Хохлова Татьяна Юрьевна
Магистрант
НГПУ ФТП
г. Новосибирск
Аннотация: в статье показана возможность использования AR технологии в образовательной среде с целью визуального моделирования учебного материала, дополнения его наглядной информацией; преимущества и недостатки данной технологии.
Ключевые слова: , образование.
ТЕХНОЛОГИЯ ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ В ОБРАЗОВАНИИ
Технология дополненной реальности в образовательном пространстве стала использоваться относительно недавно. Дискуссия о термине «дополненная реальность» и возможности использования данной технологии в предметной области «информатика» неоднозначно и позволяет говорить о несформированности самого термина. Многие эксперты называют дополненную реальность «улучшенной», «расширенной» и даже «дополнительной». Более точным все же будет название «дополненная реальность», так как данная технология может как дополнять окружающий мир объектами мира виртуального, так и устранять из него объекты.
Так для нас было продуктивным обращение к электронному ресурсу, в котором д ополненная реальность рассматривалась как «ответ современных технологий на проблемные вопросы, которые возникают у нас каждый день. Она более понятна большинству людей, ее проще воплотить, чем виртуальные миры. Дополненная реальность позволяет нам сделать ежедневную реальность богаче. В сочетании с неисчерпаемостью Интернет-ресурсов, ее возможности безграничны.»
В продолжение уточнения можно привести определение дополненной реальности (augmented reality, AR) как «среда с прямым или косвенным дополнением физического мира цифровыми данными в режиме реального времени при помощи компьютерных устройств - планшетов, смартфонов и инновационных гаджетов, а также программного обеспечения к ним» .
На вопрос о возможности использования технологии дополненной реальности в образовании можно ответить утвердительно, ибо данная технология позволяет сделать уроки увлекательными, интересными, понятными.
С помощью дополненной реальности можно «оживить» статичные страницы книг и учебных пособий, совершить прогулку по джунглям, почувствовать себя участником исторического события.
Однако почти на всех направлениях обучения чаще всего используются электронно-информативные или интерактивные средства. Практически все школы оборудуют кабинеты компьютерной техникой, проекционной аппаратурой, ЭОР и другими современными средствами обучения. Чаще всего возможности этой техники не используются в полной мере. А технология дополненной реальности либо не используется совсем, либо применяется крайне редко. Дополненная реальность может использоваться в изучении любого предмета, будь то физика или история, биология или литература. Уже сейчас можно найти много программ для юных математиков (Pocket Tutor ), начинающих биологов (AR Flashcards ) и другие.
Как и у любой новой технологии у AR есть свои преимущества и недостатки. С одной стороны она позволяет значительно расширить возможности образовательного процесса. Мнение американского философа и педагога Джон Дьюи: « Если мы будем учить сегодня так, как учили вчера, мы украдем у детей завтра», произнесенное в начале 20 века актуально и сегодня. Школа должна идти в ногу со временем и демонстрировать детям то, с чем им придется работать в самое ближайшее время.
Недостатки этой технологии выходят за рамки образовательного процесса и связаны, в первую очередь, с социальными последствиями (применение контактных линз с дополненной реальностью, проблемы, связанные с конфиденциальностью информации ).
Каким образом можно использовать технологию дополненной реальности в образовательном процессе. В первую очередь как вспомогательное средство для максимизации наглядности и интерактивности изучаемого предмета, более глубокого погружения в него, проведения виртуальных лабораторных работ. Использование дополненной реальность и 3 D моделирования совместно мотивирует учащихся к изучению программирования и 3 D моделирования. Данная технология может быть использована при выполнении проектных заданий, для визуализации результатов работы обучающихся над проектом, сделав его максимально интерактивным.
Таким образом, технология дополненной реальности позволяют педагогу вовлечь учащихся в исследование, разрабатывая для этого учебные ситуации, использовать современные технологии, инструменты и способы деятельности для достижения качественного результата.
По мнению Катхановой И.Ф. и Бестыбаевой К. И. на данный момент нет возможности применения AR в образовательном процессе, так как нет какой-либо единой методологии применения технологии дополненной реальности в образовательной среде . Не так уж и много приложений, которые можно использовать в образовании, но, тем не менее, дополненная реальность – это наиболее результативный способ познания окружающего нас мира, и путь, по которому мы рано или поздно пойдем, потому что живем в стремительно развивающийся век информационных технологий.
