(1168722), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Это можносделать комплексно на базе многих школьных дисциплин, но, очевидно, чтоинформатика должна играть здесь ключевую интегрирующую роль, посколькудополненная реальность является информационной технологией.Именно в информатике в рамках реализации содержательнометодической линии «Информационные технологии» могут детальноизучаться особенности устройства и функционирования систем дополненнойреальности. Однако такой подход требует соответствующей доработки целей,содержания и других компонентов методической системы обученияинформатике.С другой стороны, дополненная реальность и связанные с нейтехнические средства обладают всеми необходимыми качествами для ихиспользования как средства обучения. Такие средства могут поднять на болеевысокий уровень эффективность обучения разным дисциплинам, в том числеи обучение информатике.
Из этого следует, что система подготовки поинформатике в школе должна быть усовершенствована для предоставлениявозможности применения средств обучения, основанных на системахдополненной реальности.Изучениедополненнойреальности приизучении других темкурса информатикиПримеры средствдополненнойреальности какобразцы для изученияэтой технологииОтдельная тема всодержанииобученияинформатикеДополненная реальностьво внеурочной работе каккомпонент изученияинформатикиИзучение технологиидополненнойреальностишкольникамиИспользованиедополненнойреальности дляпроверки результатовобучения школьниковинформатикеИспользованиедополненнойреальности дляизучения тем курсаинформатикиДОПОЛНЕННАЯРЕАЛЬНОСТЬ ВОБУЧЕНИИИНФОРМАТИКЕ ВШКОЛЕВыполнение заданийна конструированиеобъектов длядополненнойреальностиРасширение традиционныхэкскурсий и проектнойдеятельности за счетиспользования дополненнойреальностиЛабораторные работы снедоступнымоборудованием припомощи дополненнойреальностиДополненная реальностьпри изучении другихдисциплин как компонентмеждисциплинарной связиДополнительноеинформирование обизучаемых объектах засчет использованияинформационных слоевРисунок 7 – Возможные направления использования технологии дополненной реальностипри обучении информатике в школе69ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯЦифровые средстваАналоговые средстваНекомпьютерные средстваКомпьютерные средстваАудиосредстваГрафические ифотографическиесредстваКиносъемочная икинопроекционнаятехникаВидео и телевизионнаятехникаАналоговые приборы иоборудование материальные объекты,модели, инструментыАудиосредстваСредства телекоммуникационногообщенияГрафические ифотографическиесредстваСредства доступа ктелекоммуникационным ресурсамПроекционнаятехникаСредства дополненнойвиртуальностиВидео ителевизионныесредстваЦифровые приборы,оборудование иинструментыСредства дополненной реальностиСредства, основанные навиртуальных объектахМультимедиа средстваСредства работы созвукомСредства работы свидеоСредствасмешаннойреальностиСредствавиртуальнойреальностиСредства, основанные на наложенииинформационных слоевРисунок 8 – Место средств дополненной реальности в иерархии технических средств обучения в школе70Возможна и целесообразна разработка такой методической системыобучения информатике в основной школе, которая будет опираться навзаимосвязь «объект изучения – средство обучения» и распространять этувзаимосвязь на случай использования технологии дополненной реальности.Это дало бы комплексный эффект и позволяло бы школьникам использоватьподобные технологии при обучении разным дисциплинам в школе, а также впоследующей профессиональной деятельности и при решении повседневныхзадач.Выводы по первой главеОбъемыориентироватьсяинформационныхсовременнымпотоков,вспециалистам,которыхнеобходимонеуклонновозрастают,стимулируя разработку новых информационных технологий и порождаянеобходимостьобученияим.Всовременнойшколесредстваинформационных технологий применяются при обучении различнымдисциплинам.
По сравнению с другими школьными предметами особымсвойством обладает общеобразовательный курс информатики, в котороминформационные технологии выступают не только в роли средств обучения,но и в роли объекта изучения.В настоящее время при обучении информатике расставляются особыеакценты: вместо решения прикладных задач формирования компьютернойграмотности приоритет отдается овладению школьниками фундаментальныхоснов информатики и формированию у них информационной культуры.Выделены содержательно-методические линии общеобразовательного курсаинформатики, среди которых предусмотрена линия «Информационныетехнологии».Общеобразовательныйкурсинформатикиявляетсябазовымкомпонентом общего образования.
В содержание образования он входит вкачествеотдельногоучебногопредмета,атакжечерезобучение71информационным технологиям в рамках обучения другим дисциплинам.Значимой целью курса информатики является формирование у школьниковпредставлений о научных основах информатики, которые содержат, в томчисле, и информационные технологии. Умения и навыки применениятехнологий и средств, полученные учащимися на уроках информатики, могутповсеместноиспользоватьсяприподготовкепоразнымучебнымдисциплинам. Возможности рассмотрения технологии и инструментариядополненной реальности в качестве объекта изучения и средства обучениялежат в русле такого подхода.Фундаментальные подходы к обучению информатике и подготовка вобласти информационныхтехнологий, практика применениясредствинформатизации все еще не являются взаимосвязанными.
Этот факторнеобходимо учитывать в рамках исследований в области расширениясодержания и спектра средств обучения информатике в школе.Представления об информационных технологиях необходимо вводить,расширять и углублять в разных частях курса информатики. За счет этогодолжнабытьвыстроенацельнаясодержательно-методическаялиния«Информационные технологии», а обучение технологии дополненнойреальности должно являться частью такой линии.Прообразом технологии дополненной реальности принято считатьтехнологию виртуальной реальности, различия между которыми заключаютсяв соотношении «компьютерных» объектов и взаимодействия с реальныммиром.
