ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ДОПОЛНЕННАЯ РЕАЛЬНОСТЬ В ОБРАЗОВАНИИ

AUGMENTED REALITY IN EDUCATION APPLICATION OF TECHNOLOGY

Madi Altynbekov

Esil University specialized Economics, Republic of Kazakhstan, Astana

Ayagoz Mukhanova

L.N. Gumilyov Eurasian National University, Republic of Kazakhstan, Astana

Аннотация. В этой статье мы предложим метод обучения с применением технологии дополненной реальности. Образование и обучение очень важны в современном мире. Лучший способ обучения – это использование технологий, но не все люди имеют к ним доступ. В быстро меняющемся обществе, где существует огромное количество доступной информации и знаний, принятие и применение информации в нужное время и в нужном месте необходимы для обеспечения эффективности как в школе, так и в бизнесе. Дополненная реальность – одна из технологий, которая кардинально меняет место и время обучения и подготовки. В данной статье описываются дополненная реальность, ее применение в образовании и обучении, а также потенциальное влияние на будущее образование. AR улучшает наше восприятие реальной среды, вставляя информацию, полученную цифровым способом, в наше восприятие различными способами. Это может означать прикрепление конкретной информации к определенным объектам реального мира или введение цифрового объекта в реальное пространство. Все чаще искусственный интеллект включается в приложения AR. Программное обеспечение «Применение технологий дополненной реальности в образовании» можно практически применить для повышения интереса учащихся в учебном процессе.

Abstract. In this article we will propose a method of teaching using the technology of augmented reality. Education and training are very important in the modern world. The best way to learn is to use technology, but not all people have access to it. In a rapidly changing society, where there is a huge amount of information and knowledge available, the adoption and application of information at the right time and in the right place is necessary to ensure efficiency both in school and in business. Augmented reality is one of the technologies that radically changes the place and time of training and preparation. This article describes augmented reality, its application in education and training, as well as its potential impact on the future of education. AR improves our perception of the real environment by inserting digitally acquired information into our perception in various ways. This may mean attaching specific information to certain objects in the real world or introducing a digital object into real space. Increasingly, artificial intelligence (AI) is being incorporated into AR applications. The software "Application of augmented reality technologies in education" can be practically applied to increase the interest of students in the educational process.

Ключевые слова: дополненная реальность; мобильное приложение; виртуальная реальность; смешанная реальность; unity3d.

Keywords: augmented reality; mobile application; virtual reality; mixed reality; unity3d.

Введение

В последнее время появилось много новых способов взаимодействия человека со смартфонами. Такие слова, как виртуальная и дополненная реальность, блокчейн, нейросети, а также другие умные вещи, входят в нашу повседневную жизнь. Несколько лет назад концепции виртуальной и дополненной реальности были приняты только в контексте развлечений, и теперь мы можем с уверенностью сказать, что эти технологии вышли на совершенно другой уровень. На стремительное развитие технологий дополненной и виртуальной реальности существенно повлиял рынок мобильных телефонов, который за последние десять лет кардинально изменился: на смену кнопочным аппаратам пришли сенсорные смартфоны и планшеты с полноценной операционной системой, оснащенные мощной видеокамерой, датчиками позиционирования и гироскопами. Вычислительная мощность устройств и повсеместная цифровая трансформация вывели технологии дополненной и виртуальной реальности на принципиально новый уровень. Это дало широкие возможности для широкого охвата новых сфер человеческой деятельности. В настоящее время технологии виртуальной и дополненной реальности стали источником технологических возможностей. Помимо индустрии развлечений, технологии дополненной и виртуальной реальности теперь широко используются в программных продуктах для инженеров, архитекторов, дизайнеров, ретейлеров и риелторов для проектирования, обучения и переподготовки специалистов. На их основе разрабатываются обучающие программы и тренеры, моделируются медицинские аппараты и даже проводятся операции.

Дополненная реальность в образовании вскоре повлияет на простой процесс обучения. Она имеет возможность изменять учебное заведение и его время, внедрять новые и дополнительные методы. Благодаря этой технологии уроки могут стать увлекательными, а информация – понятной. В виде дополнительной информации могут присутствовать: текст, изображение, видео, звук и трехмерные, то есть 3D, объекты. Учителя знают, что учебный процесс должен основываться на творчестве и взаимодействии. Поэтому учителям не обязательно вовлекать всех учеников в науку, их цель – вовлечь их в предмет. Здесь может пригодиться дополненная реальность. В настоящее время у большенства учеников есть смартфоны. Многие из них используют эти гаджеты для социальных сетей, игр, общения с друзьями и родственниками. Кроме того, большая часть молодежи использует телефоны в учебных целях для выполнения домашних заданий, копирования информации о предмете и т.д. Дополнительная аутентичность для смартфонов и образования имеет большой потенциал для интеграции, но она должна быть полностью раскрыта.

