Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,021

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ AR-ТЕХНОЛОГИИ В ОБРАЗОВАНИИ: МОТИВАЦИЯ К ОБУЧЕНИЮ

Филатова З.М. 1
1 ФГБОУ ВО «Набережночелнинский государственный педагогический университет»
В данной статье автор рассматривает построение образовательного процесса с применением технологий дополненной реальности. Проектирование и разработка учебных занятий на базе AR-библиотек и применения соответствующего программного обеспечения требуют от специалиста общеобразовательного учреждения определенных компетенций. Для формирования или совершенствования компетентности в области использования технологий дополненной реальности в профессиональной деятельности предложена программа обучения. В ходе реализации данной программы слушатели познакомятся с основными понятиями технологической отрасли, рассмотрят историю и перспективы развития данной технологии, выявят, с какими негативными последствиями и рисками могут столкнуться пользователи при использовании AR-технологий, а также изучат программные и аппаратные средства для разработки и погружения в технологию дополненной реальности. Приведенная подборка различных AR-библиотек для мобильных систем и программ для трехмерного моделирования позволит специалисту общеобразовательного учреждения получить первичные представления о способах и методах применения технологий дополненной реальности в образовательных целях. Проекты на базе AR-технологий, разработанные специалистами общеобразовательных учреждений в рамках курсовой подготовки с их последующим применением в учебной деятельности, придадут определенный стимул и мотивацию обучения со стороны обучающихся.
информационные и коммуникационные технологии
технология дополненной реальности
AR-библиотеки
мотивация обучения
проектная деятельность
1. Петерсон Л.Г., Агапов Ю.В. Мотивация и самоопределение в учебной деятельности. М.: Ювента, 2013. 64 с.
2. Чирков В.И. Мотивация учебной деятельности: учеб. пособие. Яросл. гос. ун-т. Ярославль: ЯрГУ, 1991. 51 с.
3. Выготский Л.С. Лекции по психологии. М.: Перспектива, 2018. 148 с.
4. Катханова Ю.Ф., Бестыбаева К.И. Технология дополненной реальности в образовании // Педагогическое мастерство и педагогические технологии: материалы VIII Междунар. науч.-практ. конф. (Чебоксары, 17 июля 2016 г.) / Редкол.: О.Н. Широков. Чебоксары: ЦНС «Интерактив плюс», 2016. С. 289–291.
5. Курзаева Л.В., Масленникова О.Е., Белобородов Е.И., Копылова Н.А. К вопросу о применении технологии виртуальной и дополненной реальности в образовании // Современные проблемы науки и образования. 2017. № 6. [Электронный ресурс]. URL: https://science-education.ru/pdf/2017/6/27285.pdf (дата обращения: 02.11.2020).
6. Лунева Ю.А. Технология дополненной реальности в образовании // Педагогическое мастерство и современные педагогические технологии: материалы XI Междунар. науч.-практ. конф. (Чебоксары, 13 дек. 2019 г.) / Редкол.: О.Н. Широков [и др.]. Чебоксары: ЦНС «Интерактив плюс», 2019. С. 97–103. [Электронный ресурс]. URL: https://interactive-plus.ru/e-publications/e-publication-663.pdf (дата обращения: 18.11.20).
7. Витюнин М. Технология дополненной реальности как современный метод обучения школьников // Официальный сайт корпорации «Российский учебник». [Электронный ресурс]. URL: https://rosuchebnik.ru/material/tekhnologiya-dopolnennoy-realnosti/ (дата обращения: 02.11.2020).
8. Иванов В.Е. Выбор библиотеки для создания приложений дополненной реальности // Научно-методический журнал «NovaInfo.Ru». 2016. № 55. Т. 3. С. 46–48. [Электронный ресурс]. URL: https://novainfo.ru/pdf/055-3.pdf (дата обращения: 13.11.20).
9. Мучкин Д. 10 крутых приложений дополненной реальности // Лайфхакер – советы и лайфхаки, продуктивность, технологии, здоровье. [Электронный ресурс]. URL: https://lifehacker.ru/prilozheniya-dopolnennoj-realnosti/ (дата обращения: 19.11.2020).
10. Хукаленко Ю. 15 VR- и AR-приложений для школ: обзор российского рынка // Портал «Бизнес, технологии, идеи, модели роста, стартапы». [Электронный ресурс]. URL: https://vc.ru/education/107661-15-vr-i-ar-prilozheniy-dlya-shkol-obzor-rossiyskogo-rynka (дата обращения: 13.11.2020).
11. Михеева О.П. МООК «Технологии виртуальной и дополненной реальности в образовании» // Открытый онлайн-курс EdCrunch Award OOC – 2019. EDCRUNCH AWARD 2019. [Электронный ресурс]. URL: https://sites.google.com/view/mooc-vrar/главная (дата обращения: 29.10.2020).

