Jaka przyszłość czeka naukę? Jak będą wyglądać sale lekcyjne przyszłości? Nowe technologie, takie jak przetwarzanie w chmurze, rzeczywistość rozszerzona i druk 3D, tworzą przyszłość edukacji, jaką możemy sobie tylko wyobrazić. W każdym razie mamy na czym budować. Wyobraźmy sobie.
Warto zaznaczyć, że nie możemy mieć 100% pewności.
Wciąż czekamy, aż rzeczywistość rozszerzona szturmem podbije nasz świat. Nadchodzą Google Glass, Oculus Rift i inne ciekawe rzeczy, które wprowadzą do naszej rzeczywistości przedsmak rozszerzonej i wirtualnej rzeczywistości.
Oczekuje się, że urządzenia takie jak te, które wymieniliśmy, zachwycą opinię publiczną swoimi możliwościami, umożliwiając użytkownikom nakładanie informacji na to, co widzą przez soczewki kontaktowe lub okulary. Obecnie dostęp do technologii rozszerzonej rzeczywistości w celach edukacyjnych ogranicza się w dużej mierze do aplikacji na smartfony.
Na przykład aplikacja Sky Map umożliwia badanie nocnego nieba w poszukiwaniu konstelacji, ale minie jeszcze dużo czasu, zanim takie aplikacje zostaną zintegrowane ze szkołami. Brakuje tylko kompletnego systemu. Rzeczywistość rozszerzona powinna uzależniać i zawierać podpowiedzi w każdym przypadku dostępu do realnych obiektów.
Za pomocą Google Glass i innych podobnych urządzeń, które wkrótce staną się ogólnodostępne, uczniowie będą mogli odkrywać świat bez konieczności rozpraszania się.
Nowy sposób nauki
Ponadto otwierają się ogromne możliwości w zakresie nauczania zdalnego. Spójrz na przykład. Nauczyciel fizyki Andrew Vanden Heuvel ze Szwajcarii transmitował wszystko, co działo się wewnątrz LHC, za pośrednictwem Google Glass swoim uczniom oddalonym o tysiące kilometrów. Widzieli wszystko tak, jak on to widział. Funkcja Hangouta jest szczególnie przydatna do współpracy zespołowej nad projektami i zadaniami.
W innych przypadkach uczniowie mogą zobaczyć dodatkowe interaktywne informacje, takie jak artefakty historyczne, aby dowiedzieć się więcej o ich historii. Reklama również mogłaby ulec zmianie, gdyby okulary rozpoznawały obrazy prawdziwy świat i wchodzić z nimi w interakcję.
2. Drukarka 3D
Czy jest lepszy prezent dla 10-letniego syna niż zestaw LEGO? Na przykład drukarka 3D dla dzieci. To coś powinno znaleźć się w każdej klasie. Studenci przyszłości będą mogli wydrukować dowolny model 3D potrzebny do różnych zadań.
Młodzi inżynierowie i ich nauczyciele są najlepszym przykładem osób, które potrzebują druku 3D w swojej edukacji. Jedna ze szkół w Minneapolis nabyła już drukarkę Dimension BST, za pomocą której uczniowie tworzą prototypy projektów.
Drukarka 3D umożliwia stworzenie działającego minimodelu (bez konieczności układania go ze sklejki) w celu przetestowania projektu inżynieryjnego, dzięki czemu uczniowie mogą doskonalić swoje umiejętności w najdrobniejszych szczegółach. Dziś dzięki oprogramowaniu CAD każdy student może zaoszczędzić mnóstwo czasu i pieniędzy, dodając do swojego sprzętu drukarkę 3D.
Nie zapominajmy, że ceny drukarek 3D stale spadają, co oznacza, że już niedługo staną się dostępne dla każdego. Ponadto modele fizyczne zachęcają do myślenia abstrakcyjnego (wszyscy na chemii mieli wizualne cząsteczki?), co oznacza, że jeśli wydrukują fizyczną wersję struktury, uczniowie będą mogli lepiej zrozumieć, z czym mają do czynienia.
3. Przetwarzanie w chmurze
Wymówka „mój pies zjadł moją pracę domową” nie będzie już w najbliższej przyszłości popularna wśród nauczycieli. Technologie chmurowe rozwijają się i już niedługo wszystkie aspekty naszego życia, w tym edukacja, ulegną zmianom. W klasach przyszłości uczniowie będą po prostu potrzebować urządzenia elektronicznego zapewniającego dostęp do zadań domowych i innych zasobów edukacyjnych w chmurze. Żadnych ciężkich podręczników, żadnego „zapomniałem pamiętnika”, wszystkie materiały będą dostępne, jeśli tylko będzie połączenie z Internetem.
Ta wygoda zapewni studentom pewną swobodę, ponieważ mogą pracować nad projektami zarówno w domu, jak i gdziekolwiek indziej. Praca „w domu” nie będzie już tak domowa. Biblioteka cyfrowa będzie dostępna nawet w przypadku braku biblioteki rzeczywistej.
Przetwarzanie w chmurze ma na celu wirtualizację klasy. Szkoły mogą korzystać z technologii chmury i tworzyć platformy internetowe do nauki uczniów. Wystarczy zalogować się i uczestniczyć w zajęciach wirtualnie.
Weźmy na przykład koncepcję wirtualnego środowiska uczenia się opartego na chmurze (VLE), które umożliwia uczniom dostęp do treści edukacyjnych i udział w dyskusjach na forach. Zadania lub testy można łatwo rozdzielić po całej klasie, minimalizując potrzebę fizycznej obecności uczniów, ale zachęcając do interakcji i dyskusji. nauczycielom zostanie przydzielony inny kanał.
