УДК 37.004

Онлайн-курсы по изучению дополненной реальности: новый подход к обучению в школе

Доронина Евгения Викторовна – магистрант факультета математики и естественнонаучного образования Педагогического института Белгородского Государственного национального исследовательского университета.

Научный руководитель Сатлер Ольга Николаевна – кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой информатики, естественнонаучных дисциплин и методик преподавания Педагогического института Белгородского Государственного национального исследовательского университета.

Аннотация: С каждым годом технологии все больше проникают в нашу жизнь, и образование становится все более технологичным. Дополненная реальность (augmented reality, AR) - одно из самых перспективных направлений, которое может значительно улучшить образовательный процесс. В статье рассмотрен процесс внедрения онлайн-курса по изучению дополненной реальности в программу внеурочной деятельности по информатике, а также обсуждается потенциал онлайн-курсов по дополненной реальности (AR) как дополнения к школьной программе. Мы анализируем преимущества и сложности внедрения таких курсов, а также возможности для развития учащихся.

Ключевые слова: онлайн-обучение, онлайн-курсы, образовательный процесс, дополненная реальность, образование, школа, инновационные технологии, педагогический эксперимент.

В современном мире технологии играют все более важную роль в различных сферах жизни, включая образование. Одним из перспективных направлений является использование дополненной реальности (AR) для создания интерактивных обучающих сред и повышения качества образовательного процесса. Дополненная реальность позволяет визуализировать абстрактные понятия, обеспечивает наглядность и интерактивность учебного материала, что способствует лучшему усвоению информации учащимися. [1]

Дополненная реальность может быть использована в различных образовательных областях, таких как математика, физика, химия, биология, история, география и др. С помощью AR технологий можно осуществить визуализацию сложных понятий, физических процессов и явлений, посмотреть их взаимодействие друг с другом и возможные варианты развития событий. Дополненная реальность имеет большой потенциал для развития в образовательной сфере, особенно в контексте STEM-образования (наука, технологии, инженерия и математика).

Также интересно будет учащимся школ самостоятельно изучить возможности AR технологий, и в последствие применять полученные знания в своей проектной деятельности. Это позволит им проводит эксперименты и наглядно продемонстрировать собственные разработки.

Образовательные учреждения для получения необходимых знаний школьниками организовывают дополнительное обучение в рамках внеурочной деятельности. Разнообразие обучающих онлайн-платформ открывает возможности для разработки разнообразных и увлекательных учебных материалов. [6] В рамках педагогического исследования с целью знакомства с работой дополненной реальности и расширения программы внеурочной деятельности по информатике был разработан онлайн-курс «Основы дополненной реальности». Данный онлайн-курс согласно гипотезе должен способствовать развитию познавательного интереса к информационным технологиям и повышению знаний в области информатики. Для создания учебного ресурса была выбрана российская образовательная платформа Stepik, доступная и понятная, как для преподавателя, так и для ученика. Возможности этой платформы наиболее удовлетворяли требованиям к выполнению проекта. [2]

В дальнейшем был проведен педагогический эксперимент для оценки результата и перспектив внедрения онлайн-курса «Основы дополненной реальности» во внеурочную систему для формирования ключевых и дополнительных компетенций учащихся. Исследование было проведено среди учеников 10 классов общеобразовательного учреждения, интересующихся предметом информатики. В ходе эксперимента школьники были поделены на контрольную и экспериментальную группы. По результатам входного тестирования на констатирующем этапе эксперимента у обеих групп примерно схожая мотивация, уровень подготовки и интересы.

Во время эксперимента контрольная группа учащихся получала знания в традиционной форме изучения материала. Экспериментальная группа в рамках изучаемой дисциплины проходила обучение с применением разработанного онлайн-курса «Основы дополненной реальности». К урокам под руководством преподавателя учащимся было предложено в рамках изучаемой программы пройти онлайн-курс. Онлайн-обучение подразумевало самостоятельную работу на обучающей платформе, с просмотром лекций, тестовыми и практическими заданиями. Учащиеся обучались на онлайн-ресурсе в любое удобное время, проходили уроки и выполняли задания каждый в индивидуальном режиме. При этом от них требовалась самостоятельность и самодисциплина, чтобы контролировать процесс обучения и усвоение материала.[7]

В процессе обучения важно постоянно проводить мониторинг качества знаний, выявлять сильные и слабые стороны, проводить оценочные мероприятия. В режиме онлайн-курсов это осуществить не составляет большого труда, после прохождения каждой темы предусмотрен блок с тестами и заданиями. Важно, чтобы учащиеся выполняли все задания самостоятельно. [3]

По окончании обучения на контрольном этапе эксперимента было проведено итоговое тестирование в контрольной и экспериментальной группах. Сравнивая результаты на констатирующем и контрольном этапах можно заметить, что уровень знаний по теме дополненной реальности увеличился в обеих группах, но он качественно выше в экспериментальной группе.

