К ВОПРОСУ О ПРИМЕНЕНИИ ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ В ОБРАЗОВАНИИ

TO THE QUESTION OF THE APPLICATION OF AUGMENTED REALITY IN EDUCATION

Zhanat Nurbekova

doctor of Pedagogical Sciences, Professor of  L.N. Gumilyov Eurasian National University,

Kazakhstan, Astana

Kanagat Baigusheva

сandidate of Pedagogical Sciences, Associate Professor of  L.N. Gumilyov Eurasian National University,

Kazakhstan, Astana

Raushan Yeltinova

doctoral student of  L.N. Gumilyov Eurasian National University,

Kazakhstan, Astana

Bayan Baigusheva

doctoral student of  L.N. Gumilyov Eurasian National University,

Kazakhstan, Astana

АННОТАЦИЯ

Одной из передовых и перспективных технологий является технология для визуализации объектов - Augmented reality. Применение данной технологии в образовании позволит повысить качество представления учебной информации, обогатить содержание учебного материала в условиях цифровизации образовательного процесса. В статье рассматривается применение технологии дополненной реальности в образовании. На основе анализа зарубежных исследований определены особенности технологии дополненной реальности, преимущества ее применения в обучении. Приведены примеры применения технологии дополненной реальности в образовании.

ABSTRACT​

One of the advanced and promising technologies is the technology for visualization of objects - Augmented reality. The use of this technology in education will improve the quality of the representation of educational information, enrich the content of the educational material in conditions of digitalization of the educational process. The article considers the application of augmented reality technology in education. Based on the analysis of foreign research, the authors have determined the peculiarities of augmented reality technology, and the advantages of its use in the teaching process. Also we have given some examples of application   of augmented reality technology in education.

Ключевые слова: цифровизация;  дополненная реальность; обучение; цифровые образовательные ресурсы

Keywords: digitalization; augmented reality; training; digital educational resources

Применение передовых информационных технологий остается одной из актуальных и важных задач, стоящих перед образованием в эпоху цифровизации современного общества.

В условиях повсеместной цифровизации инновационность и интерактивность современных цифровых образовательных ресурсов можно обеспечить за счет реализации таких технологий, как дополненная и виртуальная реальности.

В настоящее время дополненная реальность (от англ. augmented reality (AR)) - технология, которую начали широко использовать в различных сферах деятельности. Одна из основных причин, по которой технология дополненной реальности становится популярной, заключается в том, что она не требует дорогостоящего и сложного оборудования, эта технология может использоваться с компьютерами, планшетами или мобильными устройствами.

Дополненная реальность может быть определена как технология, которая накладывает виртуальные объекты (дополненные компоненты) на реальный мир. Эти виртуальные объекты затем сосуществуют в том же пространстве, что и объекты в реальном мире [1]. Построение дополненной реальности основывается на следующих технологиях:

• с использованием маркера (мarker-based augmented reality). Маркеры создают связь между реальным и виртуальным мирами. При определении маркера в видеофрагменте, приложение обращается к серверу и получает от него данные о местоположении, позиционировании и т.д. Обычно маркеры являются монохромными, как, например, QR-коды, так как такие маркеры легче обработать.
• без маркера (marker-less augmented reality). Безмаркерная технология основана на обработке реального физического пространства, из которого выделяются объекты, и на использовании GPS-смартфона (Global Positioning System).

Ряд исследователей [2-8] определяют значительную роль дополненной реальности, как обладающей огромным потенциалом для визуализации объектов, которая может быть применена в целях повышения эффективности обучения. Анализ трудов позволяет выделить следующие особенности дополненной реальности, которые могут быть реализованы в процессе обучения:

1. Системы дополненной реальности позволяют сосуществовать реальным и виртуальным объектам в одном пространстве и взаимодействовать в режиме реального времени.
2. Процесс объединения виртуальных данных с реальными данными предоставляет пользователям доступ к богатому и содержательному мультимедийному контенту, который имеет контекстуальную актуальность и может быть легко и сразу же применен.
3. В отличие от виртуальной реальности (Virtual Reality), которая полностью погружает чувства пользователя в синтетическую среду, Augmented Reality позволяет пользователю воспринимать реальный мир посредством виртуального наложения.
4. Виртуальные объекты, используемые в системах дополненной реальности, могут включать в себя текст, неподвижные изображения, видеоклипы, звуки, 3D-модели и анимации.

Использование современных технологий дополненной реальности в обучении открывает новые возможности и перспективы для улучшения процессов восприятия и усвоения информации. Согласно обзору зарубежной литературы [5,7,9,10] можно отметить такие преимущества применения дополненной реальности в образовательной среде, как:

- повышение мотивации;

- увеличение концентрации внимания;

- удовлетворенность процессом обучения;

- доступность информации;

- интерактивность обучения;

- улучшение развития пространственных способностей, памяти.