Список литературы
Дополненная реальность=школа будущего [Электронный ресурс] http :// evtoolbox . ru / ev - toolbox / education (дата обращения 20.12.16)
Что такое дополненная реальность? [Электронный ресурс] (дата обращения 20.12.16)
Как технология дополненной реальности помогает в образовании детей. [Электронный ресурс] (дата обращения 20.12.16)
Социальные последствия дополненной реальности [Электронный ресурс]
Технология дополненной реальности в образовании. Интерактив плюс. [Электронный ресурс] (дата обращения 20.12.16)
Технология дополненной реальности в образовании играет с каждым годом все большую роль: школы, техникумы и ВУЗы по всему миру переходят с традиционных методик на более продвинутые способы. Бумажные учебники и пособия сменяются электронными книгами, деревянные и пластиковые доски для мела и маркера сменяются дисплеями и планшетами.
Эффективно ли это?
Исследования показывают, что смешанная реальность уверенно в образовательной сфере. Такой подход позволяет лучше усваивать информацию, запоминать ее большие объемы, причем это касается и младших школьников, и старшеклассников, и студентов. Чтобы установить это, были проведены эксперименты, в ходе которых одна группа изучала новый материал при помощи AR, а другая – классическими схемами и пособиями. Тесты продемонстрировали, что представители первой группы усвоили почти 90% от общего объема материала, проявляли дисциплинированность и заинтересованность в обучении, тогда как классический подход показал втрое меньшую эффективность. 
Как объяснить такую эффективность?
В образовании преимущества смешанной реальности выглядит следующим образом:
- Наглядность. Типичный пример – Двухмерная бумажная проекция хоть и дает полное представление об объекте, но не позволяет “ощутить” его, в подробностях рассмотреть отдельные элементы. Трехмерный подход – совсем другое дело, будущий специалист может оценить деталь, понять ее устройство, реализовать различные усовершенствования и изменения.
- Визуализация. Данный прием часто используется при обучении детей, которым еще незнакомы такие понятия, как теоретический подход и абстрактное мышление. Визуализация теории при помощи дополненной реальности, в свою очередь, облегчает процесс запоминания, улучшает усвоение материала.
- Интерес. Вспомните собственные школьные годы. Листать черно-белые страницы учебника – процесс не самый увлекательный. А теперь вообразите, что его страницы оживают, персонажи вступают с вами в диалог, объясняют сложные моменты, помогают вникнуть в суть материала. Такой подход, возможный с Augmented Reality, в разы интересней, приятней и понятней.
Использование устройств расширенной реальности в обучении с каждым годом становится все более разнообразным. Самый простой пример – электронные книги и приложения для смартфонов. Некоторые учебные заведения двигаются дальше, устанавливают голографические стенды, прозрачные сенсорные экраны, оборудуют парты специальными очками.
Одним из наиболее популярных направлений развития виртуальной и дополненной реальности является образование. Существует много различных вариантов применения современных технологий в этой области — от простых школьных туров по Древнему Египту на уроках географии до обучения специалистов для работы на сверхскоростном поезде или на космической станции. Своими замечаниями о том, какими возможности обладает виртуальная реальность в образовании, поделился Дмитрий Кириллов, руководитель VRAR lab и Cerevrum Inc .
Плюсы использования VR в образовании
Использование виртуальной реальности открывает много новых возможностей в обучении и образовании, которые слишком сложны, затратны по времени или дороги при традиционных подходах, если не всё одновременно. Можно выделить пять основных достоинств применения AR/VR технологий в образовании.
Наглядность. Используя 3D-графику, можно детализированно показать химические процессы вплоть до атомного уровня. Причем ничто не запрещает углубиться еще дальше и показать, как внутри самого атома происходит деление ядра перед ядерным взрывом. Виртуальная реальность способна не только дать сведения о самом явлении, но и продемонстрировать его с любой степенью детализации.
Безопасность. Операция на сердце, управление сверхскоростным поездом, космическим шатлом, техника безопасности при пожаре — можно погрузить зрителя в любое из этих обстоятельств без малейших угроз для жизни.
Вовлечение. Виртуальная реальность позволяет менять сценарии, влиять на ход эксперимента или решать математическую задачу в игровой и доступной для понимания форме. Во время виртуального урока можно увидеть мир прошлого глазами исторического персонажа, отправиться в путешествие по человеческому организму в микрокапсуле или выбрать верный курс на корабле Магелланна.
Фокусировка. Виртуальный мир, который окружит зрителя со всех сторон на все 360 градусов, позволит целиком сосредоточиться на материале и не отвлекаться на внешние раздражители.
