Khokhlova Tatyana Jurievna

Maisterin opiskelija

NSPU FTP

Novosibirskin kaupunki

Huomautus: Artikkelissa esitetään käyttömahdollisuusARteknologiat koulutusympäristössä opetusmateriaalin visuaalista mallintamista varten, täydentämällä sitä visuaalisella tiedolla; tämän tekniikan edut ja haitat.

Avainsanat: , koulutus.

KOULUTUKSEN LISÄTYS TODELLISUUDEN TEKNOLOGIA

 Lisätyn todellisuuden teknologiaa alettiin käyttää koulutustilassa suhteellisen hiljattain. Keskustelu termistä "lisätty todellisuus" ja mahdollisuudesta käyttää tätä tekniikkaa "tietotekniikan" aihealueella on epäselvää ja viittaa siihen, että termi itsessään on muotoutumaton. Monet asiantuntijat kutsuvat lisättyä todellisuutta "tehostetuksi", "parannetuksi" ja jopa "lisätyksi". Nimi "lisätty todellisuus" olisi silti tarkempi, koska tämä tekniikka voi sekä täydentää ympäröivää maailmaa virtuaalimaailman esineillä että poistaa esineitä siitä.

Joten meille oli tuottavaa siirtyä sähköiseen resurssiin, jossaLisätty todellisuus nähtiin "modernin teknologian vastauksena joka päivä esiin tuleviin ongelmallisiin ongelmiin. Se on ymmärrettävämpi useimmille ihmisille ja helpompi toteuttaa kuin virtuaalimaailmat. Lisätyn todellisuuden avulla voimme tehdä jokapäiväisestä todellisuudesta rikkaamman. Yhdessä Internet-resurssien ehtymättömyyden kanssa sen mahdollisuudet ovat loputtomat.

Selvennyksen jatkamiseksi voimme mainita lisätyn todellisuuden (AR) määritelmän: "ympäristö, jossa fyysistä maailmaa suoraan tai epäsuorasti lisätään digitaalisella datalla reaaliajassa käyttämällä tietokonelaitteita - tabletteja, älypuhelimia ja innovatiivisia vempaimia sekä ohjelmistoja. heille."

Kysymykseen lisätyn todellisuuden teknologian mahdollisuudesta käyttää opetuksessa voidaan vastata myöntävästi, koska tämän tekniikan avulla voit tehdä oppituneista hauskoja, mielenkiintoisia ja ymmärrettäviä.

Lisätyn todellisuuden avulla voit "elvyttää" staattisia kirjojen ja oppikirjojen sivuja, kävellä viidakossa ja tuntea itsensä osalliseksi historialliseen tapahtumaan.

Kuitenkin lähes kaikilla opiskelualueilla käytetään useimmiten sähköistä tietoa tai interaktiivisia työkaluja. Lähes kaikki koulut varustavat luokkahuoneet tietokonelaitteilla, projektiovälineillä, sähköisillä opetusresurssilla ja muilla nykyaikaisilla opetusvälineillä. Useimmiten tämän tekniikan ominaisuuksia ei käytetä täysin. Lisätyn todellisuuden teknologiaa ei kuitenkaan käytetä ollenkaan tai sitä käytetään erittäin harvoin. Lisättyä todellisuutta voidaan käyttää minkä tahansa aineen opiskeluun, oli se sitten fysiikkaa tai historiaa, biologiaa tai kirjallisuutta. Jo nyt löydät monia ohjelmia nuorille matemaatikoille (TaskuTutor), pyrkivät biologit (ARFlashcards) ja muut.

Kuten mikä tahansa uusi tekniikka,ARon hyvät ja huonot puolensa. Toisaalta sen avulla voit laajentaa merkittävästi koulutusprosessin mahdollisuuksia. Amerikkalaisen filosofin ja kouluttajan John Deweyn mielipide: "Jos opetamme tänään kuten eilen, ryöstämme lapsilta huomisen", 1900-luvun alussa lausuttu on edelleen ajankohtainen. Koulun on pysyttävä ajan tasalla ja näytettävä lapsille, mitä heidän on tehtävä lähitulevaisuudessa.

Tämän tekniikan haitat menevät koulutusprosessia pidemmälle ja liittyvät ensisijaisesti sosiaalisiin seurauksiin (lisätyn todellisuuden piilolinssien käyttö, tietojen luottamuksellisuuteen liittyvät ongelmat).

Kuinka voit käyttää lisätyn todellisuuden teknologiaa koulutusprosessissa? Ensinnäkin apuvälineenä tutkittavan kohteen näkyvyyden ja vuorovaikutteisuuden maksimoimiseksi, siihen syvempään upottamiseen ja virtuaalisen laboratoriotyön tekemiseen. Lisätyn todellisuuden käyttäminen ja 3DMallintaminen yhdessä motivoi opiskelijoita ohjelmointiin ja 3Dmallinnus. Tätä tekniikkaa voidaan käyttää projektitehtäviä suoritettaessa visualisoidakseen opiskelijoiden projektin työskentelyn tuloksia ja tehdä siitä mahdollisimman interaktiivinen.

Lisätyn todellisuuden teknologian avulla opettaja voi siis ottaa opiskelijat mukaan tutkimukseen, kehittää oppimistilanteita tähän tarkoitukseen ja käyttää nykyaikaisia ​​teknologioita, työkaluja ja toimintatapoja korkealaatuisen tuloksen saavuttamiseksi.

Katkhanova I.F. ja Bestybaeva K.I. ei tällä hetkellä ole mahdollista käyttääARkoulutusprosessissa, koska ei ole olemassa yhtä metodologiaa lisätyn todellisuuden teknologian käyttämiseksi koulutusympäristössä. Koulutuksessa käytettäviä sovelluksia ei ole paljon, mutta siitä huolimatta lisätty todellisuus on tehokkain tapa ymmärtää ympärillämme olevaa maailmaa ja polkua, jota kuljemme ennemmin tai myöhemmin, koska elämme nopeasti kehittyvässä informaation aikakaudella. teknologioita.

