
Тип работы:	Предмет:	Язык работы:

Методы и технологии интеграции средств дополненной реальности в процесс обучения»

Работа №	118473
Тип работы	Магистерская диссертация
Предмет	информатика
Объем работы	72
Год сдачи	2022
Стоимость	4910 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	48

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

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

Введение

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.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Курсовые Статьи Диплом Рязань

Заключение

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».

Литература

1. Кинг, Б. Эпоха дополненной реальности / Б. Кинг , [перевод с английского Г.Л. Агафонова, Е.М. Фотьяновой]. - Москва : Олимп-Бизнес, 2018. - 528 с. : ил. , Библиогр.: - ISBN 978-5-9693-0374-4. - Текст : непосредственный.
2. Палей Т.Ф. Инновационный менеджмент / Т.Ф. Палей. - К. : Фолиантъ, 2011. - 173 с.
3. Антиинновационные приемы [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://megalektsii.ru/s23198t1.html(дата обращения: 15.02.2021)
4. Внедрение современных технологий в образовательный процесс:
использование технологий виртуальной и дополненной реальности - Электронный ресурс - Режим доступа:
https://interactiv.su/2020/07/04/внедрение-современных-технологий-в-о/ (дата обращения 30.10.2020)
5. Внедрение инноваций в компании: как решать проблемы, не создавая новых [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://viafuture.ru/sozdanie-startapa/vnedrenie-innovatsij(дата обращения: 13.02.2021)
6. Внедрение продуктовых инноваций - как бизнес работает с
инновациями [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
https://leadstartup.ru/db/product-innovation(дата обращения: 24.02.2021)
7. Внедрение современных технологий в образовательный процесс:
использование технологий виртуальной и дополненной реальности [Электронный ресурс] - Режим доступа:
https://interactiv.su/2020/07/04/внедрение-современных-технологий-в-о (дата обращения: 26.04.2021)
8. Возможности использования приложений дополненной реальности в образовании - Электронный ресурс - Режим доступа: http://huminf.tsu.ru/wordpress/wp-content/uploads/serbin_va-
711Ьегшап_пп/2014/Возможноети-использования-приложений-дополненной- реальности-в-образовании.рйГ (дата обращения: 30.10.2020)
9. Гигиенические требования к работе на компьютере детей разных возрастных групп [Электронный ресурс] - Режим доступа: http ://64.rospotrebnadzor.ru/bytag6/- /аззе^иЬ11зЬег/0С1?п/со^епГгигиенические-требования-к-работе-на- компьютере-для-детеи-разных-возрастных-групп (дата обращения 06.02.2022)
10. Дополненная реальность в образовании - Электронный ресурс -
Режим доступа: https://edguru.ru/b1og/edguru/498.htm1(дата обращения
27.10.2020)
11. Дополненная реальность в образовании - Электронный ресурс - Режим доступа: http://tofaг.гu/dopo1пeппaya-realnost-v-obrazovanii.php (дата обращения 28.10.2020)
12. Дополненная реальность для образования - Электронный ресурс - Режим доступа: https://uпi3d1aЬs.гu/poгtfo1io/augшeпted-reality-for-education/ (дата обращения 26.10.2020)
13. Дополненная реальность: как используют VR и AR в образовании - Электронный ресурс - Режим доступа: https://the-accel.ru/dopolnennaya- realnost-kak-ispolzuyut-vr-i-ar-v-obrazovanii/(дата обращения 25.10.2020)
14. Иванченко А.Е., Игнатова Т.А. Технология дополненной реальности в образовании - Электронный ресурс - Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29769342(дата обращения 29.10.2020)
15. Инновационные технологии, их виды и методы внедрения
[Электронный ресурс]. - Режим доступа:
https://studbooks.net/1533045/marketing/innovatsionnye_tehnologii_vidy_metody_vnedreniya (дата обращения: 04.03.2021)
16. Использование технологии дополненной реальности в образовательном пространстве - Электронный ресурс - Режим доступа: https://nsportal.ru/ap/library/nauchno-tekhnicheskoe-
tvorchestvo/2020/06/13/ispolzovanie-tehnologii-dopolnennoy (дата обращения
27.10.2020)
17. Использование Vuforia с Unity - Mixed Reality [Электронный
ресурс] - Режим доступа: https://docs.microsoft.com/ru-ru/windows/mixed- reality/develop/unity/vuforia-development-overview (дата обращения:
08.10.2021)
18. Как используется виртуальная и дополненная реальность в школе? - Электронный ресурс - Режим доступа: https://fgoskomplekt.ru/blog/kak- ispolzuetsya-virtualnaya-i-dopolnennaya-realnost-v-shkole-/(дата обращения
25.10.2020)
19. Как работает технология дополненной реальности AR, описание, примеры приложений [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://funreality.ru/technology/augmented_reality/(дата обращения 11.09.2021)
