CC BY
2Образование. Наука. Научные кадры. 2023. № 4. С. 193—196. Education. Science. Scientific personnel. 2023;(4):193—196.
ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ И ВОСПИТАНИЯ
Научная статья УДК 37.013
https://doi.org/10.24412/2073-3305-2023-4-193-196 NIION: 2007-0062-4/23-245
EDN: https://elibrary.ru/ZVOUBI MOSURED: 77/27-004-2023-04-445
Использование информационных технологий в процессе обучения по дисциплине «Служебно-прикладная физическая подготовка»
Владислав Владиславович Кондратьев1, Алексей Леонидович Козицын2, Александр Николаевич Волков3
1 2 3 Нижегородская академия МВД России, Нижний Новгород, Россия
1 vlad_kondratev2002@mail.ru
2 aleksei2205@yandex.ru
3 wolkow.70@mail.ru
Аннотация. В современном мире информационные технологии активно внедряются во все сферы общественной жизнедеятельности, в том числе в процесс образования. Использование технологий компьютерного зрения, по мнению авторов, позволит сделать эффективнее образовательный процесс в рамках дисциплины «Служебно-при-кладная физическая подготовка».
Ключевые слова: технологии компьютерного зрения, двигательные движения человека, образовательный процесс, информационные технологии
Для цитирования: Кондратьев В.В., Козицын А.Л., Волков А.Н. Использование информационных технологий в процессе обучения по дисциплине «Служебно-прикладная физическая подготовка» // Образование. Наука. Научные кадры. 2023. № 4. С. 193—196. https://doi.org/10.24412/2073-3305-2023-4-193-196. EDN: https://elibrary.ru/ZVOUBI.
THEORY AND METHODS OF TRAINING AND EDUCATION
Original article
Use of information technology in the training process in the discipline
"Office-applied physical training"
Vladislav V. Kondratyev1, Alexey L. Kozitsyn2, Alexander N. Volkov3
1 2 3 Nizhny Novgorod Academy of the Ministry of Internal Affairs of Russia, Nizhny Novgorod, Russia
1 vlad_kondratev2002@mail.ru
2 aleksei2205@yandex.ru
3 wolkow.70@mail.ru
Abstract. In the modern world, information technologies are actively being introduced into all spheres of social life, including the educational process. The use of computer vision technologies, according to the authors, will make the educational process within the discipline "Service-applied physical training" more effective.
Keywords: computer vision technologies, human motor movements, educational process, information technology For citation: Kondratyev V.V., Kozitsyn A.L., Volkov A.N. Use of information technology in the training process in the discipline "Office-applied physical training" // Obrazovaniye. Nauka. Nauchnyye kadry = Education. Science. Scientific personnel. 2023;(4): 1 93-1 96. (In Russ.). https://doi.org/10.24412/2073-3305-2023-4-193-196. EDN: https://elibrary.ru/ZVOUBI.
Научно-технический прогресс не стоит на месте, новейшие достижения науки активно интегрируются в повседневную жизнь. В современных реалиях информационные
© Кондратьев В.В., Козицын А.Л., Волков А.Н., 2023
технологии активно внедряются и используются человеком во всех приоритетных сферах общественной жизнедеятельности. Использование информационных технологий в образовательном процессе видится авторами априори релевантным направлением развития образования в целом.
Наиболее актуален, на наш взгляд, вопрос внедрения информационных технологий в процесс изучения учебной дисциплины «Служебно-прикладная физическая подготовка» в образовательных учреждениях системы МВД России.
В качестве объекта исследования выступают информационные технологии, континуально коррелирующие с учебным процессом по дисциплине «Служебно-прикладная физическая подготовка».
Предметом исследования являются компьютерные технологии, считывающие двигательные движения человека, автоматически распознающие правильность их выполнения.
Научная новизна работы заключается в том, что внедрение технологий компьютерного зрения в процесс обучения в рамках дисциплины «Слу-жебно-прикладная физическая подготовка» ранее не исследовалось и не применялось на практике.
Цель настоящего исследования заключается в комплексном рассмотрении и системном анализе программ, в которых используются технологии компьютерного зрения, а также возможности практического внедрения данных программ в учебный процесс образовательных учреждений системы МВД России.
Отметим, что приказ МВД России от 1 июля 2017 г. № 450 «Об утверждении Наставления по организации физической подготовки в органах внутренних дел Российской Федерации» не содержит наглядных материалов, которые могли бы помочь как обучающимся образовательных учреждений, так и действующим сотрудникам правоохранительных органов сформировать четкое представление о том, как именно должно быть выполнено то или иное упражнение в рамках данной дисциплины или же какой-либо боевой прием борьбы (БПБ), что, как следствие, ведет к затруднениям в учебном процессе, а в ряде случаев — к неправомерным действиям сотрудников правоохранительных органов в их практической деятельности.
Кроме того, при оценивании выполнения какого-либо упражнения или БПБ экзаменатором в ряде случаев имеет место субъективный фактор, возникающий из-за того, что каждый преподаватель в силу своего субъективного восприятия описания выполнения того или иного упражнения или БПБ толкует его по-своему, что, на наш взгляд, значительно затрудняет не только объективное оценивание обучающихся, но и образовательный процесс в рамках данной дисциплины в целом.
