Дополненная реальность в образовании

На сегодняшний день происходит бурное развитие информационных и коммуникационных технологий. Технологии представления информации приобретают особое значение в связи с тем, что способствуют модернизации процесса обучения, созданию современных и уникальных уроков. 

Технология дополненной реальности находится на том этапе, когда она может быть адаптирована к операционной системе на современном мобильном телефоне. В результате технологические объекты и физический мир создают новые конфигурации дополненной реальности, расширяя стандартные возможности пользователей. 

В настоящее время трактовка термина «дополненная реальность» получила более широкие распространение, согласно которому дополненная реальность является особой коммуникативной средой, в которой созданы возможности для получения дополненной информации или дополнительного действия за счет размещения в реальной среде выходов к виртуальным возможностям. 

Главной задачей дополненной реальности является увеличение возможностей пользователей, т.е. обеспечения их взаимодействия с окружающим миром на совершенно ином уровне. 

Дополненная реальность, сокращенно AR, представляет собой совмещение реального мира и дополнительных данных, «вмонтированных» в поле восприятия. Усиление воздействия среды происходит через визуальные, слуховые, осязательные, соматосенсорные и обонятельные рецепторы. Например, мы находимся в историческом центре города, направляем камеру смартфона на достопримечательность, и на экране видим, как здание выглядело 100 лет назад, а через динамик слышим шум улицы прошлого. Так мы окунаемся в дополненную реальность.

Дополненная реальность позволяет добавлять виртуальные объекты в реальный мир и взаимодействовать с ними. Реализация технологии возможна на мощных смартфонах, планшетах и специальных очках дополненной реальности, при этом объем рынка оценивается сотнями миллионов пользователей.

Характеристики AR-системы: 

Совмещение реального и виртуального.  

Взаимодействие в реальном времени.  

Расположение в трехмерном пространстве. AR строится на основе координат пользователя или маркера. 

Маркер — это объект в пространстве, считываемый специальным программным обеспечением для отрисовки на его месте виртуального объекта. Часто в качестве маркера используется простая одноцветная картинка.

AR-система открывает широкие возможности в преподавании любых предметов. Представьте, как «оживают» иллюстрации на бумажных страницах учебника по истории или как превращается в виртуальную игру дидактический материал по анатомии. Сегодня существуют различные библиотеки AR с открытым API для мобильных разработчиков, системы и программы для трехмерного моделирования.

Несмотря на то, что дополненная реальность является весьма новой технологией, которая уже получила достаточно широкое применение в самых различных областях: медицине, автомобильной промышленности, игровой индустрии, образовании. 

В работе Н.В. Кудимовой и О.Г. Петровой описан опыт разработки и применения приложения дополненной реальности RealEye, созданного для визуализации учебного материала при изучении темы «Архитектура компьютера» в школьном курсе информатики и ИКТ. Такая демонстрация может быть использована как непосредственно самим учителем, таки индивидуально каждым учеником на своих рабочих местах. Анализ проводимых исследований позволяет сделать вывод о том, что интеграция технологий дополненной реальности в отечественную образовательную практику затрудняется следящими факторами: 

большинство разрабатываемых приложений дополненной реальности носят игровой или развлекательный характер;

разработка авторских приложений дополненной реальности требует высокого уровня владения языками программирования и опытом построения трёхмерных моделей; 

разнообразие разрабатываемых приложений дополненной реальности затрудняет формирование универсального инструмента для считывания информации с разных маркеров; 

успех распознавания маркеров и, следовательно, полнота использования приложения зависит от многих внешних факторов, а также от устройства, применяемого пользователем; 

массовое использование дополненной реальности требует значительных ресурсов и специальной подготовки педагогов; 

большинство приложений дополненной реальности визуализируют учебную информацию и не предполагают активного взаимодействия с обучающихся. 

Наиболее качественные приложения дополненной реальности, используемые в процессе обучения, могут стать рекламными и имиджевыми. С этой целью к существующим информационным технологиям и образовательным ресурсам присоединится и технология дополненной реальности, включающая: 

учебники с технологией дополненной реальности; 

развивающие игры; обучающие приложения; 

визуальное моделирование объектов; различные приложения для тренировки навыков и другие.

