ФУНКЦІЇ ДОПОВНЕНОЇ РЕАЛЬНОСТІ ДЛЯ ПІДТРИМКИ STEAM ОСВІТИ В ЗАКЛАДАХ ЗАГАЛЬНОЇ ОСВІТИ

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.31110/2413-1571-2021-029-3-004

Ключові слова:

імерсивні технології, доповнена реальність, STEAM-освіта, STEAM-підхід, STEM-освіта, заклад загальної освіти

Анотація

У роботі розглянуті імерсивні технології в освіті. Надані класифікації доповненої реальності (AR) залежно від методів представлення даних, за типом AR-пристроїв, відповідно до типу інформації, що надає доповнена реальність, та за галузями використання. Визначено значення доповненої реальності в освіті, зокрема для підтримки та розвитку STEAM-освіти в школі. Наведений приклад STEAM-проєкту для закладу загальної освіти із використанням доповненої реальності.

Формулювання проблеми. Необхідність дослідження обумовлена різними чинниками впливу на освіту, а саме: підвищенням вимог до конкурентноспроможної молоді, пандемія, спричинена COVID-19, підвищення ролі дистанційного та онлайн навчання, цифровізація різних галузей людської діяльності, надання особливого значення цифровій грамотності особистості, розвиток проєктного і проблемно-орієнтованого навчання та ін. У дистанційному навчанні викладання теоретичного матеріалу досить добре реалізується за допомогою простих засобів аудіо- чи відеотрансляції, розміщення текстових матеріалів або презентацій. Значна проблема виникає в процесі організації практичних та лабораторних занять з негуманітарних дисциплін, де формування вмінь і навичок відбувається в процесі використання лабораторного обладнання та взаємодії з технічними засобами. Тому основним завданням нашого дослідження є заміна реального лабораторного обладнання на віртуальне, яке реалізоване через використання доповненої реальності.

Матеріали і методи. Для досягнення мети дослідження нами були використані наступні методи: систематичний та порівняльний аналіз педагогічних, психологічних, філософських, соціологічних робіт, методичної та спеціалізованої літератури; аналіз педагогічного досвіду використання AR для підходу STEAM у школі; синтез та узагальнення для формулювання основних моментів дослідження; інтерв’ю та анкетування вчителів про їх розуміння та ставлення до доповненої реальності як засобу підтримки навчання STEAM у школі; інтерпретація результатів дослідження.

Результати. Проведено опитування вчителів щодо їхнього ставлення і розуміння AR для підтримки STEAM освіти та щодо визначення основних функцій доповненої реальності при проведенні STEAM-проєктів у школі. Сформульовано висновки щодо ставлення вчителів до використання доповненої реальності для підтримки і розвитку STEAM освіти та основних функцій доповненої реальності, які вчителі вважають найбільш важливими для здійснення учнями STEAM проєктів.

Висновки. Додатки AR можуть покращити процес навчання, мотивацію та ефективність навчання; допомогти викладачам подавати інформацію учням, візуальні зображення та різні форми вмісту на звичайну дошку, забезпечуючи контекстуальні та відповідні результати для покращення навчання; покращити навчальну успішність учнів, допомогти їм зосередити увагу на конкретних завданнях та об’єктах.

AR вносять значну специфіку до професійної діяльності вчителів та навчання учнів, до трансформації змісту освіти. AR забезпечують формування та розробку нового інформаційного методу викладу та засвоєння матеріалу, є високотехнологічними дидактичними інструментами.

Наші подальші дослідження полягають у створенні алгоритмів використання доповненої реальності для уроків та проєктів із використанням підходу STEAM, що покращить якість навчання в школі.

Посилання

Augmented and Virtual reality survey report (2019). Presented by PERKINS COIE. URL: https://www.perkinscoie.com/images/content/2/1/v4/218679/2019-VR-AR-Survey-Digital-v1.pdf. (Last accessed: 15.05.2021).

Augmented and Virtual reality survey report (2020). Presented by PERKINS COIE. URL: https://www.perkinscoie.com/images/content/2/3/v4/231654/2020-AR-VR-Survey-v3.pdf. (Last accessed: 19.05.2021).

Chowdhury, Shahan & Arshad, Haslina & Parhizkar, Behrang & Obeidy, Waqas. (2013). Handheld Augmented Reality Interaction Technique.(8237. pp. 418-426). DOI: 10.1007/978-3-319-02958-0_38.

Craig, A. B., Sherman, W. R., & Will, J. D. (2009). Developing Virtual Reality Applications -Foundations of Effective Design. Multiple: Morgan Kaufmann Publishers.