Для оценки результатов педагогического эксперимента, наряду со статистическим анализом, подтвердившим более высокие результаты в экспериментальной группе, также были рассмотрены средние результаты оценки уровня знаний обеих групп для выявления различий успеваемости или других показателей. Изучая динамику изменений результатов в течение времени эксперимента в каждой из групп для определения тенденций и различий становится понятно, что изменение среднего уровня знаний произошло по объективным причинам. В контрольной группе показатель увеличился за счет уменьшения числа учеников с низким уровнем знаний, а в экспериментальной группе не только за счет сокращения числа учащихся с низким рейтингом, а в основном за счет увеличения числа учеников с высоким уровнем знаний. Это говорит о том, что процесс обучения с использованием онлайн-курса в экспериментальной группе качественно выше.

Анализ результатов обучения обеих групп показал, что результаты экспериментальной группы статистически значимо выше, чем результаты контрольной группы. Следовательно, можно сделать вывод о положительном влиянии нового метода или стратегии обучения с применением онлайн-обучения. Использование онлайн-курса «Основы дополненной реальности» оказалось эффективным для применения во внеурочной деятельности по информатике.

Внеурочная деятельность является важным компонентом образовательного процесса, который позволяет обеспечить активное участие обучающихся в различных видах деятельности, развивать их интересы и способности. В связи с этим возникает необходимость в поиске новых методов и технологий, способных сделать внеурочную деятельность более интересной и эффективной. Одной из таких технологий является дополненная реальность.

Использование дополненной реальности способствует формированию у обучающихся навыков работы с инновационными технологиями и их применению в повседневной жизни. Можно использовать дополненную реальность во внеурочной деятельности по различным направлениям. Одним из примеров использования дополненной реальности является разработка интерактивных экскурсий. Вместо традиционного осмотра достопримечательностей, обучающиеся могут использовать свои смартфоны или планшеты для взаимодействия с виртуальными объектами и информацией, связанными с местом экскурсии. Это позволяет сделать процесс обучения более интерактивным и интересным. [4]

Другой пример - использование дополненной реальности при проведении научных экспериментов. Обучающиеся могут проводить виртуальные эксперименты с помощью своих устройств, изучая физические, химические и другие процессы.

Однако, несмотря на все преимущества, использование дополненной реальности во внеурочной деятельности также имеет некоторые ограничения. Во-первых, доступ к оборудованию и программному обеспечению может быть ограничен, что затрудняет широкое внедрение данной технологии. Во-вторых, безопасность данных является еще одной проблемой, которую необходимо учитывать при использовании дополненной реальности. [5]

Тем не менее, дополненная реальность обладает значительным потенциалом для развития и внедрения во внеурочную деятельность. Перспективными направлениями являются разработка специализированных приложений и инструментов для обучения, интеграция дополненной реальности с другими технологиями (например, виртуальной реальностью), а также создание комплексных образовательных систем, объединяющих различные формы обучения.

В заключении можно сказать, что дополненная реальность представляет собой перспективную технологию, способную внести значительный вклад в организацию внеурочной деятельности. Она обеспечивает наглядность, интерактивность и возможность применения современных технологий в образовательном процессе, что позволяет сделать внеурочную деятельность интересной и привлекательной для учащихся. Однако для эффективного использования дополненной реальности необходимо решить проблемы доступности и безопасности данных, а также разрабатывать новые методы и подходы к ее применению.

Список литературы

Иванько А.Ф. Дополненная и виртуальная реальность в образовании / А.Ф. Иванько, М.А. Иванько, М.Б. Бурцева // Молодой ученый. – 2018. - № 37 (223). – С. 11-17.
Леоке И.В. Использование в образовательном учреждении обучающей платформы Stepik / И.В. Леоке, Г.Н. Ушакова. - Молодежная наука: тенденции развития. - 2021. - № 4. – С. 31-35.
Нехаев И.Н. Анализ качества процесса обучения с использованием онлайн-курсов // Лучшие практики электронного обучения / Материалы II метод. конф. Министерство науки и образования РФ; Томский государственный университет, 2016. – C. 8–14.
Сотников А.М. Дополненная и виртуальная реальность в образовании как инструмент осознанного обучения / А.М. Сотников, А.Ю. Тычков, Р.В. Золотарев, М.А. Николаева, А.А. Петкилева // Вестник Пензенского государственного университета. – 2021. - № 4. – С. 117-122.
Филатова З.М. Использование AR-технологии в образовании: мотивация к обучению // Современные наукоемкие технологии. - 2020. - №12 (часть1). – С.247-251.
Шамина Н.В. Онлайн-обучение в образовательном процессе: сильные и слабые стороны // Казанский педагогический журнал. – 2019. – №2. – С.20– 24.
Ягнич А.Я. Возможности онлайн курсов: сильные и слабые стороны // Colloquium-journal. Philosophical sciences. – 2020. – №10. – С.147–148.