Помощь студентам в учебе
РАЗРАБОТКА ЭЛЕМЕНТОВ ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ ШКОЛЬНИКОВ ИНФОРМАТИКЕ
|
Введение 4
Глава I. Научно-методические основы применения технологий
дополненной реальности в обучении 8
1.1. Технология дополненной реальности: сущность, средства и методы
реализации 8
1.2. Анализ практического опыта использования дополненной реальности в
процессе обучения 20
Глава II. Разработка элементов дополненной реальности для обучения
школьников информатике 25
2.1. Создание виртуальных объектов и реализация технологии дополненной
реальности 25
2.2. Методические рекомендации по разработке элементов дополненной
реальности для обучения 41
2.3. Апробация продуктов разработки и анализ результатов 43
Заключение 47
Библиографический список 47
Приложения 54
Глава I. Научно-методические основы применения технологий
дополненной реальности в обучении 8
1.1. Технология дополненной реальности: сущность, средства и методы
реализации 8
1.2. Анализ практического опыта использования дополненной реальности в
процессе обучения 20
Глава II. Разработка элементов дополненной реальности для обучения
школьников информатике 25
2.1. Создание виртуальных объектов и реализация технологии дополненной
реальности 25
2.2. Методические рекомендации по разработке элементов дополненной
реальности для обучения 41
2.3. Апробация продуктов разработки и анализ результатов 43
Заключение 47
Библиографический список 47
Приложения 54
Современному человеку свойственно стремление к постоянному развитию и саморазвитию, неотъемлемой частью его жизни является образование в течение всей жизни.
Необходимо отметить, что современная система образования построена таким образом, что в процессе обучения теоретические знания преобладают над практическими. Вместе с тем известно, что знания, полученные практическим путем, усваиваются обучающимися лучше и сохраняются на более длительный период, в отличие от знаний, полученных только теоретически.
Кроме того, в некоторых образовательных организациях реализация проведения практических занятий может быть затруднена или невозможна: например, отсутствуют необходимые химические реактивы или минеральные/горные породы для демонстрации их учащимся.
Таким образом, ситуация в сфере образования, касающаяся практических занятий, обуславливает актуальность применения новых информационных технологий в сфере образования. Одним перспективных направлений развития инновационных образовательных технологий является применение дополненной реальности в процессе обучения.
Технологии дополненной реальности основываются на механизме наложения виртуального объекта (графики, текста, аудио, видео и др.) на реальный объект окружающего мира в реальном времени. [22] Это означает, что при создании дополненной реальности, разработчик с помощью специального программного обеспечения и гаджетов помещает объекты в пространство в режиме реального времени. Направление исследований в данной области обозначается чётким устоявшимся термином - Augmented Reality (дополненная реальность) или AR-технология.
Дополненная реальность, как мощный инструмент визуализации контекстной информации и эргономичного способа ее «доставки» человеку, была по достоинству оценена в сферах бизнеса и развлечений: рекламные 4
стенды, анимированные презентации, SD-модели, сопровождение сложных инженерных и ремесленных работ, тренажеры и другое. [27] Например, сегодня у пользователей гаджетов существует возможность «примерить» на своем теле одежду, выбрать, какие прическа и цвет волос выглядят на них более презентабельно, не выходя из дома. Данные и другие манипуляции можно совершить при помощи специальных приложений и Интернет-ресурсов, созданных некоторыми кампаниями для привлечения потока клиентов, зачастую - для развлечения пользователей.
На современном этапе своего развития компьютерные технологии дополненной реальности начинают влиять на технологии обучения, обогащая их средства и методы, расширяя дидактические и когнитивные возможности. Размещение виртуальных объектов в конкретной среде, в которой они изначально отсутствуют, позволяет смоделировать необычные образовательные практики.
Современному человеку необходимо уметь находить информацию, определять степень ее достоверности, анализировать, обобщать и использовать для прогнозирования. Требования стандартов к результатам образования также отражают важность приобретения компетенций в области современных компьютерных устройств и технологий.
Использование такой технологии, как дополненная реальность, предоставляет обучающимся возможность практиковаться в полученных ими теоретических знаниях абсолютно безопасно (например, проводить химические опыты и эксперименты, наглядно представлять алгоритмы сортировки массивов или кодирования информации, видеть, как работают отдельные части компьютера и т.д.), визуализировать объекты, представленные в учебнометодических материалах. [21] Таким образом, наглядность представления содержания образования значительно возрастает, более того, поскольку технология достаточно новая, и для ее использования необходимы привычные для современных учащихся гаджеты (смартфоны) - повышается интерес школьников к изучаемой дисциплине. Следует учесть, что AR-технологии не требуют использования дополнительного или дорогостоящего оборудования. Разработать элементы дополненной реальности для обучения сможет каждый учитель информатики.