Bibliografia

Lisätty todellisuus = tulevaisuuden koulu [Sähköinen resurssi]http:// evtoolbox. ru/ ev- työkalupakki/ koulutus (käyttöpäivä 20.12.16)

Mikä on lisätty todellisuus? [Sähköinen resurssi] (käyttöpäivä 20.12.16)

Kuinka lisätyn todellisuuden teknologia auttaa lasten koulutuksessa. [Sähköinen resurssi] (käyttöpäivä 20.12.16)

Lisätyn todellisuuden sosiaaliset seuraukset [Sähköinen resurssi]

Lisätyn todellisuuden teknologia koulutuksessa. Interaktiivinen plus. [Sähköinen resurssi] (käyttöpäivä 20.12.16)

Lisätyn todellisuuden teknologian rooli koulutuksessa kasvaa vuosi vuodelta: koulut, teknikot ja yliopistot ympäri maailmaa ovat siirtymässä perinteisistä menetelmistä kehittyneempiin menetelmiin. Paperiset oppikirjat ja käsikirjat korvataan sähköisillä kirjoilla, puiset ja muoviset liitutaulut ja tussit korvataan näytöillä ja tableteilla.

Onko se tehokasta?

Tutkimukset osoittavat, että sekoitettu todellisuus on vahva koulutusalalla. Tämän lähestymistavan avulla voit paremmin omaksua tietoa ja muistaa suuria määriä sitä, ja tämä koskee alakoululaisia, lukiolaisia ​​ja opiskelijoita. Tämän vahvistamiseksi suoritettiin kokeita, joissa yksi ryhmä tutki uutta materiaalia AR:n avulla ja toinen - klassisia kaavioita ja käsikirjoja. Testit osoittivat, että ensimmäisen ryhmän edustajat oppivat lähes 90 % materiaalin kokonaismäärästä, osoittivat kurinalaisuutta ja kiinnostusta oppimiseen, kun taas klassinen lähestymistapa osoitti kolme kertaa vähemmän tehokkuutta.

Kuinka selittää tämä tehokkuus?

Koulutuksessa sekatodellisuuden hyödyt ovat seuraavat:

• Näkyvyys. Tyypillinen esimerkki on, että vaikka kaksiulotteinen paperiprojektio antaa kokonaiskuvan kohteesta, se ei salli sitä "tuntea" tai tarkastella yksittäisiä elementtejä yksityiskohtaisesti. Kolmiulotteinen lähestymistapa on täysin eri asia. Tuleva asiantuntija osaa arvioida osan, ymmärtää sen rakenteen ja toteuttaa erilaisia ​​parannuksia ja muutoksia.
• Visualisointi. Tätä tekniikkaa käytetään usein opetettaessa lapsia, jotka eivät vielä tunne sellaisia ​​käsitteitä kuin teoreettinen lähestymistapa ja abstrakti ajattelu. Teorian visualisointi lisätyn todellisuuden avulla puolestaan ​​helpottaa muistamista ja parantaa materiaalin assimilaatiota.
• Kiinnostuksen kohde. Muista omia kouluvuosiasi. Oppikirjan mustavalkoisten sivujen selaaminen ei ole jännittävin prosessi. Kuvittele nyt, että sen sivut heräävät henkiin, hahmot käyvät vuoropuhelua kanssasi, selittävät vaikeita hetkiä ja auttavat sinua ymmärtämään materiaalin olemuksen. Tämä lisätyn todellisuuden mahdollistama lähestymistapa on monta kertaa mielenkiintoisempi, miellyttävämpi ja ymmärrettävämpi.

Laajennetun todellisuuden laitteiden käyttö opetuksessa monipuolistuu vuosi vuodelta. Yksinkertaisin esimerkki ovat e-kirjat ja älypuhelinsovellukset. Jotkut oppilaitokset siirtyvät pidemmälle asentamalla holografisia jalustoja, läpinäkyviä kosketusnäyttöjä ja varustamalla työpöydät erikoislaseilla.

Yksi suosituimmista virtuaalisen ja lisätyn todellisuuden kehittämisalueista on koulutus. Tällä alueella on monia erilaisia ​​modernin teknologian sovelluksia – yksinkertaisista koulumatkoista muinaisessa Egyptissä maantiedon tunneilla asiantuntijoiden kouluttamiseen luotijunassa tai avaruusasemalla työskentelemiseen. VRAR-laboratorion ja Cerevrum Inc:n johtaja Dmitry Kirillov jakoi kommentteja virtuaalitodellisuuden mahdollisuuksista koulutuksessa.

VR:n käytön edut koulutuksessa

Virtuaalitodellisuuden käyttö avaa monia uusia mahdollisuuksia koulutukseen, jotka ovat liian monimutkaisia, aikaa vieviä tai kalliita perinteisillä lähestymistavoilla, elleivät kaikkia yhtä aikaa. AR/VR-tekniikoiden käytöllä koulutuksessa on viisi tärkeintä etua.

Näkyvyys. 3D-grafiikan avulla kemialliset prosessit voidaan esittää yksityiskohtaisesti atomitasolle asti. Lisäksi mikään ei estä meitä menemästä vielä pidemmälle ja osoittamasta, kuinka ydinfissio tapahtuu itse atomin sisällä ennen ydinräjähdystä. Virtuaalitodellisuus ei voi ainoastaan ​​tarjota tietoa ilmiöstä itsestään, vaan myös osoittaa sen minkä tahansa yksityiskohtaisesti.

Turvallisuus. Sydänleikkaus, luotijunan ajaminen, avaruussukkula, paloturvallisuus – voit upottaa katsojan mihin tahansa näistä olosuhteista ilman pienintäkään hengenvaaraa.

Osallistuminen. Virtuaalitodellisuuden avulla voit muuttaa skenaarioita, vaikuttaa kokeen kulkuun tai ratkaista matemaattisia tehtäviä leikkisällä ja helposti ymmärrettävällä tavalla. Virtuaalitunnilla pääset näkemään menneisyyden maailmaa historiallisen hahmon silmin, lähteä matkalle ihmiskehon läpi mikrokapselissa tai valita oikean kurssin Magellanin laivalla.

