Современные направления развития информационных технологий, повсеместное распространение цифровых устройств (смартфонов и планшетов) в молодежной среде порождают всевозможные способы применения мобильных устройств в образовательном процессе. Педагоги, использующие технологию BYOD (“Bring your own device”(англ.) – “принеси своё устройство”), получают широкие возможности для расширения стен классной комнаты, привлечения информационных средств Интернета и мультимедийных возможностей устройств для повышения мотивации, интереса к обучению, формирования более глубокого понимания изучаемого материала. С различными возможностями использования мобильных устройств необходимо знакомить студентов направления “Педагогическое образование”, в частности, в ходе изучения дисциплины “Информационные технологии в образовании” [1].
Одной из интересных возможностей мобильных устройств является использование и самостоятельное создание средств дополненной реальности.
Дополненная реальность (от англ. “augmented reality, AR” – «расширенная реальность») – это новая технология наложения виртуальной (цифровой) информации на видимый объект. В качестве основы (маркера) может выступать изображение, фотография, схема или другой видимый объект. С помощью специальных программ на основу добавляются виртуальные объекты: ссылки на веб-страницы, видео, текст, графика и 3d-объекты. Дополненная реальность считывается с маркера обычно с помощью цифровых устройств – смартфонов, планшетов или специальных очков или шлема. Проявляющуюся дополнительную информацию также называют аурой.
Дополненная реальность находит весьма широкое применение в области развлечений, рекламы, а также с успехом используется и в образовательной сфере – в обучающих играх. Самым простым примером использования дополненной реальности можно считать сканирование и распознавание QR-кодов, с помощью которых можно зашифровать текстовую информацию, ссылки на веб-страницы и мультимедийный контент в Интернете.
Имея в своём распоряжении и у учащихся в классе мобильные устройства, преподаватель может использовать приложения, использующие средства дополненной реальности, на уроках в начальной и средней школе при изучении некоторых предметов естественнонаучного цикла – географии, биологии, химии и некоторых других.
Существует целый набор мобильных приложений дополненной реальности, которые могут с успехом использоваться в образовательных целях. Рассмотрим некоторые из приложений для устройств на базе операционной системы Android как наиболее распространённых и доступных среди учащихся.
Приложение Google Goggles по фотографии картины выдаёт информацию о ней – название и художника, по упаковке – информацию о товаре, по тексту может выполнить его перевод на другие языки. Это приложение можно использовать при создании образовательных игр и квестов.
Многие приложения (Chromville, Quiver и другие) предназначены для использования детьми дошкольного и младшего школьного возраста, однако, могут использоваться и обучающимися в средней школе. Практически все они построены по одному принципу. На официальном сайте компании производителя пользователю предлагается скачать и распечатать картинки-маркеры, установить приложение на своё устройство и, сканировав маркеры, изучить появляющиеся объекты. Такие объекты могут быть как статическими (неподвижными) картинками и моделями, так и динамическими и интерактивными. Чаще всего, производители предлагают некоторый набор маркеров бесплатно, а за дополнительные картинки необходимо заплатить.
Приложение Chromville предлагает ребёнку раскрасить распечатанную картинку, а затем, сканировав её смартфоном или планшетом, и в зависимости от выбранной картинки, изучить строение человеческого тела, наблюдать анимацию круговорота воды в природе или вырастить виртуальную клубнику.
С помощью приложения Quiver (прежнее название ColAR Mix) можно также анимировать раскрашенные изображения и изучить строение биологической клетки, процесс извержения вулкана.
Интересно, что в этих приложениях (Chromville, Quiver) виртуальный объект получает те цвета, которыми его раскрасили. При внешнем сходстве с играми приложения могут использоваться для изучения окружающего мира, создания проектов межпредметного и мультимедийного характера [2].
Приложения Animal 4D+ и Animal 4D+ Lite при сканировании карточек-маркеров отображают трехмерные изображения животных и позволяют наблюдать за их движениями и издаваемыми звуками. Кроме того, озвучивается также название каждого животного на английском языке.
Программа Space 4D+ того же производителя Octagon Studio позволяет изучать строение солнечной системы, планет и других астрономических объектов.
Приложение Anatomy 4D (фирма-производитель DAQRI) представляет интерес не только для школьников, изучающих анатомию, но и для студентов – биологов или медиков. Виртуальная реальность позволяет изучить строение человеческого тела, состав кровеносной, мышечной, костной и других систем организма. Интерфейс приложения позволяет отобразить или скрыть каждую из них, содержит специфическую медицинскую терминологию [3].
Программа Elements 4D может использоваться на уроках химии, развивать кругозор и дополнять знания учащихся. Это приложение доступно для устройств на базе операционных систем Android и iOS. С помощью мобильного устройства и установленного приложения учащиеся сканируют кубики с маркерами химических элементов и могут получать информацию об их внешнем виде, свойствах и реакциях взаимодействия с другими элементами [4].
Все рассмотренные приложения, кроме использования в естественных науках, могут применяться для тренировки и углубления знаний английского языка, поскольку имеют англоязычный интерфейс и используют англоязычную терминологию и названия.
