Статья подготовлена в рамках проекта РФФИ №19-29-14153
«Фундаментальные основ трансформации содержания и методов общего
образования в результате использования учащимися технологии
дополненной виртуальности (на примере обучения информатике)»,
выполняемого в отделении философии образования и теоретической
педагогики Российской академии образования
На сегодняшний день, особенно когда практически весь мир
столкнулся с необходимостью осуществлять удаленное, дистанционное и
смешанное обучение из-за ограничений, связанных с распространением
коронавируса, актуальным становятся вопросы, связанные с
рассмотрением вопросов трансформации содержания и методов обучения
учащихся основной школы, а стремительное развитие средств обучения –
необходимостью эффективного применения технологий иммерсивного
обучения. Теперь учащийся может сразу перейти к учебному курсу,
осуществлять подготовку на основании индивидуальной образовательной
траектории, стать его активным участником. Технологии дополненной
виртуальности позволяют поместить учащегося в интерактивную среду,
что позволяет организовать формирование и развитие необходимых
компетенций, получение практического опыта и обеспечивает владение
необходимыми знаниями и умениями.
Поскольку мы рассматриваем трансформацию содержания и методов
обучения учащихся основной школы, мы предполагаем, что в данном
случае иммерсивное обучение опирается на использование технологии
дополненной виртуальности (рисунок 1).
Рисунок 1: Пример использования в образовании технологии дополненной
виртуальности
С помощью специальных технологий дополненной виртуальности и
дизайна создаются реалистичные, похожие на жизнь среды, которые
переносят учащегося в виртуальный мир, в котором можно осуществить
отработку специфических навыков, сформировать уникальный опыт.
Например, учащийся может виртуально оказаться в космическом
пространстве и узнать о технологиях выращивании растений на
космической станции гораздо больше, чем просто прочитав книги и
статьи, или прослушав рассказ учителя.
Дополненная виртуальность позволяет изменить способ нашего
взаимодействия с различными мобильными приложениями, обладающими
визуальном графическим интерфейсом. Фактически дополненная
виртуальность способна добавлять реальные объекты в компьютерную
графику и информационную обучающую среду. Обучение с помощью
элементов дополненный виртуальности может стать более интерактивным
интересным и мотивирующим, позволяет создавать визуальные примеры
различных научных концепций, законов, явлений, добавлять игровые
элементы с целью эффективной поддержки изучаемого материала.
В настоящее время, когда учащимся и студентам приходится заниматься,
не выходя из дома, стало очевидной целенаправленная деятельность по
осуществлению эффективной обратной связи, в связи с тем, что очень
трудно удерживать внимание обучающихся, если проводить удаленные
занятия в традиционном формате применения информационных и
телекоммуникационных технологий. Таким образом, приложения
электронного обучения с интересом принимают технологию дополненной
виртуальности (AV). Приложения электронного обучения с поддержкой
AV визуализируют расширенный объект на экране и воспроизводят
трехмерные примеры концепций, которые позволяют учащимся учиться и
взаимодействовать. На основе вышесказанного и проведенного анализа,
отметим ряд преимуществ, влияющих на трансформацию содержания и
методов обучения учащихся основной школы в условиях использования
технологии дополненной виртуальности, в числе которых:
Повышение эффективности системы обучения
Целенаправленное и обоснованное применение технологии дополненной
виртуальности в образовании позволяет учащимся получать знания с
помощью ярких визуальных эффектов и погружения в предмет. Кроме
того, речевые технологии также вовлекают студентов, предоставляя
исчерпывающие сведения по теме в голосовом формате.
Повышение мобильности обучения
Режим мобильного обучения, который позволяет реализовать технология
дополненной виртуальности, позволяет осуществить обучение в любое
время, в любом места, с любым (иногда и недоступным в реальности)
оборудованием. Все это существенно влияет (снижает) на стоимость
учебных материалов и делает его доступным для всех.
Повышение эффективности практическое обучение
Технологии дополненной виртуальности могут оказать существенную
помощь в организации эффективной профессиональной подготовки.
Предоставляет возможность освоить такие профессиональные
направления, которые в реальности требуют долгой, а то и многолетней
практической отработки навыков. Например, готовить еду, выполнять
операции или управлять космическим кораблем, самолетом,
общественным транспортом, не подвергая опасности других и не тратя
материальные ресурсы на такую предварительную подготовку.
Повышение интереса и активности обучающихся
Геймификация AV и системы образования может сделать отношение
студентов более позитивным. Технологии дополненной виртуальности
делают обучение интересным, увлекательным и легким, а также
обеспечивают эффективную совместную работу и расширяют
возможности работы в команде. Они предоставляют широкие
возможности сделать занятия менее утомительными, привнося высокую
интерактивность.
Выделим основные принципы трансформации содержания методов
обучения учащихся основной школы в условиях использования
технологии дополненной виртуальности:
1. Ведущая роль визуализации. Текстовые учебные материалы
больше не являются самым важным фактором в системе обучения.
Значимость учебных материалов теперь в равной степени
разделяется между аспектом презентации и технологией.
Необходимо создать реалистичную среду, организовать обучение в
среде, свободной от отвлекающих факторов. Все это позволит
сформировать лучшее понимание изучаемых положений и более
длительному сохранению полученных знаний. Создание
реалистичных, реалистичных сценариев и симуляций дает учащимся
практические знания по изучаемой теме. Это могут быть навыки
межличностного общения или техническое обучение;
1. Использование эффекта присутствия. Все курсы иммерсивного
обучения обладают высокой интерактивностью, в отличие от их
традиционных версий. Например, чтобы изучить внутреннее
строение земли, традиционный курс будет прибегать к диаграмме,
на каждой части которой можно щелкнуть, чтобы «узнать больше».
