать средой обучения не только человека, но и самого алгоритма. В цифровом пространстве проще создавать множество вариаций одной ситуации: менять ландшафт, видимость, погоду или расположение объекта. Нейросеть получает данные, которые было бы дорого, опасно или невозможно собирать в реальности.

У каждого ученика появится собственная траектория

Юлия Сретенская предполагает, что через десять лет класс из 30 человек может сохраниться, но обучение внутри него станет гораздо более индивидуальным. Один ученик будет повторять базовое управление, другой — программировать маршрут, третий — решать отраслевую задачу.

Цифровая система сможет увидеть, где именно возникла сложность, и предложить нужное упражнение. Учитель при этом останется человеком, который понимает общую цель, помогает связать навыки между собой и поддерживает интерес ученика.

Образование станет ближе к запросам экономики. Вместо многолетнего запаздывания, когда популярная специальность продолжает выпускать кадры после снижения спроса, программы смогут быстрее реагировать на появление новых технологий и профессий.

Для самой Юлии Сретенской лучший результат цифрового обучения выражается не в количестве пройденных уровней. На мероприятиях к симулятору нередко подходят люди, уверенные, что полёты «не для них»: слишком сложно, слишком технически, слишком похоже на компьютерную игру. После первого занятия они произносят простую фразу: «У меня получилось».

Именно с этого момента цифровой продукт выполняет главную профориентационную задачу. Он не обещает сделать человека специалистом за один урок, но показывает, что незнакомая российская высокотехнологичная отрасль находится ближе, чем казалось.