ПОДХОДЫ К ТРАНСФОРМАЦИИ СОДЕРЖАНИЯ И МЕТОДОВ ОБУЧЕНИЯ УЧАЩИХСЯ ОСНОВНОЙ ШКОЛЫ В УСЛОВИЯХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ДОПОЛНЕННОЙ ВИРТУАЛЬНОСТИ

Педагогическая информатика

УДК 372.862

DOI: 10.25688/2072-9014.2021.58.4.01

М. Л. Левицкий, О. Ю. Заславская

Подходы к трансформации содержания и методов обучения учащихся основной школы в условиях использования технологии дополненной виртуальности1

В статье рассмотрены различные аспекты применения дополненной виртуальности в образовании, сформулирован ряд преимуществ, влияющих на трансформацию содержания и методов обучения учащихся основной школы в условиях использования технологии дополненной виртуальности.

Ключевые слова: информатизация образования; теория и методика обучения информатике; иммерсивные технологии; технологии дополненной виртуальности.

На сегодняшний день, особенно когда практически все страны столкнулись с необходимостью осуществлять удаленное, дистанционное и смешанное обучение из-за ограничений, вызванных распространением коронавируса, актуальными становятся вопросы, связанные с трансформацией содержания и методов обучения учащихся основной школы и стремительным развитием средств обучения (см., например, [1-5]). Все это определяет необходимость эффективного применения технологий иммерсивного обучения (см., например, [6]). Теперь учащийся

1 Статья подготовлена в рамках проекта РФФИ №19-29-14153 «Фундаментальные основы 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.

© Левицкий М. Л., Заславская О. Ю., 2021

может сразу перейти к учебному курсу, осуществлять подготовку на основании индивидуальной образовательной траектории, стать активным участником процесса обучения. Технологии дополненной виртуальности позволяют поместить учащегося в интерактивную среду, что дает возможность успешнее формировать и развивать необходимые компетенции, получать практический опыт и обеспечивать овладение необходимыми знаниями и умениями.

Поскольку мы рассматриваем трансформацию содержания и методов обучения учащихся основной школы, то предполагаем, что в данном случае иммерсивное обучение опирается на использование технологии дополненной виртуальности.

С помощью специальных технологий дополненной виртуальности и дизайна создаются реалистичные, похожие на жизнь среды, переносящие 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 выращивания 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 визуальным графическим интерфейсом. Фактически дополненная виртуальность способна добавлять реальные объекты в компьютерную графику и информационную обучающую среду. Обучение с помощью элементов дополненной 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, стала очевидной необходимость целенаправленной деятельности по повышению эффективности обратной связи с преподавателем в связи с тем, что очень трудно удерживать внимание обучающихся, если проводить удаленные занятия в традиционном формате применения информационных и телекоммуникационных технологий. Эти и другие причины объясняют, почему приложения электронного обучения с интересом принимают технологию дополненной виртуальности (Augmented Virtuality (AV)). Приложения электронного обучения с поддержкой AV визуализируют расширенный объект на экране и воспроизводят трехмерные примеры научных концепций, что позволяет учащимся лучше 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:

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 помогают студентам, предоставляя исчерпывающие сведения по теме в голосовом формате.

Повышение мобильности обучения. Режим мобильного обучения, который помогает реализовать технология дополненной виртуальности, позволяет осуществить обучение в любое время, в любом месте, с любым (иногда и недоступным в реальности) оборудованием. Все это существенно влияет на стоимость учебных материалов (снижает ее) и делает обучение доступным для всех.

Повышение эффективности практического обучения. Технологии дополненной виртуальности могут оказать существенную помощь в организации эффективной профессиональной подготовки. Они предоставляют возможности освоить такие профессиональные направления, которые в реальности требуют весьма долгой, иногда многолетней практической отработки навыков. Например, можно 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 к ней студентов более позитивным. Технологии дополненной виртуальности делают обучение интересным, увлекательным и более легким, а также обеспечивают эффективность совместной работы и расширяют возможности работы в команде в целом. Они предоставляют широкие возможности преподавателю сделать занятия менее утомительными, привнося в них высокую интерактивность.

Выделим основные принципы трансформации содержания и 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 этой среде, свободной от отвлекающих факторов. Все это позволяет лучше понимать изучаемые положения и способствует более длительному сохранению полученных знаний. Создание реалистичных сценариев и симуляций дает учащимся практические знания по изучаемой теме. Это могут быть навыки межличностного общения или техническое обучение.