Исследователи подчеркивают положительное влияние опыта дополненной реальности на учащихся по сравнению с теми, кто не использует эту технологию:

Повышенное понимание контента;

Изучение пространственной структуры и функции;

Изучение языковых ассоциаций;

Долгосрочное сохранение памяти;

Повышение производительности физических задач;

Эффективная совместная работа;

Повышенная мотивация обучающихся.

Исследователи также говорят о нескольких недостатках обучения, связанных с дополненной реальностью, которые можно успешно избежать:

Отсутствие туннелирования, т.е. сохранения конфиденциальной информации;

Трудности использования сайта;

Неэффективная интеграция детей в классе;

Различия между индивидуальными способностями учеников.

Идеи для применения

Представлены некоторые идеи того, как могут быть использованы возможности технологий AR в сфере образования.

Визуализация алгебраических поверхностей, как второго, так и более высоких порядков. Обучаемый получит возможность качественно изучить поверхность как реальный объект перед собой, а не на экране компьютера и, тем более, книги, а также изменять параметры в реальном времени и видеть результат. Все это должно способствовать лучшему пониманию структуры уравнений и трехмерной формы поверхностей.

Интересным видится визуализация фазовых диаграмм, в частности pvt-диаграммы воды. На диаграмме возможно отображение физических процессов: изобарного, изохорного, изотермического, адиабатного и политропных процессов. Студент будет видеть полную картину процесса, а не проекции на определенные плоскости, интерактивно менять точки начала и окончания процесса, видеть дополнительную информацию о процессе.

В химии отображение атомных орбиталей поможет лучше понять и запомнить их строение. Визуализация строения молекул, позволяет увидеть различные химические связи в пространстве.

Актуальность применения рассматриваемых технологий в обучении связана с тем, что они позволяют повысить эффективность этого процесса, при этом обеспечив удобство и доступность практически для каждого. Кроме того, они позволяют легко организовать удаленный урок или проверку знаний. Еще один немаловажный факт состоит в том, что тенденцией последних десятилетий является постоянное усложнение различных технических систем и, как следствие, увеличение времени и повышение требований к уровню подготовки специалистов для работы с ними. При этом использование в обучении реальных производственных систем зачастую дорого и может нести высокую степень опасности для жизни. Одним из способов совершенствования технологий инженерного образования является применение систем виртуальной и дополненной реальности, 3D электронных обучающих систем. Это позволит существенно сократить время подготовки, повысить качество обучения и усилить практическую направленность учебного процесса. Однако такие обучающие средства обучения также являются сложными системами, разработчики которых должны иметь специальную подготовку и обладать компетенциями в различных технических и гуманитарных областях. 

Перспективность и темпы внедрения технологий виртуальной и дополненной реальности свидетельствуют о том, что средства обучения, разработанные на их основе, станут неотъемлемой частью обучения на всех уровнях образования, а их роль значительно возрастет как в рамках традиционной очной подготовки, так и в рамках электронного образования.

Однако на данный момент какой-либо единой методологии применения технологии дополненной реальности в образовательной среде нет. Нет пока и собственно приложений, несмотря на то, что дополненная реальность – это реальный путь продвижения вперед не только потому, что мы живем в век информационных технологий, а потому, что дополненная реальность, как для учащегося, так и для обычного человека – это наиболее результативный способ познания окружающей нас предметной среды и пространства.

Пікір үстеу

Э-пошта мекенжайыңыз жарияланбайды. Міндетті өрістер * таңбаланған

You May Also Like

Әлеуметтік психологиялық тренинг

Әлеуметтік психологиялық тренинг Топтық психокоррекция ұғымы Топқа қатынасушылардың жекелеген мақсаттарын айқындау «Жағымсыз…

Условия жизнедеятельности волнистого попугая

Оглавление Введение……………………………………………………………………………… Волнистые попугайчики…………………………………………………………. 1.1. Особенности жизнедеятельности волнистого попугая……………………. 1.2. Условия содержания…

Дирижер мамандығы

Дирижер мамандығы қиын да,қызықты элиталық мамандық. Дирижер өзі педагог,өзі псхолог, өзі жетекші…

Абай қазақ әдебиетінің шамшырағы атты поэтикалық марафон

Күні: Тақырыбы: «Абай – қазақ әдебиетінің шамшырағы» атты поэтикалық марафон Мақсаты: Ұлы ақынның…