Использование информационных технологий, а именно программ, которые оснащены технологией компьютерного зрения, позволит преодолеть выявленные проблемные аспекты и значительно повысить эффективность образовательного процесса.
Сущность технологии компьютерного зрения заключается в «захвате движения» человека безмаркерным путем, без использования специального оборудования на его теле, и дальнейшем распознавании пространственного движения человека с помощью созданных информационных алгоритмов.
Ряд существующих на данный момент программ, функционирующих на базе технологии компьютерного зрения, способен различать как простые двигательные движения человека, так и сложные комбинации двигательных элементов, выполняемых человеком.
Первой представляющей интерес программой, на наш взгляд, является программа Ка1а. После установки приложения на мобильное или компьютерное устройство Ка1а, используя камеру данного устройства, а также функциональные возможности искусственного интеллекта, начинает отслеживать двигательные движения человека и сопоставлять их с заранее встроенным в программу шаблоном данных движений. Программа использует 16-балльную систему для сравнения того, как двигается человек, с оптимальным движением, учитывая такие факторы, как положение и углы наклона конечностей и суставов, в конечном итоге самостоятельно принимая решения о правильности выполнения различных упражнений, таких как отжимания, подтягивания, пресс и др. Несомненным преимуществом данной программы является тот факт, что для ее эксплуатирования не требуется никакого оборудования, кроме смартфона или компьютера, оснащенных видеокамерой.
Следующей представляющей интерес для настоящего исследования является программа ЕгИошк. Разработчики из компании ЯупевГБ воплотили в жизнь свои идеи, благодаря которым данный продукт способен с помощью искусственного интеллекта и камеры смартфона в режиме реального времени вести подсчет повторений различных двигательных движений, фиксировать ошибки в технике, давать практические рекомендации по улучшению техники. Для безошибочного анализа действий пользователя искусственный интеллект Егйоше обучала команда профессиональных инструкторов. С помощью камеры смартфона приложение фиксирует и отслеживает положение тела с точностью менее 1 дюйма (2,5 см) и задержкой менее 100 миллисекунд. Приложение самостоятельно идентифицирует тип упражнения — приседание, отжимание, подтягивание, сопоставляя их с эталонным вариантом исполнения, резюмируя в конце заключение о правильности выполнения. Для использования данного новшества также не требуется никакого дополнительного оборудования.
Приложение Chill также функционирует на базе технологии компьютерного зрения, позволяя идентифицировать двигательные пространственные движения человека. Передовые технологии компьютерного зрения позволяют с помощью камеры смартфона или компьютерного устройства распознавать 32 сустава и отслеживать все основные движения человека, а также определять положение тела пользователя в реальном времени и с высокой точностью. При этом пользователь получает обратную связь относительно того, выполнено ли то или иное двигательное движение человека в достаточной степени образцово. Данная оценка двигательных элементов пользователя дается за счет их сопоставления с запрограммированным в приложении оптимальным вариантом выполнения данных элементов.
Еще одним заслуживающим внимание технологическим продуктом является программа The Miror — зеркало, которое с помощью камеры распознает движения во время тренировки и анализирует состояние пользователя. Данное ноу-хау представляет собой новый тип устройства — дисплей в рост человека с веб-камерами и колонками, во время тренировки пользователь видит не только себя, но и запись тренера, а автоматика оценивает соответствие движений заранее подготовленному шаблону, информируя о правильности выполнения задания. Стоит отметить, что для размещения данного зеркала необходимо некоторое пространство, кроме того, дополнительно необходимо приобрести подписку, которая позволит использовать данную программу.
Особого внимания, на наш взгляд, заслуживает сервис по автоматическому распознаванию спортивных элементов с помощью компьютерного зрения — ВБ-врог'Ъ. Особенность технологии — в использовании захвата движения с помощью 1Р-видеокамеры, т.е. камеры видеонаблюдения, которая избавляет от необходимости вывешивать датчики на тело пользователя. Камеры формируют ЭБ-картинку двигательных движений, затем алгоритм захвата движения формирует скелет пользователя, его перемещения и передает эти данные в базу данных, где уже есть биомеханическая модель идеального выполнения того или иного элемента. Когда данные совпадают с каким-то элементом, программа фиксирует его выполнение. В программный комплекс входят четыре 1Р-камеры и веб-сервис, на котором отображается итоговая аналитика. Обязательное условие работы комплекса — быстрый интернет. Для эксплуатации данного сервиса необходимо размещение в помещении видеокамер таким образом, чтобы они могли захватить пользователя в полный рост, ракурс не важен, так как все они располагаются равномерно. Пользователю достаточно войти в кадр, чтобы программа начала следить за всеми его действиями и перемещениями. Далее алгоритм распознавания движений фиксирует этот элемент и передает его на дашборде.
Для наглядной иллюстрации проведенного анализа представленных информационных технологий авторами сформирована табл. 1 с наиболее релевантными, на наш взгляд, характеристиками данных программ.