4. Sieci społecznościowe online
Wiele uniwersytetów zarejestrowało się już w wirtualnym świecie Second Life, aby zapewnić studentom platformę internetową do wzajemnej komunikacji. Będąc dużą częścią platformy chmurowej, np Media społecznościowe pozwalają uczniom skupić się na nauce i swobodnie omawiać pomysły, podczas gdy nauczyciele pełnią rolę moderatorów.
Ważną rolę w tym wszystkim odgrywają nauczyciele, wykładowcy i profesorowie, którzy mogą pełnić rolę przewodnika, pomagać w udzielaniu odpowiedzi i zadawać pytania, błyskawicznie przesyłając informacje do chmury. Kolejną zaletą jest to, że służy jako świetne narzędzie. informacja zwrotna. W przyszłości podstawą może stać się społecznie zorientowane podejście do nauki.
5. Elastyczne wyświetlacze
Robienie notatek nadal się sprawdza, szczególnie podczas wykładów, ale odchodzi się od papieru na rzecz laptopów, netbooków i tabletów. W miarę jak edukacja staje się coraz bardziej cyfrowa, można śmiało powiedzieć, że w przyszłości papier będzie schodził na dalszy plan. Jak zachować jego wygodę?
Odpowiedzią mogą być elastyczne wyświetlacze OLED. Podobnie jak zwykły papier, wyświetlacze te będą lekkie, elastyczne i niewiarygodnie cienkie. Można je zwinąć w tubę lub przechowywać w stosie.
W przeciwieństwie do zwykłego papieru, te plastikowe dokumenty elektroniczne są nie tylko trwałe (po prostu nie można ich podrzeć), ale także interaktywne. Przeciągnięcia, dotknięcia i uszczypnięcia pomogą odkryć wszystkie udogodnienia takiego papieru.
Tutaj na przykład jest papier cyfrowy firmy Sony, który waży zaledwie 63 gramy. Laptopy i smartfony nawet nie są w stanie zapewnić takiej mobilności.
6. Biometria: śledzenie wzroku
Kolejną technologią, która szybko zyskuje akceptację, jest biometria. Konwencjonalnie biometria jest zwykle kojarzona z sektorem bezpieczeństwa, ponieważ wykorzystuje to, co jest unikalne dla każdego z nas: odciski palców, rozpoznawanie twarzy, rozpoznawanie głosu i siatkówkę oka. Z edukacyjnego punktu widzenia instytucja mogłaby wykorzystywać odciski palców, aby zapobiegać wagarom i wypożyczać książki z biblioteki szkolnej.
Jednak śledzenie wzroku może być również przydatne, na przykład dostarczając bezcennych informacji nauczycielom. Jest to wizualna reprezentacja tego, jak uczeń przyswaja informacje i rozumie ich treść. W reklamie te same badania pomagają określić, jak użytkownicy reagują na reklamę i co szczególnie przykuwa ich uwagę.
Podobnie tę formę analizy można zastosować do określenia efektywności kursu lub stylu nauczania. Na przykład Mirametrix wykorzystuje moduł śledzenia wzroku S2 do pomiaru poziomu nauczania uczniów, mierząc, gdzie patrzą podczas zajęć.
Pojawiają się niedrogie alternatywy w postaci Eye Tribe dla systemów Windows i Android, więc wykorzystanie tych danych przez nauczycieli jest tylko kwestią czasu.
Dane można uporządkować w taki sposób, aby było to wygodne dla każdego ucznia, czyli zgodne z jego stylem uczenia się. Z drugiej strony wzorce ruchu oczu mogą również determinować dostarczanie treści i identyfikować problemy, zanim się pojawią. Na przykład w nieprawidłowej prezentacji materiału.
7. Wyświetlacze wielodotykowe
W ciągu ostatnich kilku dekad wiele osób było świadkami wprowadzenia projektorów wideo do szkół, a także przejścia od zwykłej tablicy do tablicy. Całkiem możliwe, że kolejnym krokiem będzie coś związanego ze smartfonami i tabletami. Na przykład następną „płytką” mógłby równie dobrze być gigantyczny ekran dotykowy LCD, pozwalający na większą interaktywność. Główna różnica między naszymi obecnymi urządzeniami dotykowymi a taką tablicą polega na tym, że umożliwia ona wprowadzanie danych przez wielu uczniów jednocześnie.
Zamiast tradycyjnej tablicy w klasie może znaleźć się odpowiednik Samsunga SUR40 dla Microsoft Surface, gigantycznego tabletu w kształcie stołu. Studenci lub studenci mogą siedzieć przy takim stole z tabletem, pracować z treścią oraz przeciągać i upuszczać obrazy tak łatwo, jak robienie notatek za pomocą wirtualnej klawiatury.
8. Ucz się poprzez zabawę
Dzisiejsze dzieci dorastające w świecie połączonym z Internetem mają problemy z koncentracją uwagi. Nie jest to zaskakujące, ponieważ od dzieciństwa YouTube, VKontakte i smartfony ładują je aktualizacjami 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, a także udostępniają wszystkie odpowiedzi na żądanie w Google lub Wikipedii.
Aby zadowolić szybko rosnące pokolenie, szkoły będą w końcu musiały porzucić tradycyjne metody uczenia się na pamięć. Teraz ważne jest, aby nie znać tablic informacji, ale wiedzieć, gdzie można je uzyskać – a to ma swoje zalety i wady. Jest jednak jeden sposób na połączenie przyjemności z przyjemnością: gry wideo.
Na przykład KinectEDucation zapewnia społeczność internetową dla zainteresowanych nauczycieli i uczniów, którzy chcą używać Kinect do celów edukacyjnych. Najlepszymi przykładami są nauka języka migowego i gra na gitarze na sprzęcie firmy Microsoft.