Согласно статистике, в настоящее время смартфонами пользуются более 95% учащихся средней и старшей школы. [28] Несмотря на это, отсутствие смартфона или планшета у учащегося не является решающим негативным фактором в том случае, если в образовательном процессе будут применены технологии дополненной реальности, т.к. данная технология не станет основной, более того, существует возможность воспользоваться смартфоном одноклассника или вместе с ним.
Таким образом, актуальность использования технологии дополненной реальности в обучении заключается в повышении наглядности обучения и интереса учащихся к нему, а также в популярности смартфонов среди учащихся средней и старшей школы.
Гипотеза исследования: использование элементов дополненной
реальности в обучении позволяет повысить наглядность содержания образования, интерес к познавательной деятельности, мотивацию к применению гаджетов для решения учебных задач.
Объект исследования: процесс обучения школьников информатике.
Предмет исследования: использование технологии дополненной
реальности в обучении.
Цель исследования - разработать приложение дополненной реальности (AR-элементы) для обучения школьников информатике.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи исследования:
1. Провести анализ литературы и Интернет-источников в области разработки технологий дополненной реальности, а также способов ее использования для обучения.
2. Провести анализ способов разработки технологии дополненной реальности, а также методик ее использования для обучения информатике.
3. Разработать приложение дополненной реальности для использования в обучении информатике учащихся средней и старшей школы.
4. Провести апробацию разработанного приложения и объектов дополненной реальности.
5. Сформулировать методические рекомендации по разработке AR- приложения.
Необходимо отметить, что современная система образования построена таким образом, что в процессе обучения теоретические знания преобладают над практическими. Вместе с тем известно, что знания, полученные практическим путем, усваиваются обучающимися лучше и сохраняются на более длительный период, в отличие от знаний, полученных только теоретически.
Кроме того, в некоторых образовательных организациях реализация проведения практических занятий может быть затруднена или невозможна: например, отсутствуют необходимые химические реактивы или минеральные/горные породы для демонстрации их учащимся.
Таким образом, ситуация в сфере образования, касающаяся практических занятий, обуславливает актуальность применения новых информационных технологий в сфере образования. Одним перспективных направлений развития инновационных образовательных технологий является применение дополненной реальности в процессе обучения.
Технологии дополненной реальности основываются на механизме наложения виртуального объекта (графики, текста, аудио, видео и др.) на реальный объект окружающего мира в реальном времени. [22] Это означает, что при создании дополненной реальности, разработчик с помощью специального программного обеспечения и гаджетов помещает объекты в пространство в режиме реального времени. Направление исследований в данной области обозначается чётким устоявшимся термином - Augmented Reality (дополненная реальность) или AR-технология.
Дополненная реальность, как мощный инструмент визуализации контекстной информации и эргономичного способа ее «доставки» человеку, была по достоинству оценена в сферах бизнеса и развлечений: рекламные 4
стенды, анимированные презентации, SD-модели, сопровождение сложных инженерных и ремесленных работ, тренажеры и другое. [27] Например, сегодня у пользователей гаджетов существует возможность «примерить» на своем теле одежду, выбрать, какие прическа и цвет волос выглядят на них более презентабельно, не выходя из дома. Данные и другие манипуляции можно совершить при помощи специальных приложений и Интернет-ресурсов, созданных некоторыми кампаниями для привлечения потока клиентов, зачастую - для развлечения пользователей.
На современном этапе своего развития компьютерные технологии дополненной реальности начинают влиять на технологии обучения, обогащая их средства и методы, расширяя дидактические и когнитивные возможности. Размещение виртуальных объектов в конкретной среде, в которой они изначально отсутствуют, позволяет смоделировать необычные образовательные практики.
Современному человеку необходимо уметь находить информацию, определять степень ее достоверности, анализировать, обобщать и использовать для прогнозирования. Требования стандартов к результатам образования также отражают важность приобретения компетенций в области современных компьютерных устройств и технологий.
Использование такой технологии, как дополненная реальность, предоставляет обучающимся возможность практиковаться в полученных ими теоретических знаниях абсолютно безопасно (например, проводить химические опыты и эксперименты, наглядно представлять алгоритмы сортировки массивов или кодирования информации, видеть, как работают отдельные части компьютера и т.д.), визуализировать объекты, представленные в учебнометодических материалах. [21] Таким образом, наглядность представления содержания образования значительно возрастает, более того, поскольку технология достаточно новая, и для ее использования необходимы привычные для современных учащихся гаджеты (смартфоны) - повышается интерес школьников к изучаемой дисциплине. Следует учесть, что AR-технологии не требуют использования дополнительного или дорогостоящего оборудования. Разработать элементы дополненной реальности для обучения сможет каждый учитель информатики.
