Дополненная реальность в образовании
Современное развитие информационных технологий предопределило создание систем виртуальной и расширенной реальности. Первая погружает пользователя в виртуальную среду, которая генерируется компьютером в интерактивном режиме, вторая «искусственно» изменяет окружающий мир с помощью виртуальных объектов. В образовательных системах под «дополненной реальностью» понимают компьютерную технологию, позволяющую ученику увидеть реальный мир с наложенными на него виртуальными объектами, что создает эффект их присутствия в едином пространстве.
В настоящее время приложения виртуальной реальности и дополненной реальности используются для обучения в самых разных областях, таких как торговля, военное дело, развлечения, образование и здравоохранение [1; 2]. Известнейшие бренды, такие как Nokia, Hewlett-Packard, General Motors, BMW, Boeing уже внедрили системы, базирующиеся на технологиях расширенной реальности каждый в своей области. С 1998 года под эгидой IEEE проводятся ежегодные международные конференции по расширенной реальности – International Symposium on Mixed and Augmented Reality (ISMAR). Применение дополненной реальности (AR) создает уникальные образовательные условия.
Однако до сих пор не хватает обзорных исследований, в которых основное внимание уделяется изучению таких факторов, как: использование, преимущества, ограничения, эффективность, проблемы и особенности дополненной реальности в образовательных учреждениях. Все исследователи подчеркивают роль учителя в проведении занятий с применением AR. Во-первых, учителя выбирают и подготавливают соответствующий и высококачественный контент для AR приложений. Затем они направляют и контролируют своих учеников во время этих занятий. Повышение уровня вовлеченности, продвижение самообучения, обеспечение мультисенсорного обучения, развитие пространственного мышления, уверенности и удовольствия, продвижение технологий, ориентированных на обучающегося, сочетание виртуальных и реальных объектов в реальной обстановке и снижение когнитивной нагрузки – вот некоторые из педагогических обсуждаемых преимуществ технологии AR. В любом случае технологии AR предоставляют эффективный инструмент для улучшения условий обучения и развития памяти, поскольку они обеспечивают погружение в мультимодальную среду, обогащенную многими сенсорными особенностями [3]. Развиваются теории AR-обучения, включающие в себя ментальные модели, пространственное познание, дидактику и социальное конструктивистское обучение [4]. Показано, что смешанное обучение при использовании технологий AR имеет преимущества перед традиционным обучением и электронным обучением [5].
Известна также практика использования технологии AR для обучения в области науки, техники, инженерии и математики (STEM), в частности, исследовано влияние AR-технологии на развитие понятийного аппарата обучающихся, эффективность обучения; показано, что AR-приложения должны включать метакогнитивные возможности и экспериментальную поддержку учебной деятельности, основанной на запросах обучаемых [6]. Разработан метод постепенного погружения (GIM) для активизации творческой деятельности учащихся с использованием интерактивных устройств с функцией дополненной реальности для STEAM-обучения [7]. Показано, что образовательные AR-технологии обогащают визуальное и контекстуальное обучение, улучшая содержательность информации настолько, что до 80 % из нее удерживается в кратковременной памяти по сравнению с 25 % при восприятии на слух (традиционные уроки и лекции) или чтении текста [8]. Это связано с тем, что человеческий мозг предназначен для обработки образов, а не текста.
В образовании эффективность технологии AR основаны на нескольких факторах: наглядность, визуализация, познавательный интерес, основанный на вовлечении и фокусировке внимания и безопасность. Способы применения AR в образовании нашли свое отражение в методологии MARE (Mobile Augmented Reality Education) [9]. AR как средство обучения соответствует требованиям ФГОС среднего (полного) общего образования [10].