Keskittyminen. Virtuaalimaailma, joka ympäröi katsojaa kaikilta puolilta 360 astetta, antaa sinun keskittyä kokonaan materiaaliin etkä joudu häiritsemään ulkoisia ärsykkeitä.

Virtuaalitunnit. Ensimmäisen persoonan näkymä ja läsnäolosi tunne piirretyssä maailmassa on yksi virtuaalitodellisuuden pääpiirteistä. Tämä mahdollistaa oppitunnit kokonaan virtuaalitodellisuudessa.

VR-formaatit koulutuksessa

Uusien teknologioiden käyttö opetuksessa edellyttää, että koulutusprosessia on järjestettävä uudelleen vastaavasti.

KOKOAIKAINEN KOULUTUS

Virtuaaliteknologiat tarjoavat mielenkiintoisia mahdollisuuksia kokemuksellisen materiaalin välittämiseen. Tässä tapauksessa klassinen opetusmuoto ei vääristy, koska jokaista oppituntia täydentää 5-7 minuutin upotus. Voidaan käyttää skenaariota, jossa virtuaalitunti on jaettu useisiin kohtauksiin, jotka sisällytetään oppitunnin oikeisiin hetkiin. Luento pysyy, kuten ennenkin, oppitunnin rakennetta muodostavana elementtinä. Tämän muodon avulla voit modernisoida oppituntia, ottaa opiskelijat mukaan oppimisprosessiin, havainnollistaa ja vahvistaa materiaalia selkeästi.

ETÄKOULUTUS

Etäopetuksen avulla opiskelija voi olla missä päin maailmaa tahansa, samoin kuin opettaja. Jokaisella heistä on oma avatarinsa ja he ovat henkilökohtaisesti läsnä virtuaalitunnilla: kuuntelevat luentoja, ovat vuorovaikutuksessa ja jopa suorittavat ryhmätehtäviä. Tämä antaa läsnäolon tunteen ja poistaa rajat, jotka ovat olemassa opetettaessa videoneuvottelun kautta. Opettaja ymmärtää myös, milloin oppilas päättää poistua tunnilta, sillä Oculus Rift- ja HTC Vive -kypärät on varustettu valotunnistimella, jonka avulla he voivat tunnistaa, onko kypärä tällä hetkellä käytössä vai ei.

SEKAKOULUTUS

Jos olosuhteet estävät sinua osallistumasta tunneille, opiskelija voi tehdä sen etänä. Tätä varten luokkahuoneessa on oltava kamera 360 asteen videon kuvaamiseen, jolla on mahdollisuus lähettää videota reaaliajassa. Etätunnille osallistuvat opiskelijat voivat seurata luokassa tapahtuvaa ensimmäisen persoonan näkökulmasta (esimerkiksi suoraan istuimeltaan), nähdä luokkatovereita, kommunikoida opettajan kanssa ja osallistua yhteisille tunneille.

ITSEKOULUTUS

Mikä tahansa kehitetyistä koulutuskursseista voidaan mukauttaa itseopiskeluun. Itse oppitunnit voidaan lähettää verkkokauppoihin (esim. Steam, Oculus Store, App Store, Google Play Market), jotta jokaisella on mahdollisuus oppia tai toistaa materiaali itse.

VR:n käytön haitat koulutuksessa

Kunnes tekniikan ja itse laitteiden käyttö on kuitenkin maksimaalista "hiottua", virtuaalitodellisuuden opetuksessa käytössä on haittoja ja mahdollisia ongelmia.

Äänenvoimakkuus. Mikä tahansa tieteenala on melko laaja, mikä vaatii suuria resursseja sisällön luomiseen jokaiseen oppiaiheeseen - kokonaisen kurssin tai kymmenien ja satojen pienten sovellusten muodossa. Tällaisia ​​materiaaleja luovien yritysten on oltava valmiita osallistumaan kehitykseen melko pitkään ilman mahdollisuutta saada se takaisin ennen täysimittaisten oppituntien julkaisemista.

Hinta. Etäopiskelussa virtuaalitodellisuuslaitteen hankintataakka jää käyttäjälle tai tämä laite voi olla hänen puhelimensa. Mutta oppilaitosten on ostettava laitteita luokkahuoneisiin, joissa luokat pidetään, mikä vaatii myös merkittäviä investointeja.

Toiminnallisuus. Virtuaalitodellisuus, kuten mikä tahansa tekniikka, vaatii oman kielensä käyttöä. On tärkeää löytää oikeat työkalut tehdäksesi sisällöstäsi visuaalista ja kiinnostavaa. Valitettavasti monet yritykset luoda opetuksellisia VR-sovelluksia eivät käytä kaikkia virtuaalitodellisuuden ominaisuuksia eivätkä siksi täytä tehtäväänsä.

Esimerkki: fysiikan oppitunti VR:ssä

Testaakseen virtuaalitodellisuuden käytön tehokkuutta ja kannattavuutta opetuksessa VRar Lab kehitti kokeellisen fysiikan oppitunnin. Tutkimukseen osallistui 153 henkilöä: 6-17-vuotiaat teini-ikäiset, heidän vanhempansa ja sukulaisensa. Katsomisen jälkeen osallistujia pyydettiin vastaamaan kolmeen kysymykseen: kuinka hyvin he ymmärsivät tällä tavalla esitellyn opetusmateriaalin; mikä on lasten asenne virtuaalitodellisuudessa oppimiseen; mitkä kouluaineet (koululaisten mukaan) ovat parempia virtuaalitodellisuuden oppituntien luomiseen.

Oppitunti oli omistettu sähkövirrasta yksinkertaisessa sähköpiirissä. Laitettuaan lasit päähän käyttäjä huomasi olevansa huoneessa pöydän edessä, jossa oli visualisoitu yksinkertainen sähköpiiri. Seuraavaksi käyttäjä pääsi johtimen sisälle, jossa hänen piti tutkia sen rakennetta (atomin rakenteen visualisointi, kidehila, ehdollinen visualisointi sähkövirran virtauksesta yhdessä virtalähteen kanssa). Tunti on tarkoitettu kuudelle opiskelijalle, siihen liittyy opettajan luento ja se kestää 5-7 minuuttia.

