«Реализация инновационной технологии дополненная реальность в курсе информатики» - ВКР

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3

ГЛАВА 1. ТЕОРИТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ 5

1.1.Понятие дополненной реальности 5

1.2.Основные способы реализации AR 10

ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ СОЗДАНИЯ ПРИЛОЖЕНИЯ ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ

2.1. Выбор темы и тестирование разработки приложения для реализации в учебной деятельности по информатике 16

2.2. Методические рекомендации по реализации приложения "Информатика" в учебном процессе 23

Заключение 30

Список используемой литературы 32

Приложение 35

Введение

В современном мире человек не может обойтись без гаджетов, смартфонов. Они так прочно вошли в нашу жизнь, что день без смартфона для многих окажется неполноценным. Сейчас мы не будем рассматривать отрицательные стороны этого вопроса. А попробуем направить эту энергию на изучение информатики и увлечение детей в мир информатики.

Мир технологий не стоит на месте и постоянно развивается. За последнее десятилетие в нашу лексику вошло не мало терминов: искусственный интеллект, виртуальная реальность(УК), дополненная peaabHOCTb(AR) и др. Успешно был презентован не один робот. В этом направлении можно привести пример робот София, которая может прекрасно общаться с человеком, обладает искусственным интеллектом, выражает около 60 эмоций.

Уроки информатики в школах проходят примерно одинаково и состоят из двух частей: теоретической и практической, которая выполняется на компьютере. Но за последние десятилетия персональные компьютеры уже не удивляют детей.

Один из основных способов заинтересовать учащихся миром технологий на уроках информатики, может быть разработка приложения дополненной реальности.

Основная идея дополненной реальности - это наложение различных объектов (текст, изображения 2D или 3D) на объекты реального мира. Данная технология привлекает внимание таких известных крупных корпораций как Google, Apple и Microsoft.

Дополненная реальность реализуется с помощью маркеров и SLAM технологий, последняя в свою очередь усложняется и имеет подвиды. Однако и распознавание маркеров не стоит на месте.

Вопрос разработки приложения для учителя стоит остро и содержит в себе ряд проблем с которыми предстоит столкнуться учителю, если заниматься разработкой самостоятельно: наличие времени, программное обеспечение, знания в области AR и разработки, желание научиться новому.

Использование средств информационно-коммуникативных технологий должно соответствовать текущему уровню технического прогресса, визуальным и программным возможностям современных достижений в области информационно-коммуникационных технологий. В большинстве случаев результат деятельности обучаемого зависит от того, насколько информативно и интересно выстроен процесс передачи знаний, в какой мере реализованы его потребности в познании и какими средствами достигнута его дальнейшая направленность на углубление своих знаний.

Как известно, мысль, представленная в наглядной графической форме, значительно увеличивает свою силу - именно поэтому новые тенденции, наблюдаемые сегодня в технологии визуализации, представляют особый интерес. Кроме качественного изменения форм представления информации сегодня в визуализации заметны и такие новые веяния, как интеграция с различными приложениями из других областей, возникают технологии интерактивной визуализации и анимации больших наборов многомерных массивов, данных в реальном масштабе времени, расширенные методы построения интерфейса и многое другое. Большое значение для визуализации информации имеет эффективность технологии, поскольку сама визуализация не решает задачу, а служит вспомогательным набором средств и понятий со своим объектным миром.

Изученная нами литература (Балагуров А.А. «Дополненная реальность (Augmented Reality) в образовании», Бова В.В. Образовательные информационные системы на основе мобильных приложений с дополненной реальностью, Петрова О.А «Дополненная реальность для целей образования», Духанов Д.С. «Применение технологии дополненной реальности в образовании»), позволила сделать вывод о малой применимости технологии «Дополненная реальность» в образовательном процессе школы.

Цель выпускной квалификационной работы определить возможности реализации технологии дополненной реальности в процессе обучения школьного курса информатики.

Объект - процесс обучения информатики.

Предмет - использование технологии дополненной реальности в курсе информатики основной школы.

С учетом поставленной цели, объекта, предмета были сформулированы следующие задачи:

1. Уточнить понятие "дополненная реальность", выделить способы создания дополненной реальности.

2. Проанализировать возможности использования технологий дополненной реальности в образовании.