Inny przykład. Profesor Uniwersytetu Waszyngtońskiego uczy matematyki w swojej klasie za pomocą Kinect, Wii Remote i PlayStation Move. Dobry poziom interaktywność urzeka uczniów i uczniów, dzięki czemu informacje są lepiej przyswajane.
Inne podejście stosowane przez nauczycieli nie koncentruje się na rozgrywce ani interaktywności; podkreśla, w jaki sposób uczniowie mogą uczyć się poprzez proces uczenia się, jak tworzyć gry. Główną ideą Gamestar Mechanic jest nauczenie uczniów podstawowych umiejętności tworzenia gier (bez skomplikowanego programowania), aby mogli tworzyć własne gry, a tym samym uczyć ich języka, myślenia systemowego, rozwiązywania problemów, pisania skryptów, sztuki i nie tylko .
Dzieci w wieku szkolnym uczą się projektować, grając w grę, w której sami wcielają się w młodych, aspirujących projektantów, wykonując zadania, misje itp. za określone nagrody (strefy, w których możesz tworzyć własne gry). Prawie nie różni się od gier RPG naszych czasów.
Pokazuje to, jak nauczyciele mogą odejść od tradycyjnego nauczania i jak uczniowie mogą cieszyć się nauką. Możliwe, że w niedalekiej przyszłości dzieci uznają naukę za przyjemną i ekscytującą. Byłoby miło.
Edukacja poza salą lekcyjną
W przyszłości edukacja nie może już ograniczać się do instytucji formalnych, takich jak szkoły i kursy. Rzeczywistość rozszerzona, przetwarzanie w chmurze, sieci społecznościowe i adaptacyjne systemy uczenia się wykorzystujące technologię śledzenia wzroku umożliwią prowadzenie lekcji poza murami szkoły.
Drukowanie 3D i zabawne podejście będą również zachęcać do eksperymentowania i błędów, ponieważ nie będzie żadnych rzeczywistych konsekwencji ani kosztów budżetowych. Uczniowie będą postrzegać naukę jako satysfakcjonującą część swojego życia, która wymaga aktywnego uczestnictwa, a nie rutynową, nudną i żmudną czynność. Jednak wszyscy byliśmy dziećmi.
Rzeczywistość rozszerzona (AR) wzbogaca świat najnowsze technologie, generując unikalne, połączone interaktywne doświadczenie. Chociaż rzeczywistość rozszerzona jest nadal rzadko wykorzystywana w edukacji, coraz więcej nauczycieli, badaczy i programistów zaczyna zmierzać w kierunku bardziej interaktywnych metod nauczania. Wiele z tych technik przeradza się w naprawdę ciekawe i kreatywne projekty. Tutaj zebraliśmy kilka specjalnych ciekawe projekty tego rodzaju, chociaż oczywiście jest ich w rzeczywistości znacznie więcej.
1) Drugie życie
W tym projekcie wykorzystano grę internetową Second Life, w której w duchu Stevensona wszystko może się zdarzyć. To niezwykle przydatne narzędzie edukacyjne, które może dotrzeć do bardzo szerokiego grona odbiorców lub dać autorom nowe sposoby nauczania własnych uczniów. Wyliczenie wszystkich sposobów wykorzystania wirtualnego świata do celów edukacyjnych wymagałoby osobnego artykułu, ale wymienię krótko: lekcje online, pokazy, dyskusje, wykłady, prezentacje, debaty i inne działania.
2) Laboratorium Rozwoju Rzeczywistości Rozszerzonej
To laboratorium eksperymentalne zostało założone przez firmę Digital Tech Frontier i współpracuje z takimi potentatami jak Google, Microsoft i Logitech. Tworzy projekty o charakterze zarówno rozrywkowym, jak i edukacyjnym. Zasadniczo są to interaktywne trójwymiarowe obiekty, które można wykorzystać do nauki w taki czy inny sposób. Instytucje edukacyjne może zamówić pakiety od ARDL po różnych cenach.
3) Życie rewolucją
To gra autorstwa Karen Schrier, w której pokazuje swoim uczniom słynną historyczną bitwę pod Lexington za pomocą GPS i komputerów kieszonkowych. Ten eksperyment AR odkrywa także tajemnice tej bitwy, na przykład to, kto strzelił pierwszy. Użytkownicy sami wcielają się w żołnierzy i biorą udział w bitwie prawdziwa mapa w Massachusetts.
4) Plac zabaw fizyki
Jeden z wielu silników gier na komputery PC otrzymał drugie życie w postaci edukacyjnego podręcznika do fizyki. Projekt o nazwie PhysicsPlayground tworzy głęboko wciągające środowisko 3D, w którym można eksperymentować i lepiej zrozumieć strukturę wszechświata.
5) Gry MITAR
Ten projekt gier MIT łączy rzeczywisty teren z wirtualnym graczem i wirtualnym scenariuszem do stworzenia
użyteczny efekt edukacyjny. Na przykład gra Environmental Detectives rzuca wyzwanie graczom, aby znaleźli źródło katastrofalnego wycieku toksycznych materiałów.
6) Nowy Horyzont
Niektórzy japońscy studenci i inne osoby studiujące język angielski, użyj tej aplikacji na smartfony do pracy z podręcznikami AR nowej generacji. Same podręczniki zapewnia firma Tokyo Shoseki. New Horizon wykorzystuje wbudowane kamery w smartfonach, aby wyświetlać animowane postacie bezpośrednio w książkach na odpowiednich stronach.