Виртуальные уроки. Вид от первого лица и ощущение своего присутствия в нарисованном мире — одна из главных особенностей виртуальной реальности. Это позволяет проводить уроки целиком в виртуальной реальности.
Форматы VR в образовании
Использование новых технологий в образовании предполагает, что учебноый процесс должен быть перестроен соответствующим образом.
ОЧНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Виртуальные технологии предлагают интересные возможности для передачи эмпирического материала. В данном случае классический формат обучения не искажается, так как каждый урок дополняется 5–7-минутным погружением. Может быть использован сценарий, при котором виртуальный урок делится на несколько сцен, которые в включаются в нужные моменты занятия. Лекция остается, как и прежде, структурообразующим элементом урока. Такой формат позволяет модернизировать урок, вовлечь учеников в учебный процесс, наглядно иллюстрировать и закрепить материал.
ДИСТАНЦИОННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
При дистанционном обучении ученик может находиться в любой точке мира, равно как и преподаватель. Каждый из них будет иметь свой аватар и лично присутствовать в виртуальном классе: слушать лекции, взаимодействовать и даже выполнять групповые задания. Это позволит придать ощущение присутствия и устранить границы, которые существуют при обучении через видеоконференции. Также преподаватель сможет понять, когда ученик решит покинуть урок, так как шлемы Oculus Rift и HTC Vive оборудованы датчиком освещения, позволяющим распознать, используется шлем в данный момент или нет.
СМЕШАННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
При наличии обстоятельств, мешающих посещать занятия, ученик может делать это удаленно. Для этого класс должен быть оборудован камерой для съемки видео в формате 360-градусов с возможностью трансляции видео в режиме реального времени. Ученики, посещающие урок дистанционно, смогут наблюдать происходящее в классе от первого лица (например, прямо со своего места), видеть своих одноклассников, общаться с преподавателем и принимать участие в совместных уроках.
САМООБРАЗОВАНИЕ
Любой из разработанных образовательных курсов может быть адаптирован для самостоятельного изучения. Сами уроки могут размещаться в онлайн-магазинах (например, Steam, Oculus Store, App Store, Google Play Market), чтобы у всех была возможность осваивать или повторять материал самостоятельно.
Минусы использования VR в образовании
Однако пока использование технологий и сами устройства не будут максимально «отточены», будут существовать минусы и потенциальные проблемы использования виртуальной реальности в образовании.
Объем. Любая дисциплина довольно объемна, что требует больших ресурсов для создания контента на каждую тему урока — в виде полного курса или десятков и сотен небольших приложений. Компании, которые будут создавать такие материалы, должны быть готовы заниматься разработкой довольно продолжительное время без возможности ее окупить до выхода полноценных наборов уроков.
Стоимость. В случае с дистанционным обучением нагрузка по покупке устройства виртуальной реальности ложится на пользователя, или этим устройством может быть его телефон. Но образовательным учреждениям понадобится закупать комплекты оборудования для классов, в которых будут проходить занятия, что также требует существенных инвестиций.
Функциональность. Виртуальная реальность, как и любая технология, требует использования своего, специфического языка. Важно найти верные инструменты для того, чтобы сделать контент наглядным и вовлекающим. К сожалению, многие попытки создания обучающих VR-приложений не используют все возможности виртуальной реальности и, как следствие, не выполняют своей функции.
Пример: урок физики в VR
Для того, чтобы проверить эффективность и жизнеспособность использования виртуальной реальности в образовании, компания VRAr lab разработала экспериментальный урок по физике. В исследовании приняли участие 153 человека: подростки 6-17 лет, их родители и родственники. После просмотра участников попросили ответить на три вопроса: насколько хорошо усваивается учебный материал, поданный таким образом; каково отношение детей к обучению в виртуальной реальности; какие школьные предметы (по мнению школьников) предпочтительны для создания уроков в виртуальной реальности.
Урок был посвящен теме электрического тока в простейшей электрической цепи. Надев очки, пользователь оказывался в комнате перед столом, на котором была визуализирована простейшая электрическая цепь. Далее пользователь попадал внутрь проводника, где ему предстояло изучить его строение (визуализация строения атома, кристаллической решетки, условная визуализация течения электрического тока в связке с источником питания). Урок рассчитан на шесть учеников, сопровождается лекцией учителя и длится от 5 до 7 минут.
После лекции респонденты заполнили анкеты.
