Диссертация (Технология дополненной реальности как объект изучения и средство обучения в курсе информатики основной школы), страница 5

Основные понятия и способы деятельности в данной области,а также представления об информационных технологиях необходимо вводить,расширять и углублять на протяжении целого курса, в его разных частях. Засчет этого должна быть выстроена единая цельная содержательно-25методическая линия «Информационные технологии». Очевидно, что обучениетехнологии дополненной реальности должно являться частью такой линии.Способность школьников применять средства информационныхтехнологий при обучении другим учебным дисциплинам во-многом зависитот уровня сформированности у учащихся знаний, умений и навыков,приобретенныхпри«Информационныеизучениитехнологии».содержательно-методическойИспользованиеучащимисялиниисредствинформационных технологий при обучении разным учебным дисциплинамможет быть недостаточно эффективным, если школьники все еще не обладаютсоответствующим уровнем знаний, умений и навыков.

Например, еслиучащийся недостаточно освоил технологии работы с презентационнымпроцессором, то такой школьник не сможет создать и представить достаточнокачественную презентацию для доклада по изучаемой дисциплине.Неслучайно в нормативных документах уделяется большое вниманиеобучению школьников информационным технологиям в рамках курсаинформатики. Так, Федеральный государственный образовательный стандартосновного общего образования (2010 г.), согласно которому в основной школеинформатика является обязательным учебным предметом, устанавливает, чтопредметные результаты изучения предметной области «Математика иинформатика» должны отражать, в том числе, развитие умений применятьразличные методы для решения задач практического характера и задач изсмежных дисциплин с использованием компьютера; развитие основныхнавыков и умений использования компьютерных устройств; формированиеумениявыбиратьпоставленнойспособзадачей–представлениятаблицы,данныхсхемы,вграфики,соответствиисдиаграммысиспользованием соответствующих программных средств обработки данных;формирование навыков и умений безопасного и целесообразного поведенияпри работе с компьютерными программами и в сети Интернет [133].26В соответствии с Примерной основной образовательной программойосновного общего образования (2015 г.) в рамках предмета «Информатика»[114] выпускник:− научитсясистематизироватьсредстваинформационныхикоммуникационных технологий в соответствии с выполняемыми задачами,использоватьдинамические(электронные)таблицы,использоватьреляционные (табличные) базы данных, проводить поиск информации в сетиИнтернет;− овладеет навыками работы с компьютером, умениями оперированияс разными видами сервисов сети Интернет и программных систем (текстовыередакторы, файловые менеджеры, браузеры, электронные таблицы, словари,поисковыесистемы,цифровыеэнциклопедии),разнымиформамипредставления данных (диаграммы, таблицы, графики и т.д.), познакомится спрограммными средствами для оперирования с аудиовизуальными данными;− получит возможность подходить осознано к выбору средствинформационныхикоммуникационныхтехнологийдлядостижениясобственных учебных и иных целей, практиковаться в применении основныхвидов прикладного программного обеспечения (электронные таблицы,редакторы текстов, браузеры и др.), познакомиться с принципами работы сетиИнтернет и сетевого межкомпьютерного взаимодействия, с технологиямипоискавсетиИнтернет;познакомитьсяс примерамипримененияинформационных и коммуникационных технологий в современном мире.В Примерной основной образовательной программе основного общегообразования в рамках предмета «Информатика» отражено следующеесодержание:подготовка(компьютерныепроектирование);информационномтекстовпрезентации,идемонстрационныхграфическиеэлектронныепространствередакторы,(динамические)материаловкомпьютерноетаблицы;работав(информационно-коммуникационныетехнологии); базы данных (поиск информации).27Важно подчеркнуть, что идея о расширении содержания обученияинформатике за счёт включения технологий дополненной реальности вкачестве объекта изучения соответствует тематическому распределению,задаваемому этими и другими нормативными документами.Кроме того, обоснование необходимости и описание особенностейобучения информационным технологиям в курсе информатики основнойшколы можно найти в работах И.Н.

