Помощь студентам в учебе
Методы и технологии интеграции средств дополненной реальности в процесс обучения»
|
Введение 3
1 Современное состояние проблемы применения дополненной реальности в
образовательном процессе 6
1.1 Анализ литературы по теме применения дополненной реальности в
образовательном процессе 6
1.2 Постановка проблемы, цели и задач для дальнейшего исследования .14
2 Методологические основы способов внедрения дополненной реальности
в образовательный процесс 17
2.1 Аналитический обзор методов внедрения дополненной реальности в
образовательный процесс 17
2.2 Методы осуществления школьного образовательного процесса с
использованием дополненной реальности 24
3 Варианты решения образовательных задач с применением дополненной
реальности 28
3.1 Описание принципа работы дополненной реальности 28
3.2 Анализ областей образовательной деятельности и существующих
готовых решений дополненной реальности, применяемых к ним 33
3.3 Разработка приложения дополненной реальности для применения в
процессе обучения и описание хода занятия 36
4 Экспериментальная оценка эффективности применения разработанного
решения 50
4.1 Описание проведения эксперимента в результате внедрения
разработанного приложения дополненной реальности в дошкольных и школьных образовательных учреждениях 50
4.2 Основные рекомендации для проведения занятий с использованием
дополненной реальности, основанные на проведенном эксперименте 60
Заключение 63
Список используемой литературы 65
1 Современное состояние проблемы применения дополненной реальности в
образовательном процессе 6
1.1 Анализ литературы по теме применения дополненной реальности в
образовательном процессе 6
1.2 Постановка проблемы, цели и задач для дальнейшего исследования .14
2 Методологические основы способов внедрения дополненной реальности
в образовательный процесс 17
2.1 Аналитический обзор методов внедрения дополненной реальности в
образовательный процесс 17
2.2 Методы осуществления школьного образовательного процесса с
использованием дополненной реальности 24
3 Варианты решения образовательных задач с применением дополненной
реальности 28
3.1 Описание принципа работы дополненной реальности 28
3.2 Анализ областей образовательной деятельности и существующих
готовых решений дополненной реальности, применяемых к ним 33
3.3 Разработка приложения дополненной реальности для применения в
процессе обучения и описание хода занятия 36
4 Экспериментальная оценка эффективности применения разработанного
решения 50
4.1 Описание проведения эксперимента в результате внедрения
разработанного приложения дополненной реальности в дошкольных и школьных образовательных учреждениях 50
4.2 Основные рекомендации для проведения занятий с использованием
дополненной реальности, основанные на проведенном эксперименте 60
Заключение 63
Список используемой литературы 65
На текущий момент в нашей стране во многих образовательных учреждениях процесс обучения происходит традиционно, скучно и монотонно. В основном при подаче материалов для учеников и студентов используются обычные лекции в ВУЗах, уроки в школах, а также лекционные материалы в организациях дополнительного образования. В свою очередь учебных заведений, которые применяют технологии дополненной реальности в образовательном процессе очень мало. В связи с этим у учащихся часто пропадает интерес к преподаваемым дисциплинам и учебе в целом, что является проблемой, выдвигаемой в рамках данной магистерской диссертации. Поэтому предоставление решения в виде внедрения технологий дополненной реальности в образовательный процесс является актуальной темой, как в сфере образования, так и в сфере информационных технологий.
Целью данной работы является разработка и внедрение приложения дополненной реальности в образовательный процесс для оценки его влияния на эффективность обучения.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
- оценка состояния проблемы исследования;
- обзор различных готовых решений дополненной реальности для образовательной сферы;
- анализ способов применения дополненной реальности в образовательном процессе;
- анализ существующих организаций и образовательных учреждений, применяющих AR в обучающей программе;
- ознакомление с литературой и анализ существующих методов внедрения;
- рассмотрение методов внедрения дополненной реальности в образовательном процессе;
- определение преимуществ и недостатков известных методов;
- анализ областей образовательной деятельности в дошкольных и школьных образовательных учреждениях;
- сравнение готовых решений для описанных областей;
- определение основного направления и функционала разрабатываемого решения;
- выбор средства разработки приложения дополненной реальности для образовательной деятельности, а также определение его положительных и отрицательных сторон;
- разработка собственного решения поставленной проблемы;
- применение разработанного решения в образовательной организации;
- сравнение результатов при использовании приложения дополненной реальности по сравнению с традиционной образовательной программой.
Объектом исследования являются приложения дополненной реальности как инструмент обучения.
Предметом исследования является процесс внедрения технологий дополненной реальности в образование.
Методологической основой исследования являются работы отечественных и зарубежных специалистов, посвященные проблеме изучения возможности применения дополненной реальности в сфере образования.
Научная новизна выполненного исследования заключается в разработке модели интеграции приложений дополненной реальности в образовательном процессе.