Усвоение материала и отношение к урокам в VR
Респондентам было предложено ответить на три закрытых вопроса анкеты: какая из перечисленных частиц не является частицей атома; из чего состоит ядро атома; какая частица отвечает за передачу электрического заряда. Результат оказался отличным – лишь 8,5% респондентов не усвоили материал.
Что касается отношения к подобным урокам, то по данным VRAR lab, 148 респондентов из 153 (97,4%) желали бы и дальнейшего применения технологий виртуальной реальности на школьных уроках, причем в качестве дисциплин большинство указало физику и химию.
В целом, эксперимент, проведенный VRAR lab, показал успешность применения VR в образовании. Современные технологии, несмотря на долгий путь развития, еще молоды, но всё же виртуальная реальность – это следующий большой рывок в развитии сферы образования. И в ближайшее время нам предстоит увидеть множество интересных открытий в этой области.
1В статье приводятся результаты многочисленных опытов, научных исследований, публикаций, внедрения в образовательный процесс виртуальных средств обучения, а также опыт авторов, полученный в ходе реализации проекта. Основательно описывается необходимость внедрения «ReaEye» в образовательный процесс, основываясь на анализах научных исследований в области средств, методов и форм организации образовательной деятельности, в которых в доступной форме излагается тот факт, что мысль, полученная с помощью зрительных анализаторов, учащимися и студентами усваивается намного лучше. В доступной форме изложена структура и принцип работы электронного приложения «RealEye», созданного авторами для реализации проекта. Работа имеет очень большую теоретическую и практическую значимость, и будет востребована среди учащихся, студентов, преподавателей.
архитектура компьютера
трехмерная графика
flash-модуль
3D-моделирование
информационно-коммуникационные технологии
средство обучения
«Дополненная реальность»
1. Евтихов, О.В., Адольф, В.А. Современное представление об образовательной среде ВУЗа как педагогическом феномене // Вестник КГПУ им. В.П.Астафьева. – 2014. – №1. – С.30-34.
2. Захарова, Т.В., Киргизова, Е.В., Басалаева, Н.В. Методические аспекты использования электронного учебника в обучении математике // Глобальный научный потенциал. – 2013. – № 10(31). – С.18–21.
3. Петрова, О.А. Дополненная реальность для целей образования / О.А. Петрова // Intel® EducationGalaxy, Literatura. – 2013 [Электронный ресурс]. – Режим достуупа: https://edugalaxy.intel. ru/?automodule=blog&blogid=.
4. Шакиров, И.Ш. Дидактические возможности организации обучения с использованием трехмерной графики, на примере технологии «Дополненная реальность». // Достижения и проблемы современной науки - Уфа: РИО МЦИС ОМЕГА САЙНС, - 2014. - С.42-44.
5. Alternativa Platform, Урок «Дополненная реальность» для 7 версии [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://wiki.alternativaplatform.com.
Быстро развивающая научно-техническая революция, основанная на процессе глобальной информатизации всех сфер общественной жизни, требует информатизации и сферы образования. Значимость и актуальность работы заключается в разработке и внедрении ИКТ, включающих инструментальные среды для реализации обучающих программ .
Использование информационно-коммуникационных технологии должно в полной мере соответствовать современному уровню технического развития, зрительным, интеллектуальным, конструктивным и что немаловажно программным возможностям современных достижений в области ИКТ. В большинстве случаев результат деятельности обучаемого зависит от того, насколько информативно и интересно выстроен процесс передачи знаний, в какой мере реализованы его потребности в познании и какими средствами достигнута его дальнейшая направленность на углубление своих знаний .
«Дополненная реальность» (англ. Augmentedreality, AR) одна из последних достижений науки и техники. К технологиям дополненной реальности относятся те проекты, которые направлены на дополнение реальности виртуальными объектами. Данная технология имеет широкое применение в архитектуре, в маркетинге, в компьютерных играх, военном деле.
Нами были рассмотрены, изучены, проанализированы исследования и разработки в области технологии дополненной реальности, такие как: «A Serveyof Augmented Reality»; «Semapedia»; «Artag»; «Layar»; «Arget», в которых в той или иной мере используется поток видео с дальнейшей цифровой обработкой и наложением компьютерной графики. Многие из них, для реализации используют машинное зрение, посредством камер (вебкамер) .
Анализ учебно-педагогической и научной литературы по данной теме, позволил нам сделать вывод о малой применимости данной технологии в организации образовательного процесса.