Антипова, С.А. Бешенкова, Л.Л. Босовой,Е.П. Велихова, А.Г. Гейна, А.П. Ершова, В.Г. Житомирского, Т.Б. Захаровой,Г.А. Звенигородского,В.А. Каймина,К.К. Колина,А.А. Кузнецова,А.Г. Кушниренко, М.П. Лапчика, Г.В. Лебедева, И.В. Левченко, В.С. Леднева,Б.Н. Наумова, Ю.А.

Первина, Д.А. Поспелова, Т.Н. Суворовой, Е.К. Хеннера,С.И. Шварцбурда и др. [10, 25, 26, 51, 65, 69, 74, 79, 84-92, 94-99, 134-137].Благодаря теоретическим и практическим результатам, полученным вуказанных исследованиях, появилась возможность для формированияучебного и методического обеспечения информатики как учебного предмета,нацеленного на подготовку учащихся к применению методов информатики исредств информатизации при обучении другим школьным предметам и впредстоящей профессиональной деятельности. Эти и другие исследованияпозволяют развивать стратегию формирования содержания, методов и форморганизации обучения информатике в школе, также и из-за внедренияпроблемного обучения в школьные уроки информатики, развивающегомышление школьников в рамках нахождения ответов на возникающиезатруднения и противоречия.При этом немаловажной является проблема формирования содержанияобучения, которое было бы в состоянии подготавливать обучающихся коперированию не только с современными технологиями, но и с будущиминовациями.

Соответствующий подход будет способствовать включениюсамых новых технологий в образовательный процесс, повседневную жизньшкольников, повышению эффективности подготовки по разным учебнымпредметам, включая и информатику. Среди информационных технологий28следующего поколения можно выделить технологии для взаимодействия смультимедиаресурсами.Впервуюочередь,этоновыеспособывзаимодействия с виртуальными объектами, в том числе и с помощью такойтехнологии, как технология дополненной реальности.Анализ современных нормативных и рекомендательных документов вобласти общего образования, а также школьных учебников информатики(авторов Л.Л. Босовой, Ю.А.

Быкадорова, Л.А. Залоговой, С.В. Русаковой,И.Г. Семакина, Н.Д. Угриновича, Л.В. Шестаковой и др.) [31-35, 38, 39, 55, 66,71, 78, 81, 93, 101, 110-113, 122, 123, 127-131, 133] показал, что в данныхучебникахотсутствуетучебно-методическийматериалпообучениюдополненной реальности, а также отсутствуют задания, для выполнениякоторых применялась бы данная технология.Для определения возможности обучения и использования технологиидополненной реальности в школьном курсе информатики необходимоостановитьсянарассмотрениитехнологическихосновтехнологиидополненной реальности и особенностей ее применения в деятельностичеловека.1.2.Технология дополненной реальности какинформационная технологияТехнология дополненной реальности еще не получила широкогораспространения в образовании, в целом, и в обучении информатике, вчастности.

Для разработки методики обучения и использования таких средствнеобходимо предварительно более подробно рассмотреть сущность испецифику исследуемой технологии.На сегодняшний день не существует исследований и, в частности,диссертаций, которые были бы посвящены изучению специфики дополненнойреальности с точки зрения ее последующего использования в образовании. В29то же время прообразом технологии дополненной реальности принято считатьтехнологию виртуальной реальности.С философской стороны виртуальная реальность была подробнорассмотрена в докторской диссертации М.Ю.

Опенкова, показавшегодиалектику развития этой компьютерной технологии и аспекты ее влияния наобщественное развитие. Согласно его выводам виртуальная реальность и еепроизводные, к которым можно относить и дополненную реальность,обладаютсущественнымпотенциаломдляразвитияобщественныхотношений и сферы образования [105].Обе эти технологии и соответствующие им средства имеют многообщего.Обетехнологииформируютопределенноеинтерактивноеинформационное поле. При этом первая технология в максимальной степениотдаляет человека от реальных объектов и процессов, а вторая, наоборот,основывается на взаимодействии с ними. Виртуальная реальность (VirtualReality) отличается от дополненной реальности (Augmented Reality) за счётразницы в соотношении объектов, формируемых при помощи компьютернойтехники, и взаимодействии с окружающей средой.