Согласно статистике, в настоящее время смартфонами пользуются более 95% учащихся средней и старшей школы. [28] Несмотря на это, отсутствие смартфона или планшета у учащегося не является решающим негативным фактором в том случае, если в образовательном процессе будут применены технологии дополненной реальности, т.к. данная технология не станет основной, более того, существует возможность воспользоваться смартфоном одноклассника или вместе с ним.
Таким образом, актуальность использования технологии дополненной реальности в обучении заключается в повышении наглядности обучения и интереса учащихся к нему, а также в популярности смартфонов среди учащихся средней и старшей школы.
Гипотеза исследования: использование элементов дополненной
реальности в обучении позволяет повысить наглядность содержания образования, интерес к познавательной деятельности, мотивацию к применению гаджетов для решения учебных задач.
Объект исследования: процесс обучения школьников информатике.
Предмет исследования: использование технологии дополненной
реальности в обучении.
Цель исследования - разработать приложение дополненной реальности (AR-элементы) для обучения школьников информатике.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи исследования:
1. Провести анализ литературы и Интернет-источников в области разработки технологий дополненной реальности, а также способов ее использования для обучения.
2. Провести анализ способов разработки технологии дополненной реальности, а также методик ее использования для обучения информатике.
3. Разработать приложение дополненной реальности для использования в обучении информатике учащихся средней и старшей школы.
4. Провести апробацию разработанного приложения и объектов дополненной реальности.
5. Сформулировать методические рекомендации по разработке AR- приложения.
Выдвинутая в начале исследования гипотеза подтвердилась: использование элементов дополненной реальности в обучении способствует повышению мотивации к применению гаджетов для решения учебных задач, интереса к учебному процессу благодаря наглядности и новизне технологии (а значит, и лучшему пониманию учебного материала).
Цель исследования - разработать приложение дополненной реальности для обучения информатике в средней школе -достигнута. Все поставленные задачи в ходе исследования были решены. В результате исследования разработано приложение с использованием технологии дополненной реальности, виртуальные объекты для обучения информатике.
Анализ практического опыта использования дополненной реальности в обучении, показал, насколько новой для образования является AR-технология, что подтвердило актуальность исследования.
Анализ литературы и Интернет-источников в области разработки технологий дополненной реальности, а также анализ особенностей использования дополненной реальности для обучения, произведенные в ходе выполнения выпускной квалификационной работы, позволили выявить темы, требующие дополнительной визуализации при изучении информатики.
Анализ средств и подходов к разработке технологии дополненной реальности позволил выбрать необходимое программное обеспечение для разработки AR-приложения.
В ходе исследования были разработаны методические рекомендации по использованию AR-приложений в процессе обучения. Элементы дополненной реальности, разработанные в процессе исследования, могут быть использованы в обучении непосредственно на уроках информатики, а также на их основе могут быть разработаны подобные элементы для других дисциплин.
В результате апробации было выявлено, что подавляющее большинство респондентов считают, что применение технологии дополненной реальности 47
помогло бы повысить интерес обучающихся к предмету, так как имеет место наглядность и новизна использования данной технологии. Широкая популярность гаджетов среди учащихся средней и старшей школы способствует повышению интереса к использованию их в учебном процессе. Размещение виртуальных объектов в конкретной среде, в которой они изначально отсутствуют, позволяет смоделировать необычные образовательные практики.
Цель исследования - разработать приложение дополненной реальности для обучения информатике в средней школе -достигнута. Все поставленные задачи в ходе исследования были решены. В результате исследования разработано приложение с использованием технологии дополненной реальности, виртуальные объекты для обучения информатике.
Анализ практического опыта использования дополненной реальности в обучении, показал, насколько новой для образования является AR-технология, что подтвердило актуальность исследования.
Анализ литературы и Интернет-источников в области разработки технологий дополненной реальности, а также анализ особенностей использования дополненной реальности для обучения, произведенные в ходе выполнения выпускной квалификационной работы, позволили выявить темы, требующие дополнительной визуализации при изучении информатики.
Анализ средств и подходов к разработке технологии дополненной реальности позволил выбрать необходимое программное обеспечение для разработки AR-приложения.
В ходе исследования были разработаны методические рекомендации по использованию AR-приложений в процессе обучения. Элементы дополненной реальности, разработанные в процессе исследования, могут быть использованы в обучении непосредственно на уроках информатики, а также на их основе могут быть разработаны подобные элементы для других дисциплин.
В результате апробации было выявлено, что подавляющее большинство респондентов считают, что применение технологии дополненной реальности 47
помогло бы повысить интерес обучающихся к предмету, так как имеет место наглядность и новизна использования данной технологии. Широкая популярность гаджетов среди учащихся средней и старшей школы способствует повышению интереса к использованию их в учебном процессе. Размещение виртуальных объектов в конкретной среде, в которой они изначально отсутствуют, позволяет смоделировать необычные образовательные практики.