Теоретической основой диссертационного исследования являются научные труды российских и зарубежных ученых, занимающихся проблемой применения дополненной реальности в образовательном процессе.
Практическая значимость состоит в разработке нового решения для повышения у учеников навыков интонирования звуков в словах.
Положения, выносимые на защиту:
- метод внедрения дополненной реальности в образовательный процесс;
- принцип функционирования предложенного решения для интонирования звуков с использованием дополненной реальности;
- практическая реализация приложения дополненной реальности для интонирования звуков в словах.
Диссертация состоит из введения, четырех частей, заключения и списка литературы.
Первая часть является теоретической и содержит описание исследований современного уровня проработанности научной проблемы на основе изучения и анализа отечественных и зарубежных библиографических источников и статистических материалов, анализ различных точек зрения. Так же здесь осуществляется постановка целей и задач для дальнейшего исследования. Вторая часть является аналитической и включает в себя сравнительный анализ существующих методов и подходов применения дополненной реальности в образовательном процессе. Среди существующих методов и подходов выбираются оптимальные для четвертой части диссертации. Третья часть носит практический характер и содержит в себе основные этапы разработки авторского решения по теме применения дополненной реальности в процессе обучения. Здесь выбирается основной инструмент разработки, определяются его достоинства и недостатки, описывается основное назначение разработанного приложения.
В четвертой части осуществляется тестирование и апробация разработанного решения, оценка эффективности внедрения разработанного решения, а также на основе функционала приложения производится описание рекомендаций для проведения занятий с использованием разработанного решения.
Работа изложена на 72 страницах и включает в себя 21 рисунок, 6 таблиц, 64 источника.
Целью данной работы является разработка и внедрение приложения дополненной реальности в образовательный процесс для оценки его влияния на эффективность обучения.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
- оценка состояния проблемы исследования;
- обзор различных готовых решений дополненной реальности для образовательной сферы;
- анализ способов применения дополненной реальности в образовательном процессе;
- анализ существующих организаций и образовательных учреждений, применяющих AR в обучающей программе;
- ознакомление с литературой и анализ существующих методов внедрения;
- рассмотрение методов внедрения дополненной реальности в образовательном процессе;
- определение преимуществ и недостатков известных методов;
- анализ областей образовательной деятельности в дошкольных и школьных образовательных учреждениях;
- сравнение готовых решений для описанных областей;
- определение основного направления и функционала разрабатываемого решения;
- выбор средства разработки приложения дополненной реальности для образовательной деятельности, а также определение его положительных и отрицательных сторон;
- разработка собственного решения поставленной проблемы;
- применение разработанного решения в образовательной организации;
- сравнение результатов при использовании приложения дополненной реальности по сравнению с традиционной образовательной программой.
Объектом исследования являются приложения дополненной реальности как инструмент обучения.
Предметом исследования является процесс внедрения технологий дополненной реальности в образование.
Методологической основой исследования являются работы отечественных и зарубежных специалистов, посвященные проблеме изучения возможности применения дополненной реальности в сфере образования.
Научная новизна выполненного исследования заключается в разработке модели интеграции приложений дополненной реальности в образовательном процессе.
Теоретической основой диссертационного исследования являются научные труды российских и зарубежных ученых, занимающихся проблемой применения дополненной реальности в образовательном процессе.
Практическая значимость состоит в разработке нового решения для повышения у учеников навыков интонирования звуков в словах.
Положения, выносимые на защиту:
- метод внедрения дополненной реальности в образовательный процесс;
- принцип функционирования предложенного решения для интонирования звуков с использованием дополненной реальности;
- практическая реализация приложения дополненной реальности для интонирования звуков в словах.
Диссертация состоит из введения, четырех частей, заключения и списка литературы.
Первая часть является теоретической и содержит описание исследований современного уровня проработанности научной проблемы на основе изучения и анализа отечественных и зарубежных библиографических источников и статистических материалов, анализ различных точек зрения. Так же здесь осуществляется постановка целей и задач для дальнейшего исследования. Вторая часть является аналитической и включает в себя сравнительный анализ существующих методов и подходов применения дополненной реальности в образовательном процессе. Среди существующих методов и подходов выбираются оптимальные для четвертой части диссертации. Третья часть носит практический характер и содержит в себе основные этапы разработки авторского решения по теме применения дополненной реальности в процессе обучения. Здесь выбирается основной инструмент разработки, определяются его достоинства и недостатки, описывается основное назначение разработанного приложения.
В четвертой части осуществляется тестирование и апробация разработанного решения, оценка эффективности внедрения разработанного решения, а также на основе функционала приложения производится описание рекомендаций для проведения занятий с использованием разработанного решения.
Работа изложена на 72 страницах и включает в себя 21 рисунок, 6 таблиц, 64 источника.