Виртуальная реальностьявляется контекстно независимой (относительно независимой от реальныхобъектов, процессов и явлений), ее сфера применения является более узкой.Использованиетермина«дополненнаяреальность»врамкахнастоящего исследования и конструируемой методической системы обученияшкольников информатике требует четкого определения данного понятия.

Приэтом для указанного термина на сегодняшний день нет единого,универсального, исчерпывающего или общепринятого определения. Так,например, для обозначения этой же технологии часто используют и другоеназвание: «расширенная реальность».Термин«дополненнаяреальность»былвпервыепредложенТ.П. Коделом, сотрудником американской компании Boeing в 1992 году [144,145].Т.П. Коделтакназвалработающиенаосновеспециальногопрограммного обеспечения компьютер и его монитор, прикрепленный к30голове человека. Подобное средство давало сотрудникам компаниивозможность осуществлять монтаж электрической проводки в самолетах.Часто используемое в настоящее время словосочетание «AugmentedReality» состоит из двух слов.

Первое из них (согласно англо-русскомусловарюсистемыGoogle)–«Augmented»означаетрасширенный,увеличенный, дополненный. В свою очередь, «Reality» можно переводить, какдействительность, реальность. Поскольку дословный перевод на русский языкэтого сочетания слов не может передать точное значение обсуждаемоготермина, то до сих пор остаётся актуальной проблема корректности трактовкисловосочетания «дополненная реальность».Эти промежуточные выводы свидетельствуют о необходимости болеечёткого формулирования соответствующих определений в рамках настоящегоисследования с учётом его последующего включения в содержание обученияшкольников информатике.

В этой части исследования для обсужденияспецифики устройства и функционирования соответствующих средств будемиспользовать одно из существующих определений «дополненной реальности»как «...среды с прямым или косвенным дополнением реального (физического)мира цифровыми данными в режиме реального времени при помощикомпьютерной техники и программного обеспечения» [141].Типовая система дополненной реальности выглядит следующимобразом: компьютер при помощи видеокамеры анализирует окружающеепространство, система пытается найти знакомые ей объекты реального мира.Для простоты технической реализации объекты зачастую специальновыделяют контрастным рисунком, который называют маркером. После того,как система распознала физический объект, она выводит на экран компьютераопределенную цифровую информацию (виртуальный объект), как правило,это 3D-модель, которая «накладывается» на объект реального мира.

Система«привязывает» виртуальный объект к реальному объекту и при физическомвзаимодействии с реальным объектом (например, при его вращении илиперемещении), пользователь взаимодействует сразу же и с виртуальным31объектом (он также вращается или перемещается) [146-149]. При этом упользователя, смотрящего на экран компьютера, создается ощущение, чтовиртуальный объект существует в реальном мире. Пример совмещенияреального и виртуального объектов в виде объекта дополненной реальностиотражен на Рисунке 1.В приведенном описании присутствуют термины «реальный объект» и«виртуальный объект», для которых также не существует устоявшихсяопределений. Указанные понятия многозначны, а их трактовка зависит отобласти использования.а) реальный объект(маркер)б) виртуальный объект в) объект дополненной(3D модель)реальностиРисунок 1 – Совмещение реального и виртуального объектов в видеобъекта дополненной реальностиВиртуальность (от лат.

virtualis – возможный) – реально несуществующие состояния или объекты, которые могут возникнуть приналичии определенных условий. При реализации разных подходов кобеспечению виртуальности такие условия обеспечиваются за счёт разныхподходовиинструментов.Внекоторыхслучаях(такназываемаяонтологическая трактовка) виртуальность трактуется как определённоевозможное состояние бытия, в котором имеется некоторое активное начало, атакже особые условия для появления некоторых состояний и событий.32Информационные и телекоммуникационные технологии оказалирешающее влияние на появление ещё одного способа трактовки и реализациивиртуальности. Средства таких технологий дают человеку возможностьощущать себя в виртуальной реальности, в которой он не будет отличатьсобытия и объекты реального и виртуального миров.