Использование технологии дополненной реальности в образовании представлено на следующих информационных ресурсах сети:

1. Многофункциональный конструктор проектов дополненной реальности EV Toolbox (http:// evtoolbox.ru/).
2. Краткий обзор платформ и приложений, позволяющих создавать или использовать уже готовую дополненную реальность, а так же опыт использования данных приложений в образовательной практике школы (https:// www.slideshare.net/School91perm/zilberman-42905347).
3.  AR Learning, ресурсы AR Learning состоят из десяти научно-обоснованных проектов, которые используют мощь технологии дополненной реальности (AR) для применения теории на практике с использованием интерактивных 3D-виртуальных моделей. Существует более 20 моделей Augmented Reality для изучения химии, физики, биологии (https:// www.arlearning.co.uk/).
4.  Augmented Reality in Education - подборка статей по применению технологий дополненной реальности в образовании (https:// flipboard.com/@terrieichholz/augmented-reality-in-education-a00nkjkoz).
5. ARNext.ru - профессиональный информационный ресурс, полностью посвящённый технологиям дополненной реальности. 20 примеров дополненной реальности в образовании (http:// arnext.ru/articles/20-ar-eksperimentov-v-obrazovanii-2353).

С целью повышения качества представления и содержания учебного материала в условиях информатизации образовательного процесса в нашем вузе проводится работа по разработке цифровых образовательных ресурсов в рамках научно-прикладного проекта Евразийского национального университета им. Л.Н. Гумилева «Разработка цифровых образовательных ресурсов с использованием технологии дополненной реальности и геймификации обучения». Для визуализации учебного материала, разрабатываемые цифровые образовательные ресурсы включают AR-объекты, которые способствуют улучшению процессов восприятия и усвоения информации. Так, например, по дисциплине «Information and communication technology», тема «Multimedia technologies»: для изучения мультимедийных устройств в 3D редакторе создана трехмерная модель устройства, затем путем экспорта FBX-файла 3D-объекты передаются в AR приложение. Запуск  AR приложения позволяет изучить внутреннее устройство блока, детализировать структуру и компоненты устройств. Для получения знаний в области робототехники по дисциплине «Basics of programming micro-robots»создаются 3D модели в программе «Blender», которые реализуются посредством дополненной реальности.

Разработка цифровых образовательных ресурсов с использованием технологии дополненной реальности позволяет также развивать навыки практической деятельности. Например, создание дополненной среды для тренинга и приобретение навыков посредством работы с объектом визуализации.

Для измерения качества приобретения навыков важно организовать обратную связь и обеспечить вспомогательный контроль в процессе обучения. Всестороннее включение возможностей дополненной реальности в образовательный процесс требует комплексного исследования с применением методов и средств цифровой обработки сигналов и изображений, математической статистики, обработки процессов в реальном времени и других методов.

В недалеком будущем широкое внедрение технологий дополненной реальности в образовательный процесс бесспорно. В связи с этим, проводятся исследования по вопросу разработки методологии применения технологии дополненной реальности в образовании.

Список литературы:

1. Azuma, R., Baillot, Y., Behringer, R., Feiner, S., Julier, S., & MacIntyre, B. (2001). Recent advances in augmented reality. Computer Graphics and Applications IEEE, 21(6), p. 34-47.
2.  Johnson, L., Smith, R., Levine, A., & Haywood, K. (2010). The 2010 Horizon report: Australia – New Zealand ed. Austin, TX: T.N.M. Consortium.
3. Azuma, R. (1997). A survey of augmented reality. Presence, 6, 355–385.
4. Billinghurst, M., Kato, H., & Poupyrev, I. (2001). The magicbook-moving seamlessly between reality and virtuality. IEEE Computer Graphics and Applications, 21, 6–8.
5. Billinghurst, M., & Duenser, A. (2012). Augmented reality in the classroom. Computer, 45, 56–63.
6. Dede, C. (2009). Immersive interfaces for engagement and learning. Science, 323, 66–69.
7. Dunleavy, M., Dede, C., & Mitchell, R. (2009). Affordances and limitations of immersive participatory augmented reality simulations for teaching and learning. Journal of Science Education and Technology, 18, 7–22.
8. Milgram, P., Takemura, H., Utsumi, A., & Kishino, F. (1994). Augmented reality: A class of displays on the reality–virtuality continuum. In proceedings of Telemanipulator and Telepresence Technologies (pp. 282–292). Boston, MA.
9. Diegmann, P.; Schmidt-Kraepelin, M.; Van den Eynden, S.; Basten, D. (2015): Benefits of Augmented Reality in Educational Environments - A Systematic Literature Review, in: Thomas. O.; Teuteberg, F. (Hrsg.): Proceedings der 12. Internationalen Tagung Wirtschaftsinformatik (WI 2015), Osnabrück, S. 1542-1556.
10.  Matt Bower, Cathie Howe, Nerida McCredie, Austin Robinson & David Grover (2014) Augmented Reality in education – cases, places and potentials, Educational Media International, Educational Media International, 2014, Vol. 51, No. 1, 1–15.