Luennon jälkeen vastaajat täyttivät kyselylomakkeet.

Materiaalin hallinta ja asenne VR:n oppitunneille

Vastaajia pyydettiin vastaamaan kyselylomakkeessa kolmeen suljettuun kysymykseen: mikä listatuista hiukkasista ei ole atomin hiukkanen; mistä atomin ydin koostuu? mikä hiukkanen on vastuussa sähkövarauksen siirrosta. Tulos oli erinomainen - vain 8,5 % vastaajista ei hallitse materiaalia.

Mitä tulee asenteeseen tällaisia ​​tunteja kohtaan, VRAR lab:n mukaan 148 vastaajaa 153:sta (97,4 %) haluaisi edelleen käyttää vkoulutunneilla, ja suurin osa mainitsi oppiaineiksi fysiikan ja kemian.

Yleisesti ottaen VRAR-laboratorion tekemä koe osoitti VR:n käytön onnistumisen opetuksessa. Nykyteknologiat ovat pitkästä kehityspolusta huolimatta vielä nuoria, mutta virtuaalitodellisuus on edelleen seuraava suuri läpimurto koulutussektorin kehityksessä. Ja lähitulevaisuudessa näemme monia mielenkiintoisia löytöjä tällä alueella.

1

Artikkelissa esitellään lukuisten kokeilujen, tieteellisten tutkimusten, julkaisujen tuloksia, virtuaalisten oppimisvälineiden käyttöönottoa koulutusprosessissa sekä tekijöiden kokemuksia projektin toteutuksen aikana. Tarve ottaa "ReaEye" koulutusprosessiin on kuvattu perusteellisesti perustuen tieteellisen tutkimuksen analyyseihin koulutustoiminnan järjestämisen keinojen, menetelmien ja muotojen alalla, jossa todetaan helposti saavutettavassa muodossa, että idea on saanut visuaalisten analysaattoreiden avulla opiskelijat omaksuvat paljon paremmin. Tekijöiden projektin toteuttamista varten luoman sähköisen RealEye-sovelluksen rakenne ja toimintaperiaate on esitetty esteetöntä muodossa. Teoksella on erittäin suuri teoreettinen ja käytännön merkitys, ja se tulee olemaan kysyntää opiskelijoiden, opiskelijoiden ja opettajien keskuudessa.

tietokoneen arkkitehtuuri

3D-grafiikka

flash-moduuli

3D-mallinnus

tieto- ja viestintäteknologiat

opetuksen apuväline

"Lisätty todellisuus"

1. Evtikhov, O.V., Adolf, V.A. Moderni ajatus yliopiston koulutusympäristöstä pedagogisena ilmiönä // KSPU:n tiedote. V.P. Astafieva. – 2014. – Nro 1. – S.30-34.

2. Zakharova, T.V., Kirgizova, E.V., Basalaeva, N.V. Metodologiset näkökohdat sähköisen oppikirjan käyttöön matematiikan opetuksessa // Globaali tieteellinen potentiaali. – 2013. – nro 10(31). – S.18–21.

3. Petrova, O.A. Lisätty todellisuus koulutustarkoituksiin / O.A. Petrova // Intel® EducationGalaxy, Kirjallisuus. – 2013 [Sähköinen resurssi]. - Käyttötila: https://edugalaxy.intel. ru/?automodule=blog&blogid=.

4. Shakirov, I.Sh. Didaktiset mahdollisuudet koulutuksen järjestämiseen kolmiulotteisen grafiikan avulla, Augmented Reality -teknologian esimerkillä. // Modernin tieteen saavutukset ja ongelmat - Ufa: RIO MCIS OMEGA SCIENCE, - 2014. - P.42-44.

5. Alternativa Platform, oppitunti "Lisätty todellisuus" versiolle 7 [Sähköinen resurssi]. – Käyttötila: http://wiki.alternativaplatform.com.

Nopeasti kehittyvä tieteellinen ja teknologinen vallankumous, joka perustuu julkisen elämän kaikkien alojen globaaliin informatisointiprosessiin, vaatii informatisointia koulutuksen alalla. Työn merkitys ja relevanssi on ICT:n kehittämisessä ja toteutuksessa, mukaan lukien koulutusohjelmien toteuttamisen instrumentaaliset ympäristöt.

Tieto- ja viestintätekniikan käytön on oltava täysin nykyisen teknisen kehityksen, visuaalisen, älyllisen, rakentavan ja mikä tärkeintä, ohjelmistovalmiuksien mukaista nykyaikaisten ICT-alan saavutusten kanssa. Useimmissa tapauksissa opiskelijan toiminnan tulos riippuu siitä, kuinka informatiivinen ja kiinnostava tiedonsiirtoprosessi on rakentunut, missä määrin hänen tiedontarpeensa toteutuvat ja millä keinoilla saavutetaan hänen keskittymiskykynsä tiedon syventämiseen.

Lisätty todellisuus (AR) on yksi tieteen ja teknologian uusimmista saavutuksista. Lisätyn todellisuuden teknologioihin kuuluvat projektit, joiden tarkoituksena on täydentää todellisuutta virtuaalisilla esineillä. Tätä tekniikkaa käytetään laajasti arkkitehtuurissa, markkinoinnissa, tietokonepeleissä ja sotilasasioissa.

Olemme arvioineet, tutkineet, analysoineet tutkimusta ja kehitystä lisätyn todellisuuden teknologian alalla, kuten: "A Servey of Augmented Reality"; "Semapedia"; "Artag"; "Layar"; ”Arget”, joka jossain määrin käyttää videovirtaa lisädigitaalisen käsittelyn ja tietokonegrafiikkapäällysteen kanssa. Monet heistä käyttävät tietokonenäköä toteuttamiseen kameroiden (web-kameroiden) kautta.