Внедрение в систему образования современных виртуальных средств обучения является важнейшим условием усиления обучающего эффекта, которое заключается в интерактивности 3D-моделирования и использовании эффекта дополненной реальности. Имея под рукой набор бумажных маркеров, мы можем в любой момент представить учебный объект не только в объеме, но и проделать с ним ряд манипуляций, посмотреть на него «изнутри» или разрезе. Актуальность внедрения технологии дополненной реальности в образовательный процесс заключается в том, что использование настолько инновационного средства несомненно повысит мотивацию учащихся при изучении информатики и других дисциплин, а также повысит уровень усваивания информации, синтезируя различные формы ее представления. Огромным плюсом использования технологии дополненной реальности является ее наглядность, информационная полнота и интерактивность .
Эффективность учебного процесса полностью зависит от уровня его организации. Необходимый уровень может быть достигнут при четком, последовательном, логически связанном построении всех элементов деятельности учителя и учащихся .
Для успешного внедрения данной технологии в образовании, нами было разработано электронное приложение RealEye, основанный на технологии дополненной реальности, предоставляющий широкий функционал как для учителя, так и для ученика. Применяя данную технологию, учитель может доносить необходимый для изучения материал в более интересной и доступной для учеников форме, строя урок на основе увлекательных игр, демонстраций и лабораторных работ. Удобство использования виртуальных 3D-объектов упрощает процесс объяснения нового материала. При этом, осваивая технологию дополненной реальности, повышается уровень информационной грамотности учителя и учеников. Схематической изображение RealEye показано на рисунке 1.
Рис.1. Устройство RealEye
Технология «RealEye» состоит из программной среды - интерфейса и устройства - контроллера дополненной реальности (рисунок 2). Ядром (сердцем) приложения является Flash-модуль, основанный в среде программирования Flash Develop, объединяющий в себе следующие файлы:
Файл с расширением 3DS - трехмерная модель какого-либо предмета, объекта или явления созданная в среде трехмерной графики 3dsmax;
Файл Ipg - текстура («одежда») модели, выполненная в Photoshop;
Файл с расширением Png- маркер, реализованный в CorelDraw;
Помимо этого, подключена платформу Alternativa3D 7 и использован трекер FLAR Manager. Alternativa3D 7 обеспечивает поддержку графики, FLAR Manager производит отслеживание маркера в пространстве и прорисовку 3D-объекта .
Рис. 2. Схема RealEye
Приложение имеет простой и удобный интерфейс, в котором легко может работать даже новичок без всяких инструкций (рисунок 3). Универсальная программная оболочка для операционной системы Windows была разработана в среде объектно-ориентированного программирования Boorland Delphi 7, с подключением всех необходимых расширений (например, Shockwave Flash player).
Рис. 3. Интерфейс приложения RealEye
Интерфейс приложения дает возможность выбора режима работы программы:
Автоматический - flash-модули изучаемых объектов прикреплены к кнопкам. Запуск, смена объектов осуществляется нажатием всего одной кнопки;
Имея набор flash-модулей и маркер (рисунок 1), можно в любой момент представить учебный объект как в объеме, так и с использованием различных манипуляций. Для успешной реализации проекта, нами были разработаны Flash-модули устройств архитектуры системного блока (материнская плата, блок питания, оперативная память, видеокарта, кулер, дисковод, процессор, звуковая карта, жесткий диск).
Для того чтобы программа правильно работала, необходимо выполнить ряд действий:
1. Запустить приложение RealEye;
2. Выбрать режим работы;
3. При автоматическом режиме, необходимо нажать на кнопку с именем модели, при ручном режиме нажать кнопку «Выбрать» и указать путь к нему. Убедившись, что flash-модуль успешно добавлен (В строке «Расположение файлов» появится полный адрес на flash-модуль) нажать кнопку «Запустить» .
4. Навести контроллер на маркер;
5. Для окончания просмотра нажать кнопку «Завершить», а для завершения работы программы нажать «Завершить работу программы».
На рисунке 4 изображен процесс выполнения программы
Рис. 4. Выполнение программы RealEye
В окне предварительного просмотра хорошо прослеживается, как созданное нами приложение, используя алгоритмы компьютерного зрения, определяет положение маркера, создавая в поле вывода трехмерное пространство для размещения модели. Это пространство накладывается на реальное изображение с камеры и изменяется в зависимости от положения маркера или камеры в реальном времени. В последствие, по координатам наложенного пространства происходит размещение 3D-модели на реальном изображении. В правом окне отображается краткая информация о рассматриваемом объекте.