Современный подход к построению образовательного процесса предполагает использование информационно-коммуникационных технологий, в рамках которых преподаватель должен увлечь и заинтересовать обучаемого новыми знаниями, навыками и умениями в рамках освоения определенной дисциплины.

Рассматривая познавательный интерес как основополагающий элемент мотивации обучения, можно отметить, что данная составляющая проявляется в эмоциональном отношении обучаемого к объекту познания. Под термином «мотивация обучения» будем предполагать, что это «…процесс, побуждающий обучающегося к продуктивной познавательной деятельности и активному освоению предмета изучения» [1, 2].

При формировании познавательного интереса Л.С. Выготский обозначил следующие требования:

1. В рамках изучения учебного материала необходимо обучающегося заинтересовать и убедиться в том, что он проявляет готовность к познанию нового.

2. Интерес обучающегося должен быть нацелен на предмет изучения и «…не связан с посторонним для него влиянием наград, наказаний, страха, желания угодить и т.п.».

3. Педагогическая система выстроена таким образом, чтобы она была приближена к реальной «…жизни, учить учащихся тому, что их интересует, начинать с того, что им знакомо и естественно возбуждает их интерес» [3].

Исходя из обозначенных выше требований, можно отметить, что познавательный интерес – основа учения, и при отборе содержания обучения, его форм и методов необходимо руководствоваться личностными предпочтениями обучаемого. Мотивацию обучения выделим как один из факторов результативного рычага управления преподавателем процессом в рамках учебно-познавательной работы обучаемого.

Различают две формы мотивации учебной деятельности: внешнюю и внутреннюю. Внешняя мотивация обучения, как правило, связана с социальной средой и определением места обучаемого в системе доступных ему общественных отношений. Внутренняя мотивация познавательной деятельности определяется исходя из учебной деятельности и непосредственно связана с конкретным предметом изучения, а также и ее содержанием.

Цель исследования: выявление педагогических условий, направленных на повышение мотивации обучающихся к реализации проектной деятельности посредством включения технологии дополненной реальности. Большинство исследователей [4, 5] отмечают, что основными элементами, оказывающими влияние на формирование мотивации к учебной деятельности, являются: содержательная часть изучаемого учебного материала; учебная деятельность и ее организация; различные формы учебной деятельности; оценка познавательной деятельности; характерные стилевые особенности педагогической деятельности персонала.

Более подробно остановимся на двух первых составляющих мотивации обучения: содержательной части изучаемого учебного материала, учебной деятельности и ее организации. При разработке содержательной части учебного материала преподаватель рассматривает фактический учебный материал и его основные теоретические положения, которые подлежат изучению. Данная составляющая является стержнем учебного занятия, в рамках которой реализуется познавательная деятельность обучающихся.

Рассмотрим требования при отборе учебного материала:

1. Выносимая для освоения информация должна быть актуальной и достаточной. Рассматриваемые понятия, теоретические положения и факты предметной области должны охватывать весь спектр изучаемого вопроса и обеспечить понимание его сущности.

2. При организации изучения учебного материала необходимо выделить его основную идею.

3. Содержательная часть учебного материала должна быть выстроена таким образом, чтобы она отражала способы и методы получения знаний, типичные для конкретной темы изучаемой дисциплины. Содержательная часть учебного материала является основным компонентом для преподавателя, где могут быть выстроены различные звенья, определяющие способы учебного познания.

Практический опыт [4–7] позволяет нам определить, что при организации учебной деятельности наибольший интерес проявляется через проектную деятельность. В рамках проектирования и разработки проекта преподаватель, как правило, может реализовать обширный спектр условий для формирования интереса обучающихся к процессу учебной деятельности. Одним из эффективных способов мотивации является использование специального оборудования с соответствующим программным обеспечением.

