CC BY
33
International Conference on Advanced Learning Technologies, ICALT 2011, pp. 486-490. doi:10.1109/ICALT.2011.152, 2011
10.Tumenayu, O. O., Shabalina, O., Kamaev, V., & Davtyan, A. Using agent-based technologies to enhance learning in educational games // Proceedings of the International Conference e-Learning 2014 - Part of the Multi Conference on Computer Science and Information Systems, MCCSIS 2014, 2014, pp.149-155
11.Tumenayu, O. O., & Shabalina, O. Digital educational games: Adopting pedagogical agent to infer leaner's motivation and emotional state // 7th European Conference on Games Based Learning, ECGBL 2013, 2013, pp.546-552.
12.Reuter, C., Mehm, F., Göbel, S., & Steinmetz, R. Evaluation of adaptive serious games using playtraces and aggregated play data // 7th European Conference on Games Based Learning, ECGBL 2013, 2013, pp.504-511.
13.Göbel, S., Mehm, F., Radke, S., & Steinmetz, R. 80 Days: Adaptive digital storytelling for digital educational games // CEUR Workshop Proceedings, 2009, p.498
14.Morizane, M., Nakano, Y., Shimohara, K., & Tanev, I. Personalized adaptive strategies in human-PC learning game // Proceedings of the ICCAS-SICE 2009 - ICROS- SICE International Joint Conference 2009, 2009, pp.2728-2731.
15. E. Lavieri Jr., E. D. A study of adaptive learning for educational game design // Colorado Technical University. ProQuest database, 2014.
Сведения об авторах
Ольга Аркадьевна Шабалина, к.т.н., доцент Волгоградский Государственный Технический Университет, каф. САПР и ПК пр. Ленина, 28, Волгоград, 400005 Эл. почта: [email protected] Александр Георгиевич Давтян, к.ф.-м.н., Московский физико-технический институт. Институт нано,-био, информационных, когнитивных и социогуманитарных технологий ул. Максимова, Москва, 123098 Эл. почта: [email protected] Александр Вадимович Катаев, к.т.н. Волгоградский Государственный Технический Университет, каф. САПР и ПК пр. Ленина, 28, Волгоград, 400005 Эл. почта: [email protected] А.А. Алимов, к.т.н.
Волгоградский Государственный Технический Университет, каф. САПР и ПК пр. Ленина, 28, Волгоград, 400005, Эл. почта: [email protected]
Information about authors
Olga Arkadyevna Shabalina, Ph.D., associate professor Volgograd State Technical University kaf CAD and PC
28 Lenin Ave., Volgograd, 400005,
E-mail: [email protected]
Alexander G. Davtyan, Ph.D.,
Moscow Institute of Physics and Technology.
Institute of Nano, Bio, Information, Cognitive and Social
Humanitarian Technologies
st. Maksimova, Moscow, 123098
E-mail: [email protected]
Alexander Vadimovich Kataev, Ph.D.
Volgograd State Technical University
kaf CAD and PC
28 Lenin Ave., Volgograd, 400005
E-mail: alexander. kataev@gmail. com
A.A. Alimov, Ph.D.
Volgograd State Technical University
kaf CAD and PC
28 Lenin Ave., Volgograd, 400005, E-mail: [email protected]
УДК 004.942 Е.А. Куликов, Я.В. Куликова, А.В. Матохина
Волгоградский Государственный Технический Университет
ИГРОВАЯ ПЛАТФОРМА С ЭЛЕМЕНТАМИ ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ ДЕТЕЙ С ОСОБЕННОСТЯМИ РАЗВИТИЯ
В статье описан метод обучения детей с особенностями развития техническим специальностям, рассмотрены положительные стороны и влияние современных технологий и игровой формы обучения, а также рассмотрена их практическая значимость.
Ключевые слова: дополненная реальность, обучение детей с особенностями развития, технология дополненной реальности, современные технологии в обучении, визуальное обучение, обучающие игры.
E.A. Kulikov, I.V. Kulikova, A.V. Matokhina
Volgograd State Technical University
PLAYING PLATFORM WITH ELEMENTS OF ADDED REALITY FOR TEACHING TECHNICAL DISCIPLINES FOR CHILDREN WITH DEVELOPMENTAL FEATURES
The article describes the method of teaching children with disabilities in the development of technical specialties, examines the positive aspects and influence of modern technologies and the game form of teaching, and also examines their practical importance.
Keywords: augmented reality, training of children with special needs, modern technologies in education, visual learning, educational games.