7) Rusztowania BHP
Korzystając z tego systemu, profesor Ron Doston prowadzi kurs dotyczący bezpieczeństwa w budownictwie. Pokazy 3D AR łączące obiekty rzeczywiste i cyfrowe pokazują, jak prawidłowo zbudować rusztowanie i rusztowanie. Bez wątpienia jest to bardzo prosta implementacja rozszerzonej rzeczywistości, jednak nie ma wątpliwości, że może uratować zdrowie i życie ludzi.
8) PRZYBIERZ! Pośpiech lunchowy
Jest to aplikacja do gier na iPhone'a i iPoda touch opracowana przez PBS Kids. Za jego pomocą dzieci w wieku 6–8 lat mogą w zabawny sposób uczyć się podstaw matematyki poza szkołą, na przykład leżąc na kanapie w domu lub siedząc w samochodzie.
9) Wycieczki AR
To cała klasa różnorodnych projektów AR, których celem jest wizualizacja różnych okresów historycznych i rekonstrukcja określonych wydarzeń. Niektóre z nich zawierają nawet elementy gamingowe. Na przykład projekt HistoriQuest odtwarza wydarzenia Wojna domowa w USA, łącząc grę z faktami historycznymi.
10) Szkoła w parku
W ramach tego projektu uczniowie klas 3-6 odwiedzają dwa lokalne muzea i zoo, ale tam oglądają eksponaty nie byle jak, ale za pośrednictwem smartfona i otrzymują Dodatkowe informacje. Co więcej, nauczyciele uczą ich nawet, jak tworzyć własne obiekty rzeczywistości rozszerzonej!
11) Polowanie na padlinożerców za pomocą kodów QR
W tę grę można grać za pomocą smartfona z czytnikiem kodów QR.
12) Mentira
To gra łącząca rzeczywistość i fantazję, fikcyjne postacie i prawdziwych ludzi. Jest to także pierwsza na świecie gra edukacyjna AR w języku hiszpańskim. Akcja rozgrywa się w amerykańskim mieście Albuquerque. Gra odtwarza fabułę klasycznych kryminałów o morderstwach, a celem jest stworzenie głębszej i bardziej efektywnej interakcji z native speakerami, niż jest to możliwe na lekcjach języka obcego w szkole.
13) Jazda próbna AR
Toyota nawiązała współpracę z Saatchi & Saatchi, aby stworzyć najczystszą i najbezpieczniejszą jazdę próbną na świecie - wykorzystując rzeczywistość rozszerzoną. Oczywiście takie rozwiązania jeszcze długo nie pojawią się w szkołach jazdy, ale jest to bardzo efektowna i efektywna alternatywa dla floty samochodów do nauki jazdy.
14) Geotagowanie
Jeśli na lekcjach można używać smartfonów, możesz pokazać dzieciom, jak działa świat, korzystając z Google Earth i albumów internetowych, takich jak Picasa i Instagram. Korzystając z programów komunikacyjnych, takich jak Skype lub inni klienci VOIP, można nawiązać współpracę między różnymi szkołami, a geotagowanie może być użytecznym narzędziem interakcji międzykulturowych.
15) Dzień Dow
Film dokumentalny Luiza Lopesa na Vimeo.
Ta aplikacja AR na smartfony to cały film dokumentalny, który przenosi studentów, wykładowców i gości Uniwersytetu Wisconsin w przeszłość do roku 1967. Spacerując po kampusie z telefonem i przeglądając go, użytkownik widzi prawdziwe nagrania wydarzeń, które miały miejsce w tym miejscu podczas protestów przeciwko wojnie w Wietnamie. Twórcą aplikacji jest Jim Mathews.
16) Scymorf
Za pomocą tego programu, kamery internetowej i kartki papieru z wydrukowaną etykietą dziecko może porozumieć się z zabawnym zwierzątkiem o imieniu Scimorph, które „siedzi” na kartce papieru przed komputerem i opowiada o grawitacji, dźwięku i mikrobach. ekranie (należy włączyć kamerę internetową). Na każdej lekcji musisz eksplorować jakiś obszar zabaw, na którym znajdują się różnego rodzaju pytania, quizy i historie.
17) Wyimaginowane światy
Ta aplikacja na PSP zabiera uczniów w magiczną podróż poprzez obrazy do pobrania i kody QR ukryte w całej szkole. Po znalezieniu takiego kodu musisz przejść małe „zadanie”, w którym możesz spotkać różne potwory, aby je pokonać, musisz znaleźć określone przedmioty. Na koniec musisz napisać krótki esej na temat tego, co wydarzyło się w grze.
18) Mapa nieba i Spacer Gwiazd
Te dwie proste aplikacje astronomiczne na Androida i iOS mają ogromny potencjał edukacyjny dzięki swoim bardzo dużym możliwościom innowacyjne podejście do rozszerzonej rzeczywistości. W obu programach wystarczy skierować urządzenie w stronę nieba, a na ekranie pojawią się pojawiające się na ekranie nazwy gwiazd, planet i konstelacji, a także dodatkowe informacje astronomiczne na ich temat.
19) Projekt ręcznej rzeczywistości rozszerzonej (HARP)
Harvardzie, Uniwersytecie Wisconsin i Massachusetts Instytut Techniczny Dzięki grantowi Departamentu Edukacji USA wspólnie opracowali projekt dla szkół oparty na nawigacji GPS z wykorzystaniem komputerów kieszonkowych Axim firmy Dell. Poruszając się po szkole z palmtopem, uczeń porusza się po wirtualnym świecie zsynchronizowanym z rzeczywistym, napotykając różne niebezpieczeństwa i zadania do rozwiązania.