Материалы и методы исследования

В настоящее время в образовательной сфере набирает популярность так называемая технология дополненной реальности. Дополненная реальность, или сокращенно AR-технологии (Augmented Reality), это объединение объектов реального и виртуального мира, где дополнительные данные «…внедрены в поле восприятия. Усиление воздействия среды происходит через визуальные, слуховые, осязательные, соматосенсорные и обонятельные рецепторы» [5].

Большое количество примеров применения AR-технологий в различных сферах тому доказательство. В табл. 1 приведены лишь некоторые примеры применения AR-технологий в различных сферах.

На наш взгляд, сфера образования заслуживает более пристального изучения для внедрения технологий дополненной реальности, так как образовательная среда формирует и развивает личность обучаемого.

На сегодняшний день существующая база различных AR-библиотек для мобильных систем и программ для трехмерного моделирования позволяет использовать AR-технологии в образовательной среде [8–10]. Рассмотрим некоторые из них, которые могут быть использованы при проектировании и проведении учебных занятий преподавателя общеобразовательных учреждений. В табл. 2 представлен перечень AR-библиотек и программного обеспечения (ПО) для использования в образовательных целях.

Таблица 1

Примеры применения AR-технологий

Сфера использования

Примеры применения

Кино и телевидение

Смешение реальных и виртуальных объектов, созданных при использовании компьютерной обработки данных

Мобильные технологии

Использование специально разработанных программ для мобильных устройств. При наведении на информационный объект картинка «оживает» и превращается в 3D объект

Медицина

При проведении сложных хирургических операций специальное оборудование и соответствующие программы позволяют «просматривать» результат проводимых манипуляций на экране выводимого устройства

Военная техника

Современные технические устройства позволяют оперативно получить необходимую информацию о ходе проводимых манипуляций

Игровая индустрия

Совмещение реального и виртуального мира, дополнение данных позволяют «накладывать» на изображения окружающего мира ряд дополнительных элементов

Полиграфия

В полиграфическую продукцию помещаются изображения, и при наведении на OR-код информация становится интерактивной

Реклама и маркетинг

Погружение потенциальных клиентов в историю создания продукции, привлечение новых покупателей или убеждение их в совершении покупки в условиях необычайно насыщенной конкурентной среды

Образование

«Оживление» иллюстраций на страницах учебника на бумажной основе или превращение дидактического материала в виртуальную игру

Таблица 2

Перечень AR-библиотек и ПО для использования в образовательных целях

Наименование AR-библиотеки\ПО

Краткая справка

Pocket Tutor

Приложение для юных математиков, с его помощью можно организовать проверку решения простых примеров

Maths Teach-AR

Приложение для изучения математики, которое можно применять для учащихся среднего и старшего возраста (12+). В результате работы программа запускает на проверочных бланках анимацию и визуальные эффекты с расчетами

Chinese Cubes

Приложение для изучения китайского языка. Реализована в игровой форме: пользователь перемещает кубики перед камерой, а на экране монитора возникают подсказки и советы

New Horizon

AR-учебник для изучения английского языка, с помощью встроенных камер смартфона «показывает» на страницах книги анимированных персонажей

AR Flashcards

Приложение для знакомства с миром насекомых. Любознательные любители фауны любого возраста могут увидеть редких насекомых в 3D на своих мобильных устройствах, а также познакомиться с энциклопедическими справками

Fun Maps for Kids

Приложение, которое помогает получать знания о нашем мире через цифровые карты. Сканируя приложением карту – висящую на стене, напечатанную на шторах, коврике или просто листке бумаги, дети получают доступ к фотографиям, аудиозаписям и анимации

Playground Physics

Приложение, которое можно использовать в виде учебного пособия по астрономии. 3D среда в рамках проекта позволяет рассматривать и изучать строение вселенной

Imaginary Worlds

Приложение позволяет учащимся и студентам отправиться в виртуальное путешествие с помощью загружаемых изображений и QR-кодов, которые спрятаны в разных местах учебного заведения

Sky Map и Star Walk

Астрономические приложения, позволяющие получить информацию о небесных телах

CLASSVR

Комплексное решение (устройство + программное обеспечение) для осуществления массового обучения. В рамках проекта имеется возможность создавать планы, реализовывать программы и разрабатывать визуальные объекты курса обучения

 

Как видим, перечисленные примеры демонстрируют достаточно обширные области применения технологии дополненной реальности в рамках учебной деятельности. AR-технологии позволяют «…развивать пространственное мышление, открывают новые возможности для дифференциации обучения и призваны помочь познавать мир через личный опыт…» [7].