3. Разработать приложение с использованием технологий AR, для его реализации на уроках информатики.

Теоритическая значимость работы состоит в уточнении понятия дополненной реальности, выявлении практических подходов в изучении технологии AR, в выделении основных способов реализации, в разработке приложения с использованием технологии дополненной реальности для реализации в учебной деятельности по информатике.

Практическая значимость состоит в использовании результатов работы учителями предметниками в учебном процессе.

Выпускная квалификационная работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованной литературы и приложения.

В первой главе рассматриваются понятие дополненной реальности, основные методы построения дополненной реальности, производится изучение основных сфер и приложений, использующих дополненную реальность; осуществляется анализ средств разработки, а также подробно рассматривается программная реализация приложения.

Во второй главе производиться анализ выбора тем и форм уроков, для использования; описывается процесс разработки и тестирования готового приложения.

В заключении отражаются основные результаты исследования и подводится общий итог проведенной работы.

Выдержка из текста работы

ГЛАВА 1. ТЕОРИТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ

1.1 Понятие дополненной реальности

В эпоху информационных технологий через каждого человека ежесекундно проходит большое количество информации, которую нужно изучить, обработать и использовать в своей деятельности. Информация на сегодняшний день является очень важным ресурсом, которым нужно уметь изучать, применять, управлять со знанием, пониманием и своевременно, так как постоянно происходят изменения и пополнения новыми научными данными. Это навязывает каждому уважающему себя человеку быстрый темп развития в образовании, работе при использовании технологий в быту, и в результате возникает потребность в сверхскоростном получении и усвоении информации. Именно по этой причине все современные технологии направлены на развитие поиска и получение нужной информации для каждого конкретно человека. К одним из таких перспективных систем ИКТ является технология AR «дополненная реальность».

Дополненная реальность (AR) - это определение проектов, которые направлены на дополнение реальности нашего мира виртуальными составляющими. Данная технология составляет часть смешанной реальности, в которую помимо этого входит еще и «дополненная виртуальность». Это тот случай, когда реальные предметы добавляются в виртуальную среду.

У данной технологии AR существует еще несколько определений. К предыдущему можно добавить следующее: «Дополненная реальность» - это добавление к ощущениям, поступающим из реального мира, мнимых (несуществующих) объектов, которые обычно несут вспомогательные и информативные свойства. В научном сообществе Европы данное направление приобрело устоявшуюся со временем терминологию Augmented Reality (AR).

Дополненная реальность - это итог ввода различных сведений в область восприятия с целью усовершенствования восприятия данных. Такое определение наиболее полно отражает AR. Так как дополненная реальность в сфере образования действительно поможет усовершенствовать восприятие учебного материала и повысит степень вовлеченности обучающихся и положительно отразиться на качестве, успеваемости предмета информатика в основной школе.

Рассматривая дополненную реальность нельзя не брать во внимание виртуальную реальность. Если дополненную реальность сравнить с виртуальной реальностью (VR), то AR основывается на внесении виртуальных объектов в реальный мир, в VR же наблюдается полностью искусственный мир.

Первые попытки создания дополненной реальности были еще в далеком 1613 году. Выглядел он в виде шлема с примитивным проектором. На то время это было не реально и рождение AR отрасли произошло 250 лет спустя. Первое применение дополненной реальности случилось еще позже. В 1992 году компания Boeing проецировала с помощью шлемов с прозрачными экранами схемы и чертежи для построения своих самолетов.

Одним из первых основателей считается Мортон Хейлинг. В 1962 году он создал патент на первый в мире симулятор виртуальности «Сенсорама». С помощью которого человек мог погрузиться в виртуальную улицу Бруклина и прокатиться на мотоцикле. Виртуальная реальность стала прародителем дополненной реальности. Её же создателем является Айвэн Сазерленд. В 1967 году он отображал 3D объекты с помощью стереоочков «Swordoft Damocles». Очки были очень тяжелые и крепились к потолку.

В истории развития дополненной реальности есть не мало последователей, которые внесли весомый вклад к тому, что мы можем наблюдать сегодня в своих гаджетах относительно AR.

Данная технология еще не так популярна , но почти каждый у кого есть смартфон с ней сталкивался не смотря на неизвестность ее названия.