20) Szkło projektowe
Wreszcie jeden z najbardziej ambitnych projektów AR pochodzi od samego Google. Internetowy gigant wierzy, że jego możliwości nie ograniczają się do ścian sal lekcyjnych. Jak wiadomo, Glass wymaga specjalnych okularów, a nie tylko smartfona czy laptopa. Szkło można już stosować w wielu obszarach, np. w fotografii oko w oko w ekstremalnych warunkach.
Technologia rzeczywistości rozszerzonej w edukacji z roku na rok odgrywa coraz większą rolę: szkoły, techniczne i uniwersytety na całym świecie odchodzą od metod tradycyjnych na rzecz bardziej zaawansowanych. Papierowe podręczniki i podręczniki zastępowane są książkami elektronicznymi, drewniane i plastikowe tablice do kredy i markerów zastępowane są wyświetlaczami i tabletami.
Czy to jest skuteczne?
Badania pokazują, że rzeczywistość mieszana ma silną pozycję w obszarze edukacji. Takie podejście pozwala lepiej przyswoić informacje i zapamiętywać duże ich ilości, i dotyczy to również młodzież szkolna, zarówno uczniowie szkół średnich, jak i studenci. Aby to ustalić, przeprowadzono eksperymenty, w których jedna grupa badała nowy materiał za pomocą AR, a druga - klasyczne diagramy i instrukcje. Testy wykazały, że przedstawiciele pierwszej grupy opanowali niemal 90% całości materiału, wykazali się dyscypliną i zainteresowaniem nauką, natomiast klasyczne podejście wykazał trzykrotnie mniejszą skuteczność. 
Jak wytłumaczyć tę skuteczność?
W edukacji zalety rzeczywistości mieszanej są następujące:
- Widoczność. Typowym przykładem jest to, że chociaż dwuwymiarowa projekcja na papierze daje pełny obraz obiektu, nie pozwala go „poczuć” ani szczegółowo przyjrzeć się poszczególnym elementom. Podejście trójwymiarowe to zupełnie inna sprawa, przyszły specjalista potrafi ocenić część, zrozumieć jej strukturę i wdrożyć różne ulepszenia i zmiany.
- Wyobrażanie sobie. Technikę tę często stosuje się podczas nauczania dzieci, które nie są jeszcze zaznajomione z pojęciami takimi jak podejście teoretyczne i abstrakcyjnego myślenia. Wizualizacja teorii z wykorzystaniem rozszerzonej rzeczywistości ułatwia z kolei proces zapamiętywania i poprawia przyswajanie materiału.
- Odsetki. Pamiętaj o swoim szkolne lata. Przeglądanie czarno-białych stron podręcznika nie należy do najbardziej ekscytujących procesów. Teraz wyobraź sobie, że jego strony ożywają, bohaterowie wchodzą z tobą w dialog, wyjaśnij trudne chwile, pomagają zrozumieć istotę materiału. Takie podejście, możliwe dzięki Rozszerzonej Rzeczywistości, jest wielokrotnie ciekawsze, przyjemniejsze i zrozumiałe.
Wykorzystanie urządzeń rozszerzonej rzeczywistości w nauczaniu staje się z roku na rok coraz bardziej zróżnicowane. Najprostszym przykładem są e-booki i aplikacje na smartfony. Niektóre placówki oświatowe dalej, instalując stojaki holograficzne, przezroczyste ekrany dotykowe i wyposażając biurka w specjalne okulary.
1W artykule przedstawiono wyniki licznych eksperymentów, badania naukowe, publikacje, wdrażanie narzędzi wirtualnej nauki w procesie edukacyjnym, a także doświadczenia autorów zdobyte podczas realizacji projektu. Szczegółowo opisano potrzebę wprowadzenia „ReaEye” do procesu edukacyjnego, w oparciu o analizy badań naukowych w zakresie środków, metod i form organizacji Działania edukacyjne, w którym w przystępnej formie podany jest fakt, że pomysł otrzymany za pomocą analizatorów wizualnych jest znacznie lepiej przyswajany przez uczniów. W przystępnej formie przedstawiono strukturę i zasadę działania aplikacji elektronicznej „RealEye”, stworzonej przez autorów na potrzeby realizacji projektu. Praca ma bardzo duże znaczenie teoretyczne i praktyczne i będzie poszukiwana wśród uczniów, studentów i nauczycieli.
architektura komputerowa
Grafika 3D
moduł flash
modelowanie 3d
Technologie informacyjne i komunikacyjne
pomoc nauczania
"Rozszerzona Rzeczywistość"
1. Evtikhov, O.V., Adolf, V.A. Nowoczesna idea środowisko edukacyjne Uniwersytet jako zjawisko pedagogiczne // Biuletyn KSPU im. V.P. Astafieva. – 2014 r. – nr 1. – s. 30-34.
2. Zakharova, T.V., Kirgizova, E.V., Basalaeva, N.V. Metodyczne aspekty wykorzystania podręcznika elektronicznego w nauczaniu matematyki // Globalny potencjał naukowy. – 2013 r. – nr 10(31). – s. 18–21.
3. Petrova, O.A. Rozszerzona rzeczywistość do celów edukacyjnych / O.A. Petrova // Intel® EducationGalaxy, Literatura. – 2013 [ Zasób elektroniczny] – Tryb dostępu: https://edugalaxy.intel. ru/?automodule=blog&blogid=.
4. Shakirov, I.Sh. Możliwości dydaktyczne organizacji szkoleń z wykorzystaniem grafiki trójwymiarowej, na przykładzie technologii Rozszerzonej Rzeczywistości. // Osiągnięcia i problemy nowoczesna nauka- Ufa: RIO MCIS OMEGA SCIENCE, - 2014. - s. 42-44.