Таблица 1. Характеристики программ, функционирующих на базе технологии компьютерного зрения
Характеристика КаЬа ¥Шотс The Miror БВ-вроН Chill
Стоимость 30 долл. в месяц Бесплатно 1,395 долл. + + 39 долл. в месяц 1000 долл. + разработка алгоритма Бесплатно
Необходимое техническое оборудование Смартфон Смартфон Дисплей с веб-камерами и колонками Четыре 1Р-камеры и веб-сервис Смартфон
Практическое применение При выполнении обучающимся различных упражнений При выполнении обучающимся различных упражнений При выполнении обучающимся различных упражнений При выполнении упражнений и БПБ При выполнении упражнений
Повышение эффективности образовательного процесса Среднее Среднее Среднее Значительное Среднее
Проведенный анализ программ, работающих на основе технологии компьютерного зрения, позволяет сделать вывод, что в наибольшей степени для образовательного процесса подходит сервис по автоматическому распознаванию спортивных элементов BD-sport, который способен считывать различные сложные двигательные элементы и, сопоставляя их с загруженным эталонным вариантом, самостоятельно принимать решения о правильности выполнения двигательных элементов.
Хотелось бы отметить, что внедрение в процесс обучения информационных технологий, а именно технологий компьютерного зрения, поспособствует решению выявленных авторами проблемных аспектов учебной деятельности по рассматриваемой дисциплине, кроме того, значительно повысит эффективность образовательного процесса, расширит возможности как для самостоятельной индивидуальной познавательной деятельности, так и для улучшения уже сформировавшейся техники выполнения различных двигательных элементов.
Список источников
1.До нас никто не распознавал движения спортсменов // URL: https://rb.ru/longread/ bdsport/ (дата обращения: 15.09.2023).
2. Бариева АА. Внедрение современных информационных технологий в образовательный процесс / / Актуальные вопросы современной педагогики: материалы VI Междунар. науч. конф. (г. Уфа, март 2015 г.). Уфа: Лето, 2015. С. 228—230.
3. Джанелли М. Электронное обучение в теории, практике и исследованиях // Вопросы образования. 2018. № 4. С. 81—98.
4. Олимов А.И., Бахромов О.Т. Информационные технологии в подготовке специалистов по физической культуре и спорту / / Образование и воспитание. 2016. № 2 (7). С. 86—87.
5. Кайдакова A.B. Информационные технологии в образовательных системах // Междуна-
родный студенческий научный вестник. 2015. № 3 (3). С. 366—367.
6. Соколова И.В., Чистякова Е.В. Использование информационных технологий в преподавании дисциплины «Физическая культура и спорт» // Физическая культура. Спорт. Туризм. Двигательная рекреация. 2020. Т. 5, № 4. С. 16—23.
7. Нопин С.В., Корягина Ю.В. Искусственный интеллект и информационные системы в спорте // Ученые записки университета имени П.Ф. Лес-гафта. 2016. № 9 (139). С. 118—123.
References
1. Before us, no one recognized the movements of athletes // URL: https://rb.ru/longread/bdsport/ (access date: 09.15.2023).
2. Barieva AA.. Introduction of modern information technologies into the educational process // Current issues of modern pedagogy: materials of the VI International. scientific conf. (Ufa, March 2015). Ufa: Summer, 2015. pp. 228—230.
3. Gianelli M. Electronic learning in theory, practice and research / / Issues of education. 2018. No. 4. pp. 81—98.
4. Olimov A.I., Bakhromov O.T. Information technologies in the training of specialists in physical culture and sports // Education and education. 2016. No. 2 (7). pp. 86—87.
5. Kaydakova A.V. Information technologies in educational systems // International student scientific bulletin. 2015. No. 3 (3). pp. 366—367.
6. Sokolova I.V., Chistyakova E.V. The use of information technologies in teaching the discipline "Physical Culture and Sports" / / Physical Culture. Sport. Tourism. Motor recreation. 2020. Vol. 5, No. 4. pp. 16—23.
7. Nopin S.V., Koryagina Yu.V. Artificial intelligence and information systems in sports // Scientific Notes of the University named after P.F. Lesgafta. 2016. No. 9 (139). pp. 118—123.
Информация об авторах В.В. Кондратьев — курсант Нижегородской академии МВД России;
А.Л. Козицын — старший преподаватель кафедры физической подготовки Нижегородской академии МВД России; А.Н. Волков — начальник кафедры физической подготовки Нижегородской академии МВД России.
Information about the authors V.V. Kondratyev — Cadet of the Nizhny Novgorod Academy of the Ministry of Internal Affairs of Russia; A.L. Kozitsyn — Senior Lecturer of the Department of Physical Training of the Nizhny Novgorod Academy of the Ministry of Internal Affairs of Russia;
A.N. Volkov — Head of the Department of Physical Training of the Nizhny Novgorod Academy of the Ministry of Internal Affairs of Russia.
Сведения о вкладе каждого автора Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests.
Статья поступила в редакцию 10.10.2023; одобрена после рецензирования 24.10.2023; принята к публикации 10.11.2023. The article was submitted 10.10.2023; approved after reviewing 24.10.2023; accepted for publication 10.11.2023.