Несколько большими, чем рассмотренные выше, возможностями обладает приложение LandscapAR augmented reality. В отличие от предыдущих оно позволяет пользователю самому создать маркер дополненной реальности. Пользователь рисует на листе бумаги линии уровня (изолинии) местности. Приложение при сканировании рисунка создаёт виртуальный ландшафт в соответствии с изображёнными горизонталями. Учащиеся могут по плану воссоздать горы и долины, равнины и острова в океане. Таким образом, программу LandscapAR можно не только использовать на уроках географии при изучении соответствующей темы, но и в творческих проектах.
Подобного рода мобильных приложений с использованием средств дополненной реальности существует ещё множество, однако все они только предлагают использовать уже готовые модели и подготовленные маркеры. Больший интерес для будущего педагога представляют средства, которые можно было бы использовать для самостоятельного создания дополненной реальности.
Существуют так называемые браузеры дополненной реальности, среди которых известны являются Layar, Aurasma, Metaio, Wikitude и некоторые другие [5]. Подобные браузеры позволяют сканировать не только картинки, но и пространство вокруг, а маркерами для них являются координаты в пространстве. Сканируя окружающее пространство с помощью подобных браузеров, пользователь по GPS-координатам может получить информацию об объектах, находящихся поблизости: местах, достопримечательностях, организациях, памятниках и т.п. Создатели подобных браузеров нередко предоставляют пользователям создавать собственные метки, которые затем “читаются” этими приложениями.
Одним из наиболее стабильных в работе является приложение Layar. Рассмотрим его возможности подробнее.
Layar работает с готовыми маркерами: если на страницу с текстом, фотографию или картинку нанесена метка Layar (как правило, это относится к рекламной продукции фирмы-производителя), то программа распознаёт её и показывает дополнительную информацию. Программа также может использоваться в качестве сканера QR-кодов.
Интересно, что Layar может сканировать геослои – коллекции маркеров, закреплённых на GPS-координатах в пространстве. Слои могут создаваться как организациями, так и отдельными пользователями и в зависимости от тематики могут содержать информацию о разных объектах, например, исторических памятниках, музеях, театрах и т.п. Создание слоя, содержащего, например, информацию об истории и достопримечательностях родного города, может стать интересным межпредметным внеучебным образовательным проектом [6].
В приложении Layar доступно множество геослоев, среди которых хочется отметить имеющие образовательную ценность слои Wikipedia и Wikimapia. При включении этих слоёв Layar обнаруживает в окружении пользователя объекты, о которых в интернет-энциклопедии есть информация, и выводит информацию о них поверх изображения [5].
Используя средства официального сайта Layar.com, учитель (или учащийся) может самостоятельно создать проект с использованием дополненной реальности. В качестве маркера используется любая картинка, чертеж или фотография, а в качестве виртуального контента можно добавить ссылки на веб-сайт, видео, картинки и слайд-шоу и многое другое. Такие средства позволят учителю создавать и расширять виртуальную обучающую среду, формировать у учащихся универсальные учебные действия по отбору, компоновке и созданию информации учебного и творческого характера.
Средства разработки дополненной реальности могут использоваться в качестве основы для разработки образовательных проектов и обучающих систем. В таких случаях требуется владение специальными средами разработки и 3D-моделирования, а результаты в дальнейшем могут использоваться в образовательных целях как в школе, так и в высших учебных заведениях [7].
Современный педагог должен знать подобные тенденции развития современных информационных технологий, владеть ими и быть в состоянии грамотно и обоснованно применить их в образовательном процессе. Поэтому знакомство со средствами дополненной реальности и способами их применения на уроке, во внеурочной и проектной деятельности можно включать в содержание дисциплины “Информационные технологии в образовании”, входящей в систему подготовки студентов бакалавриата по направлению “Педагогическое образование” [1].
Библиографический список
- Киселева М.П. Преподавание дисциплины «Информационные технологии в образовании» для бакалавров по направлению подготовки «Педагогическое образование» //Современная педагогика. 2015. № 4 (29). С. 45-46.
- Зильберман М.А. Использование дополненной реальности в образовании: из опыта работы. //Рождественские чтения. Материалы XVIII Региональной научно-методической конференции по вопросам применения ИКТ в образовании. Пермь, 2015. С. 22-25.
- Самарина А.Е. STEM-игры с дополненной реальностью. Электронный ресурс. URL: http://samarina-it.blogspot.ru/2015/07/stem.html
- Зильберман М. Увлекательная химия с дополненной реальностью. Электронный ресурс. URL: http://goo.gl/z5uXKy
- Виштак Н.М., Дорожкин В.А. Средства разработки мобильных приложений дополненной реальности // Инновации в науке. 2015. № 46. С. 15-19.
- Петрова О. Дополненная реальность для целей образования. Электронный ресурс. URL: https://goo.gl/N2rhaF
- Бова В.В., Лежебоков А.А., Нужнов Е.В. Образовательные информационные системы на основе мобильных приложений с дополненной реальностью //Известия ЮФУ. Технические науки. 2015. № 6 (167). С. 200-210.