Tätä aihetta käsittelevän opetus-, pedagogisen ja tieteellisen kirjallisuuden analyysi antoi meille mahdollisuuden päätellä, että tällä tekniikalla on vain vähän käyttökelpoisuutta koulutusprosessin organisoinnissa.

Nykyaikaisten virtuaalisten oppimistyökalujen käyttöönotto koulutusjärjestelmässä on tärkein edellytys oppimisvaikutuksen tehostamiselle, joka piilee 3D-mallinnuksen interaktiivisuudessa ja lisätyn todellisuuden efektin käytössä. Kun käsillämme on joukko paperimerkkejä, voimme milloin tahansa esitellä oppimisobjektin tilavuuden lisäksi myös suorittaa useita manipulaatioita sen kanssa, katsoa sitä "sisältä" tai osassa. Lisätyn todellisuuden teknologian käyttöönoton merkitys koulutusprosessissa on siinä, että tällaisen innovatiivisen työkalun käyttö lisää epäilemättä opiskelijoiden motivaatiota tietojenkäsittelytieteen ja muiden tieteenalojen opiskelussa sekä lisää tiedon assimilaatiotasoa syntetisoimalla. sen eri esitysmuodot. Lisätyn todellisuuden teknologian käytön valtava etu on sen näkyvyys, tiedon täydellisyys ja interaktiivisuus.

Koulutusprosessin tehokkuus riippuu täysin sen organisaation tasosta. Vaadittu taso voidaan saavuttaa selkeällä, johdonmukaisella, loogisesti yhdistetyllä rakenteella opettajan ja opiskelijoiden toiminnan kaikista elementeistä.

Tämän teknologian menestyksekkääksi toteuttamiseksi opetuksessa olemme kehittäneet lisättyyn todellisuusteknologiaan perustuvan RealEye-sähköisen sovelluksen, joka tarjoaa laajan toiminnallisuuden sekä opettajille että opiskelijoille. Tämän tekniikan avulla opettaja voi välittää oppimiseen tarvittavan materiaalin opiskelijoille mielenkiintoisemmassa ja helposti lähestyttävässä muodossa rakentaen oppitunnin jännittäviin peleihin, demonstraatioihin ja laboratoriotöihin. Virtuaalisten 3D-objektien helppokäyttöisyys yksinkertaistaa uuden materiaalin selittämistä. Samaan aikaan lisätyn todellisuuden teknologian hallinta kohoaa opettajien ja opiskelijoiden tietolukutaidon tasoa. Kaavamainen esitys RealEyestä on esitetty kuvassa 1.

Kuva 1. RealEye laite

”RealEye”-tekniikka koostuu ohjelmistoympäristöstä – käyttöliittymästä ja laitteesta – lisätyn todellisuuden ohjaimesta (kuva 2). Sovelluksen ydin (sydän) on Flash Develop -ohjelmointiympäristöön perustuva Flash-moduuli, joka yhdistää seuraavat tiedostot:

3DS-laajennuksella varustettu tiedosto on kolmiulotteinen malli mistä tahansa objektista, esineestä tai ilmiöstä, joka on luotu 3dsmax-kolmiulotteisessa grafiikkaympäristössä;

Ipg-tiedosto - mallin tekstuuri ("vaatteet"), valmistettu Photoshopissa;

Png-tunnisteella varustettu tiedosto on CorelDrawissa toteutettu merkki;

Lisäksi Alternativa3D 7 -alusta on yhdistetty ja FLAR Manager -seurantaa käytetään. Alternativa3D 7 tukee grafiikkaa, FLAR Manager seuraa merkkiä avaruudessa ja piirtää 3D-objektin.

Riisi. 2. RealEye-järjestelmä

Sovelluksessa on yksinkertainen ja käyttäjäystävällinen käyttöliittymä, jota aloittelijakin voi käyttää helposti ilman ohjeita (kuva 3). Windows-käyttöjärjestelmän universaali ohjelmistokuori on kehitetty Boorland Delphi 7 -olioohjelmointiympäristössä sisältäen kaikki tarvittavat laajennukset (esim. Shockwave Flash player).

Riisi. 3. RealEye-sovellusliittymä

Sovellusliittymän avulla voit valita ohjelman toimintatilan:

Automaattinen - painikkeisiin on kiinnitetty tutkittavien kohteiden salamamoduulit. Objektien käynnistäminen ja muuttaminen tapahtuu painamalla vain yhtä painiketta;

Kun sinulla on sarja flash-moduuleja ja merkintä (kuva 1), voit esittää oppimisobjektin milloin tahansa sekä volyyminä että erilaisilla manipulaatioilla. Projektin onnistuneeseen toteuttamiseen kehitimme Flash-moduuleja järjestelmäyksikköarkkitehtuurilaitteisiin (emolevy, virtalähde, RAM, näytönohjain, jäähdytin, levykeasema, prosessori, äänikortti, kovalevy).

Jotta ohjelma toimisi oikein, sinun on suoritettava useita toimintoja:

1. Käynnistä RealEye-sovellus;

2. Valitse toimintatila;

3. Automaattitilassa sinun on napsautettava painiketta, jossa on mallin nimi manuaalisessa tilassa, napsauta "Valitse" -painiketta ja määritä polku siihen. Kun olet varmistanut, että flash-moduuli on lisätty onnistuneesti (flash-moduulin täydellinen osoite näkyy "File Location" -rivillä), napsauta "Suorita" -painiketta.

4. Suuntaa säädin merkkiin;

5. Lopeta katselu napsauttamalla "Finish"-painiketta ja lopettaaksesi ohjelman napsauttamalla "Lopeta ohjelma".

Kuva 4 esittää ohjelman suoritusprosessia

Riisi. 4. RealEye-ohjelman suorittaminen

Esikatseluikkunassa näkyy selkeästi, kuinka luomamme sovellus tietokonenäköalgoritmeja käyttäen määrittää merkin sijainnin luoden tuloskenttään kolmiulotteisen tilan mallin sijoittamista varten. Tämä tila on peitetty todellisen kamerakuvan päällä ja muuttuu merkin tai kameran sijainnin mukaan reaaliajassa. Tämän jälkeen päällekkäisen tilan koordinaattien mukaan 3D-malli sijoitetaan todelliseen kuvaan. Oikeassa ikkunassa näkyy lyhyet tiedot kyseisestä kohteesta.

