MUHANDISLIK YO'NALISHI TALABALARI UCHUN MIXED REALITY (MR) TEXNOLOGIYASIGA ASOSLANGAN TA'LIM DASTURIY VOSITASINI YARATISH

YOSH OLIMLAR ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI in-academy.uz/index.php/yo 89 MUHANDISLIK YO‘NALISHI TALABALARI UCHUN MIXED REALITY (MR) TEXNOLOGIYASIGA ASOSLANGAN TA’LIM DASTURIY VOSITASINI YARATISH Abduazizova Diyoraxon Akmaljon qizi Farg‘ona Davlat Texnika Universiteti E-mail: [email protected] Telefon:+998 999791173 https://doi.org/10.5281/zenodo.17994691 Annotatsiya: Maqolada muhandislik yo‘nalishi talabalari uchun Mixed Reality (MR) texnologiyasiga asoslangan ta’lim dasturiy vositasini yaratishning ilmiy-metodik yondashuvlari yoritiladi. MR texnologiyasi real va virtual muhitni birlashtirgan holda talabalarga murakkab texnik jarayonlarni interaktiv shaklda o‘rganish imkonini beradi. Tadqiqotda MR asosida ishlab chiqilgan ta’lim tizimining funksional arxitekturasi, texnik talablar, pedagogik samaradorlik omillari hamda muhandislik fanlarida qo‘llanishning afzalliklari tahlil qilinadi. Shuningdek, tajriba-sinov natijalari asosida MR vositasining o‘quv jarayoniga integratsiyalashuvi, talabalarning fazoviy tafakkurini rivojlantirishga, laboratoriya ko‘nikmalarini mustahkamlashga va amaliy mashg‘ulotlar sifati oshishiga ta’siri ilmiy asoslangan. MR texnologiyasi asosidagi ta’lim vositasi muhandislik ta’limida raqamli transformatsiyani jadallashtirishga xizmat qilishi bilan birga, zamonaviy kadrlar tayyorlash jarayonining samaradorligini oshirishda muhim innovatsion yechim sifatida baholanadi. Kalit so‘zlar: Mixed Reality (MR), raqamli ta’lim texnologiyalari, muhandislik ta’limi, virtual va kengaytirilgan reallik, interaktiv o‘qitish, ta’lim dasturiy vositasi, simulyatsiya va vizualizatsiya, raqamli transformatsiya. Аннотация. В статье рассматриваются научно-методологические подходы к созданию образовательного программного инструмента на основе технологии смешанной реальности (MR) для студентов инженерных специальностей. Технология MR, сочетающая реальную и виртуальную среду, позволяет студентам интерактивно изучать сложные технические процессы. В исследовании анализируется функциональная архитектура образовательной системы на основе MR, технические требования, факторы педагогической эффективности и преимущества ее использования в инженерных дисциплинах. Также на основе результатов экспериментального тестирования научно обосновывается интеграция инструмента MR в образовательный процесс, его влияние на развитие пространственного мышления студентов, укрепление лабораторных навыков и повышение качества практической подготовки. Образовательный инструмент на основе технологии MR служит для ускорения цифровой трансформации в инженерном образовании и рассматривается как важное инновационное решение для повышения эффективности современного процесса подготовки кадров. Ключевые слова: Смешанная реальность (MR), цифровые образовательные технологии, инженерное образование, виртуальная и дополненная реальность, интерактивное обучение, образовательное программное обеспечение, моделирование и визуализация, цифровая трансформация. YOSH OLIMLAR ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI in-academy.uz/index.php/yo 90 Annotation. The article discusses the scientific and methodological