Тема: ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ НА УРОКАХ ТЕХНОЛОГИИ

В современном мире технологический прогресс оказывает значительное влияние на образование. Школьное образование уже претерпело множество изменений: в классах появились компьютеры и проекторы, меловые зеленые доски заменились на электронные, бумажные дневники уступили место электронным, стала возможна дистанционная учеба и система контроля входа и выхода для школьников и учителей. И это только начало.
В условиях информационного общества возникает необходимость непрерывного внедрения новых технологий для модернизации образования. Эффективное управление образовательным процессом сегодня невозможно без использования информационных технологий. Основная проблема традиционного обучения заключается в ограниченной возможности демонстрации сложных технических процессов и объектов, в недостаточной интерактивности учебного процесса, а также в высоких затратах на оснащение реальных лабораторий и мастерских. Эти аспекты снижают эффективность восприятия и усвоения учебного материала учащимися, а также ограничивают их практическую подготовку. Поэтому ситуация в образовательной сфере подчеркивает важность применения новых информационных технологий.
Одной из инновационных технологий, которая активно внедряется в учебный процесс, является виртуальная реальность (VR). Виртуальная реальность - это созданный техническими средствами искусственный мир, взаимодействующий с человеком через его органы чувств. Внедрение виртуальной реальности позволяет решить данную проблему за счет использования интерактивных, наглядных и безопасных методов обучения. VR предоставляет возможность создания виртуальных лабораторий и мастерских, где учащиеся могут изучать и моделировать технические объекты в трехмерном пространстве, многократно повторять и анализировать сложные операции без риска для здоровья и материальных затрат. Такие уроки могут значительно улучшить усвоение материала учащимися. Виртуальная реальность является одной из самых перспективных и быстроразвивающихся технологий в сфере информационных технологий. Область её применения весьма широка: начиная с игр и развлекательных приложений и заканчивая приложениями для подготовки и проведения хирургических операций.
Главное достоинство приложения с технологией виртуальной реальности - наглядность, которая способствует лучшему усвоению информации. У ребенка, который попал в виртуальную реальность, появляется игровой интерес, повышается мотивация к овладению новыми навыками, например по сборке оборудования. К сожалению, такие дидактические инструменты сейчас в большом дефиците, они только начинают разрабатываться.
Актуальность работы определяется противоречием между возможностями современных информационных технологий виртуальной реальности и отсутствием в школьном образовании методических разработок с применением этих технологий.
Объект: процесс обучения с использованием виртуальной реальности.
Предмет: обучение компьютерной графике и черчению на уроках технологии с применением виртуальной реальности.
Цель выпускной квалификационной работы - разработать пример методического средства для использования виртуальной реальности при изучении компьютерной графики и черчения.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Провести анализ литературы по применению VR в учебном процессе.
2. Исследовать области и возможности применения VR на уроках технологии.
3. Выделить круг задач для переноса в VR и определить программные инструменты для их реализации.
4. Выполнить модельную разработку по применению виртуальной реальности для развития навыков чтения чертежей.
Методы исследования:
Для достижения цели работы и решения поставленных задач были выбраны следующие методы исследования:
• Анализ - последовательное описание объекта на основе его умозрительного разложения на составные части.
• Синтез - характеристика объекта через описание связей и зависимостей его частей (обобщение, соединение).
• Сравнение - сопоставление для выявления различий или сходств явлений, предметов.
Объем и структура работы: выпускная квалификационная работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованных источников.
Купить

В ходе выполнения выпускной квалификационной работы был проведен анализ литературы по применению VR в учебном процессе, исследованы области и возможности применения VR на уроках технологии, выделен круг задач для переноса в VR и определены программные инструменты для их реализации. В практической части работы сделана модельная разработка виртуальной среды, имитирующей практическое занятие, направленное на развитие навыков чтения чертежей.
На основе анализа современных методов обучения был сделан вывод о том, что на текущий момент ученикам преподается большое количество информации, которая из-за отсутствия наглядности не всегда доступна для понимания, а не своевременное обновление материальной базы снижает интерес к предмету. С помощью VR эти проблемы решаются очень легко. Кроме этого, перечисленные преимущества доказывают всю полезность применения VR технологии в образовании.
Анализ научно-практических и методических исследований применения VR в области образования показал, что ученики, изучающие темы с помощью технологии VR получают большие знания, чем ученики, изучающие такие же темы с помощью стандартных методов обучения. Применение VR на уроках технологии открывает новые горизонты для учащихся, позволяя им применить теоретические знания на практике и развить критически важные навыки.
В работе были исследованы основные программные инструменты для реализации технологий виртуальной реальности, такие как Unity, Unreal Engine, а так же создания трехмерной графики (3ds Max, Cinema 4D, Sketch Up, Blender).
В качестве предметной области созданной виртуальной реальности была выбрана деятельность, связанная с измерением размеров деталей и чтения чертежей, как одна из важнейших при подготовке технических специалистов самого широкого спектра. Кроме того, проведение измерений размеров различных предметов требуется при изучении и других школьных дисциплин (а не только технологии), а чтение чертежей - одно из основных умений, развиваемых при изучении черчения.
Представленная в работе модельная разработка продемонстрировала возможность создания высокоинтерактивной обучающей среды, в которой учащиеся могут работать с виртуальными объектами, производить точные измерения и анализировать их с высокой степенью детализации. Результаты опытного применения разработанной модели виртуальной реальности выявили неподдельный интерес школьников и стремление к совершенствованию навыков, что, несомненно, должно привести к повышению уровня понимания учащимися принципов инженерного черчения и развитию их практических навыков.
Проанализировав результаты решенных в ходе исследования задач, можно заключить, что использование виртуальной реальности на уроках технологии существенно обогащает образовательный процесс, делает его более интерактивным и наглядным, а также способствует более глубокому и качественному усвоению учебного материала. Представленная работа подтверждает значимость внедрения современных технологий в образование и открывает перспективы для дальнейших исследований и разработок в этой области.
Купить