Интеграция дополненной реальности при помощи смешанного обучения

Смешанное обучение – это процесс, лежащий в основе концепции интеграции технологий «классно-учебной системы» и технологий электронного обучения, основанных на информационно-коммуникационных технологиях (ИКТ) и новых дидактических возможностях, предоставляемых современными учебными пособиями.

Компоненты смешанного обучения:

• традиционное непосредственное индивидуальное взаимодействие участников образовательного процесса;
• интерактивное взаимодействие, косвенные ИКТ и электронные информационно-образовательные;
• самообразование.

Смешанное обучение не может быть реализовано без создания информационной образовательной среды. В системе выделяются три составляющие для учащегося и педагога:

• способность проявлять активность;
• как осуществляется активность;
• средства, обеспечивающие эту активность.

Чтобы возможности стали реальностью, наряду со справочными и информационными образовательными ресурсами необходимо использовать действующие электронные образовательные ресурсы (ЭББР). Служебные ЭББР не являются готовыми и информационно завершенными ресурсами, требуют активной самостоятельной работы.

Использование ИКТ позволяет проводить занятия на высоком уровне, обеспечивает удовлетворение потребности современного ребенка в визуализации информации, превосходящей предыдущее поколение. В результате увеличивается глубина усвоения материала, повышается мотивация к обучению.

Современная система средств обучения – взаимодействие традиционных и инновационных средств обучения, интегрирующих и функционально обеспечивающих весь уровень взаимосвязанной информационно-образовательной среды.

Все виды взаимосвязанных средств обучения делятся на две части: традиционные (на печатных и внепечатных основах, а также оборудование, приборы и инструменты для проведения натурных экспериментов и практических действий) и инновационные (работающие на базе компьютерных технологий).

Материалы и методы

Дополненные и виртуальные реальности запускают своего рода технологию, и каждая из них используется для обогащения и улучшения собственного опыта пользователей. Что касается индустрии развлечений, обе технологии могут сделать досуг пользователей веселым и ярким и преобразить его. Некоторое время назад эти технологии казались вымышленным продуктом научной фантастики. Но теперь, когда в глазах пользователей появляется душа к новым искусственным мирам, их двери распахиваются, и пользователи могут наблюдать за ними. Вы также можете более глубоко взаимодействовать с реальным миром. Передовые технологические магнаты разрабатывают все новые адаптации и усовершенствования продуктов и приложений, поддерживающих технологии дополненной и виртуальной реальности. Кроме того, потенциал виртуальной и дополненной реальности в модернизации медицины огромен. С их помощью могут быть выполнены не только обследования и консультации, но и важные действия, такие как удаленная хирургия. Эти технологии используются для лечения посттравматического стрессового расстройства.

Однако, несмотря на то что виртуальная и дополненная реальность обычно используются вместе, между ними существуют определенные различия. Если мы сосредоточимся на их целях использования, она улучшит впечатления за счет добавления виртуальных компонентов, таких как цифровые изображения, графика или ощущения, в качестве нового уровня взаимодействия с реальным миром. В отличие от этого, виртуальная реальность формирует свою собственную реальность, полностью созданную компьютером и управляемую им. Если говорить о способах передачи информации, виртуальная реальность, как правило, предоставляется пользователю через шлем. Это оборудование связывает человека с виртуальной реальностью, позволяя ему контролировать свои действия в рассматриваемой среде, имитируя реальный мир. Виртуальная реальность блокирует реальный мир и переносит пользователя в цифровой мир. Короче говоря, надев гарнитуру, вы внезапно выходите из комнаты, в которой сидите, в комнату космического корабля, и перед глазами открывается обзор центра галактики. Дополненная реальность наиболее широко используется в мобильных устройствах, таких как ноутбуки, смартфоны и планшеты, для изменения внешнего вида реального мира. Это собственный жест цифровых изображений и графики. Дополненная реальность добавляет элементы цифрового мира в реальный мир. Это можно представить, как, допустим, вы идете по улице, и внезапно перед вами на тротуаре появляется покемон (игра Pokemon Go стала одной из самых популярных игр, использующих дополнительную аутентичность).

Теоретические основы дополненной реальности

Принцип работы дополнительной точности заключается в построении виртуальных и существующих объектов в режиме реального времени. В отличие от виртуальной реальности, приложение взаимодействует с изображением мира в реальности.

Выявлены несколько причин целесообразности использования данной технологии:

• информационная доступность;
• интерактивность (создание различных способов обучения);
• воздействие (особый способ представления информации, который привлекает внимание учащихся и укрепляет память);
• точность (усиление эффекта воздействия на зрителя по сравнению с виртуальным восприятием);
• инновационность (восприятие дополненной реальности как чего-то нового, выдающегося и современного).