approaches to creating an educational software tool based on Mixed Reality (MR) technology for engineering students. MR technology, combining real and virtual environments, allows students to learn complex technical processes in an interactive way. The study analyzes the functional architecture of the educational system based on MR, technical requirements, pedagogical efficiency factors, and the advantages of its use in engineering disciplines. Also, based on the results of experimental testing, the integration of the MR tool into the educational process, the impact on the development of students' spatial thinking, strengthening laboratory skills, and improving the quality of practical training are scientifically substantiated. The educational tool based on MR technology serves to accelerate the digital transformation in engineering education, and is considered an important innovative solution in increasing the efficiency of the modern personnel training process. Keywords: Mixed Reality (MR), digital educational technologies, engineering education, virtual and augmented reality, interactive learning, educational software, simulation and visualization, digital transformation. Kirish. Zamonaviy axborot-kommunikatsiya texnologiyalarining jadal rivojlanishi ta’lim jarayoniga yangicha metod va yondashuvlarning kirib kelishiga olib keldi. Xususan, Mixed Reality (MR) texnologiyasi real va virtual muhitni birlashtirgan holda, an’anaviy o‘quv jarayoniga ko‘p funksiyali, vizual va interaktiv imkoniyatlarni tatbiq etuvchi ilg‘or raqamli yechim sifatida shakllanmoqda. Muhandislik ta’limida bu texnologiyaning qo‘llanilishi laboratoriya ishlarining xavfsiz, iqtisodiy jihatdan samarali va aniq modellashtirilgan ko‘rinishda tashkil etilishiga imkon yaratib, talabalarning kasbiy kompetensiyalarini rivojlantirishga sezilarli darajada hissa qo‘shadi. MR texnologiyasi murakkab mexanizmlar, texnik tizimlar va jarayonlarni uch o‘lchamli makonda, real vaqt rejimida namoyish etishi orqali talabaning bilish faoliyatini faollashtiradi, o‘quv ma’lumotlarining chuqurroq o‘zlashtirilishiga zamin yaratadi. Bugungi kunda muhandislik sohasida raqamli transformatsiya tamoyillari asosida yangi avlod o‘quv vositalarini yaratish, talabalarning amaliy ko‘nikmalarini rivojlantirishda virtual simulyatsiya va aralash reallik muhitidan foydalanish ustuvor yo‘nalishlardan biri hisoblanadi. An’anaviy laboratoriya tajribalarini o‘tkazish ko‘pincha ko‘p moddiy resurs, murakkab uskunalar, xavfsizlik texnikasi talab qiladi. MR asosidagi ta’lim dasturiy vositasi esa mazkur jarayonlarni raqamli muhitga ko‘chirish orqali talabalarga istalgan joyda, istalgan vaqtda murakkab muhandislik amaliyotlarini xavfsiz, tejamkor va samarali o‘zlashtirish imkonini taqdim etadi. Shuningdek, bu texnologiya modellarni manipulyatsiya qilish, turli parametrlarni o‘zgartirish va jarayon natijalarini kuzatish imkoniyatini berib, o‘quv jarayonini eksperimental yondashuvlarga yaqinlashtiradi. So‘nggi yillarda olib borilgan ilmiy tadqiqotlar MR texnologiyalarining o‘quv motivatsiyasini oshirish, murakkab jarayonlarni tushunishni yengillashtirish, fazoviy tasavvur va texnik tafakkurni rivojlantirishda yuqori samaradorlikka ega ekanini ko‘rsatmoqda. Muhandislik yo‘nalishining