Введение
Обучение детей современной профессии и навыкам современного мира должно использовать для обучения современные технологии (а именно - дополненная реальность). Не исключением является и обучение детей с ограниченными интеллектуальными возможностями. Таким детям необходимо особое внимание и подход, поэтому материал, который используется для их обучения, должен быть специальным образом подготовлен.
Авторами статьи был не только подробно изучен вопрос обучения детей с особенностями развития, но и разработана программа обучения робототехнике, включающая игру с дополненной реальностью и учебное пособие. Подобранный метод обучения был опробован на практике в проекте Робофабрика+ - программе дополнительного образования детей с особенностями развития для их социальной адаптации и профессиональной ориентации.
В данной статье рассмотрен метод обучения. Детей с особенностями развития техническим специальностям с применением технологии дополненной реальности.
Метод обучения
Авторами статьи был изучен вопрос использования современных технологий для обучения техническим наукам [1]. По результатам данного исследования было выявлено, что наиболее эффективной для восприятия детьми является комбинация визуальных и практических методов обучения, представленных в игровой форме. Игровая форма обучения позволяет лучше усваивать материал при помощи построения ассоциаций [2]. Наиболее эффективно сочетать визуальное и практическое обучение позволяет использование современных технологий - дополненной реальности [3]. Технология, благодаря которой обучающийся буквально погружается в изучаемый им предмет вызывает не только положительные эмоции у ученика, но и позволяет ему гораздо быстрее запоминать материал, а также способствует развитию интереса к изучаемой теме.
АТОХИНА. HJS. ЩЕРБАКОВА. ЕА. КУЛИКОВ. С.Е. ДРАГУНОВ. П.С. TAPACOt
ОСНОВЫ РОБОТОТЕХНИКИ
Изобретая будущее
Ш fs2
■ пмбсшыкм. лы-штиш ■ naiuiMtttWiKK
I у—v ВЛВПМСПМ
■ЗА
zj*.
FT
Рис. 1. Титульныи лист „ л „ . _
- Рис. 2. Пример страниц с AR метками
методического пособия г г
Актуальность работы обусловлена тем, что в силу научно-технического прогресса сфере образования необходимо развиваться и для того, чтобы увеличить эффективность процесса обучения, необходимо использовать современные технологии. Авторами была разработана методика обучения с использованием технологии дополненной реальности. Ввиду проведенного анализа альтернатив [4] для работы с данной технологией была выбрана платформа дополненной реальности Уы^опа [5] и движок ипПу [6].
Методика обучения представляет собой теоретический материал, представленный в разработанном пособии «Основы робототехники» (включающую использование дополненной реальности на страницах пособия) [7] и практику - непосредственную работу в дополненной реальности (с AR метками) и, далее, с реальными приборами.
Большой акцент во время проработки предложенного метода обучения был сделан на реализацию практикума в виде конструктора электронной цепи. Он реализован в виде приложения [*] к пособию с набором квадратных меток (рисунок 1).
Методическое пособие
При разработке пособия для проекта были учтены все вышеуказанные особенности усвоения информации детьми. Методическое пособие разделено на главы. Для лучшего усвоения информации, все главы содержат комбинацию всех, указанных выше видов изучения материала. Пособие предназначено для использования технологии AR не только на практике, но и во время изучения теоретического материала. Ход проведения урока можно описать следующим образом:
Преподавателем проводится инструкция по использованию методического материала (на вводном занятии).
Во время теоретической части преподаватель объясняет материалы урока, обучающиеся изучают теорию из методического пособия. Для визуального представления материала страницы пособия содержат метки дополненной реальности (далее - AR метки), которые позволяют погружаться обучающимся в изучаемы материал и наглядно представлять изучаемое даже на обычных теоретических уроках. Пример страниц с ARпредставлен^афисунке^L
Рис. 3. Элемент электрической цепи в виде AR-метки
Рис. 4. Правильно собранная цепь
Практическое занятие
Наиболее информативной и запоминающейся работой с пособием является практическая часть, например, работа по сбору электротехнической схемы при помощи AR меток: обучающийся берет подготовленный для урока набор меток, каждая из которых представляет собой элемент электротехнической цепи (рисунок 3).
Обучающиеся собирают при помощи меток цепь, после чего проверяют правильность собранной ими цепи при помощи приложения Antight [8] (рисунок 4).
Данный подход отлично себя зарекомендовал, так как он даёт возможность самостоятельно тренироваться в сборке электрических цепей, без возможности травмироваться или повредить оборудование (рисунок 5).
