Использование технологии «дополненная реальность» в современном образовании. Виртуальная реальность в образовании Минусы использования VR в образовании

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.

Разделы: Начальная школа

Мы уже не мыслим себя без гаджетов, постепенно заменяя живое общение общением в соцсетях. Язык интернета – это особый язык, использующий условные знаки, символы, смайлики. И в результате этого многие учащиеся перестают читать, и, как следствие, снижается способность к логической, образной, эмоциональной речи.

Совершенно понятно, что переломить существующую тенденцию невозможно, значит, необходимо использовать интерес учащихся к информационным технологиям, чтобы стимулировать их познавательную активность.

Что же такое дополненная реальность? Это - результат введения в поле восприятия любых сенсорных данных с целью дополнения сведений об окружении и улучшения восприятия информации. В своей работе мы использовали маркерную технологию: при попадании маркера в видеокамеру на нем появляется 3D объект. Для создания проекта дополненной реальности были привлечены ученики 11 класса, и использовалась программа EV Toolbox (eligovision.ru).

Для создания проектов можно использовать любую программу дополненной реальности.

Используя проекты дополненной реальности, мы провели интегрированные уроки развития речи и математики, а также сделали виртуальную постановку сказки «Гуси лебеди», что являлось первым шагом в создании виртуального театра. Для постановки мы взяли сценарий сказки «Гуси-лебеди» Олеси Емельяновой, добавили рассказчика. Автор текста очень живо и весело смогла передать содержание русской народной сказки.

Для проведения уроков и театрализованного представления потребовался проектор с экраном, ноутбук (или компьютер с видео камерой) с установленной программой EV Toolbox и проектами.

Для интегрированного урока учениками 11 класса были созданы трехмерные фигуры с помощью программы Blender 3D.

Одиннадцатиклассники подготовили игровое поле с пустыми квадратами, маркеры с фигурами, а также карточки с примерами для устного счета.

В начале урока учитель предложил провести необычную математическую разминку. В разминку можно включить любые задания для устного счета: на знание таблицы умножения, деления, примеры на сложение и вычитание. Ученик, правильно назвавший ответ, выходил к игровому полю и выставлял фигурку на нем.

Если учитель хочет, чтобы фигурки стояли на определенном месте, то можно на пустые квадраты положить карточки с правильными ответами. Обучающиеся поменяют карточку с правильным ответом на фигурку .

После того, как разминка была окончена, а фигурки стояли на своих местах, учитель предложил придумать небольшую сказку (историю), используя выставленные на игровом поле фигуры.

На этом уроке дети могут работать по одному, в парах, группах.

После выполнения задания ученик выходил к игровому полю и рассказывал свою сказку (историю). Остальные ученики помогали с места, если это было необходимо, подсказывали свой сюжет развития событий, передвигали и меняли местами маркеры. Вся игра была видна на проекторе.

Ребята с нетерпением ждали второго урока развития речи, повторяли таблицу умножения, чтобы правильно отвечать и выходить к игровому полю ставить фигуру. Подумали ребята и о сюжете новой игры (появились различные варианты сюжетных линий).

На втором уроке обучающиеся разбились на группы. Каждая группа подготовила свой рассказ, и представитель команды выходил к игровому полю и рассказывал историю, члены группы передвигали маркеры по игровому полю.

Мы провели несколько уроков развития речи с использованием дополненной реальности, и ребята с большим увлечением сочиняли и рассказывали свои сказки.

В прошлом году мы приняли участие в городском проекте «Мастерская сказки». В процессе подготовки к театрализованному представлению третьеклассники изучали традиции и обычаи русского народа на уроках окружающего мира, литературного чтения и во внеурочное время.

Между учениками третьего класса были распределены роли, и ребята с большим энтузиазмом выучили слова героев в ожидании необыкновенного исполнения сказки.

Как только маркеры с героями попали в объектив камеры, и на экране появилось 3D-изображение, сказка началась. Двигая маркер по игровому полю, ребята перемещали героев, управляли их появлением или уходом со сцены. Процесс очень увлек детей. Зрителям так же было интересно следить за героями и разворачивающимися перед ними событиями.

