Диссертация (1168722), страница 11

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

Так, в частности, при61выполнении лабораторных работ по химии могут использоваться однотипныепробирки, несмотря на то что в них содержатся разные вещества, привыполнении лабораторных работ по информатике – настоящее устройство,например, жесткий диск. Реальную обычную пробирку или жесткий дисксистема дополненной реальности ассоциирует с виртуальным аналогом, ишкольники работают, практически, в условиях реального исследования похимии или информатике.В качестве другого примера обоснованного применения системдополненной реальности в обучении является манипулирование педагогов иучащихся со сложными структурами молекул вещества.

Такое взаимодействиетоже происходит в условиях микромира, для которого у компьютернойтехники отсутствуют требуемые манипуляторы. Применение средствдополненной реальности позволяет работать с такими микрообъектами как собъектами реального мира, существенно повышая наглядность обучения.Подобные лабораторные работы могут применяться в рамках раздела«моделирование» школьного курса информатики.В этом случае благодаря технологии дополненной реальностишкольники ощущают свою «сопричастность» с объектами микромира,ощущают их «реалистичность», приобретают представление о спецификереального существования таких объектов.

Эти и другие факторы являютсяключевыми в рамках утверждений о значимости умений учителей иобучающихся применять системы дополненной реальности как средствообучения.Второй подход подразумевает видимое наложение на объектыреального мира так называемого информационного слоя – различныхтекстовых надписей, картинок-пояснений, других комментариев. С этой точкизрения технология дополненной реальности является уникальный. Никакаядругая технология не позволяет накладывать информационный слой нареальные объекты в режиме реального времени. В качестве примера можнопривестиинструкциюпоиспользованиюустройстваилисхему,62отображающуюегосостав,визуальнонакладываемуювкачествеинформационного слоя на само устройство.Наряду с этим, наложенными могут оказаться и различные «слои»,такие, например, как внешний вид территории или сооружения в инойисторический период, или демонстрация молекул вещества, находящегося вреальной пробирке, или структура кристалла центрального процессоракомпьютера.

При таком подходе возможно добавление в качестве слоёвдополненной реальности разных фотографий, картинок, видеофрагментов и3D-моделей.Другим примером применения технологии дополненной реальности вкачестве средства повышения наглядности и интерактивности обученияявляетсявозможностьвиртуальноговосстановлениявнешнеговидаживотного по имеющемуся скелету, его размеров.

Аналогичное применениеобсуждаемой технологии может заключаться в корректном сопоставлениипространственных размеров компьютеров различных временных эпох, так какосновой для сравнения будет реальная комната, обладающая реальнымиразмерами.Добавление информационных слоев на реальные объекты как еще однановая технология приобретает всё большее распространение в вооруженныхсилах для подготовки механиков, а также для указания цели при примененииоружия. При таком подходе для обучающегося и, впоследствии, дляпрофессионального механика отмечаются главные элементы замены, общаясхема системы, перечень действий и алгоритм работы.

В качестве примератакого использования технологии дополненной реальности при обученииинформатике является помощь учащимся при сборке настоящего компьютера.Во многом такое использование информационных технологийнапоминает работу с тренажерами. В этой области существуют исследования,в том числе и связанные с виртуальной реальностью. В частности, висследовании А.О. Матлина рассматриваются технические и технологическиеаспекты автоматизации процессов создания виртуальных тренажеров.63Автором обосновано, что тренажеры такого типа могут применяться вдостаточно широкой области для решения разных образовательных задач[103].Очевидно, что тренажеры, использующие технологию дополненнойреальности, могут быть задействованы на большинстве видов занятий вшколах, вплоть до занятий по технологии и физвоспитанию за счетнепосредственного проецирования необходимых инструкций на требуемыеобъекты анимировано и интерактивно.

При подготовке по информатикесистемы такого рода могут быть использованы в качестве средств обучения,например, основам устройства компьютерной техники.Описанные выше подходы к применению систем дополненнойреальности при обучении являются достаточно разными. При этом возможнакомбинация таких подходов в любых сочетаниях, что может предоставлятьдля системы образования ряд дополнительных преимуществ. Примеромсовместного применения разных приёмови технологиисмешаннойреальности может служить способ контроля педагогом хода и результатовдеятельности учащихся при выполнении заданий в среде виртуальнойреальности.

В данном случае учащиеся самостоятельно работают в такойсреде, наблюдая перед собой рабочую область и результат собственнойдеятельности. Учитель, применяя систему дополненной реальности, видит нетолько текущий результат работы учащихся с виртуальными объектами, но иимеет возможность наблюдать, что делает каждый школьник в реальномпространстве.Каждый из двух предложенных подходов обладает своей спецификойи, соответственно, имеет собственные области применения в обучении. Приэтом второй подход в настоящее время является менее распространенным посравнению с первым подходом.