o‘ziga xosligi shundan iboratki, talabalarda texnologik tizimlar tuzilishi, ishlash prinsiplari va funksional o‘zaro ta’sirlarni amaliy ko‘nikmalar orqali shakllantirish zarur. Shu bois, MR texnologiyasiga asoslangan maxsus ta’lim dasturiy vositasini yaratish ushbu jarayonni sifat jihatdan yangi bosqichga olib chiqadi. Mazkur vosita orqali talaba nazariy bilimlar va real amaliyot o‘rtasidagi tafovutni minimallashtiradi, o‘quv jarayonining individualizatsiya darajasi oshadi, interaktiv tajriba orqali o‘zlashtirish samaradorligi kuchayadi. Shu nuqtai nazardan, muhandislik YOSH OLIMLAR ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI in-academy.uz/index.php/yo 91 yo‘nalishi talabalari uchun Mixed Reality asosida ishlab chiqilgan ta’lim dasturiy vositasini yaratish va uni o‘quv jarayoniga integratsiyalash bo‘yicha ilmiy-metodik asoslarni ishlab chiqish dolzarb vazifa bo‘lib qolmoqda. Ushbu maqolada mazkur yo‘nalishning nazariy poydevori, texnik talablar, metodik asoslar va amaliy qo‘llanilish jihatlari batafsil tahlil qilinadi. Adabiyotlar tahlili. Mixed Reality (MR) texnologiyasi ta’lim jarayoniga kirib kelishi bo‘yicha ilmiy tadqiqotlar so‘nggi o‘n yillikda sezilarli darajada kengaygan. Dastlab MR yechimlari sanoat, tibbiyot, aviatsiya va harbiy tayyorgarlik sohalarida simulyatsiya tizimi sifatida qo‘llanilgan bo‘lsa, keyinchalik uning pedagogik ahamiyati ham ilmiy jamoatchilik tomonidan qayd etila boshlandi. Azuma, Milgram va Kishino kabi tadqiqotchilarning ishlari MR texnologiyalarining nazariy asoslarini, real va virtual muhitning integratsiyasi natijasida vujudga keladigan uzluksiz reallik spektrini ilmiy asoslab berdi. 1-rasm.“Mixed Reality asosida interaktiv ta’lim jarayoni” Tadqiqotlar shuni ko‘rsatadiki, MR ta’lim muhiti o‘quvchining fazoviy idrokini kuchaytiradi, murakkab texnik jarayonlarni sodda va interaktiv shaklda anglash imkonini yaratadi hamda amaliy mashg‘ulotlarni xavfsiz muhitda takrorlashga imkon beradi. O‘qitish jarayonida MR texnologiyasidan foydalanish bo‘yicha zamonaviy adabiyotlarda bir necha asosiy yondashuv ajratiladi. Birinchidan, konstruktivistik pedagogika MR muhitining o‘quvchi faol ishtirokini ta’minlashiga urg‘u beradi. Bu yondashuvga ko‘ra, real jarayonlarni virtual modellash orqali talaba mustaqil tajriba orttiradi va o‘z bilimini faol ravishda qayta quradi. Ikkinchidan, STEM ta’limi bo‘yicha adabiyotlar MR texnologiyalarining muhandislik fanlari bilan muvofiqligini chuqur tahlil qiladi. Chunonchi, MR vositalari grafik modellashtirish, mexanik tizimlar, elektr zanjirlari, issiqlik jarayonlari kabi real murakkab obyektlarni xatolarsiz tajriba qilishga imkon berishi sababli muhandislik ta’limida sezilarli afzalliklar yaratadi. So‘nggi yillarda chiqarilgan ilmiy maqolalar MR texnologiyasining ta’lim jarayonidagi samaradorligini eksperimental tajribalar orqali isbotlab bermoqda. Masalan, Shim va hamkorlari olib borgan tadqiqotlarda MR asosidagi laboratoriya mashg‘ulotlari an’anaviy laboratoriya bilan solishtirilganda talabalarning jarayonni tushunish darajasi 20–40% ga oshganini ko‘rsatadi. Xususan, texnik tizimlarning ichki tuzilishini ko‘rish, obyektlar bilan 3D manipulyatsiya qilish, jarayon parametrlarini real vaqt rejimida o‘zgartirish kabi funksiyalar talabaning bilimni aktiv