Помимо этого, имеется возможность работать с маркером, расположенном в учебнике (в разработанной нами брошюре по теме «Архитектура и структура компьютера») (рис. 5).
Рис. 5. Маркер в странице учебника
Маркер считывается компьютером вне зависимости от размеров, поэтому после обработки изображения с контроллера мы получаем трехмерную модель CD/DVD дисковода на странице учебника.
В процессе организации изучения темы «Архитектура компьютера», демонстрация может быть использована как непосредственно самим учителем, так и индивидуально каждым учеником на своих рабочих местах. Использование такой технологии обеспечивает эффективность образовательного процесса и позволяет повысить интерес учащихся к предметной области «Информатика».
Таким образом, обучение, построенное на основе технологии «Дополненная реальность» должно осуществляться в ходе решения учебно-познавательных задач. Это обеспечит овладение учащимся не только специфическими для данной области действиями, но и системой универсальных учебных действий. В ходе решения этих задач учащийся добывает необходимые знания и применяет их на практике.
Приложение позволяет учителю при организации образовательного процесса сделать уроки более наглядными, информативными, и самое главное интересными для учащихся, что будет оказывать на детей стимулирующее воздействие.
Таким образом, организация обучение на основе технологии «Дополненная реальность» будет оказывать положительное воздействие как для ученика (способствовать лучшему усвоению знаний), так и для учителя (поможет организовать образовательный процесс).
Работа выполнена при финансовой поддержке Красноярского краевого фонда науки.
Рецензенты:
Пак Н.И., д.п.н., профессор, профессор, заведующий кафедрой ИИТвО Красноярского государственного педагогического университета им. В.П. Астафьева, г. Красноярск;
Адольф В.А., д.п.н., профессор, заведующий кафедрой педагогики Красноярского государственного педагогического университета им. В.П. Астафьева, г. Красноярск.
Библиографическая ссылка
Киргизова Е.В., Шакиров И.Ш., Захарова Т.В., Рубцов А.В. «ДОПОЛНЕННАЯ РЕАЛЬНОСТЬ»: ИННОВАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОРГАНИЗАЦИИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА ПО ИНФОРМАТИКЕ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 2-2.;URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=21827 (дата обращения: 01.02.2020). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
Какое будущее ждет обучение? Как будут выглядеть классы будущего? Новые технологии, вроде облачных вычислений, дополненной реальности и 3D-печати, прокладывают такое будущее для системы образования, которое мы можем только представить. Во всяком случае, нам есть от чего отталкиваться. Давайте представим.
Стоит отметить, что мы не можем быть уверены на все 100%.
Мы все еще ждем, что дополненная реальность штормом пройдется по нашему миру. На подходе Google Glass, Oculus Rift и другие любопытные вещи, которые привнесут в нашу реальность вкус дополненной и виртуальной реальностей.
Ожидается, что устройства, подобные тем, которые мы перечислили, будут удивлять публику своими возможностями, позволяя пользователям наслаивать информацию на то, что они видят, посредством контактных линз или очков. В настоящее время доступ к технологиям дополненной реальности в образовательных целях ограничен по большей части приложениями для смартфонов.
К примеру, приложение Sky Map позволяет изучать ночное небо в поисках созвездий, однако до интеграции таких приложений в школы пройдет еще много времени. Не хватает только цельной системы. Дополненная реальность должна затягивать и обладать подсказками для всех случаев обращения к реальным объектам.
С помощью Google Glass и других подобных устройств, которые вот-вот появятся в свободном доступе, студенты смогут исследовать мир без необходимости отвлекаться.
Новый способ обучения
Кроме того, открываются гигантские возможности для удаленного обучения. Посмотрите на на , например. Учитель физики, Эндрю Ванден Хьювел из Швейцарии, транслировал все происходящее внутри БАК через Google Glass для своих учеников за тысячи километров. Они видели все так, как видел он. Функция Hangout здесь особенно полезна для командного сотрудничества при выполнении проектов и заданий.
В других случаях студенты могут видеть дополнительную интерактивную информацию, например, об исторических артефактах, чтобы узнать больше об их истории. Также может преобразиться реклама, если очки будут распознавать изображения в реальном мире и взаимодействовать с ними.
2. 3D-принтер
Что может быть лучшим подарком для вашего 10-летнего сына, чем набор LEGO? Например, детский 3D-принтер. Такая вещица должна быть в каждом классе. Ученики будущего смогут распечатать любую нужную 3D-модель для самых разных задач.