Lisäksi on mahdollista työskennellä oppikirjassa olevalla merkinnällä (esitteessä, jonka kehitimme aiheesta "Tietokoneen arkkitehtuuri ja rakenne") (kuva 5).

Riisi. 5. Merkki oppikirjan sivulla

Tietokone lukee merkin sen koosta riippumatta, joten ohjaimesta tulevan kuvan käsittelyn jälkeen saamme oppikirjan sivulle kolmiulotteisen mallin CD/DVD-asemasta.

Aiheen "Tietokonearkkitehtuuri" opiskelua järjestettäessä demonstraatiota voi käyttää sekä suoraan opettaja itse että jokainen opiskelija yksilöllisesti työpaikallaan. Tällaisen tekniikan käyttö varmistaa koulutusprosessin tehokkuuden ja lisää opiskelijoiden kiinnostusta tietojenkäsittelytieteen aihealuetta kohtaan.

Lisätyn todellisuuden teknologiaan perustuvaa koulutusta tulee siis toteuttaa kasvatus- ja kognitiivisten ongelmien ratkaisemisen yhteydessä. Näin varmistetaan, että opiskelijat hallitsevat tietylle alueelle ominaisten toimintojen lisäksi myös yleismaailmallisten koulutustoimintojen järjestelmän. Näiden ongelmien ratkaisemisen aikana opiskelija hankkii tarvittavat tiedot ja soveltaa niitä käytännössä.

Sovelluksen avulla opettaja voi koulutusprosessia järjestäessään tehdä oppitunneista visuaalisempia, informatiivisempia ja mikä tärkeintä opiskelijoille mielenkiintoisempia, millä on stimuloiva vaikutus lapsiin.

Täten lisätyn todellisuuden teknologiaan perustuvan koulutuksen järjestämisellä on positiivinen vaikutus sekä opiskelijaan (edistääkseen parempaa tiedonhankintaa) että opettajalle (auttaakseen koulutusprosessin organisoimista).

Työ toteutettiin Krasnojarskin alueellisen tiedesäätiön taloudellisella tuella.

Arvostelijat:

Pak N.I., pedagogisten tieteiden tohtori, professori, professori, Krasnojarskin valtion pedagogisen yliopiston IITvO:n osaston johtaja. V.P. Astafieva, Krasnojarsk;

Adolf V.A., pedagogisten tieteiden tohtori, professori, pedagogiikan osaston johtaja, Krasnojarskin valtion pedagoginen yliopisto. V.P. Astafieva, Krasnojarsk.

Bibliografinen linkki

Kirgizova E.V., Shakirov I.Sh., Zakharova T.V., Rubtsov A.V. ”LISÄTTY TODELLISUUS”: INNOVATIIVISIA TEKNOLOGIA TIETOTIETEELLISEN KOULUTUSPROSESSIN JÄRJESTÄMISEEN // Tieteen ja koulutuksen nykyaikaiset ongelmat. – 2015. – Nro 2-2.;
URL-osoite: http://science-education.ru/ru/article/view?id=21827 (käyttöpäivä: 01.2.2020). Tuomme huomionne "Luonnontieteiden Akatemian" kustantajan julkaisemat lehdet

Mitä tulevaisuus tuo tullessaan oppimiselle? Miltä tulevaisuuden luokkahuoneet näyttävät? Uudet tekniikat, kuten pilvilaskenta, lisätty todellisuus ja 3D-tulostus, luovat koulutukselle tulevaisuuden, jonka voimme vain kuvitella. Joka tapauksessa meillä on mitä rakentaa. Kuvitellaanpa.

On syytä huomata, että emme voi olla 100% varmoja.

Odotamme edelleen, että lisätty todellisuus valloittaa maailmamme. Google Glass, Oculus Rift ja muita mielenkiintoisia asioita ovat tulossa, jotka tuovat makua lisätyistä ja virtuaalitodellisuuksista todellisuutemme.

Luetteloimme laitteiden kaltaisten laitteiden odotetaan hämmästyttävän yleisöä ominaisuuksillaan, jolloin käyttäjät voivat kerrostaa tietoja piilolinssien tai lasien läpi näkemäänsä. Tällä hetkellä pääsy lisätyn todellisuuden teknologioihin koulutustarkoituksiin rajoittuu suurelta osin älypuhelinsovelluksiin.

Esimerkiksi Sky Map -sovelluksen avulla voit tutkia yötaivasta tähtikuvioita etsiessään, mutta kestää vielä kauan ennen kuin tällaiset sovellukset integroidaan kouluihin. Puuttuu vain täydellinen järjestelmä. Lisätyn todellisuuden pitäisi olla riippuvuutta aiheuttava ja sisältää vihjeitä kaikkiin tapauksiin, joissa todellisiin esineisiin pääsee käsiksi.

Google Glassin ja muiden vastaavien, pian vapaasti saataville tulevien laitteiden avulla opiskelijat voivat tutkia maailmaa ilman häiriötekijöitä.

Uusi tapa oppia

Lisäksi avautuvat valtavat mahdollisuudet etäopetukseen. Katso vaikkapa. Fysiikan opettaja Andrew Vanden Heuvel Sveitsistä lähetti kaiken LHC:n sisällä tapahtuvan Google Glassin kautta oppilailleen tuhansien kilometrien päässä. He näkivät kaiken niin kuin hän sen näki. Tässä oleva Hangout-ominaisuus on erityisen hyödyllinen tiimiyhteistyössä projekteissa ja tehtävissä.

Muissa tapauksissa opiskelijat voivat nähdä lisää interaktiivisia tietoja, kuten historiallisia esineitä, saadakseen lisätietoja historiastaan. Mainonta voi myös muuttua, jos lasit tunnistavat kuvia ja ovat vuorovaikutuksessa niiden kanssa todellisessa maailmassa.