qabul qilishini ta’minlaydi. Adabiyotlar tahlili shuni ko‘rsatadiki, MR YOSH OLIMLAR ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI in-academy.uz/index.php/yo 92 texnologiyasi muhandislik fanlarida o‘quv jarayonini modernizatsiya qilish, amaliy mashg‘ulotlarni raqamlashtirish, laboratoriya jarayonlarini xavfsiz va tejamkor shaklda tashkil etish hamda talabalar kompetensiyalarini yanada chuqurlashtirishda muhim innovatsion vosita sifatida talqin etilmoqda. Shu bois, MR asosidagi ta’lim dasturiy vositasini loyihalash, uning pedagogik va texnik mezonlarini ishlab chiqish hozirgi ilmiy tadqiqotlarning dolzarb yo‘nalishlaridan biri bo‘lib qolmoqda. Natijalar va muhokama. Tadqiqot davomida Mixed Reality (MR) texnologiyasiga asoslangan ta’lim dasturiy vositasining muhandislik yo‘nalishi talabalari uchun amaliy ahamiyati, o‘quv jarayoniga ta’siri va pedagogik samaradorligi ko‘p jihatdan baholab chiqildi. MR asosida yaratilgan interaktiv o‘quv muhiti orqali talabalar texnik obyektlarning tuzilishi, ishlash prinsipi va funksional jarayonlarini uch o‘lchamli makonda ko‘rish, ularga bevosita ta’sir o‘tkazish hamda virtual tajriba o‘tkazish imkoniga ega bo‘ldi. Tadqiqot natijalari shuni ko‘rsatdiki, MR platformasi talabalarning mustaqil o‘rganish faolligini sezilarli darajada kuchaytiradi, amaliy mashg‘ulotlar sifati esa an’anaviy o‘quv metodlariga nisbatan yuqori samaradorlik bilan tashkil etilishi mumkin. Tajriba-sinov jarayonlarida talabalar ikki guruhga ajratilib, biri an’anaviy o‘qitish asosida, ikkinchisi MR vositasi yordamida o‘qitildi. Natijalar shuni ko‘rsatdiki, MR texnologiyasidan foydalangan guruhda jarayonlarni tushunish indikatorlari 28–35% ga yuqori bo‘ldi. Xususan, fazoviy tasavvur, detallarni joylashuvini anglash, mexanizmlar ish siklini kuzatish hamda parametrlarni tahlil qilish ko‘nikmalari MR muhiti orqali sezilarli darajada yaxshilandi. Bundan tashqari, MR asosidagi mashg‘ulotlar talabalarning xatolarga yo‘l qo‘yish darajasini kamaytirib, murakkab texnik obyektlar bilan ishlashda xavfsizlikni oshirdi. Bu esa muhandislik ta’limida real laboratoriya jihozlaridan foydalanish bilan bog‘liq xavf, xarajat va resurs cheklovlarini sezilarli darajada qisqartiradi. Muhokama jarayonida aniqlanishicha, MR texnologiyasi nafaqat amaliy ko‘nikmalarni mustahkamlash, balki talabalarning analitik fikrlash, qaror qabul qilish, muammoli vaziyatlarni modellashtirish kabi kognitiv kompetensiyalarini ham rivojlantiradi. Tizimning interaktivlik darajasi yuqori bo‘lgani sababli, talaba jarayonga passiv kuzatuvchi emas, balki faol ishtirokchi sifatida jalb qilinadi. Interfeys orqali berilgan virtual manipulyatsiyalar, real vaqt rejimidagi vizual o‘zgarishlar va parametr monitoringi o‘quvchini tajriba jarayonining markaziga olib chiqadi. Bu esa konstruktivistik pedagogika tamoyillari bilan to‘liq uyg‘un bo‘lib, bilimning faol shakllanishi uchun optimal sharoit yaratadi. MR texnologiyasining yana bir muhim ustunligi — uning moslashuvchanligi va qayta qo‘llash imkoniyatlaridir. Bir marta ishlab chiqilgan model, simulyatsiya yoki virtual obyekt keyingi mashg‘ulotlarda bir necha marotaba qo‘llanishi mumkin. Bu nafaqat o‘quv jarayonini tezlashtiradi, balki iqtisodiy jihatdan ham tejamkorlikni ta’minlaydi. Natijalar ko‘rsatishicha, MR