Диссертация (1168722), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Такиеразработки позволяют не только проводить объяснение нового материала науроках, но и сформировать серию практических заданий для школьников попроведению исследований и самостоятельному изучению особенностейфункционирования устройств внешней памяти компьютера.Рисунок 21 – Разработанная модель жесткого диска,отображаемая на распечатанном маркере дополненной реальностиИзучениенекоторыхаспектовработыжёсткогодискасиспользованием реальных объектов невозможно или затруднительно,поскольку разгерметизация не позволяет такому устройству функционироватьв полном объёме.
Более того, применение разобранного устройства может142быть травмоопасным. В условиях применения устройств и визуальныхобъектов дополненной реальности педагогу или даже школьнику достаточнона имеющемся в школе принтере распечатать маркер, соответствующийтребуемой модели и прикрепить его к крышке реального жёсткого дискакомпьютера.Дляповышенияэффективностинеобходимонадёжнозафиксировать данный визуальный маркер и сопоставить масштабыизображений и реального объекта.
При таком подходе жёсткий диск останетсяцелым и, в дальнейшем, сможет функционировать. В процессе изучения ушкольников появятся тактильные ощущения, соответствующие настоящемуустройству, а также возможности зрительного сопоставления размеровжёсткого диска и его внутренних компонент с моделью, как показано наРисунках 15 и 21. Благодаря таким средствам обучения и визуальнымобъектам наряду с 3D-моделью, отображающей техническое устройствожёсткого диска изнутри, появляется возможность вывода принципиальнойсхемы разбиения диска на кластеры и секторы, а также выделения отдельныхфункциональных компонентов, таких как магнитный диск, считывающаяголовка, контроллер.С точки зрения обучения архитектуре компьютера в школьном курсеинформатики приведённый пример обладает особенностями, посколькужёсткий диск является одним из последних оставшихся электронномеханических устройств в составе компьютера.
Материнская и другие платыс электронными деталями не содержат механических компонент и, в связи сэтим, требуют других подходов для визуализации. Подобные подходы можнорассматривать на примере устройства материнской платы компьютера. Такаяплата представляет собой сложное многокомпонентное устройство, которое вотличие от жёсткого диска компьютера может характеризоваться при помощиинтерактивной схемы, визуализировать которую можно при помощи системдополненной реальности. Демонстрируемая школьникам схема можетсодержать несколько разных слоёв, таких, например, как схема разъёмов143материнской платы, изображенная на Рисунке 10, или схема магистральномодульного устройства материнской платы.При таком подходе, глядя на реальную материнскую плату,обучающийся может видеть, к какому слоту какое устройство или компонентдолжны быть подключены.
Основные функциональные элементы при помощитехнологии дополненной реальности отображаются непосредственно наматеринской плате, что позволяет учащимся структурировать и закрепитьзнания, полученные ранее. Учитывая значительное количество различныхслотов на современных материнских платах, данная проблема остаётсяактуальной для обучения школьников на уровне основной школы.Эти и другие приёмы позволяют применять технологию дополненнойреальности:–врамках изложениянового учебного материала по курсуинформатики (в качестве наглядного материала), в том числе и при обучениидополненной реальности как объекту для изучения,– для проведения практических работ (в качестве вспомогательнойсреды) как средства обучения,– дляконтроля (в качестве проверяемых или контролируемыхэлементов) интегрировано как объекта для изучения и средства обучения.Таким образом, выявленные и описанные в модели, таблице 1 и напримерах компоненты методической системы обучения и использованиятехнологии дополненной реальности в курсе информатики основной школыпозволяют определить основные способы применения таких технологий.Целесообразно выделять значимые с точки зрения методики обученияинформатики способы замены виртуальных объектов реальными, заменыреальных объектов виртуальными, применения динамических маркеров, атакже способ комбинированного использования реальных и виртуальныхобъектов.
Ранее в диссертации выделены особенности каждого способа,области применения, а также примеры задач и заданий для курса информатикиосновной школы.144Теоретические обоснования и опыт обучения школьников в рамкахпроводимого исследования показали, что эффективность обучения в условияхприменения технологии дополненной реальности опирается, в том числе и наактивизацию различных органов чувств, поскольку чем разнообразнеечувственное восприятие учебного материала, тем более прочно он может бытьусвоен.Примерынагляднопоказывают,чтовнедрениетехнологиидополненной реальности в обучение информатике в основной школе не тольковозможно, но и целесообразно.