В результате проделанной работы удалось повысить познавательную активность обучающихся. Ребята не просто озвучивали готовые роли, но и вживались в образы.

Дети получили прекрасный опыт работы в команде.

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)

Успешных проектов, позволяющих использовать технологии дополненной реальности в образовании, совсем немного. Вот несколько удачных примеров:

PhysicsPlayground - пособие по физике, представляющее собой трехмерную среду, с помощью которой можно совершенствовать знания о строении Вселенной.

Dow Day совмещает современный план Виксонсинского университета с тем, что там происходило в 1967 году. Студенты, преподаватели и гости вуза могут стать свидетелями акции против войны во Вьетнаме, наблюдая ее через собственные смартфоны.

Elements 4D – набор из 6 кубиков, на каждом из которых изображен химический элемент. Если навести камеру смартфона на кубик, на экране он станет стеклянным, а внутри появится образец вещества.

Несмотря на видимую эффектность и эффективность решений, есть немало проблем. Во-первых, нет технологичной базы, стандартов разработки ПО и применения технологий дополненной реальности. Во-вторых, неудобно каждый раз наводить гаджет на маркер и держать его продолжительное время. Если же для использования приложения нужны «умные» очки, возникает другая сложность – их малодоступность.

Сейчас дополненная реальность находится на стадии избавления от иллюзий: выявляются недостатки технологии, восторженных публикаций становится всё меньше, зато начинается работа над ошибками. О том, как эта отрасль будет развиваться и чем пригодится образованию, я узнал у сотрудников ведущих агентств.

Олег Юсупов, руководитель MaaS Agency:

MaaS Agency — отраслевое маркетинговое агентство, которое решает проблемы позиционирования, презентации продукта или услуги в инновационном цифровом формате, а также внедряет цифровые решения в сфере архитектуры.

Пока мы не сможем сказать, что благодаря такому-то решению школа сэкономила столько-то денег, дополненная и виртуальная реальность будут оставаться нишевым рынком. Можно говорить лишь о единичных случаях – в первую очередь, это касается виртуальной реальности. Например, проект Discipulus , открытый в Университетском колледже Лондона, позволяет создавать «медицинские аватары» пациентов, собирая информацию с носимых датчиков. Курсы лечения можно будет тестировать прямо на них, до того как начать лечить самого пациента.

В виртуальной реальности приходится решать множество моральных дилемм. Именно психологи чаще всего задействуют эмпирический материал виртуальной реальности и активно пользуются возможностями симуляторов. Многие психотерапевты открыли в Second Life кабинеты , где успешно лечат пациентов.

Люди начинают по-новому ощущать окружающе пространство. Лучше всего это видно на примере маленьких детей, для которых журнал – «это сломанный iPad», а взаимодействие с телевизором по умолчанию должно быть жестовым.

Иван Юницкий, креативный директор MaaS Agency:

Если судить объективно, рынок дополненной реальности в образовании находится на зачаточной стадии. Основная проблема – минимальное взаимодействие тех, кто разрабатывает технологии и их внедряет в обучение. Среди причин можно назвать недостаток финансирования учебных заведений и низкий уровень осведомленности об эффективности таких технологий.

Пока технологии виртуальной и дополненной реальности наиболее активно используются в медицинском образовании. Существует множество программ, моделирующих внутреннее строение организма, нервную и кровеносную систему и др. Эффективность такого формата обучения доказана давно: человек быстрее воспринимает и лучше запоминает визуальные образы.

Денис Пономаренко, руководитель OrdinLab:

OrdinLab – инженерная команда, основанная в 2014 году, занимающаяся IT-технологиями в сфере образования и бизнеса. На сегодня реализовано 12 проектов в области дополненной реальности и интерактивных инсталляций.

Если говорить о ближайшем будущем (2-4 года), то нас ждет бум технологий дополненной реальности в полиграфии. Можно будет просто навести камеру смартфона на страницы учебника и получить красочную 3D-модель Бородинского сражения, историческую сводку, важные факты. На высших уровнях образования такие технологии пригодятся, чтобы сканировать сложные технические агрегаты и создавать наглядные пособия по работе с ними.

