Формування просторового мислення здобувачів освіти засобами імерсивних VR-технологій: педагогічний аспект
Ключові слова:
когнітивний розвиток, професійна підготовка, цифрове освітнє середовище, інтерактивне навчання, тривимірне моделювання, педагогічний дизайн, просторові компетентності.Анотація
Актуальність дослідження зумовлена зростанням ролі просторового мислення у професійній підготовці фахівців різних галузей та поширенням імерсивних технологій віртуальної реальності в освітньому процесі. Використання тривимірних цифрових середовищ розширює можливості розвитку просторової візуалізації, ментального обертання, просторової орієнтації та моделювання, проте ефективність їх застосування значною мірою залежить від педагогічних підходів до інтеграції VR у навчання.
Метою статті є визначення педагогічних умов, що забезпечують ефективне використання імерсивних технологій віртуальної реальності для розвитку просторового мислення здобувачів освіти, а також обґрунтування їхнього потенціалу в удосконаленні освітнього процесу.
У дослідженні використано аналіз і систематизацію сучасних наукових публікацій, порівняльний аналіз педагогічних підходів до використання технологій VR, узагальнення результатів вітчизняних і зарубіжних досліджень та логічне узагальнення для формулювання авторських висновків. Джерельну базу становили праці українських і зарубіжних учених, а також матеріали міжнародних освітніх проєктів і практик використання технологій віртуальної реальності.
Досліджено роль просторового мислення у формуванні професійних компетентностей здобувачів освіти та проаналізовано педагогічні можливості імерсивних технологій VR у розвитку його основних компонентів. Систематизовано сучасні підходи до інтеграції VR в освітній процес і визначено їх освітні можливості. Виявлено, що найбільшу результативність забезпечує використання віртуального середовища під час виконання практичних і професійно орієнтованих завдань, які потребують просторового аналізу, моделювання та прийняття рішень. Встановлено, що широке впровадження VR стримується недостатньою методичною розробленістю моделей навчання, складністю оцінювання просторового мислення, обмеженою адаптивністю освітніх платформ, високою вартістю обладнання й цифрового контенту, потребою у підготовці викладачів та недостатністю довготривалих емпіричних досліджень. Доведено, що підвищення ефективності використання технологій VR пов'язане із системною інтеграцією їх в освітній процес, розробленням адаптивних навчальних сценаріїв, удосконаленням методичного забезпечення та сучасних підходів до оцінювання результатів навчання.
Зроблено висновок, що технології віртуальної реальності мають значний потенціал для розвитку просторового мислення та підвищення якості професійної підготовки здобувачів освіти. Перспективи подальших досліджень пов'язані з розробленням стандартизованих методик оцінювання просторового мислення, вивченням довготривалого впливу VR на результати навчання та дослідженням можливостей персоналізації освітнього процесу із застосуванням технологій ШІ.
Посилання
Hilevska K. The Role of Systemic Pedagogical Audit in the Formation of Reputational Capital of Family-Oriented Enterprises and Organizations. Педагогічна Академія: наукові записки. 2026. № 28. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.19766392.
Zhaldak M. The Role of Industrial Site Revitalization in the Creation of Multifunctional Creative Spaces for Non-Formal Education. Педагогічна Академія: наукові записки. 2025. № 22. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.19219062.
Chyhryn R. Aesthetic Regulation of Psychoemotional State Through Original Floral Compositions. Humanities Science Current Issues. 2025. Vol. 2, № 94. P. 251–258. DOI: https://doi.org/10.24919/2308-4863/94-2-35.
Matsapura Ye. Digital Modeling of Tattoo Compositions as a Field of Visual Design. Humanities Science Current Issues. 2025. Vol. 2, № 93. P. 47–53. DOI: https://doi.org/10.24919/2308-4863/93-2-8.
Ангелов Я. С. Застосування імерсивних технологій у підготовці вчителів у закладах вищої освіти: синергія доповненої, віртуальної та змішаної реальності. Сучасні інформаційні технології та інноваційні методики навчання в підготовці фахівців: методологія, теорія, досвід, проблеми. 2025. № 76. С. 55–64. DOI: https://doi.org/10.31652/2412-1142-2025-76-55-64.
Кабацький О. В., Хорошайло В. В., Шаповалов М. В., Антоненко Я. С. Використання сучасних інформаційних технологій у розвитку просторового мислення технічних спеціалістів у закладах вищої освіти. Педагогічна Академія: наукові записки. 2026. № 29. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.20059083.