2. 3D-tulostin

Mikä olisikaan parempi lahja 10-vuotiaalle pojallesi kuin LEGO-setti? Esimerkiksi lasten 3D-tulostin. Jokaisessa luokassa pitäisi olla jotain tällaista. Tulevaisuuden opiskelijat voivat tulostaa minkä tahansa 3D-mallin, jota he tarvitsevat erilaisiin tehtäviin.

Nuoret insinöörit ja heidän opettajansa ovat paras esimerkki ihmisistä, jotka tarvitsevat 3D-tulostusta koulutuksessaan. Minneapolisista yksi koulu on jo hankkinut Dimension BST -tulostimen, jolla opiskelijat luovat suunnitteluprototyyppejä.

3D-tulostimen avulla voit luoda toimivan minimallin (ilman, että sinun täytyy palata sitä vanerista) testataksesi suunnittelua, jotta opiskelijat voivat hioa taitojaan viimeistä yksityiskohtaa myöten. Nykyään CAD-ohjelmiston avulla jokainen opiskelija voi säästää paljon aikaa ja rahaa lisäämällä laitteisiinsa 3D-tulostimen.

Älkäämme unohtako, että 3D-tulostimien hinnat laskevat jatkuvasti, mikä tarkoittaa, että pian ne tulevat kaikkien saataville. Lisäksi fysiikan mallit rohkaisevat abstraktia ajattelua (jokaisella kemian tunnilla oli visuaalisia molekyylejä?), mikä tarkoittaa, että jos he tulostavat fyysisen version rakenteesta, oppilaat ymmärtävät paremmin, mitä he ovat tekemisissä.

3. Cloud computing

"Koirani söi läksyni" -syy ei lennä lähitulevaisuudessa opettajien kanssa. Pilviteknologiat kehittyvät, ja hyvin pian kaikki elämämme osa-alueet, mukaan lukien koulutus, muuttuvat. Tulevaisuuden luokkahuoneissa opiskelijat tarvitsevat vain elektronisen laitteen, joka tarjoaa pääsyn kotitehtäviin ja muihin oppimisresursseihin pilvessä. Ei raskaita oppikirjoja, ei "unohdin päiväkirjaani", kaikki materiaalit ovat saatavilla niin kauan kuin on Internet-yhteys.

Tämä mukavuus antaa opiskelijoille tietyn vapauden, koska he voivat työskennellä projekteissa sekä kotona että missä tahansa muualla. "Kotityö" ei ole niin kodikasta. Digitaalinen kirjasto on käytettävissä myös varsinaisen kirjaston puuttuessa.

Pilvitekniikan tavoitteena on virtualisoida luokkahuone. Koulut voivat käyttää pilviteknologiaa ja luoda verkkoalustoja oppilaiden oppimiseen. Kirjaudu vain sisään ja osallistu kursseille virtuaalisesti.

Otetaan esimerkiksi pilvipohjainen virtuaalinen oppimisympäristö (VLE), jonka avulla opiskelijat pääsevät käsiksi oppimissisältöön ja osallistuvat keskustelupalstojen keskusteluihin. Tehtävät tai kokeet voidaan helposti jakaa koko luokalle, mikä minimoi oppilaiden tarpeen olla fyysisesti läsnä, mutta rohkaisee vuorovaikutusta ja keskustelua. opettajille osoitetaan eri kanava.

4. Sosiaaliset verkostot verkossa

Lukuisat yliopistot ovat jo liittyneet virtuaalimaailmaan Second Life tarjotakseen opiskelijoille verkkoalustan kommunikoida keskenään. Koska tällaiset sosiaaliset verkostot ovat suuri osa pilvialustaa, opiskelijat voivat keskittyä opintoihinsa ja keskustella vapaasti ideoista samalla, kun opettajat toimivat moderaattoreina.

Tärkeä rooli kaikessa tässä on opettajilla, luennoitsijoilla ja professoreilla, jotka voivat toimia oppaana, auttaa vastauksissa ja kysymyksissä, lataamalla tietoa välittömästi pilveen. Toinen etu on, että se toimii erinomaisena palautetyökaluna. Sosiaalisesti suuntautunut lähestymistapa oppimiseen voi muodostua pohjaksi tulevaisuudessa.

5. Joustavat näytöt

Muistiinpano toimii edelleen, varsinkin luentojen aikana, mutta on siirtymässä paperista kannettaviin tietokoneisiin, netbookeihin ja tabletteihin. Koulutuksen digitalisoituessa on turvallista sanoa, että paperi jää tulevaisuudessa taka-alalle. Kuinka säilyttää sen mukavuus?

Joustavat OLED-näytöt voivat olla vastaus. Tavallisen paperin tapaan nämä näytöt ovat kevyitä, joustavia ja uskomattoman ohuita. Ne voidaan rullata putkeen tai varastoida pinossa.

Toisin kuin tavalliset paperit, nämä muoviset sähköiset asiakirjat eivät ole vain kestäviä (niitä ei yksinkertaisesti voi repiä), vaan myös interaktiivisia. Pyyhkäiset, napautukset ja nipistykset auttavat paljastamaan kaikki tällaisen paperin mukavuudet.

Tässä on esimerkiksi Sonyn digitaalinen paperi, joka painaa vain 63 grammaa. Kannettavat tietokoneet ja älypuhelimet eivät edes kestä kynttilää sellaiselle liikkuvuudelle.

6. Biometriset tiedot: Eye Tracking

Toinen nopeasti hyväksytty tekniikka on biometriset tiedot. Perinteisesti biometriset tiedot yhdistetään yleensä turvallisuussektoriin, koska se käyttää meille jokaiselle ainutlaatuista: sormenjälkiä, kasvojentunnistusta, äänentunnistusta ja verkkokalvoa. Kasvatusnäkökulmasta katsottuna oppilaitos voisi käyttää sormenjälkiä koulun poissaolojen estämiseen ja kirjojen lunastamiseen koulun kirjastosta.