Технология дополненной реальности, очевидно, имеет существенныйпотенциал с точки зрения расширения сфер применения компьютернойтехники, но для её значимого применения нужны относительно существенныемощностикомпьютеров,качественныеустройствавводаивывода,компактность, специфические системы для автономности. Помимо того,необходимы и более рациональные программы для распознавания визуальныхобразов и «привязки» виртуальных объектов к реальным.72Введеноииспользуетсяпонятиеконтинуума«реальность-виртуальность» (континуум Милграма), описывающего соотношение разныхвидов реальности, в числе которых дополненная реальность, реальноеокружение,виртуальнаяреальностьидополненнаявиртуальность.Виртуальная и дополненная реальность включены как составные компонентыв более объёмное понятие «смешанная реальность».
По отношению ктехнологии дополненной реальности вводятся несколько характеристик, такихкак порожденность, актуальность, автономность, интерактивность и др. Эти идругие параметры, соотношения, факторы и выводы могут входить всодержание обучения дополненной реальности в курсе информатики.Для использования в рамках исследования и последующего включенияв систему обучения информатике выработан подход к трактовке понятия«дополненная реальность».
Под технологией дополненной реальностипредлагается понимать совокупность способов и средств, позволяющихсоздавать для человека видимое трёхмерное пространство, в которомконтекстно-зависимыевиртуальныеобъектыдополняютреальноепространство, окружающее человека в настоящий момент времени,изменяются при изменении реального окружения или ракурса наблюдения, засчёт чего воспринимаются в качестве элементов реального пространства.Все современные средства дополненной реальности (средстватехнологии дополненной реальности) являются совокупностью аппаратного ипрограммного компьютерного обеспечения, функционирующего в режимереального времени, дополняющего контекстно-зависимыми виртуальнымиобъектамиилипроцессамиреальноеокружающеепространство,изменяющимися при изменении реального окружения и (или) ракурсанаблюдения.Позиционирование объектов при применении технологии дополненнойреальности может осуществляться на основе локационно-зависимого иобъектно-зависимого подходов.
Для использования этой технологии приобучении школьников одними из самых значимых ее параметров являются73помехоустойчивость, точность и простота. Такими преимуществами обладаетобъектно-зависимый подход.Для совершенствования обучения информатике в школе важно, чтотехнология дополненной реальности включает в себя четыре основныхкомпонента: аппаратные средства, браузер, систему распознавания исодержательноенаполнение.Критериямидляклассификациисистемдополненной реальности могут выступать тип их взаимодействия спользователем, степень мобильности, функциональное назначение.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.Применение такой технологии влечет за собой повышение узнаваемостиобъектов и процессов школьниками за счет их проекции на реальный мир.
Онаобладаетвозможностьюсущественногоповышениянаглядности,предоставления доступа к объектам и процессам, ранее недоступным длясистемыобразования,атакжевозможностьюдополнительногоинформационного обеспечения учебного процесса. Необходимо выработатьподходыкэффективномусовместномуиспользованиютехнологиидополненной реальности с традиционными наглядными пособиями, бумажнойлитературой, электронными ресурсами и другими средствами обучения.В первой главе диссертации описаны значимые для развитияметодической системы обучения информатике подходы к разработке иприменению такой технологии.
Первый подход обусловлен созданиемвиртуального объекта для организации и проведения практических работ сошкольниками, когда выполнение заданий в доступных условиях невозможно.Второй подход предусматривает наложение виртуального информационногослоя на реальный объект.Особенности систем дополненной реальности свидетельствуют, что всодержание подготовки учителей должны быть включены разные аспекты74образовательного применения таких систем [44]. Рассмотренные технологиипозволяют расширить возможности обучения информатике для учащихся сограничениями по здоровью. Использование технологии дополненнойреальности не требует наличия или разработки специального оборудования.Возможноприменениебазовогопрограммногообеспечения,предоставляющего выбор обучающих модулей, маркеров и моделей поизучаемой дисциплине.
При этом в настоящее время такое обеспечение несодержит компонентов, которые могли бы использоваться при подготовке поинформатике в рамках применения дополненной реальности в качествеобъекта и средства обучения.Обучение дополненной реальности целесообразно осуществлятькомплексно на базе разных школьных дисциплин, при этом информатикадолжна играть ключевую интегрирующую роль. Такой подход требуетдоработки целей, содержания и других компонентов методической системыобучения информатике.Средства дополненной реальности могут сделать более эффективнымобучение разным дисциплинам, в том числе и обучение информатике [57]. Сучетом этого система подготовки по информатике в школе должна бытьрасширена в направлении применения соответствующих средств и методовобучения.75ГЛАВА 2.
МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯТЕХНОЛОГИИ ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ В КУРСЕИНФОРМАТИКИ ОСНОВНОЙ ШКОЛЫ2.1.Моделирование методической системы обучения ииспользования технологии дополненной реальности вкурсе информатики основной школыАнализ научной литературы, опыта преподавания информатики вшколе, а также выявленного существенного образовательного потенциалатехнологии дополненной реальности предоставляет достаточно большоеколичество факторов и идей, что позволяет создать модель методическойсистемы обучения, которая будет основой для совершенствования курсаинформатики основной школы. Реализация такой модели должна обеспечитьнацеленность обновлённой методической системы на взаимосвязь «объектизучения – средство обучения» и может учитывать выявленные подходы кразработке и применению визуальных средств технологии дополненнойреальности.Первый из таких подходов ориентирован на разработку виртуальныхобъектов, визуализируемых на материальном заместителе объекта реальногомира.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