По мнению И.Ф. Катхановой и К.И. Бестыбаевой, на данный момент нет возможности применения AR-технологий в образовательном процессе в полном объеме, так как пока недостаточно проработана единая методическая основа применения AR-технологий в образовательной среде [4]. При рассмотрении учебного материала с использованием данных технологий исследователи подчеркивают, что обучающиеся более легко воспринимают контент, детально могут представить пространственную структуру и некоторые функции объектов, а также могут надолго сохранять информацию в памяти.

Применение AR-технологий в сфере образования обозначило и ряд проблем: 1) недостоверная оценка и отсутствие понимания возможностей применения AR-технологий в образовательных целях; 2) недостаточное представление об эргономических характеристиках современных аппаратных средств дополненной реальности в образовании; 3) психолого-педагогическая составляющая использования средств обучения на базе AR-технологий в образовании требует более детального изучения и дополнительной проработки; 4) применение AR-технологий может привести к неопределенности восприятия и превращению реальности в обыденность; 5) достаточно высокая стоимость электронных устройств на базе AR-технологий; 6) обработка (сбор и хранение) информации, необходимой для реализации AR-технологий, требует достаточно большого количества времени и терпения; 7) требуется большая скорость обработки информации.

Решением обозначенных проблем может стать повсеместное вовлечение педагогического персонала в разработку проектов с использованием AR-технологий и их последующее применение в учебной деятельности.

Результаты исследования и их обсуждение

В рамках внедрения технологии дополненной реальности в образовательную сферу специалистами Набережночелнинского государственного педагогического университета прорабатывается возможность включения в образовательную практику программы курса «AR&VR в образовании» [11]. Курс обучения разработан в рамках Международного конкурса открытых онлайн-курсов EdCrunch Award OOC – 2019. EDCRUNCH AWARD 2019. Программа обучения содержит несколько блоков:

1) введение в технологии виртуальной и дополненной реальности AR&VR (10 ч);

2) технология виртуальной реальности (18 ч);

3) технология дополненной реальности (24 ч);

4) образовательные мероприятия с использованием AR&VR технологий (20 ч).

Курс обучения «AR&VR в образовании» ориентирован на студентов, обучающихся по специальности 44.03.01 Педагогическое образование и 09.03.03 Прикладная информатика, а также может быть использован в рамках повышения квалификации в области информационных и коммуникационных технологий для преподавателей общеобразовательных учреждений г. Набережные Челны и Закамского региона.

Цель курса – формирование компетенций в области использования технологий дополненной реальности в профессиональной деятельности.

Задачами курса являются:

1. Ознакомление с понятиями технологии дополненной реальности.

2. Формирование навыков и умений по разработке учебных проектов на основе технологии дополненной реальности.

3. Разработка методических рекомендаций по применению дополненной реальности в учебно-образовательном процессе.

В ходе учебных занятий слушатели курса познакомятся с основными понятиями технологической отрасли, рассмотрят историю и перспективы развития данной технологии, выявят, с какими негативными последствиями и рисками могут столкнуться пользователи при использовании AR-технологий, а также изучат программные и аппаратные средства для разработки и погружения в технологию дополненной реальности.

Заключение

Введение в образовательный процесс технологии дополненной реальности является одним из условий усиления обучающего эффекта. При использовании возможностей AR-библиотек и соответствующего программного обеспечения преподавателям и обучающимся представится возможность рассматривать скрытые процессы и выявлять функции 3D объектов. Наглядность, информационная полнота и интерактивность учебных материалов на базе технологий дополненной реальности позволят преподавателю оптимизировать процесс разъяснения учебного материала и повысить уровень усвоения материала обучающимися.


Библиографическая ссылка

Филатова З.М. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ AR-ТЕХНОЛОГИИ В ОБРАЗОВАНИИ: МОТИВАЦИЯ К ОБУЧЕНИЮ // Современные наукоемкие технологии. – 2020. – № 12-1. – С. 247-251;
URL: http://www.top-technologies.ru/ru/article/view?id=38442 (дата обращения: 22.06.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074