Дополненная реальность имеет два основных направления: Optical see- through и Handheld AR.

1 . Optical see-through подразумевает, что мир вы видите все еще своими глазами, а голограммы AR проецируются на стекло очков и их можно увидеть своими глазами.

2 .Handheld AR работает через смартфон и реальный и виртуальный мир наблюдаем на экране своего телефона.

У каждой технологии есть свои плюсы и минусы.

Заключение

В ходе выпускной квалификационной работы была поставлена цель изучить возможности использования технологии дополненная реальность на уроках информатики в основной школе и протестировать создание приложения дополненной реальности. Также было поставлено три задачи.

Для реализации первой задачи была изучена информация и исторические данные развития из различных источников. На основании чего составлено собственное обоснованное определение, которое емко вмещает в себя всю суть AR.

Дополненная реальность развивается сейчас в основном в игровой индустрии, кино, в бизнесе только набирает популярность. Что же касается образовательного процесса школ, то она почти отсутствует. Дополненная реальность реализована в основном в зарубежных приложениях.

Создание собственного приложения помогло оценить ситуацию с возможностью разработки самостоятельно. Как оказалось для этого нужно время, желание продвигать технологии в образовании. Ведь от уровня вовлеченности будущего поколения в обучение, зависит дальнейшее становление технологий в стране и AR готова нам в этом помочь.

Вторая задача выполнялась в виде анализа существующих платформ для дополненной реальности и отбора нескольких потенциально успешных, несложных в разработке и простых в использовании, с точки зрения человека, уверенно владеющего компьютером. Также изучено содержание курса информатики на примере УМК Н.Д.Угриновича за 7-9 классы, формы проведения уроков включая нестандартные.

В ходе реализации третьей задачи, были выделены основные платформы и протестирована возможность разработки технологии «Дополненная реальность». Выявлено, что данный инструмент может помочь в реализации повышения качества образования как локально в рамках одного урока, так и масштабно, если применить ее на другие темы, предметы, школы. Дополненная реальность вызывает у обучающихся 32

высокую заинтересованность, способствует улучшению внимания, запоминания полученной информации и сохранение ее в долговременную память за счет неожиданности положительных впечатлений.

Приложение «Информатика» имеет простой и удобный интерфейс, в котором легко может работать даже новичок без всяких инструкций. Простота работы заключается в сканировании маркерных изображений, которые создает сам учитель. Учащиеся не знают, что будет появляться при сканировании того или иного маркера. Это усиливает интерес, а эмоциональный фактор способствует большему и лучшему запоминанию материалу урока.

Таким образом, изучив литературу, протестировав возможности создания приложений на нескольких платформах, выявив их плюсы и минусы для самостоятельного внедрения учителем информатики на уроках в основной школе, нам удалось решить все поставленные задачи.

Время не стоит на месте и развитие технологий стремительно мчится за ним. Учитель информатики в такой ситуации должен идти в ногу с ним, постоянно развиваться, чтобы не отставать и формировать новые компетенции у себя и своих обучающихся. Дополненная реальность считается одним из таких направлений, которое при правильном подходе, может стать следующим этапом в развитии человеческого существования в мире.

Список литературы

1. Бурлуцкая Н. А. QR-коды как средство повышения мотивации обучения // Наука и перспективы. 2016. № 1. С. 31-36.

2. Литус К. Д., Напалков С. В. QR-коды в образовании школьников. URL: http://www.sci**ceforum.ru/2015/pdf/12731.pdf. (дата обращения: 01.04.2018).

3. Новиков М. Ю. Возможности применения мобильных технологий в школьном курсе информатики // Педагогическое образование в России. 2017. № 6. С. 98-105.

4. Новиков М. Ю. Использование систем опроса и тестирования на основе мобильных технологий // Актуальные направления гуманитарных и социально-экономических исследований: сб. ст. по матер. междунар. науч.- практ. конф. 30 марта 2018 г. М.: Изд-во «АПНИ», 2018. Ч. 2. С. 109-111.

5. Новиков М. Ю. Методы обучения информатике на основе мобильных технологий // Педагогическое образование в России. 2017. № 11. С. 48-59.

+ еще 23 источника

Примечания

оригинал в pdf формате