Предлагаемые нововведения с высокой долейвероятности позволят как изучить новую и перспективную технологиюдополненной реальности, с которой столкнутся школьники в жизни, так иповысить эффективность обучения школьников отдельным темам курсаинформатики.В то же время, такие опыт, описания, выводы и предположения не даютвозможностьобоснованноутверждатьосправедливостигипотезы,сформулированной во введении к настоящей диссертации. Применениеописанныхвышеидей,подходовисредствпозволяетпровестиэкспериментальное исследование, направленное на проверку корректностиуказанной гипотезы.1452.4.Экспериментальная проверка эффективности обученияинформатике в основной школе в условиях внедрениятехнологии дополненной реальностиПредложенная во введении гипотеза настоящей научной работы,подлежащая экспериментальной проверке, состоит из трёх основныхутверждений.
В связи с этим, для её проверки была проведена серияэкспериментов, которые условно можно разделить на три основные группы.Первая часть гипотезы содержит утверждение о том, что при внедрениив курс информатики основной школы технологии дополненной реальности вкачестве объекта для изучения и средства обучения повысится эффективностьобучения отдельным темам за счёт повышения наглядности учебногоматериала, его интерактивности, более высокой степени интеграциивиртуальных моделей и реального мира. Данному утверждению посвященэксперимент, который будет описан вторым в данном параграфе диссертации.Вторая часть гипотезы содержит утверждение о том, что при такомвнедрении курс информатики будет расширен за счёт возможностипроведения ранее недоступных практических работ, а также включения самойтехнологии дополненной реальности в качестве объекта для изучения.Данномуутверждениюпосвященпервыйизописываемыхдалееэкспериментов.Третья часть гипотезы предполагает, что при внедрении технологиидополненной реальности в курс информатики основной школы в качествеобъекта для изучения и средства обучения позволит школьникам лучшеподготовиться к жизни и работе в информационном обществе за счётовладения визуальными средствами технологии дополненной реальности иподходами к практическому применению таких средств.
На данноеутверждение будет ориентирован третий эксперимент.Первый эксперимент проводился в 2014-2015 учебном году на базеГБОУ города Москвы «Школа №1409» на уроках информатики в 8-х классах.146Так как дополненная реальность как объект изучения не включена в школьныйкурс информатики, отсутствует возможность сравнения контрольной иэкспериментальной групп. В рамках этого эксперимента осуществлялосьтестирование одной группы школьников два раза с целью показать, чтопредлагаемые подходы позволяют с достаточной степенью эффективностиобучить школьников сущности и особенностям технологии дополненнойреальности.
В общей сложности в экспериментальной группу было включено67 обучающихся.В ходе тестирования производилась проверка по пяти основнымнаправлениям: разработка моделей для системы дополненной реальности,элементысистемыдополненнойреальности,преобразованиемоделидополненной реальности к реальным объектам, принципы взаимодействия смаркерами дополненной реальности, устройства дополненной реальности.При входном тестировании выявлялся исходный уровень знаний передизучением темы «Технологии дополненной и виртуальной реальности»раздела «Информационные технологии» курса информатики основной школы.В первичном тестировании участвовало 67 человек. Задания к данномутестированию представлены в Приложении 4 и направлены на изучениеисходного уровня понимания технологии дополненной реальности.После того, как учащиеся изучили тему «Технология дополненнойреальности» предлагаемого курса информатики, в которой эта технологиявыступала в качестве объекта изучения, было проведено итоговоетестирование.
Задания в рамках этого тестирования, приведённые вПриложении 5, обладали более высоким уровнем сложности, чем заданияпервоначального тестирования и были ориентированы не только на проверкузнаний об общих основах технологии дополненной реальности, но и на оценкунекоторых специфических аспектов функционирования систем дополненнойреальности. Из-за состояния здоровья один из учащихся не смог принятьучастие в итоговом тестировании, в котором участвовало 66 школьников.147Результаты обоих тестирований отражены в Таблице 2. Онисвидетельствуют об ожидаемом относительно низком начальном уровнезнаний учащихся. Почти все они слышали о технологии дополненнойреальности, и многие понимали её смысл и особенности на интуитивномуровне, однако затруднения вызвало определение такой технологии, работа смаркерами и требования к практической реализации.Таблица 2 – Уровень знаний учащихся 8-х классов до и после изучениятемы«Технологиидополненнойивиртуальнойреальности»курсаинформатики№АнализируемыеНедостаточныйСреднийВысокийпоказатели,уровеньуровеньуровеньотражающие уровень(баллы 1-2)(баллы 3-4)(балл 5)знаний школьников поВходное (Вх.) и итоговое (Ит.) тестированиятеме «ТехнологииВх.Ит.Вх.Ит.Вх.Ит.дополненной иЧел.Чел.Чел.Чел.Чел.Чел.виртуальной%%%%%%33922361221реальности»1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