Хміль Н. А., Галицька-Дідух Т. В., Цяньці В. Використання віртуальної та доповненої реальності в українській освіті. Академічні візії. 2023. № 22. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.8251886.
Велущак М. Я., Гарачковський О. І., Василенко О. В. Використання доповненої реальності в освітньому процесі закладів вищої освіти України. Академічні візії. 2025. № 42. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.15192765.
Лазаренко Г. С., Літвіна З. Ю., Кирчата І. М. Адаптивні стратегії викладання у вищій школі в контексті навчання через доповнену реальність. Академічні візії. 2025. № 50. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.17800695.
Матківський М. П., Притуляк Т. С., Різак Г. В. Застосування віртуальної реальності у викладанні природничих дисциплін у закладах освіти. Педагогічна Академія: наукові записки. 2026. № 30. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.20066660.
Беседін Б. Б., Одінцова Є. П. Роль імерсивних технологій у розвитку просторового мислення на уроках математики. Технології електронного навчання. 2024. № 8. С. 83–87. DOI: https://doi.org/10.31865/2709-840082024316952.
Яшанов С. М., Моторіна В. Г., Клочкова Ю. В. Трансформація когнітивного простору вищої освіти через інтеграцію генеративного штучного інтелекту та імерсивних технологій. Педагогічна Академія: наукові записки. 2026. № 30. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.20131308.
Димова І. Імерсивний підхід в системі університетської освіти. Актуальні питання гуманітарних наук. 2022. Вип. 48, № 1. С. 289–293. DOI: https://doi.org/10.24919/2308-4863/48-1-45.
Пінчук О., Лупаренко Л. Дидактичний потенціал використання цифрового контенту з доповненою реальністю. Сучасні інформаційні технології та інноваційні методики навчання в підготовці фахівців: методологія, теорія, досвід, проблеми. 2022. № 63. С. 39–57. DOI: https://doi.org/10.31652/2412-1142-2022-63-39-57.
Wang S. M., Yaqin M. A., Lan V. H. Enhancing Spatial-Reasoning Perception Using Virtual Reality Immersive Experience. IEEE Transactions on Education. 2024. Vol. 67, № 5. P. 648–659. DOI: https://doi.org/10.1109/TE.2024.3401839.
Hamdan A., Putra A. K., Tan I., Farihah S. N. Geo-Virtual Reality: The Creative Materials to Construct Spatial Thinking Skills Using Virtual Learning Based Metaverse Technology. Thinking Skills and Creativity. 2024. Vol. 54. Article 101664. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tsc.2024.101664.
Di X., Zheng X. A Meta-Analysis of the Impact of Virtual Technologies on Students’ Spatial Ability. Educational Technology Research and Development. 2022. Vol. 70, № 1. P. 73–98. DOI: https://doi.org/10.1007/s11423-022-10082-3.
Lisle L., Chen X., Gitre J. E., North C., Bowman D. A. Evaluating the Benefits of the Immersive Space to Think. In: 2020 IEEE Conference on Virtual Reality and 3D User Interfaces Abstracts and Workshops. Atlanta: IEEE, 2020. P. 331–337. DOI: https://doi.org/10.1109/VRW50115.2020.00073.
Azarby S., Rice A. Understanding the Effects of Virtual Reality System Usage on Spatial Perception: The Potential Impacts of Immersive Virtual Reality on Spatial Design Decisions. Sustainability. 2022. Vol. 14, № 16. Article 10326. DOI: https://doi.org/10.3390/su141610326.
Gittinger M., Wiesche D. Systematic Review of Spatial Abilities and Virtual Reality: The Role of Interaction. Journal of Engineering Education. 2024. Vol. 113, № 4. P. 919–938. DOI: https://doi.org/10.1002/jee.20568.
Bagher M. M., Sajjadi P., Wallgrün J. O., LaFemina P., Klippel A. Virtual Reality for Geospatial Education: Immersive Technologies Enhance Sense of Embodiment. Cartography and Geographic Information Science. 2023. Vol. 50, № 3. P. 233–248. DOI: https://doi.org/10.1080/15230406.2022.2122569.
Safadel P., White D. Effectiveness of Computer-Generated Virtual Reality in Learning and Teaching Environments with Spatial Frameworks. Applied Sciences. 2020. Vol. 10, № 16. Article 5438. DOI: https://doi.org/10.3390/app10165438.
Gómez-Tone H. C., Martin-Gutierrez J., Bustamante-Escapa J., Bustamante-Escapa P. Spatial Skills and Perceptions of Space: Representing 2D Drawings as 3D Drawings Inside Immersive Virtual Reality. Applied Sciences. 2021. Vol. 11, № 4. Article 1475. DOI: https://doi.org/10.3390/app11041475.
