This comprehensive study investigates the integration and pedagogical efficacy of Virtual Reality (VR) and Augmented Reality (AR) technologies within contemporary robotics and mechatronics education. The research was driven by the significant challenges facing traditional laboratory-based learning, including prohibitive equipment costs, inherent safety risks, and limited student access to complex systems. To address this, a rigorous comparative evaluation was conducted, analyzing VR-based simulation learning, AR-assisted hands-on training, and conventional instructional methods. The findings demonstrate a clear and compelling functional dichotomy: VR exhibits superior performance in fostering complex system understanding and programming skills within immersive, risk-free digital twin environments. Conversely, AR proves exceptionally effective in enhancing procedural accuracy, speed, and operational safety during physical equipment assembly and maintenance tasks. Crucially, both immersive technologies were found to significantly increase student engagement and motivation while substantially reducing cognitive load compared to traditional approaches. This research concludes that VR and AR are not merely supplemental tools but are transformative pedagogical instruments that serve distinct yet complementary roles. The study provides an evidence-based framework for educators and institutions to strategically integrate these technologies, thereby creating more effective, accessible, and engaging learning ecosystems that can better prepare students for the demands of Industry 4.0. The results underscore the necessity of aligning technology selection with specific learning objectives to maximize educational outcomes.
Данное комплексное исследование изучает интеграцию и педагогическую эффективность технологий виртуальной реальности (VR) и дополненной реальности (AR) в современное образование в области робототехники и мехатроники. Исследование было обусловлено серьезными проблемами, с которыми сталкивается традиционное лабораторное обучение, включая высокую стоимость оборудования, неотъемлемые риски безопасности и ограниченный доступ студентов к сложным системам. Для решения этой проблемы была проведена тщательная сравнительная оценка, анализирующая обучение с помощью моделирования на основе VR, практическое обучение с использованием AR и традиционные методы обучения. Результаты демонстрируют четкую и убедительную функциональную дихотомию: VR демонстрирует превосходную эффективность в развитии понимания сложных систем и навыков программирования в иммерсивных, безопасных средах цифровых двойников. В то же время, AR демонстрирует исключительную эффективность в повышении точности, скорости и эксплуатационной безопасности процедур при сборке и обслуживании физического оборудования. Важно отметить, что обе иммерсивные технологии значительно повышают вовлеченность и мотивацию учащихся, при этом существенно снижая когнитивную нагрузку по сравнению с традиционными подходами. В исследовании сделан вывод о том, что виртуальная и дополненная реальность — это не просто дополнительные, а преобразующие педагогические инструменты, выполняющие различные, но взаимодополняющие функции. Исследование предоставляет базирующуюся на фактических данных основу для стратегической интеграции этих технологий преподавателями и учебными заведениями, позволяя им создавать более эффективные, доступные и увлекательные образовательные экосистемы, которые могут лучше подготовить учащихся к требованиям Индустрии 4.0. Результаты подчеркивают необходимость согласования выбора технологий с конкретными образовательными целями для максимизации образовательных результатов.
[Полный текст статьи отсутствует в исходных данных. Необходимо добавить текст из PDF или другого источника.]