5. Platforma Alternativa, Lekcja „Rzeczywistość Rozszerzona” dla wersji 7 [Zasoby elektroniczne]. – Tryb dostępu: http://wiki.alternativaplatform.com.
Szybko rozwijająca się rewolucja naukowo-technologiczna oparta na procesie globalnej informatyzacji wszystkich sfer życie publiczne wymaga informatyzacji i edukacji. Znaczenie i przydatność pracy polega na rozwoju i wdrażaniu ICT, w tym środowisk instrumentalnych do realizacji programów szkoleniowych.
Wykorzystanie technologii informacyjno-komunikacyjnych musi w pełni odpowiadać obecnemu poziomowi rozwoju technicznego, możliwościom wizualnym, intelektualnym, konstrukcyjnym i, co ważne, programowym współczesnych osiągnięć w dziedzinie ICT. W większości przypadków wynik aktywności ucznia zależy od tego, jak pouczająco i interesująco zorganizowany jest proces przekazywania wiedzy, w jakim stopniu realizowane są jego potrzeby wiedzy i w jaki sposób osiąga się jego dalsze skupienie na pogłębianiu wiedzy.
Rozszerzona rzeczywistość (AR) to jedno z najnowszych osiągnięć nauki i technologii. Technologie rozszerzonej rzeczywistości obejmują te projekty, które mają na celu uzupełnienie rzeczywistości o obiekty wirtualne. Technologia ta jest szeroko stosowana w architekturze, marketingu, grach komputerowych i sprawach wojskowych.
Przeglądaliśmy, badaliśmy, analizowaliśmy badania i rozwój w dziedzinie technologii rozszerzonej rzeczywistości, takie jak: „A Servey of Augmented Reality”; Semapedia; „Artag” „Lajar”; „Arget”, który w pewnym stopniu wykorzystuje strumień wideo z dalszą obróbką cyfrową i nałożeniem grafiki komputerowej. Wiele z nich wykorzystuje wizję komputerową do realizacji za pośrednictwem kamer (kamer internetowych).
Analiza zagadnień wychowawczo-pedagogicznych i literatura naukowa na ten temat, pozwoliły nam stwierdzić, że technologia ta ma małą przydatność w organizacji proces edukacyjny.
Wprowadzenie nowoczesnych narzędzi wirtualnej nauki do systemu edukacji jest najważniejszy warunek wzmocnienie efektu uczenia się, który polega na interaktywności modelowania 3D i wykorzystaniu efektu rozszerzonej rzeczywistości. Mając pod ręką zestaw papierowych pisaków, w każdej chwili możemy przedstawić przedmiot nauki nie tylko w objętości, ale także wykonać z nim szereg manipulacji, przyjrzeć się mu „od środka” lub w przekroju. Znaczenie wprowadzenia technologii rozszerzonej rzeczywistości do procesu edukacyjnego polega na tym, że zastosowanie tak innowacyjnego narzędzia niewątpliwie zwiększy motywację uczniów do studiowania informatyki i innych kierunków, a także zwiększy poziom przyswajania informacji poprzez syntezę różne kształty jej pomysły. Ogromną zaletą wykorzystania technologii rozszerzonej rzeczywistości jest jej widoczność, kompletność informacji i interaktywność.
Efektywność proces edukacyjny zależy całkowicie od poziomu jego organizacji. Wymagany poziom można osiągnąć dzięki jasnej, spójnej, logicznie powiązanej konstrukcji wszystkich elementów działalności nauczyciela i uczniów.
Aby z sukcesem wdrożyć tę technologię w edukacji, opracowaliśmy elektroniczną aplikację RealEye, opartą na technologii rozszerzonej rzeczywistości, zapewniającą szeroką funkcjonalność zarówno nauczycielom, jak i uczniom. Dzięki tej technologii nauczyciel może przekazać materiał niezbędny do nauki w ciekawszej i bardziej przystępnej dla uczniów formie, budując lekcję w oparciu o ciekawe gry, pokazy i Praca laboratoryjna. Łatwość obsługi wirtualnych obiektów 3D upraszcza proces wyjaśniania nowego materiału. Jednocześnie dzięki opanowaniu technologii rzeczywistości rozszerzonej wzrasta poziom umiejętności informacyjnych nauczycieli i uczniów. Schematyczne przedstawienie RealEye pokazano na rysunku 1.
Ryc.1. Urządzenie RealEye
Technologia „RealEye” składa się ze środowiska programowego – interfejsu oraz urządzenia – kontrolera rzeczywistości rozszerzonej (rysunek 2). Rdzeniem (sercem) aplikacji jest moduł Flash, oparty na środowisku programistycznym Flash Develop, który łączy w sobie następujące pliki:
Plik z rozszerzeniem 3DS to trójwymiarowy model dowolnego obiektu, obiektu lub zjawiska stworzony w trójwymiarowym środowisku graficznym 3dsmax;
Plik Ipg - tekstura („ubranie”) modelki wykonana w Photoshopie;
Plik z rozszerzeniem Png to znacznik zaimplementowany w programie CorelDraw;
Dodatkowo podłączona jest platforma Alternativa3D 7 i wykorzystywany jest tracker FLAR Manager. Alternativa3D 7 zapewnia obsługę grafiki, FLAR Manager śledzi znacznik w przestrzeni i rysuje obiekt 3D.
Ryż. 2. Schemat RealEye
Aplikacja posiada prosty i przyjazny interfejs, z którego nawet początkujący może z łatwością korzystać bez żadnych instrukcji (rysunek 3). Uniwersalna powłoka programowa dla systemu operacyjnego Windows została opracowana w obiektowym środowisku programistycznym Boorland Delphi 7, zawierającym wszystkie niezbędne rozszerzenia (np. Shockwave Flash player).