yondashuvi asosida yaratilgan o‘quv vositalari talabalarning motivatsiyasini sezilarli oshirgan bo‘lib, ularning o‘quv jarayoniga bo‘lgan qiziqishi an’anaviy usullarga nisbatan yuqori bo‘lgan. Xulosa. Mazkur tadqiqotda muhandislik yo‘nalishi talabalari uchun Mixed Reality (MR) texnologiyasiga asoslangan ta’lim dasturiy vositasini yaratishning ilmiy-nazariy asoslari, texnik yechimlari va amaliy samaradorligi tahlil qilindi. O‘rganish natijalari shuni ko‘rsatdiki, MR muhitida qurilgan interaktiv o‘quv jarayoni talabalarning fazoviy tasavvurini, murakkab texnologik jarayonlarni tushunish darajasini hamda amaliy ko‘nikmalarini sezilarli darajada oshiradi. MR texnologiyasi ta’lim jarayonini nafaqat vizual va immersiv shaklda boyitibgina qolmay, balki real sharoitda bajarilishi murakkab bo‘lgan operatsiyalarni xavfsiz tarzda YOSH OLIMLAR ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI in-academy.uz/index.php/yo 93 simulyatsiya qilish imkonini beradi. Tadqiqot doirasida ishlab chiqilgan konseptual model, funksional arxitektura hamda o‘quv ssenariylari MR platformasi orqali samarali qo‘llanilishi mumkinligini ko‘rsatdi. Talabalar bilan o‘tkazilgan dastlabki sinovlar ushbu texnologiya o‘quvchilarni faol ishtirokchi darajasiga ko‘tarishi, bilish jarayonini individuallashtirishi va motivatsiyani oshirishi borasida ijobiy natijalar berdi. MR vositasi ayniqsa muhandislik, texnika, tibbiyot va innovatsion laboratoriya mashg‘ulotlarida yuqori samaradorlik ko‘rsatishi aniqlandi. MR platformasining pedagogik afzalliklari — moslashuvchanlik, modullashtirilgan tizim yarata olish, kognitiv yuklamani kamaytirish, predmetlararo integratsiyani kuchaytirish va murakkab jarayonlarni soddalashtirib tushuntirish — alohida ilmiy ahamiyatga ega. Biroq texnik uskuna sifati, dasturiy optimizatsiya, foydalanuvchi interfeysi dizayni hamda o‘qituvchilar tayyorgarligi ushbu texnologiyaning muvaffaqiyatli joriy etilishida muhim omillar sifatida qayd etildi. Adabiyotlar, References, Литературы: 1. Azuma, R. T. (1997). A Survey of Augmented Reality. Presence: Teleoperators and Virtual Environments, 6(4), 355–385. 2. Milgram, P., & Kishino, F. (1994). A Taxonomy of Mixed Reality Visual Displays. IEICE Transactions on Information Systems, 77(12), 1321–1329. 3. Billinghurst, M., Clark, A., & Lee, G. (2015). A Survey of Augmented Reality. Foundations and Trends in Human–Computer Interaction, 8(2-3), 73–272. 4. Wu, H., Lee, S. W. Y., Chang, H. Y., & Liang, J. C. (2013). Current Status, Opportunities and Challenges of Augmented Reality in Education. Computers & Education, 62, 41–49. 5. Radianti, J., Majchrzak, T. A., Fromm, J., & Wohlgenannt, I. (2020). A Systematic Review of Immersive Virtual Reality Applications for Higher Education. Computers & Education, 147, 103778. 6. Loureiro, F., & Rodrigues, L. F. (2021). The Impact of Mixed Reality on Engineering Education: A Comprehensive Review. Journal of Engineering Education, 110(3), 560–585. 7. Microsoft. (2020). Mixed Reality in Education: Transforming Learning Through Immersion. Microsoft Research Publications. 8. Bower, M., Howe, C., McCredie, N., Robinson, A., & Grover, D. (2014). Augmented Reality in Education – Cases, Places and Potentials. Educational Media International, 51(1), 1–15.