Это обусловлено большими объемами работпо формированию содержательного наполнения для такого подхода итрудностями технической реализации. Разработка виртуальных объектов имоделей представляет собой более простую задачу по сравнению с64модернизацией существующих объектов, в том числе, и в связи сосложностями в позиционировании и наличием существенных различий воднотипных ранее созданных виртуальных и реальных объектах.При проведении последующих разработок в рамках настоящегоисследования важно учитывать, что формирование корректных подходов кразработке учебных заданий с использованием технологий дополненнойреальности позволяет более точно определить области применения тех илииных технологий в рамках системы обучения школьников. Кроме того,понимание преимуществ и недостатков той или иной технологии помогаетсвести к минимуму ее негативное влияние на эффективность учебногопроцесса.Частично подобные выводы перекликаются с мнением другихисследователей.

Так, например, С.И. Шуклин, говоря в своей диссертации овиртуальных технологиях в образовании применительно к профессиональнойподготовкебудущихспециалистов,подчеркиваетнеобходимостьвзвешенного подхода к учету позитивных и негативных аспектов опоры навиртуальную реальность в рамках совершенствования образовательногопроцесса [138].Как видно из приведенных примеров, одними из главных преимуществпри применении технологии дополненной реальности в образовании являютсяповышение наглядности обучения и появление у школьников большегочувства сопричастности к изучаемым объектам или процессам.Для обучения дополненной реальности в курсе информатики, равно каки для ее использования в качестве средства обучения этой школьнойдисциплине значимо, что в рамках такой технологии осуществлять выводинформации возможно не только на основе задействования органов зрениячеловека.

Уже разработано аппаратное и программное обеспечение для этойтехнологии, использование которых возможно для подготовки учащихся сограничениямипозрению.Соответствующиесистемыдополненнойреальности основаны на применении традиционных подходов с последующим65преобразованием визуальных картинок с экрана монитора компьютера взвуковуюинформацию.стереозвука,Такаяпозволяющеготехнологияслушателюбазируетсяопределятьнасвойствахместоположениеснимаемого видеокамерой объекта. При этом громкость и частота звука даютвозможность передавать информацию об удаленности и размерах объектадополненной реальности. Данное свойство исследуемой технологии позволяетрасширить возможности обучения различным разделам и содержательнымлиниямшкольногокурсаинформатикидляучащихсясособымипотребностями, связанными с ограничениями по здоровью.Для обучения школьников в рамках разных учебных курсов нетребуетсясменаниаппаратного,нипрограммногокомпьютерногообеспечения. Это достигается за счет использования базового программногообеспечения дополненной реальности с возможностью выбора конкретныхобучающих модулей, маркеров и виртуальных моделей, соответствующихизучаемой дисциплине.

Следует подчеркнуть, что в настоящее время такиекомпьютерные программы на практике не содержат маркеров и моделей,целесообразных к применению при подготовке по информатике в школеусловиях использования дополненной реальности в качестве объекта изученияи средства обучения.Изученныешкольникаминаурокахинформатикитехнологиидополненной реальности целесообразно применять на других дисциплинахдля достижения целей образования. Таким примером является краеведческаяэкскурсия школьников, на которой при помощи систем дополненнойреальности с учётом географического места предоставляется возможностьперемещаться во времени или моделировать рассматриваемое событие,произошедшее именно в этом месте ранее.В рамках таких подходов новый импульс могут получить и статьреальностью занятия, на которых проводятся ранее недоступные опыты илиэксперименты, школьники оперируют с хрупкими или дорогостоящимиобъектами, обучающиеся в прежних условиях могли бы нанести вред своему66здоровью.

В качестве такого примера оправданного применения технологиидополненной реальности можно привести лабораторные работы по физике,предусматривающиевзаимодействиеобучающихсясрадиоактивнымивеществами, когда реальные вещества заменяются на их виртуальные модели,демонстрируемые в системе дополненной реальности.Обобщаяреальности,выявленныеможновозможностисистематизироватьтехнологииосновныедополненнойнаправленияеецелесообразного использования в обучении школьников информатикепредставленные на Рисунке 7, а также выявить место средств дополненнойреальности в общей системе технических средств обучения в школе указанноена Рисунке 8.Согласно приведенной схеме средства дополненной реальности,следует относить к цифровым аудио и визуальным средствам обучения,относимым, в свою очередь, к подкатегориям мультимедиа средств и средстввиртуальной реальности.Собранные, описанные и систематизированные в настоящем параграфеособенности и преимущества использования технологии дополненнойреальностиприобученииинформатикеидругимдисциплинамсвидетельствует о ее существенном естественном потенциале для возможногоповышения эффективности обучения школьников.

Такие ее свойства, каквозможностьсущественногоповышениянаглядности,предоставлениедоступа к объектам и процессам, ранее недоступным для системыобразования, а также возможность дополнительного информационногообеспеченияучебногопроцессасделаютэтутехнологиюоченьвостребованной в ближайшем будущем.В связи с этим необходимо уже сейчас предпринимать меры красширению области ее использования при обучении и воспитании. Началоэтому процессу можно положить, если внести соответствующие коррективы вшкольный курс информатики. Описанное выше большое количествотехническихипользовательскихособенностейэтойтехнологии67свидетельствует о необходимости обучения им школьников.

Характеристики

Список файлов диссертации