Ryż. 3. Interfejs aplikacji RealEye
Interfejs aplikacji umożliwia wybór trybu pracy programu:
Automatyczny - do przycisków mocowane są moduły błyskowe badanych obiektów. Uruchamianie i zmiana obiektów odbywa się poprzez naciśnięcie tylko jednego przycisku;
Mając zestaw modułów flash i marker (rysunek 1), możesz w dowolnym momencie zaprezentować obiekt uczenia się zarówno pod względem objętości, jak i przy użyciu różnych manipulacji. Aby pomyślnie wdrożyć projekt, opracowaliśmy moduły Flash dla urządzeń o architekturze jednostki systemowej (płyta główna, zasilacz, RAM, karta graficzna, chłodzenie, stacja dyskietek, procesor, karta dźwiękowa, dysk twardy).
Aby program działał poprawnie, musisz wykonać szereg czynności:
1. Uruchom aplikację RealEye;
2. Wybierz tryb pracy;
3. W trybie automatycznym należy kliknąć przycisk z nazwą modelu, w trybie ręcznym kliknąć przycisk „Wybierz” i podać ścieżkę do niego. Po upewnieniu się, że moduł flash został pomyślnie dodany (pełny adres modułu flash pojawi się w wierszu „Lokalizacja pliku”), kliknij przycisk „Uruchom”.
4. Skieruj kontroler na znacznik;
5. Aby zakończyć przeglądanie, kliknij przycisk „Zakończ”, a aby zakończyć program, kliknij „Zakończ program”.
Rysunek 4 przedstawia proces wykonywania programu
Ryż. 4. Uruchomienie programu RealEye
Okno podglądu wyraźnie pokazuje, jak stworzona przez nas aplikacja, wykorzystując algorytmy widzenia komputerowego, określa położenie znacznika, tworząc w polu wyjściowym trójwymiarową przestrzeń do umieszczenia modelu. Przestrzeń ta nakłada się na rzeczywisty obraz z kamery i zmienia się w czasie rzeczywistym w zależności od położenia znacznika lub kamery. Następnie, zgodnie ze współrzędnymi nałożonej przestrzeni, model 3D zostaje nałożony na obraz rzeczywisty. Wyświetli się prawe okno krótka informacja o danym przedmiocie.
Ponadto możliwa jest praca ze znacznikiem znajdującym się w podręczniku (w opracowanej przez nas broszurze na temat „Architektura i struktura komputera”) (ryc. 5).
Ryż. 5. Marker na stronie podręcznika
Znacznik odczytywany jest przez komputer niezależnie od jego wielkości, dlatego po przetworzeniu obrazu ze sterownika otrzymujemy na stronie podręcznika trójwymiarowy model napędu CD/DVD.
W procesie organizacji studiów na temat „Architektura komputerowa” demonstracja może być wykorzystana zarówno bezpośrednio przez samego nauczyciela, jak i indywidualnie przez każdego ucznia w jego miejscu pracy. Zastosowanie takiej technologii zapewnia efektywność procesu edukacyjnego i zwiększa zainteresowanie uczniów tematyką Informatyka.
Zatem szkolenia zbudowane w oparciu o technologię Rozszerzonej Rzeczywistości powinny być realizowane w trakcie rozwiązywania problemów edukacyjnych i poznawczych. Dzięki temu uczniowie opanują nie tylko działania specyficzne dla danego obszaru, ale także system uniwersalnych działań edukacyjnych. W trakcie rozwiązywania tych problemów student zdobywa niezbędną wiedzę i wykorzystuje ją w praktyce.
Aplikacja pozwala nauczycielowi, organizując proces edukacyjny, uczynić lekcje bardziej wizualnymi, pouczającymi i co najważniejsze interesującymi dla uczniów, co będzie miało stymulujący wpływ na dzieci.
Tym samym organizacja szkoleń w oparciu o technologię Rozszerzonej Rzeczywistości będzie miała pozytywny wpływ zarówno na ucznia (lepsze przyswajanie wiedzy), jak i na nauczyciela (pomoc w organizacji procesu edukacyjnego).
Prace wykonano przy wsparciu finansowym Krasnojarskiej Fundacji Nauki Regionalnej.
Recenzenci:
Pak N.I., doktor nauk pedagogicznych, profesor, profesor, kierownik wydziału IITvO Krasnojarskiego Państwowego Uniwersytetu Pedagogicznego im. wiceprezes Astafiewa, Krasnojarsk;
Adolf V.A., doktor nauk pedagogicznych, profesor, kierownik Katedry Pedagogiki, Krasnojarski Państwowy Uniwersytet Pedagogiczny. wiceprezes Astafiewa w Krasnojarsku.
Link bibliograficzny
Kirgizova E.V., Shakirov I.Sh., Zakharova T.V., Rubtsov A.V. „RZECZYWISTOŚĆ ROZSZERZONA”: INNOWACYJNA TECHNOLOGIA ORGANIZACJI PROCESU EDUKACYJNEGO W INFORMATYCE // Współczesne problemy nauki i edukacji. – 2015 r. – nr 2-2.;Adres URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=21827 (data dostępu: 02.01.2020). Zwracamy uwagę na czasopisma wydawane przez wydawnictwo „Akademia Nauk Przyrodniczych”
Korzystanie z rozszerzonej technologii rzeczywistość” w nowoczesna edukacja
Dziś technologia rozszerzonej rzeczywistości stała się powszechna w różnych dziedzinach: Internecie, marketingu, turystyce, multimediach, nauce i technologii.