В процессе выполнения магистерской диссертации определена актуальность исследования.
В ходе проведенного изыскания был произведен анализ трудов отечественных и зарубежных авторов, который показал, что применение дополненной реальности в сфере образования является актуальной темой в нашей стране и применяется крайне редко, только в отдельных организациях. Так же был проведен анализ методов внедрения дополненной реальности в образовательные организации. Было установлено, что среди всех методов самым оптимальным является «метод параллельного внедрения». Его основное преимущество - применение дополненной реальности совместно с традиционной системой обучения с возможностью последующего вытеснения стандартных методов при успешном эксперименте.
Основной частью диссертации является разработка приложения дополненной реальности и его применение в образовательной организации для оценки влияния на эффективность обучения.
Алгоритм действий по внедрению AR в образовательную организацию состоит из нескольких шагов:
- определение цели применения дополненной реальности в образовательной организации;
- определение используемых программных инструментов и их стоимости;
- определение методов внедрения;
- разработка новой образовательной программы или корректировка старой.
Реализация предложенного в работе решения представляет собой приложение дополненной реальности для интонирования звуков. При наведении мобильного устройства на метку приложение показывает интерфейс с вопросом о наличии звука «й» в слове. В случае правильного ответа на экране появляется трехмерная модель объекта. Приложение может применяться в дошкольных и школьных образовательных учреждениях на уроках грамоты, развития речи, русского языка.
Приложение было реализовано при помощи объектно-ориентированного языка программирования C#, кроссплатформенной среды разработки приложений и игр Unity, а так же библиотеки для создания дополненной реальности Vuforia.
Так же была выполнена оценка эффективности внедрения дополненной реальности. Для этого были выделены две группы: контрольная и экспериментальная. Использование дополненной реальности происходило при помощи метода «параллельного внедрения». При использовании традиционных методов обучения прирост составил 24%, а с использованием дополненной реальности - 32%. В результате проведения эксперимента было установлено, что применение AR при обучении позволяет повысить уровень знаний на 8% по сравнению с общепринятыми методиками обучения.
Вследствие проведения эксперимента была подтверждена гипотеза, определенная в начале исследования. Применение дополненной реальности в сфере образования позволило улучшить качество знаний обучающихся, а так же повысить интерес детей к образовательному процессу.
Разработанное приложение возможно адаптировать под любое предприятие, занимающееся образовательной деятельностью. Результаты диссертации были применены в Центре программирования и дополнительного образования «Умная школа».
В ходе проведенного изыскания был произведен анализ трудов отечественных и зарубежных авторов, который показал, что применение дополненной реальности в сфере образования является актуальной темой в нашей стране и применяется крайне редко, только в отдельных организациях. Так же был проведен анализ методов внедрения дополненной реальности в образовательные организации. Было установлено, что среди всех методов самым оптимальным является «метод параллельного внедрения». Его основное преимущество - применение дополненной реальности совместно с традиционной системой обучения с возможностью последующего вытеснения стандартных методов при успешном эксперименте.
Основной частью диссертации является разработка приложения дополненной реальности и его применение в образовательной организации для оценки влияния на эффективность обучения.
Алгоритм действий по внедрению AR в образовательную организацию состоит из нескольких шагов:
- определение цели применения дополненной реальности в образовательной организации;
- определение используемых программных инструментов и их стоимости;
- определение методов внедрения;
- разработка новой образовательной программы или корректировка старой.
Реализация предложенного в работе решения представляет собой приложение дополненной реальности для интонирования звуков. При наведении мобильного устройства на метку приложение показывает интерфейс с вопросом о наличии звука «й» в слове. В случае правильного ответа на экране появляется трехмерная модель объекта. Приложение может применяться в дошкольных и школьных образовательных учреждениях на уроках грамоты, развития речи, русского языка.
Приложение было реализовано при помощи объектно-ориентированного языка программирования C#, кроссплатформенной среды разработки приложений и игр Unity, а так же библиотеки для создания дополненной реальности Vuforia.
Так же была выполнена оценка эффективности внедрения дополненной реальности. Для этого были выделены две группы: контрольная и экспериментальная. Использование дополненной реальности происходило при помощи метода «параллельного внедрения». При использовании традиционных методов обучения прирост составил 24%, а с использованием дополненной реальности - 32%. В результате проведения эксперимента было установлено, что применение AR при обучении позволяет повысить уровень знаний на 8% по сравнению с общепринятыми методиками обучения.
Вследствие проведения эксперимента была подтверждена гипотеза, определенная в начале исследования. Применение дополненной реальности в сфере образования позволило улучшить качество знаний обучающихся, а так же повысить интерес детей к образовательному процессу.
Разработанное приложение возможно адаптировать под любое предприятие, занимающееся образовательной деятельностью. Результаты диссертации были применены в Центре программирования и дополнительного образования «Умная школа».