Conesa J., Mula F. J., Bartlett K. A., Naya F., Contero M. The Influence of Immersive and Collaborative Virtual Environments in Improving Spatial Skills. Applied Sciences. 2023. Vol. 13, № 14. Article 8426. DOI: https://doi.org/10.3390/app13148426.
Serrano-Ausejo E., Mårell-Olsson E. Opportunities and Challenges of Using Immersive Technologies to Support Students’ Spatial Ability and 21st-Century Skills in K–12 Education. Education and Information Technologies. 2024. Vol. 29, № 5. P. 5571–5597. DOI: https://doi.org/10.1007/s10639-023-11981-5.
Educators will use virtual reality to teach anatomy. Stanford Medicine: вебсайт. 2020. URL: https://med.stanford.edu/news/all-news/2020/10/educators-will-use-virtual-reality-to-teach-anatomy.html (дата звернення: 27.07.2026).
Kasbia H., Baig R. A., Boynton L., Mozu-Simpson F., Fattal A., Clare B., Sharma P., Dalton A., Brown C., Baptista A., Pinder R. J., Rezaei Haddad A., Sam A. H. Exploring Student Perceptions of Integrating Mixed Reality with Cadaveric Teaching in Undergraduate Neuroanatomy Education: A Qualitative Study. Anatomical Sciences Education. 2026. Vol. 00. P. 1–12. DOI: https://doi.org/10.1002/ase.70273.
Кафедра систем віртуальної реальності. Національний університет «Львівська політехніка»: вебсайт. 2026. URL: https://xr.net.ua/ (дата звернення: 27.05.2026).
AR4EDU. Національний університет «Львівська політехніка»: вебсайт. 2026. URL: https://lpnu.ua/ar4edu (дата звернення: 27.05.2026).
Gittinger M., Wiesche D. Systematic Review of Spatial Abilities and Virtual Reality: The Role of Interaction. Journal of Engineering Education. 2024. Vol. 113, № 4. P. 919–938. DOI: https://doi.org/10.1002/jee.20568.
Козяр М. М., Фещук Ю. В. «Електронний конструктор» як засіб розвитку просторового мислення майбутніх учителів трудового навчання. Нова педагогічна думка. 2008. С. 104–107.
Radianti J., Majchrzak T. A., Fromm J., Wohlgenannt I. A Systematic Review of Immersive Virtual Reality Applications for Higher Education: Design Elements, Lessons Learned, and Research Agenda. Computers & Education. 2020. Vol. 147. Article 103778. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compedu.2019.103778.
Cabrera-Duffaut A., Pinto-Llorente A. M., Iglesias-Rodríguez A. Immersive Learning Platforms: Analyzing Virtual Reality Contribution to Competence Development in Higher Education – A Systematic Literature Review. In: Frontiers in Education. 2024. Vol. 9. Article 1391560. DOI: https://doi.org/10.3389/feduc.2024.1391560.
Shahverdi A. F., Mostafavi F., Roodkoly S. H., Zomorodian Z. S., Homayouni H. Developing a Pedagogical Framework for an Integrated and BIM-Based High-Performance Design Studio: Experimental Case Study. Journal of Architectural Engineering. 2024. Vol. 30, № 1. Article 05024001. DOI: https://doi.org/10.1061/JAEIED.AEENG-1550.
Bogar P. Z., Virag M., Bene M., Hardi P., Matuz A., Schlegl A. T., та співавтори. Validation of a Novel, Low-Fidelity Virtual Reality Simulator and an Artificial Intelligence Assessment Approach for Peg Transfer Laparoscopic Training. Scientific Reports. 2024. Vol. 14, № 1. Article 16702. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-67435-6.
Balbin I. U., Gavioli M. Mission MARIJN: A Case Study on Improving Undergraduate Aerospace Engineering Education. In: 2024 IAF Space Education and Outreach Symposium at the 75th International Astronautical Congress (IAC 2024). 2024. P. 1396–1403. DOI: https://doi.org/10.52202/078378-0174.
Навчально-науковий центр медичних симуляцій Національного медичного університету імені О. О. Богомольця. Офіційний сайт Національного медичного університету імені О. О. Богомольця. URL: https://nmuofficial.com/ua/navchalno-naukovyj-tsentr-medychnyh-symulyatsij/ (дата звернення: 27.05.2026).
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Микола Миколайович Козяр, Олена Вікторівна Мардаренко, Анатолій Цезарович Франовський

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.