20. Как работает AR? [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://tofar.ru/kak-rabotaet-ar.php (дата обращения 10.09.2021)
21. Колледж почетного звания Университета Окленда создал
лабораторию AR / VR - Электронный ресурс - Режим доступа:
https://homido.ru/news/kolledzh-pochetnogo-zvaniya-universiteta-oklenda-sozdal- laboratoriyu-ar-vr/(дата обращения 26.10.2020)
22. Контрольная группа [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://studopedia.su/11_90506_kontrolnaya-gruppa.html(дата обращения 03.02.2021)
23. Методы внедрения инноваций [Электронный ресурс]. - Режим
доступа: https://upravlenie1.ru/terminy-i-teoriya/vnedrenie-innovatsij.html
(03.04.2021)
24. Методы внедрения инноваций в организации [Электронный
ресурс]. - Режим доступа:
https://ozlib.com/866688/ekonomika/metody_vnedreniya_innovatsiy_organizatsii(дата обращения: 05.04.2021)
25. Методы эффективного внедрения инноваций в организацию [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://apni.ru/article/510-metodi- effektivnogo-vnedreniya-innovatsij(дата обращения: 17.02.2021)
26. Нововведения в организациях [Электронный ресурс] - Режим доступа:https://pandia.ru/text/78/436/12308.php (дата обращения: 21.03.2021)
27. О рекомендациях по работе с гаджетами для школьников
[Электронный ресурс] - Режим доступа:
https://www.rospotrebnadzor.ru/about/info/news/news_details.php?ELEMENT_ID=17008 (01.03.2022)
28. Особенности использования технологии дополненной реальности
для поддержки образовательных процессов [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-ispolzovaniya-tehnologii-
dopolnennoy-realnosti-dlya-podderzhki-obrazovatelnyh-protsessov (дата
обращения: 25.09.2021)
29. Педагогический мониторинг - инструмент управления учебно-воспитательным процессом [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://pandia.ru/text/79/118/10439.php(дата обращения: 04.02.2021)
30. Преимущества и недостатки дополненной реальности: будущее уже наступило! - Электронный ресурс - Режим доступа: https://spark.ru/user/125704/blog/66599/preimuschestva-i-nedostatki-dopolnennoj- realnosti-buduschee-uzhe-nastupilo(дата обращения 24.10.2020)
31. Применение технологий виртуальной, дополненной и смешанной
реальности в сфере образования [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://privetstudent.com/diplomnyye/computers/4339-primenenie-tehnologiy- virtualnoy-dopolnennoy-i-smeshannoy-realnosti-v-sfere-obrazovaniya.html (дата
обращения: 25.05.2021)
32. Применение технологий виртуальной и дополненной реальности в
образовательном процессе: проблемы и перспективы [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://science-pedagogy.ru/ru/article/view?id=1779(дата
обращения: 16.06.2021)
33. Принудительный метод проведения изменений [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://econ.wikireading.ru/45177(дата обращения: 14.02.2021)
34. Проблемы реализации инноваций [Электронный ресурс] - Режим
доступа: https://studopedia.ru/17_21718_problemi-realizatsii-innovatsiy.html
(дата обращения 07.03.2021)
35. Разница между контрольной и экспериментальной группой [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://ru.strephonsays.com/control- group-and-vs-experimental-group-7242(дата обращения: 14.02.2022)
36. Речевое развитие в соответствии с ФГОС дошкольного образования [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://nsportal.ru/detskiy- sad/razvitie-rechi/2021/01/23/rechevoe-razvitie-v-sootvetstvii-s-fgos-doshkolnogo(дата обращения: 30.11.2021)
37. Создание AR-игры с помощью Vuforia [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://habr.com/ru/post/440592/(дата обращения: 04.10.2021)
38. Сопротивление изменениям и методы их устранения [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://zavantag.com/docs/1421/index- 737292.html?page=6(дата обращения 21.05.2021)
39. Сопротивление инновационным изменениям [Электронный
ресурс]. - Режим доступа:
https://studme.org/1482111122127/menedzhment/soprotivlenie_organizatsionnym _izmeneniyam (дата обращения: 14.02.2021)
40. Социально-коммуникативное развитие дошкольников в соответствии с ФГОС в ДОУ [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://infourok.ru/socialnokommunikativnoe-razvitie-doshkolnikov-v- sootvetstvii-s-fgos-v-dou-3631214.html(дата обращения: 20.11.2021)
41. Сравнение технологий дополненной реальности для движка Unity
[Электронный ресурс] - Режим доступа:
https://evansys.com/articles/tekhnicheskie-nauki-nauchnye-prioritety-uchyenykh- sbornik-nauchnykh-trudov-po-itogam-mezhdunarodnoy-/sektsiya-20- informatsionnye-tekhnologii/sravnenie-tekhnologiy-dopolnennoy-realnosti-dlya- dvizhka-unity/ (дата обращения: 09.11.2021)
42. Стереотипы сопротивления изменениям [Электронный ресурс] -
Режим доступа: https://studopedia.su/10_166488_stereotipi-soprotivleniya-
izmeneniyam.html (дата обращения 24.05.2021)
43. Сферы применения дополненной реальности [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://sharespro.ru/content/newsdaily/6993-sfery- dopolnennoy-realnosti/(дата обращения: 13.10.2021)
44. Таран В.Н. Применение дополненной реальности в обучении [Электронный ресурс] / В.Н. Таран. // Научная электронная библиотека. - Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36511027(дата обращения: 20.09.2021)
45. Тестовые срезы - проведение педагогического тестирования, тесты ЕГЭ и ГИА, независимый мониторинг, онлайн олимпиады [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://test4u.ru/srez.html(дата обращения: 03.03.2022)
46. Технологии виртуальной и дополненной реальности для образования - Электронный ресурс - Режим доступа: https://prodod.moscow/archives/6428(дата обращения 28.10.2020)
47. Технологии дополненной реальности в образовательной сфере - Электронный ресурс - Режим доступа: https://moluch.ru/archive/321/72914/(дата обращения 30.10.2020)
48. ФГОС ДО Познавательное развитие [Электронный ресурс] -
Режим доступа: https://nsportal.ru/blog/detskii-sad/all/2018/10/01/fgos-do-
poznavatelnoe-razvitie (дата обращения: 01.11.2021)
49. ФГОС ДО: реализация направления - речевое развитие. Использование современных технологий [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://nfdou1.edumsko.ru/activity/methodics/consult/post/315179(дата обращения: 20.11.2021)
50. ФГОС ДО: Социально-коммуникативное развитие [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://ozgdou3.edumsko.ru/activity/fgos/post/74926(дата обращения 20.11.2021)
51. Художественно-эстетическое развитие [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://ds42satka.educhel.ru/activity/fgos/post/396711(дата обращения: 02.11.2021)
52. 15 VR- и AR-приложений для школ: обзор российского рынка - Электронный ресурс - Режим доступа: https://vc.ru/education/107661-15-vr-i-ar- prilozheniy-dlya-shkol-obzor-rossiyskogo-rynka(дата обращения 27.10.2020)
53. AR в образовании - Электронный ресурс - Режим доступа: https://eligovision.ru/ar/education/(дата обращения 29.10.2020)
54. AR в образовании. Как мы делаем из учителей AR-разработчиков
- Электронный ресурс - Режим доступа: https://vc.ru/education/128469-ar-v- obrazovanii-kak-my-delaem-iz-uchiteley-ar-razrabotchikov(дата обращения
31.10.2020) .
55. AR в образовании: каковы реальные возможности? - Электронный ресурс - Режим доступа: https://helmeton.ru/blog/ar-v-obrazovanii-kakovy- realnye-vozmozhnosti/(дата обращения 30.10.2020)
56. AR Dragon - виртуального дракончика в каждый дом! [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://planetvrar.com/ar-dragon-obzor/(дата обращения: 20.10.2021)
57. AR Flashcards - Развивающие игры детям для изучения языков [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.mysmartflash.de/ru/(дата обращения: 25.10.2021)
58. VR/AR в детском образовании: зачем технологии нужны школам? [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://medium.com/modum-lab/vr-ar- в-детском-образовании-зачем-технологии-нужны-школам-803b06245eeb/ (дата обращения: 19.11.2021)
59. Vuforia: Немного магии в нашей реальности [Электронный ресурс]
- Режим доступа: https://habr.com/ru/post/198862/(дата обращения: 10.11.2021)
60. Glover J. Unity 2018 Augmented Reality Projects: Build four immersive and fun AR applications using ARKit, ARCore, and Vuforia / J. Glover. - USA: Packt Publishing, 2018. - 358 p., p. 14 - 38. - ISBN: 978-1788838764
61. 6 Benefits and 5 Examples of Augmented Reality in Education -
Электронный ресурс - Режим доступа:
https://www.viewsonic.com/library/education/6-benefits-and-5-examples-of- augmented-reality-in-education/(дата обращения 31.10.2020)
62. How Can Teachers Benefit From Augmented Reality In Education? -
Электронный ресурс - Режим доступа: https://elearningindustry.com/how- teachers-benefit-from-augmented-reality-in-education (дата обращения
31.10.2020)
63. Little Hippo Books [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://littlehippobooks.com/(дата обращения: 13.11.2021)
64. QuiverVision 3D Augmented Reality coloring apps [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://quivervision.com/(дата обращения: 06.11.2021)