Silmänseuranta voi kuitenkin olla myös hyödyllistä, esimerkiksi tarjoamalla opettajille arvokasta tietoa. Tämä on visuaalinen esitys siitä, kuinka opiskelija imee tietoa ja ymmärtää sisällön. Mainonnassa nämä samat tutkimukset auttavat määrittämään, kuinka käyttäjät reagoivat mainokseen ja mikä erityisesti kiinnittää heidän huomionsa.

Vastaavasti tätä analyysimuotoa voidaan käyttää kurssin tai opetustyylin tehokkuuden määrittämiseen. Esimerkiksi Mirametrix käyttää S2 Eye Tracker -ominaisuutta mittaamaan oppilaiden oppimista mittaamalla, mihin he katsovat tunnin aikana.

Edullisia vaihtoehtoja on tulossa Eye Triben Windowsille ja Androidille, joten on vain ajan kysymys, milloin opettajat käyttävät näitä tietoja.

Tiedot voidaan järjestää siten, että se sopii jokaiselle opiskelijalle, eli hänen oppimistyylinsä mukaisesti. Toisaalta silmien liikemallit voivat myös määrittää sisällön toimituksen ja tunnistaa ongelmat ennen niiden syntymistä. Esimerkiksi materiaalin väärässä esittämisessä.

7. Monikosketusnäytöt

Muutaman viime vuosikymmenen aikana monet ovat nähneet videoprojektoreiden käyttöönoton kouluissa sekä siirtymisen tavallisesta liitutaulusta taululle. On täysin mahdollista, että seuraava askel on jotain älypuhelimiin ja tabletteihin liittyvää. Esimerkiksi seuraava "taulu" voisi hyvinkin olla jättimäinen LCD-kosketusnäyttö, joka mahdollistaa suuremman interaktiivisuuden. Suurin ero nykyisten kosketusnäyttölaitteiden ja tällaisen taulun välillä on, että se sallisi useiden oppilaiden syöttämisen kerralla.

Ja perinteisen liitutaulun sijasta luokkahuoneessa voi hyvinkin olla analoginen Samsung SUR40 Microsoft Surfacelle, jättimäinen pöydän muotoinen tabletti. Opiskelijat tai opiskelijat voivat istua tällaisen tablet-pöydän ympärillä, käsitellä sisältöä ja vetää ja pudottaa kuvia yhtä helposti kuin tehdä muistiinpanoja virtuaalisen näppäimistön avulla.

8. Opi pelaamalla

Nykypäivän lapset, jotka kasvavat Internetiin yhdistetyssä maailmassa, kärsivät lyhyistä keskittymiskyvyistä. Tämä ei ole yllättävää, sillä lapsuudesta lähtien YouTube, VKontakte ja älypuhelimet ovat lataaneet niitä päivityksillä 24/7 ja tarjoavat myös kaikki vastaukset pyynnöstä Googlessa tai Wikipediassa.

Nopeasti kasvavan sukupolven tyydyttämiseksi koulut joutuvat lopulta luopumaan perinteisistä ulkomaisen oppimisen menetelmistä. Nyt on tärkeää olla tuntematta tietojoukkoja, vaan tietää, mistä sitä voi saada - ja tällä on hyvät ja huonot puolensa. On kuitenkin yksi tapa yhdistää bisnes iloon: videopelit.

Esimerkiksi KinectEDucation tarjoaa verkkoyhteisön kiinnostuneille opettajille ja opiskelijoille, jotka haluavat käyttää Kinectiä opetustarkoituksiin. Parhaita esimerkkejä ovat viittomakielen oppiminen ja kitaran soitto Microsoftin laitteistolla.

Toinen esimerkki. Washingtonin yliopiston professori opettaa matematiikkaa luokalleen käyttämällä Kinectiä, Wii Remotea ja PlayStation Movea. Hyvä interaktiivisuuden taso kiehtoo opiskelijat ja opiskelijat, ja näin tieto imeytyy paremmin.

Toinen opettajien käyttämä lähestymistapa ei keskity pelaamiseen tai vuorovaikutukseen; se korostaa, miten opiskelijat voivat oppia prosessin kautta oppia tekemään pelejä. Gamestar Mechanicin pääideana on opettaa opiskelijoille pelin luomisen perustaidot (ilman ohjelmoinnin monimutkaisuutta), jotta he voivat luoda omia pelejään ja siten opettaa heille kieltä, järjestelmäajattelua, ongelmanratkaisua, komentosarjoja, taidetta ja paljon muuta. .

Koululaiset oppivat suunnittelemaan pelaamalla peliä, jossa he itse toimivat nuorina innokkaina suunnittelijoina, käyvät läpi tehtäviä, tehtäviä jne. tiettyihin palkintoihin (alueet, joilla voit luoda omia pelejä). Lähes ei eroa aikamme roolipeleistä.

Tämä osoittaa, kuinka opettajat voivat siirtyä pois perinteisestä opettamisesta ja kuinka opiskelijat voivat nauttia oppimisesta. On mahdollista, että ei liian kaukaisessa tulevaisuudessa lapset pitävät oppimisesta hauskaa ja jännittävää. Se olisi mukavaa.

Koulutusta luokkahuoneen ulkopuolella

Jatkossa koulutus ei ehkä enää rajoitu muodollisiin oppilaitoksiin, kuten kouluihin ja kursseihin. Lisätty todellisuus, pilvilaskenta, sosiaaliset verkostot ja katseenseurantatekniikkaa käyttävät mukautuvat oppimisjärjestelmät mahdollistavat oppituntien opettamisen koulun seinien ulkopuolella.

Kokeiluun ja virheisiin rohkaistaan ​​myös 3D-tulostuksen ja leikkisän lähestymistavan ansiosta, sillä siitä ei tule todellisia seurauksia tai budjettikustannuksia. Opiskelija näkee oppimisen iloisena osana elämäänsä, joka vaatii aktiivista osallistumista, ei rutiinina, tylsänä ja ikävänä. Olimme kuitenkin kaikki lapsia.