Pomimo nietypowego sformułowania definicji, „rzeczywistość rozszerzona” już dawno wkroczyła w nasze życie. Historia rozszerzonej rzeczywistości sięga około 20 lat wstecz, odkąd Paul Milgrom i Fumio Kushino opisali ją jako kontinuum. Rzeczywistość rozszerzona jest przedstawiana jako przestrzeń pomiędzy rzeczywistością a wirtualnością, wraz z wirtualnością rozszerzoną. Technologia rozszerzonej rzeczywistości polega na nałożeniu wirtualnych obiektów na rzeczywisty obraz uzyskany za pośrednictwem wideo lub kamery internetowej. Na przykład podczas transmisji telewizyjnej zawodów lekkoatletycznych widzom pokazywana jest fotofinisz – fotografia z liniami wyznaczającymi pozycje zawodników. Linie te są prymitywnymi obiektami rzeczywistości rozszerzonej, ponieważ dostarczają dodatkowych informacji, dzięki czemu rzeczywisty obraz jest bardziej informacyjny.
Technologia rozszerzonej rzeczywistościnie omija także dzisiaj dziedziny edukacjiużywanypowierzchownie w procesie studiowania dyscyplin cyklu naturalnego i matematycznego, co jest obiektywną koniecznością i potrzebą rozwoju procesy poznawcze współcześni uczniowie i studenci.Wprowadzenie nowoczesnych narzędzi wirtualnego uczenia się do systemu edukacji jest najważniejszym warunkiem wzmocnienia efektu uczenia się, który polega na interaktywności modelowania 3D i wykorzystaniu efektu rozszerzonej rzeczywistości. Mając pod ręką zestaw papierowych pisaków, w każdej chwili możemy przedstawić przedmiot nauki nie tylko w objętości, ale także wykonać z nim szereg manipulacji, przyjrzeć się mu „od środka” lub w przekroju.Znaczenie wprowadzenia technologii rozszerzonej rzeczywistości do procesu edukacyjnego polega na tym, że zastosowanie tak innowacyjnego narzędzia niewątpliwie zwiększy motywację uczniów do studiowania informatyki i innych kierunków, a także zwiększy poziom przyswajania informacji poprzez syntezę różne formy jej prezentacji. Ogromną zaletą wykorzystania technologii rozszerzonej rzeczywistości jest jej widoczność, kompletność informacji i interaktywność.
Pomimo ogromnej funkcjonalności technologia rzeczywistości rozszerzonej jest łatwa w użyciu i dostępna dla wielowiekowej grupy odbiorców, wymaga jednak nowych rozwiązań i dogłębne studium nowe problemy. Jednak przy odpowiednim rozwoju technologia ta może zaspokoić szeroki zakres potrzeb edukacyjnych i poznawczych uczniów i studentów.
Nauczyciel ma także dostęp do szerokiej funkcjonalności, jaką zapewnia technologia rozszerzonej rzeczywistości. Wykorzystując tę technologię, nauczyciel może przekazać materiał niezbędny do nauki w ciekawszej i bardziej przystępnej dla uczniów formie, budując lekcję opartą na emocjonujących grach, pokazach i pracy laboratoryjnej. Łatwość obsługi wirtualnego 3D-objects upraszcza proces wyjaśniania nowego materiału. Jednocześnie dzięki opanowaniu technologii rzeczywistości rozszerzonej wzrasta poziom umiejętności informacyjnych nauczycieli i uczniów.
Na przykład studiowanie tematu „Architektura komputerów” na lekcji informatyki i używanie 3 zamiast rzeczywistych częściD-obiekty rzeczywistości rozszerzonej, każdy uczeń ma możliwość zapoznania się z każdym urządzeniem komputerowym, zapoznania się z jego strukturą technologiczną i funkcjami. Do takich zajęć nauczyciel musi posiadać: gotowość 3D-modele opracowane w środowisku 3DsMaxlub inne programy do modelowania; kamery internetowe, kontrolery rzeczywistości rozszerzonej; program do rozpoznawania znaczników rzeczywistości rozszerzonej w wersji cyfrowej lub analogowej; narzędzia demonstracyjne, takie jak projektory, ekrany, tablice interaktywne.
Jednym z przykładów wykorzystania technologii Rozszerzonej Rzeczywistości są produkty firmyMĄDRY Technologie. Technologia w tym przypadku jest realizowana poprzez syntezę tablicy interaktywnejMĄDRY, oprogramowanieMĄDRY Zeszyt, kamery dokumentacyjneMĄDRYoraz kostka rzeczywistości rozszerzonej. Integracja z oprogramowaniem SMART Notebook umożliwia przechwytywanie obrazów i natychmiastowe dodawanie ich do cyfrowej strony lekcji. Studenci mogą działać animowaniNa przykład w przypadku obiektów 3D uczeń może wyświetlić obraz 3D za pomocą sześcianu rzeczywistości rozszerzonej i zademonstrować go klasie pod każdym kątem, przesuwając sześcian przed obiektywem kamery. Obsługa oprogramowania SMART Notebook umożliwia osadzanie dodatkowej zawartości w plikach lekcji. Narzędzia rzeczywistości rozszerzonej obsługują kilka popularnych formatów obiektów 3D dostępnych w różnych bibliotekach treści. Tym samym zastosowanie technologii Rozszerzonej Rzeczywistości zwiększy efektywność procesu edukacyjnego i zainteresowanie studiowaniem dyscyplin ścisłych i matematycznych.
Literatura
1. Mądry Edukacja, „Jak wykorzystać rzeczywistość rozszerzoną w edukacji i szkoleniu personelu” http://www.smart-edu.com/augmented-reality-inlearning.html