В далеком будущем (10-15 лет) мы увидим совмещение виртуальной дополненной реальности: люди будут сидеть на месте и моделировать целые вселенные с помощью носимых гаджетов. Компании, которые занимаются разработкой подобных продуктов в России, слишком торопятся создать гарнитуру дополненной реальности именно сейчас. Пока технический прогресс не позволяет создать именно такие носимые гаджеты, которых хочет потребитель, нужно сосредоточиться на разработке и тестировании программных продуктов для мобильных устройств. Нужно показать, что это реально работает, что это помогает получать информацию в новом и удобном виде. Потом можно будет перейти к новому этапу: человек будет готов и примет это как должное. При этом пользователь должен принимать прямое участие в разработке – в конце концов, именно ему этим пользоваться.

Использование технологии «дополненная реальность» в современном образовании

На сегодняшний день технология дополненной реальности получила широкое распространение в различных областях: Интернете, маркетинге, туризме, мультимедиа, науке и технике.

Несмотря на непривычность формулировки определения, «Дополненная реальность» давно вошла в нашу жизнь. История дополненной реальности насчитывает на сегодняшний день уже около 20 лет, с момента описания ее как континуума Полом Милгромом и Фумио Кусино. Дополненная реальность представлена как пространство между реальностью и виртуальностью, наравне с дополненной виртуальностью. Технология дополненной реальности заключается в наложении на реальное изображение, получаемое посредством видео или веб-камеры, виртуальных объектов. Например, при телевизионной трансляции состязаний по легкой атлетике, зрителям демонстрируют фотофиниш – фотографию с линиями, определяющими позиции спортсменов. Эти линии и являются примитивными объектами дополненной реальности, поскольку предоставляют дополнительную информацию, делая реальное изображение более информативным.

Технология «Дополненная реальность» не обходит стороной сферу образования и в настоящее время используется поверхностно в процессе изучения дисциплин естественно-математического цикла, что является объективной необходимостью и потребностью в развитии познавательных процессов современных учащихся и студентов. 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.

Несмотря на огромный функционал, технология дополненной реальности является простой в использовании и доступна для многовозрастной аудитории пользователей, но требует новых разработок и углубленного изучения новых проблем. Тем не менее, при должном развитии, эта технология способна удовлетворить широкий круг образовательных и познавательных потребностей школьников и студентов.

Также широкий функционал, предоставляемый технологией дополненной реальности доступен и для учителя. 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 3 D -объектов упрощает процесс объяснения нового материала. При этом, осваивая технологию дополненной реальности, повышается уровень информационной грамотности учителя и учеников.

Например, изучая тему «Архитектура компьютера» на уроке информатики и используя вместо реальных деталей 3 D -объекты дополненной реальности, каждый ученик имеет возможность ознакомиться с каждым устройством компьютера, получить представление о его технологическом строении и особенностях. Для подобных занятий учителю необходимо иметь: готовые 3 D -модели, разработанные в среде 3 DsMax или других программах моделирования; веб-камеры, контроллеры дополненной реальности; программа распознавания маркеров дополненной реальности в цифровом или аналоговом вариантах; демонстрационные средства, такие как проекторы, экраны, интерактивные доски.

Одним из примеров использования технологии «Дополненная реальность» является продукция компании SMART Technologies . Технология, в данном случае, реализуется синтезом интерактивной доски SMART , программным обеспечением SMART Notebook , документ-камеры SMART и куба дополненной реальности. Интеграция с программным обеспечением SMART Notebook позволяет захватывать изображения и сразу добавлять их на страницу цифрового урока. Ученики могут оперировать анимированными 3D-объектами, например, ученик может вывести 3D изображение с помощью куба дополненной реальности и продемонстрировать его классу со всех сторон, перемещая куб перед объективом камеры. Поддержка программного обеспечения SMART Notebook обеспечивает внедрение дополнительного контента в файлы уроков. Инструменты дополненной реальности поддерживают несколько распространенных форматов 3D-объектов, доступных в различных библиотеках контента. Таким образом, использование технологии «Дополненная реальность» позволит повысить эффективность образовательного процесса и интерес к изучению дисциплин естественно-математического цикла.

Литература

1. Smart Education , «Как использовать дополненную реальность в образовании и обучении персонала» http://www.smart-edu.com/augmented-reality-inlearning.html