Диссертация (Технология дополненной реальности как объект изучения и средство обучения в курсе информатики основной школы), страница 10

настоящей диссертации)целесообразно выделить следующие первоочередные направления и элементывключения дополненной реальности в процесс обучения информатике:− теоретическая и практическая подготовка учителей к применениютехнологии дополненной реальности при воспитании и обучении школьников;− совершенствование содержания обучения информатике и инымшкольнымдисциплинамдляовладенияшкольникамитехнологиейдополненной реальности и способами её применения для решения бытовых ибудущих профессиональных задач.Технология дополненной реальности по своей природе обладаетсущественным образовательным потенциалом, что позволяет активноиспользовать соответствующие компьютерные средства в качестве средствобучения, как информатике, так и большинству других школьных дисциплин.Об этом говорят многие специфические свойства технологии и средствдополненной реальности. При формулировании соответствующих выводовможно частично опираться на предыдущие исследования, посвященныеприменимости смежных или более ранних технологий в образовании.56В кандидатской диссертации и публикациях М.Э.

Конорева [75]описывается возможность применения технологий виртуальной реальностидля обучения истории в вузах. Автор предлагает создавать и использовать наоснове этой технологии виртуальные исторические архивы. Подходы кформулированию заданий для обучающихся, содержащиеся в его работе,могут представлять интерес для дальнейшего исследования. Им показаныпреимущества применения виртуальных технологий в обучении. В то жевремявисследованииМ.Э. Конореванерассматриваютсявопросысовершенствования курса информатики, а изучаемые им виртуальныетехнологии не покрывают в полной мере возможностей более широкой исовременной технологии дополненной реальности.Кроме того, использование технологий дополненной реальности приобучении школьников способствует повышению уровня узнаваемостиобъектов и процессов учащимися за счёт их проецирования на реальный мир,который видят обучающиеся. Примечателен достаточно известный пример страдиционным изучением редких насекомых в школе.

Учащимся, которые доэтого не видели определенные виды насекомых, показывали карточки сфотографиями насекомых. Однако, когда им демонстрировали настоящиеобразцы насекомых, то они их не опознавали. Аналогичные проблемы приусвоении нового материала встречаются и в курсе информатики, например,при изучении архитектуры компьютера, когда учащимся необходимораспознатьконкретныеэлементынаразличныхсистемныхплатах.Дополненная реальность смогла бы снизить остроту соответствующей учебнометодической проблемы.Как было показано ранее, технологии дополненной реальностинаходятся в стадии развития, разрабатываются новые подходы и средства дляобеспечения тактильной обратной связи, значительное число содержательных,технических и методических проблем до сих пор остаются без должногорешения. Существующий опыт обучения информатике показывает, чтоиспользование какой-либо одной технологии не должно быть всеобъемлющем57и отрицать использование каких-либо других технологий.

Необходим поискрационального сочетания различных технологий, среди которых должнаприсутствовать и технологии дополненной реальности. Можно привестихороший пример сочетания такой технологии с некомпьютерными средствамиобучения. В обычный текст бумажного учебника или пособия могут бытьвключены специальные коды или даже изображения, являющиеся маркерамидополненной реальности, что позволит расширить функционал бумажныхсредств обучения.Одним из фундаментальных специфических аспектов является аспект«двойственности» технологии дополненной реальности. Такая технология исоответствующие ей средства, как и компьютерная техника, при обученииинформатике,вотличиеотдругихшкольныхдисциплин,можетрассматриваться как объект изучения и как средство обучения. Рассмотрениев качестве объекта целесообразно, так как в силу вышеизложенных причиннеобходимо научить учащихся работать с дополненной реальностью.Рассмотрение дополненной реальности в качестве средства обученияоправдано, поскольку с помощью средств дополненной реальности будетосваиваться определенный учебный материал и проводиться лабораторныеработы в рамках школьного курса информатики.В диссертации К.С.

Гамбург [49] показано, что существеннымпотенциаломлабораторныхсоотношениевотношенииработповышенияобладаюттехнологийэффективностивиртуальныедополненнойитехнологии.виртуальнойпроведенияУчитываяреальности,рассмотренное в параграфе 1.2. настоящей диссертации, допустимо говоритьо большом потенциале технологий дополненной реальности для проведениялабораторных работ на уроках информатики.Необходимость совершенствования методических систем обученияшкольным дисциплинам, в том числе информатики, из-за интеграциитехнологийпричинами:дополненнойреальностиобоснованодвумяосновными58− применение технологии дополненной реальности при определенныхусловиях способно повлиять на эффективность обучения;− постепенное проникновение технологии дополненной реальности впрофессиональнуюдеятельностьиповседневнуюжизньчеловекаобуславливает необходимость изучения не только специфики внутреннегоустройства этой технологии, но и подходов к ее практическому применению.Кроме этого, важно отметить и учитывать существенность влияниялюбых видов виртуальной реальности на социализацию учащихся, развитиеих коммуникативных и творческих возможностей, о чём уже говорилось висследованиях, связанных с образованием и общественной сферой [50, 54,141].А.Н.