Edmund Ng Giap Weng, Md. Abdullah-Al-Jubair, Shahren Ahmad Zaidi Adruce, Oon Yin Bee (2013). Graphics, Audio-visuals and Interaction (GAI) based handheld augmented reality system. The 9th International Conference on Cognitive Science. Procedia - Social and Behavioral Sciences 97. (pp.745–752). Published by Elsevier Ltd. DOI: 10.1016/j.sbspro.2013.10.296

Hannes Gamper (2014). Enabling technologies for audio augmented reality systems. Aalto University publication series doctoral dissertations. URL: https://core.ac.uk/download/pdf/80711759.pdf. (Last accessed: 19.05.2021).

Jack C.P. Cheng, Keyu Chen, and Weiwei Chen (2017). Comparison of marker-based AR and markerless AR: A case study on indoor decoration system. [Proc. Lean & Computing in Construction Congress (LC3)] (Vol. 2) (CONVR), Heraklion, Greece. DOI: 10.24928/JC3-2017/0231.

Jesionkowska, Joanna; Wild, Fridolin; Deval, Yann (2020). Active Learning Augmented Reality for STEAM Education – A Case Study. Educ. Sci. 10, no. 8: 198. https://doi.org/10.3390/educsci10080198.

Lee, Jaewoon; Kim, Yeonjin; Heo, Myeong-Hyeon; Kim, Dongho; Shin, Byeong-Seok (2015). Real-Time Projection-Based Augmented Reality System for Dynamic Objects in the Performing Arts. Symmetry (7(1), pp. 182–192). https://doi.org/10.3390/sym7010182

Mihelj, Matjaž, Novak, Domen, Beguš, S. (2014). Virtual Reality Technology and Applications. DOI:10.1007/978-94-007-6910-6

Milgram, P., Takemura, H., Utsumi, A. & Kishino, F. (1995). Augmented Reality: A class of displays on the reality-virtuality continuum. s.l., s.n. (pp. 282–292).

Nawarat Wittayakhom & Pallop Piriyasurawong (2020). Learning Management STEAM Model on Massive Open Online Courses Using Augmented Reality to Enhance Creativity and Innovation. [Higher Education Studies] (Vol. 10, No. 4.) URL: https://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ1274957.pdf (Last accessed: 19.05.2021).

Pratibha Jha, Sapna Yadav (2019). Virtual and Augmented Reality: An Overview. International Journal of Trend in Scientific Research and Development (IJTSRD) (Volume: 3. Issue: 3.) URL: www.ijtsrd.com (Last accessed: 19.05.2021).

R. Silva, J. C. Oliveira, G. A. Giraldi (2004). Introduction to Augmented Reality. National Laboratory for Scientific Computation. URL: https://www.lncc.br/~jauvane/papers/RelatorioTecnicoLNCC-2503.pdf. (Last accessed: 25.05.2021).

Ro, Young & Brem, Alexander & Rauschnabel, Philipp. (2017). Augmented Reality Smart Glasses: Definition, Concepts and Impact on Firm Value Creation. DOI: 10.1007/978-3-319-64027-3_12.

Soroko N. (2020). Methodology for Teachers’ Digital Competence Developing Through the Use of the STEAM-oriented Learning Environment. ICTERI-2020. Part VI: 4th International Workshop Methods, Resources and Technologies for Open Learning and Research (MROL 2020). (pp. 1260-1271). URL: http://ceur-ws.org/Vol-2732/20201260.pdf. (Last accessed: 19.05.2021).

Tepe T., Kaleci D., Tüzün H. (2018) Virtual Reality Applications in Education. In: Lee N. (eds) Encyclopedia of Computer Graphics and Games. Springer, Cham. URL: https://doi.org/10.1007/978-3-319-08234-9_166-1 (Last accessed: 21.05.2021).

X. Li, Y. Tian, F. Zhang, S. Quan and Y. Xu (2020). Object Detection in the Context of Mobile Augmented Reality. 2020 IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality (ISMAR). (pp. 156-163). DOI: 10.1109/ISMAR50242.2020.00037.

Y. Li, P. Zhou and Y. Su (2019). Holographic Displays for AR Applications. IEEE International Conference on Consumer Electronics (ICCE). 1-2. DOI: 10.1109/ICCE.2019.8662088.

Mustafa Sirakaya, Didem Alsancak Sirakaya (2018). Trends in Educational Augmented Reality Studies: A Systematic Review. URL: http://dx.doi.org/10.17220/mojet.2018.04.005.

Downloads

Опубліковано

23.06.2021 — Оновлено 24.06.2021

Версії

Як цитувати

Soroko, N. (2021). ФУНКЦІЇ ДОПОВНЕНОЇ РЕАЛЬНОСТІ ДЛЯ ПІДТРИМКИ STEAM ОСВІТИ В ЗАКЛАДАХ ЗАГАЛЬНОЇ ОСВІТИ. Фізико-математична освіта, 29(3), 24–30. https://doi.org/10.31110/2413-1571-2021-029-3-004 (Original work published 23, Червень 2021)

Номер

Розділ

Повні науково-дослідні статті

Categories