После того, как обучающийся научился собирать простые схемы, и учитель убедился в том, что обучающимися были освоены необходимые навыки, группа переходит к сборке электрических схем с использованием настоящих элементов
Заключение
Проведение практического занятия, комбинирующего в себе игровой элемент с изучением и выкладыванием меток, сборкой цепи при помощи меток, а также использование современной технологии, добавляющей визуальные эффекты, вызывает у детей не просто интерес, а даже своеобразный азарт - как сложить электрическую цепь правильно, как сделать это быстрее остальных, и попробовать совершить действие ещё раз, в качестве проверки (а загорится ли лампочка снова)?. Всё это показывает, что комбинация современных технологий, представленная в игровой форме, способствует интересу и закреплению у учеников изучаемого материала.
Рис. 5. Обучающийся работает с AR метками и приложением Antight
Литература
1. Куликов Е.В. Обучение техническим наукам с использованием технологии дополненной реальности / Е.А. Куликов, Я.В. Куликова, Н.Л. Щербакова, М.В. Щербаков // Материалы VI Всероссийской молодёжной школы по робототехнике, информационным технологиям и инженерному творчеству для школьников и студентов «Робошкола+» (г. Волгоград, 9-15 октября 2017 г.) / сост.: В.А. Егунов, В.И. Конченков ; Волгоградский гос. техн. ун-т [и др.]. - Волгоград, 2017.
2. Game-Based Learning Platform for Integrating International IT-Students into the Russian Educational Environment / А.В. Матохина, О.А. Шабалина, Н.В. Харламова, Е.А. Куликов // Creativity in Intelligent Technologies and Data Science. Second Conference, CIT&DS 2017 (Volgograd, Russia, September 12-14, 2017): Proceedings / ed. by A. Kravets, M. Shcherbakov, M. Kultsova, Peter Groumpos; Volgograd State Technical University [et al.]. - [Germany]: Springer International Publishing AG, 2017. P. 762-773. - (Ser. Communications in Computer and Information Science; Vol. 754).
3. Технология дополненной реальности для курсов робототехники / Я.В. Куликова, А.В. Матохина, Н.Л. Щербакова // Фундаментальная наука и технологии - перспективные разработки = Fundamental science and technology - promising developments XI: матер. XI междунар. науч.-практ. конф. (North Charleston, USA, 27-28 марта 2017 г.) / Научно-издательский центр «Академический» (spc Academic). - North Charleston (SC, USA), 2017. С. 153-155
4. Куликова Я.В. Обзор библиотек компьютерного зрения для проектирования компонентов дополненной реальности в учебном процессе / Я.В. Куликова, А.В. Матохина, Н.Л. Щербакова // Наука вчера, сегодня, завтра. - 2017. - № 6 (40). - C. 27-32.
5. Официальный сайт библиотеки Vuforia. [электронный ресурс] - Режим доступа. -URL: https://developer.vuforia.com/ (дата обращения: 14.03.2017)
6. Официальный сайт Unity 3d [электронный ресурс] - Режим доступа. - URL: https://unity3d.com/ (дата обращения: 07.04.2017)
7. РобоФабрика - робототехника для детей. [электронный ресурс] - Режим доступа. -URL: http://robofabrika.vstu.ru/Antight/BasicOfRobotics.pdf (дата обращения: 17.09.2018)
8. Antight App. [электронный ресурс] - Режим доступа. - URL: http://antight.ru/dw/antight.app.apk (дата обращения: 17.09.2018)
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-07-
C. 83-89.
01308а
Сведения об авторах
Information about authors
Куликов Е.А., студент
Волгоградский Государственный Технический Университет. каф. САПР и ПК пр. Ленина, 28, Волгоград, 400005 Эл. почта: [email protected] Куликова Я.В., аспирантка
Волгоградский Государственный Технический Университет, каф. ПОАС пр. Ленина, 28, Волгоград, 400005 Эл. почта: [email protected] Матохина А.В., к.т.н.
Волгоградский Государственный Технический Университет, каф. САПР и ПК пр. Ленина, 28, Волгоград, 400005 Эл. почта: [email protected]
Kulikov E.A., student
Volgograd State Technical University
kaf CAD and PC
28 Lenin Ave., Volgograd, 400005 E-mail: [email protected] Kulikova Ya. V., graduate student Volgograd State Technical University kafPOAS
28 Lenin Ave., Volgograd, 400005 E-mail: [email protected] MatokhinaA.V., Ph.D. Volgograd State Technical University kaf CAD and PC
28 Lenin Ave., Volgograd, 400005 E-mail: [email protected]