Гвинтовкин [50] рассматривает виртуальное пространство,создаваемое с помощью различных компьютерных средств и технологий ипоказывает, что такое пространство является значимой средой для развития иустановления социальных контактов между молодыми людьми в условияхтотальной информатизации общества.В кандидатских диссертациях по философии А.Н. Степанова (напримере виртуальных процессов в обществе) и А.А.

Юрков (на основеисследования виртуальной компьютерной реальности) [125, 140] убедительнопоказывают влияние виртуальной реальности и соответствующих технологийнаизменениемежсубъектныхотношенийвобществе,выявляютположительные и отрицательные формы таких отношений. Часть выводов,сделанных этими специалистами, может быть учтена и существенно повлиятьна качество совершенствования курса информатики в условиях использованиятехнологии и средств дополненной реальности.На этапе анализа в ходе настоящего исследования можно выделить ипредложить два значимых для обучения ключевых подхода к разработке ииспользованию визуальных средств обучения школьников, основанных натехнологии дополненной реальности.59Первый подход можно использовать для того, чтобы провести сошкольниками практические или лабораторные занятия в тех случаях, когдапроведениесоответствующегозанятиявтрадиционныхусловияхзатруднительно или недоступно.

В этих случаях создаётся и используетсянезависимый виртуальный объект, визуально не отождествляемый среальными объектами. Например, данный подход применим в случае, когдапроведение реальной практической работы с реальными объектами,материалами или веществами является опасным для педагогов и школьников(работа с токсичными, радиоактивными, взрывоопасными и другимивеществами), либо проведение практической работы невозможно по причинеотсутствия необходимого оборудования из-за его стоимости, недоступности,габаритов и других параметров. В данном случае при использованиитехнологии дополненной реальности моделируется сам объект, учитываютсяего значимые свойства. Применяемый в обучении объект носит скореевиртуальный, чем реальный характер.Важно учитывать, что в этом случае для привязки к реальномуокружению средство дополненной реальности применяет виртуальныйобъект, замещающий собой объект реальный.

Примером реализацииописываемого подхода является применение средств дополненной реальностив рамках проведения лабораторных работ на занятиях по химии. В роли колбс реактивами на таких лабораторных работах выступают напечатанные набумаге специальные изображения-маркеры для упрощения распознаваниясистемой дополненной реальности. Манипуляции производятся путемперемещенияинструментовиреактивов.Предлагаемыйподходцелесообразен и при проведении лабораторных работ по информатике,например, для сборки компьютера из его отдельных устройств в системедополненной реальности.Главным недостатком практического применения данной технологииявляется отсутствие выработки у школьников умений и навыков по работе с60реальными реактивами, так как все работы на самом деле выполняются спомощью листов бумаги.Этот фактор необходимо учитывать педагогам, применяющимсоответствующие технологии на занятиях со школьниками.

Дело в том, чтоописываемый подход к использованию компьютерной техники лишаетсясмысла, когда существует доступ к необходимым материалам и враспоряжении педагога имеется возможность проведения лабораторнойработы без применения систем дополненной реальности.В то же время, существуют определенные объекты и процессы, а такжеих модели, воспроизведение которых в реальном мире невозможно или сильнозатруднено, например, опыты с объектами макро- и микромиров илиэксперименты в условиях невесомости. Примером обоснованного примененияв обучении технологии дополненной реальности можно считать работушкольников с микроэлектромеханическими системами. Эта деятельностьпроисходит в «микромире». Её осуществление в условиях реальной школыневозможно или затруднительно.

Компьютеры не имеют манипуляторов,предоставляющих такое же удобство при взаимодействии с объектами, какпри непосредственной работе человека с ними при помощи рук. В то же время,объекты виртуального мира предоставляют возможность эмулироватьдвижения, типичные для реальных устройств, с учётом таких факторов, какускорение, освещённость, положение в пространстве и др. Другим примеромиспользованиятехнологиидополненнойреальности,дляработыв«микромире» может быть работа различных элементов типа сумматоров итриггеров в элементной базе персонального компьютера.Недостатком при использовании в обучении данной технологииявляется отсутствие у объекта физической формы и ряда значимых свойств,которые школьник мог бы ощутить, кроме свойств, доступных через органызрения и слуха, например, ощутить размеры, вес или тактильные свойстваобъектов.Исправлениеданногонедостаткавозможноприусловииприменения типовых замещающих объектов.