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.