Использование технологий дополненной реальности в системе образования:

• формирование опыта в рамках проектной деятельности;
• коллективная реализация проектов;
• создание, обработка, оформление, хранение и передача информационных объектов любого вида с помощью современных программных средств;
• реализация информационной деятельности в различных отраслях, востребованных на рынке труда;
• формирование алгоритмического стиля мышления, способности к формализации, элементов системного мышления;
• умение использовать общие пользовательские инструменты и настраивать их для нужд пользователя.

В рамках проектной деятельности с помощью дополнительных технологий конкретизации учащиеся могут визуализировать результаты работы по своему индивидуальному или коллективному проекту. Проект может содержать всю необходимую информацию – графические, звуковые, видеофайлы. Его можно сделать максимально интерактивным, а затем оригинально представить на уроке.

Используя технологию дополненной реальности, можно создать впечатляющий отчет о научных исследованиях, дополненный 3D-графикой, сделать презентации по изученной теме.

Технология помогает учащимся:

• в развитии необходимых навыков деятельности;
• создании проектов любого масштаба;
• обобщении опыта, полученного при изучении других дисциплин.

Педагогам для использования такого типа обучения в рамках проектных заданий необходимо:

• создание мотивации учащихся к работе с технологией дополненной реальности в рамках проектной деятельности;
• научиться работать в 3D-редакторе;
• научиться работать с технологией дополненной реальности;
• внедрение нового учебного курса для учащихся по изучению 3D-редактора и технологии дополненной реальности.

Учителя, использующие технологию дополненной реальности, повышают интерес детей к изучению новых тем. У них может возникнуть необходимость создавать проекты по этим темам. Например, проекты, в которых вы можете держать планеты на ладони или посадить космический корабль на стол. Технология дополнительной точности поможет воплотить в жизнь любые идеи.

Многие проекты в данном направлении происходят из-за рубежа. Проведем обзор имеющейся на данный момент дополненной реальности:

• EV Toolbox – универсальный конструктор для создания проектов дополненной реальности для ПК и мобильных устройств. Данный проект представляет собой 19 комплексных, доступных по стоимости программных продуктов, готовых образцов проектов дополнительной реалистичности, обучающих материалов и системы поддержки;
• QR-код. Основной принцип QR-кода заключается в том, что он может работать как гиперссылка. Это особенно удобно, когда вам нужно сообщить много информации или упростить ее использование. Использование QR-кодов в повседневной жизни открывает новые возможности, создавая еще одну связь между виртуальным миром и реальностью, а также являясь примером использования элементов технологии дополненной реальности;
• SkyView Арр – приложение по астрономии. Слой дополненной реальности состоит из карты звездного неба или Солнечной системы. Позволяет найти в определенной точке земного шара и увидеть карту звездного неба. В этом приложении показано расположение планеты, и вы можете направить свой телефон в небо, чтобы увидеть, где находится какая-то планета в настоящее время;
• ANATOMY 4D. Бесплатное приложение Daqri позволяет пользователям исследовать человеческое тело и изучать различные системы организма по отдельности. Позволяет получить полную модель по анатомии человека, разобрать ее по слоям, посмотреть, как устроена какая-то система в организме человека.

Браузеры дополненной реальности:

• Layer – это браузер, который позволяет пользователю видеть реальность через различные слои, отображаемые на экране мобильного устройства. Этажи могут содержать информацию о близлежащих ресторанах, отелях, достопримечательностях и даже о пользователях близлежащих социальных сетей и Twitter – (социальные сети, запрещенные на территории РФ, как продукты организации Meta, признанной экстремистской – прим.ред.). Информация не обязательно должна быть привязана к определенному месту;
• HP Reveal – технология распознавания видео использует камеру смартфона для обнаружения объектов физического мира, а затем дополняет их фантастическими слоями в виде анимации, видео, 3D-моделей и web-страниц. AR-объекты здесь называются деревнями. Любой пользователь может создавать свои ауры, только прикреплять их нужно к конкретным пай-дисциплинам.

Вывод

В условиях, когда в современном образовании очень сложно заинтересовать детей, необходимо постоянно придумывать новые методы обучения, позволяющие привлечь внимание школьника и настроить его на работу.

Приложения, рассмотренные в данной работе, демонстрируют богатый функционал технологии дополненной реальности с сильным эффектом, в рамках обычного эксперимента можно показать дополнительные слои, 3D-объем, эффект присутствия, который невозможно увидеть. В данной статье была описана деятельность, которая могла бы повысить уровень познавательного интереса учащихся.

По итогам данной статьи я рассмотрел готовые решения, которые можно уже интегрировать в процесс обучения, для того чтобы сделать уроки наглядными, информационно насыщенными, расширить познавательный интерес обучающихся в области компьютерных технологий, трехмерного моделирования, технологий дополненной реальности; повысить заинтересованность и мотивацию обучающихся к самостоятельной работе и повысить эффективность учебной и внеучебной деятельности позволяет использование технологии дополненной реальности.