2. 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 использовать диаграмму, на каждой части которой можно щелкнуть мышью, чтобы узнать больше. Если при изучении использовать технологию дополненной виртуальности с эффектом присутствия, то тогда все строение

Земли становится трехмерным объектом, позволяя учащемуся исследовать и изучать мельчайшие детали основных слоев Земли. Конечно, сопровождающий информационный текст необходим, но сам визуальный подход обладает мощным эффектом и помогает лучше разобраться и запомнить необходимую информацию.

Иммерсивное обучение обеспечивает безопасную среду, как умственную, так и физическую, для обучения и овладения навыками. Наибольшую популярность при использовании дополненной виртуальности приобретают симуля-торы. Симуляторы вождения, полета, управления атомной (космической, подводной и др.) станцией помогают научиться управлять соответствующим объектом, прежде чем они (обучающиеся) перейдут к работе в реальной жизни. Будь то инструкции или действия, каждое движение в учебном курсе с эффектом присутствия приводит в AV 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 здесь почти безграничные возможности.

3. 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, например, учебные занятия по информационной безопасности. Простой контент с интерактивной графикой, позволит, конечно, ознакомиться с вариантами осуществления информационной безопасности и увидеть примеры последствий несоблюдения правил и требований информационной безопасности. Однако опыт активного участия в наблюдении, уведомлении, разрешении последствий, предупреждении компьютерных инцидентов в области информационной безопасности — один из лучших способов овладеть знаниями и навыками в этой сфере. Именно это и позволяет реализовать использование в образовании технологий дополненной виртуальности.

4. Активное участие. Сопоставляя традиционную форму обучения с обучением на основе применения технологий дополненной виртуальности, можно сказать, что первая из них — это учебный курс, который учащийся принимает как сторонний наблюдатель, тогда как при обучении, 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 в определенной среде 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, возможно, что и с элементами интерактивности. В обучении с использованием технологии дополненной виртуальности мы можем осуществить свое активное присутствие даже внутри полупроводникового элемента (точнее, его модели), видеть все происходящие в нем процессы своими глазами.

Активное участие в процессе обучения обеспечивает стопроцентное внимание, что не оставляет места для отвлечения. Благодаря обучению с использованием технологии дополненной виртуальности нет ограничений на количество повторений, когда нужно практиковать навык или нарабатывать опыт. Учащийся может практиковать столько, сколько чувствует в этом необходимость. Учитель может моделировать любую обучающую среду, способствующую формированию компетентности учеников, исключив при этом аспекты риска и последствия ошибок.

Таким образом, модель трансформации содержания и методов обучения учащихся основной школы в условиях использования технологии дополненной виртуальности включает в себя компоненты, показанные на рисунке 1.

Каждый учащийся отличается своими способностями, пониманием материала и набором навыков. Благодаря отмеченной выше трансформации содержания и методов обучения все ученики могут учиться в удобном для них темпе.

Если учащийся пропускает урок, он может использовать записи виртуальной реальности для переноса в цифровой форме в виртуальный класс, видеть в нем своих сверстников и учиться так, как если бы они были все вместе. Занятия в виртуальном классе могут быть также полезными и для учителей. Записывая и пересматривая занятия в таком классе, учителя могут получить ценную информацию как о стилях обучения своих учеников, так и об их собственном подходе к обучению.

Подходы к трансформации содержания и методов обучения учащихся основной школы в условиях использования технологии дополненной виртуальности представлены на рисунке 2.

ы

эффективность мобильность активность практичность

Преимущества технологии АУ обучения

способности потребности

учет личностных особенностей учет персональных потребностей соблюдение безопасности здоровьесбережения

ПРАВИЛА

а

безопасность здоровье

материальное оснащение

интеграция сервисов

Рис. 1. Компоненты модели трансформации содержания и методов обучения учащихся основной школы в условиях использования технологии дополненной виртуальности

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА И ЕЕ СОДЕРЖАНИЕ

МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ

об ра зова тел ьн ые ре а/л ьгат ы учащихся, разработка программ и модулей обучения с

применением АУ, обратная связь, планирование стратегии управления классом, учебные ресурсы, оценка

учет и развитие способностей средствами поддержка обучения и ожидания от обучения, осуществление обучения, согласование подходов в обучение с АV, —I культура, стимулы обучения

ТЕХНОЛОГИЯ М

ОРГАНИЗАЦИЯ ОБУЧЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ОБУЧЕНИЕМ

системы управления обучением, программное обеспечение АУ, инфраструктура, технологии А\/,

руководство,, ожидания от обучения, политика образовательной организации, управление образовательным процессом, организационная структура, ресурсы, учет и отчетность результатов обучения

технологическая поддержка школьников и преподавателей, Оборудование А\/,

инновации Уй, Ю/, М

тр;

\

трансформации содержания и методов обучения учащихся основной школы условиях использования технологии дополненной виртуальности

Рис. 2. Трансформация содержания и методов обучения учащихся основной школы в условиях использования технологии дополненной виртуальности

В заключение 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; особые требования к подготовке учителей для эффективного применения технологии дополненной виртуальности на уроках; особенности осуществления образовательной деятельности на уроке с применением технологии дополненной виртуальности.