Юные инженеры и их учителя - лучший пример людей, нуждающихся в 3D-печати при обучении. В Миннеаполисе одна из школ уже обзавелась принтером Dimension BST, с помощью которого ученики создают дизайнерские прототипы.
3D-принтер позволяет создать рабочую мини-модель (и совсем не обязательно выпиливать ее лобзиком из фанеры), чтобы проверить инженерную конструкцию, поэтому студенты могут отточить свои навыки до мелочей. Сегодня, обладая программами CAD, любой студент может сэкономить массу времени и денег, если дополнит свое оборудование 3D-принтером.
Не будем забывать и о том, что 3D-принтеры постоянно падают в цене, а значит совсем скоро они станут доступны всем и каждому. Кроме того, физические модели развивают абстрактное мышление (у всех в химическом классе были наглядные молекулы?), а значит, если распечатать физическую версию структуры, школьники смогут лучше понять, с чем имеют дело.
3. Облачные вычисления
Отмазка в стиле «мой пес съел мою домашнюю работу» не прокатит с учителями ближайшего будущего. Облачные технологии развиваются, и очень скоро все без исключения аспекты нашей жизни, в том числе и образование, будут подвержены изменениям. В классах будущего школьникам просто понадобится электронное устройство, которое предоставит доступ к домашней работе и другим учебным ресурсам в облаке. Никаких тяжелых учебников, никаких «забыл дневник», все материалы будут доступны до тех пор, пока есть соединение с Интернетом.
Такое удобство предоставит студентам определенную свободу, ведь можно работать над проектами как дома, так и в любом другом месте. «Домашняя» работа не будет такой домашней. Цифровая библиотека будет доступна даже в отсутствии настоящей библиотеки.
Облачные вычисления стремятся виртуализировать классную комнату. Школы могут использовать облачные технологии и создавать онлайн-платформы для обучения студентов. Достаточно просто войти в систему и посещать занятия в виртуальной среде.
Возьмем, к примеру, концепт облачной виртуальной среды обучения (VLE), которая позволяет студентам получить доступ к обучающему контенту и принимать участие в обсуждениях на форумах. Задания или тесты легко можно распространять по всему классу, сводя к минимуму необходимость физически присутствовать студентам, но поощряя взаимодействие и обсуждение; учителям будет отведен другой канал.
4. Социальные сети онлайн
Многочисленные университеты уже зарегистрировались в виртуальном мире Second Life, чтобы предоставить студентам онлайн-платформу для общения друг с другом. Будучи большой частью облачной платформы, такие социальные сети позволяют студентам сосредоточиться на учебе и свободно обсуждать идеи, в то время как учителя будут выступать в роли модераторов.
Важная роль во всем этом отводится учителям, преподавателям и профессорам, которые могут выступать в роли руководства, помогая с ответами и задавая вопросы, моментально загружая информацию в облачную среду. Еще одно преимущество в том, что она служит отличным инструментом обратной связи. Социально-ориентированный подход в обучении в будущем может стать основой.
5. Гибкие дисплеи
Ведение конспектов все еще работает, особенно во время лекций, однако смещается от бумаги к ноутбукам, нетбукам и планшетам. По мере того, как образование становится все более оцифровано, можно с уверенностью говорить, что в будущем бумага отойдет на второй план. Как же сохранить ее удобство?
Ответом могут быть гибкие OLED-дисплеи. Похожие на обычную бумагу, эти дисплеи будут легкие, гибкие и невероятно тонкие. Их можно будет свернуть в трубочку или хранить стопкой.
В отличие от обычной бумаги, эти пластиковые электронные документы не только долговечны (их просто нельзя порвать), но и интерактивны. Свайпы, тапы и щипки помогут раскрыть все удобства такой бумаги.
Вот, к примеру, цифровая бумага от Sony, которая весит всего 63 грамма. Ноутбуки и смартфоны даже в подметки не годятся такой мобильности.
6. Биометрия: отслеживание глаз
Еще одна технология, которая быстро завоевывает признание - это биометрия. Условно биометрию обычно связывают со сферой безопасности, поскольку она использует то, что уникально для каждого из нас: отпечатки пальцев, распознавание лиц, голоса, сетчатки глаза. С точки зрения образования, учреждение могло бы использовать отпечатки пальцев для предотвращения прогулов и при выдаче книг из школьной библиотеки.