Если при изучении использовать технологию дополненной
виртуальности с эффектом присутствия, в котором строение земли
становится трехмерным объектом, позволяя учащемуся исследовать
и изучать мельчайшие детали основных слоев земли. Конечно,
сопровождающий информационный текст необходим, но
визуальный подход обладает мощным эффектом и помогает лучше
разобраться и заполнить необходимую информацию. Иммерсивное
обучение обеспечивает безопасную среду, как умственную, так и
физическую, для обучения и овладения навыками. Наибольшую
популярность при использовании дополненной виртуальности
приобретают симуляторы. Симуляторы вождения, полета,
управления атомной (космической, подводной и др.) станцией,
помогают научиться управлять соответствующим объектом, прежде
чем они (обучающиеся) перейдут работе к реальной жизни. Будь то
инструкции или действия, каждое движение в учебном курсе с
эффектом присутствия приводит к мгновенной обратной связи. Это
помогает лучше оттачивать будущие профессиональные навыки.
Технологии дополненной виртуальности расширяют возможности
для образовательных экскурсий и лабораторных занятий.
Образовательные экскурсии зачастую бывают ограничены
стоимостью, расстоянием и доступностью, но дополненная
виртуальность устраняет эти препятствия и предоставляет
безграничные возможности.
2. Обучение через деятельность. Традиционный курс электронного
обучения разработан, чтобы помочь учащемуся последовательно
переходить от одного элемента изучения к другому. При
использовании учебного курса, реализованного на основе
технологии дополненной виртуальности, эффект присутствия
становится неотъемлемой частью курса. Учащийся может
путешествовать по виртуальной среде и попутно исследовать,
экспериментировать, учиться и взаимодействовать. Рассмотрим,
учебные занятия по информационной безопасности. Простой
контент с интерактивной графикой, конечно позволит ознакомиться
с вариантами осуществления информационной безопасности и
увидеть примеры последствий несоблюдения правил и требований
информационной безопасности. Однако, опыт активного участия в
наблюдении, уведомлении, решении последствий, предупреждения
компьютерных инцидентов в области информационной
безопасности – один из лучших способов овладеть знаниями и
навыками, Что позволяет реализовать использование в образовании
технологий дополненной виртуальности.
3. Активное участие. Сопоставляя традиционную форму обучения с
обучением на основе применения технологий дополненной
виртуальности, можно сказать, что первая – это учебный курс,
который учащийся принимает как сторонний наблюдатель, тогда как
в курсе, реализованном на основе применения технологий
дополненной виртуальности, учащийся является равноправным
участником учебной среды. Обучение – это не просто чтение текста,
прослушивание аудио и просмотр видео. В курсе, реализованном на
основе применения технологий дополненной виртуальности,
ученик, тоже слушает, читает, смотрит, однако в то же время он
присутствует в данный момент и должен быть активным участником
процесса обучения. Например, если мы хотим узнать о принципах
работы полупроводниковых элементов, то в традиционном
обучении, мы были бы ограничены учебниками, плакатами, и
текстовыми описаниями, с элементами интерактивности. В
обучении с использованием технологии дополненной
виртуальности, мы можем осуществить активное присутствие даже
внутри полупроводникового элемента, видеть все, происходящие в
нем, процессы все своими глазами. Активное участие в процессе
обучения обеспечивает 100%-ное внимание, которое не оставляет
места для отвлечения. Благодаря обучению с использованием
технологии дополненной виртуальности, нет ограничений на
количество повторений, когда можно практиковать навык или
нарабатывать опыт. Учащийся может практиковать столько, сколько
чувствует в этом необходимость. Учитель может моделировать
любую обучающую среду, чтобы сформировать компетентность
учеников, исключив аспект риска и последствия ошибок.
Таким образом, модель трансформации содержания и методов обучения
учащихся основной школы в условиях использования технологии
дополненной виртуальности включает в себя следующие компоненты
(рисунок 2)
Рис.2 Компоненты модели трансформации содержания и методов
обучения учащихся основной школы в условиях использования
технологии дополненной виртуальности
Каждый учащийся отличается своими способностями, пониманием и
набором навыков. Благодаря трансформации содержания и методов
обучения учащихся основной школы в условиях использования
технологии дополненной виртуальности каждый учащийся может учиться
в удобном для него темпе. Если учащийся пропускает урок, он может
использовать эти записи виртуальной реальности для переноса в цифровой
форме в класс, видеть своих сверстников и учиться так, как если бы они
были там. Занятия в виртуальном классе могут быть одинаково полезными
и для учителей. Записывая и пересматривая занятия в классе, учителя
могут получить ценную информацию, как о стилях обучения своих
учеников, так и об их собственном подходе к обучению.
Таким образом, подходы к трансформации содержания и методов
обучения учащихся основной школы в условиях использования
технологии дополненной виртуальности представлена на рисунке 3.
В заключении, рассмотрим возможные сложности применения
технологии дополненной виртуальности для обучения учащихся основной
школы: доступность – зачастую стоимость необходимого аппаратного и
программного обеспечения становится неподъемной для образовательной
организации; требования к подготовке учителей для эффективного
применения технологии дополненной виртуальности на уроках;
особенности и этапы осуществления образовательной деятельности на
уроке с применением технологии дополненной виртуальности