1. Заславская О. Ю. Анализ подходов к трансформации образования в условиях развития иммерсивных и других цифровых технологий // Вестник Московского городского педагогического университета. Серия «Информатика и информатизация образования». 2020. № 3 (53). С. 16-20.

2. Заславская О. Ю. Как меняется обучение: трансформация образования в условиях развития цифровых технологий // Информатизация образования и методика электронного обучения: цифровые технологии в образовании: материалы IV Международной научной конференции. Красноярск, 2020. С. 426-430.

3. Заславская О. Ю. Трансформация образования в условиях развития цифровых технологий // Горизонты и риски развития образования в условиях системных изменений и цифровизации: сборник научных трудов XII Международной научно-практической конференции.2020. С.70-74.

Литература

4. Крэнтон П. Обучение трансформации // Новые направления в образовании взрослых и непрерывном образовании. 2002. № 2. С. 63-71.

5. Левицкий М. Л. Качество образования в эпоху глобальных информационных трансформаций // Известия Волгоградского государственного педагогического университета. 2019. № 10 (143). С. 4-9.

6. Левицкий М. Л., Гриншкун А. В. Иммерсивные технологии: способы дополнения виртуальности и возможности их использования в образовании // Вестник Московского городского педагогического университета. Серия «Информатика и информатизация образования». 2020. № 3 (53). С. 21-25.

Literatura

1. Zaslavskaya O. Yu. Analiz podxodov k transformacii obrazovaniya v usloviyax razvitiya immersivny'x i drugix cifrovy'x texnologij // Vestnik Moskovskogo gorodskogo pedagogicheskogo universiteta. Seriya «Informatika i informatizaciya obrazovaniya». 2020. № 3 (53). S. 16-20.

2. Zaslavskaya O. Yu. Kak menyaetsya obuchenie: transformaciya obrazovaniya v usloviyax razvitiya cifrovy'x texnologij // Informatizaciya obrazovaniya i metodika e'lektronnogo obucheniya: cifrovy'e texnologii v obrazovanii: materialy' IV Mezhdu-narodnoj nauchnoj konferencii. Krasnoyarsk, 2020. S. 426-430.

3. Zaslavskaya O. Yu. Transformaciya obrazovaniya v usloviyax razvitiya cifrovy'x texnologij // Gorizonty' i riski razvitiya obrazovaniya v usloviyax sistemny'x izmenenij i cifrovizacii: sbornik nauchnyx trudov XII Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. 2020. S.70-74.

4. Krenton P. Obuchenie transformacii // Novy'e napravleniya v obrazovanii vzrosly'x i nepreryvnom obrazovanii. 2002. № 2. S. 63-71.

5. Levickij M. L. Kachestvo obrazovaniya v e poxu global ny x informacionnyx transformacij // Izvestiya Volgogradskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta.

2019. № 10 (143). S. 4-9.

6. Levickij M. L., Grinshkun A. V. Immersivny'e texnologii: sposoby' dopolneniya virtual'nosti i vozmozhnosti ix ispolzovaniya v obrazovanii // Vestnik Moskovskogo gorodskogo pedagogicheskogo universiteta. Seriya «Informatika i informatizaciya obrazovaniya».

2020. № 3 (53). S. 21-25.

M. L. Levitsky, O. Yu. Zaslavskaya

Approaches to Transforming the Content and Teaching Methods of Primary School Students in the Context of Using the Technology of Augmented Virtuality

In the context of global digitalization, societies are also undergoing significant changes in learning technologies. The use of information and telecommunication technologies in education has been implemented for a long time and with varying degrees of efficiency. The article discusses various aspects of the use of augmented virtuality in education, formulates a number of advantages that affect the transformation of the content and teaching methods of primary school students in the context of using the technology of augmented virtuality.

Keywords: informatization of education; theory and methods of teaching informatics; immersive technologies; technologies of augmented virtuality.