Тем не менее, отслеживание глаз также может быть полезно, например, тем, что предоставляет бесценную информацию для учителей. Это же наглядное изображение того, как студент поглощают информацию и понимают содержание. В рекламе эти же исследования помогают определить, как пользователи реагируют на объявление и что конкретно завладевает их вниманием.
Аналогичным образом эта форма анализа может использоваться для выяснения эффективности курса или стиля обучения. Mirametrix, к примеру, использует свой S2 Eye Tracker, чтобы оценить качество обучения студентов за счет того, куда они смотрят во время занятий.
Недорогие альтернативы воплощаются в форме Eye Tribe для Windows и Android, поэтому остается только вопрос времени, прежде чем этими данными будут пользоваться педагоги.
Данные могут быть организованы таким образом, чтобы каждому из учащихся было удобно, то есть в соответствии с его стилем обучения. С другой стороны, модели движения глаз также могут определять поставку контента и выявлять проблемы до того, как они возникнут. Например, в неправильной подаче материала.
7. Мультитач-дисплеи
За последние несколько десятилетий многие увидели появление видеопроекторов в школах, а также переход от обычной меловой доски к белой доске. Вполне возможно, следующим шагом будет нечто, связанное со смартфонами и планшетами. Например, следующая «доска» вполне может стать гигантским сенсорным ЖК-экраном, позволяющим большую интерактивность. Основное различие между нашими нынешними сенсорными устройствами и такой доской будет в том, что она позволит ввод данных сразу от нескольких учеников.
И вместо традиционной доски в классе вполне может быть аналог Samsung SUR40 для Microsoft Surface, гигантский планшет в форме стола. Студенты или ученики могут сидеть вокруг такого стола-планшета, работать с содержимым и перетаскивать изображения так же просто, как делать заметки с помощью виртуальной клавиатуры.
8. Учимся играя
Сегодня дети, растущие в мире, подключенном к Интернету, страдают нехваткой концентрации внимания. Это неудивительно, поскольку уже с детства YouTube, ВКонтакте и смартфоны загружают их обновлениями 24/7, а также предоставляют все ответы по запросу в «гугле» или Википедии.
Чтобы удовлетворить быстроразвивающееся поколение, школам в конечном счете придется отказаться от традиционных методов зубрежки. Сейчас важно не знать массивы информации, а знать, где ее можно достать - и в этом есть свои плюсы и минусы. Тем не менее, есть один способ, позволяющий совместить приятное с полезным: видеоигры.
KinectEDucation, к примеру, представляет единое интернет-сообщество для заинтересованных педагогов и студентов, которые хотят использовать Kinect в учебных целях. Из лучших примеров - изучение языка жестов и игры на гитаре при помощи аппаратного обеспечения от Microsoft.
Другой пример. Профессор из Вашингтонского университета учит математике свой класс, используя Kinect, Wii Remote и PlayStation Move. Хороший уровень интерактивности увлекает студентов и учеников, а информация, тем самым, лучше усваивается.
Другой подход, используемый педагогами, направлен не на геймплей или интерактивность; он подчеркивает то, как студенты могут обучаться в процессе изучения создания игр. Основная идея в Gamestar Mechanic - обучить студентов базовым навыкам создания игр (без сложностей программирования), чтобы те могли создать собственные игры, и тем самым научить их языку, системному мышлению, решению проблем, написанию сценариев, искусству и прочему.
Школьники обучаются проектированию, играя в игру, где они же сами выступают в роли молодых начинающих дизайнеров, проходя квесты, миссии и т.д. ради определенных вознаграждений (зон, в которых можно создать собственные игры). Почти ничем не отличается от ролевых игр современности.
Это показывает, насколько педагоги могут отойти от традиционного преподавания, а студенты - получать удовольствие от обучения. Вполне возможно, что в недалеком будущем дети будут считать обучение увлекательным и захватывающим. Было бы неплохо.
Образование за пределами класса
В будущем образование, возможно, больше не будет ограничиваться формальными институтами, вроде школ и курсов. Дополненная реальность, облачные вычисления, социальные сети и адаптивные системы обучения, использующие технологию отслеживания глаз позволят проводить уроки за пределами стен школы.
Эксперименты и ошибки также будут поощряться, благодаря 3D-печати и игровому подходу, поскольку никаких реальных последствий или бюджетных расходов не будет. Школьники будут относиться к учебе как к отрадной части их жизни, которая требует активного участия, а не как к рутине, скучной и нудной. Впрочем, все мы были детьми.
