В этой статье рассмотрены примеры использования инновационных технологий в образовании с целью визуализации учебного материала, дополнения его наглядной информацией, развивая при этом у обучающихся пространственные представления, воображение, навыки объёмного проектирования, что ускоряет и улучшает процесс обучения.
Проблема инновационного технического обеспечения процесса образования в России играет существенную роль и влияет на качество уровня знаний молодежи и на результаты в области научных достижений. Инновации (от англ. Innovation — нововведение) — это внедрение новых форм, способов, в том числе и технических, и умений в сфере обучения, образования и науки. Некоторые технические разработки, не получившие статус массового применения, но интересные и востребованные в процессе обучения могут считаться инновационными. Необходимость широкого применения таких новаций как: VR реальность, голограммы, 3D моделирование уже является актуальной в учебном процессе на сегодняшний день. В данной статье понятие «инновации» рассматривается с точки зрения технологического подхода.
Ключевые слова: инновации, VR-реальность, голограммы, интерактивные столы, эффективность, робот лаборант.
Цели: комплексное авторское исследование проблемы технического оснащения кабинетов в российских школах; выработка качественно новой стратегии оснащения школьных кабинетов техническим оборудованием, соответствующим ФГОСУ 3-го поколения.
Методология. В процессе исследования проблемы востребованного технического оснащения в школах использовались методы анкетирования и сравнительно-исторического анализа.
Результаты. Анкетирование показало, что современным школам необходима модернизация в сфере применяемых технологий программного обеспечения. Так 70 % процентов всех опрашиваемых оказались не удовлетворены нынешним школьным оборудованием в сфере IT технологий. 97 % опрошенных хотят видеть нововведения, упомянутые в статье, в своих школах.
Признательность
Авторы выражают благодарность и глубокую признательность правительству, авторам научного журнала, научному руководителю, доц. кафедры педагогического и психолого-педагогического образования Григоращенко-Алиевой Надежде Мансумовне.
Проблема актуализации технического оснащения в российских школах привлекает в последнее время все более пристальное внимание научной общественности. Уровень технического инновационного обеспечения образовательного процесса напрямую отражается на результатах восприятия, усвоения материала школьниками. Необходимость модернизации учебного оборудования практически повсеместно требует новых экономических вложений с одной стороны, а с другой стороны нуждается в привлечении высококвалифицированных специалистов, которые обеспечивают данный вид деятельности. То есть учителя должны иметь соответствующий уровень подготовки для эффективного использования инновационных технологий в процессе обучения. К таким технологиям относятся: VR-технологии, голограммы, интерактивные столы роботизированная лабораторная платформа и «умная» ручка Lernstift.
VR-технологии создают виртуальное пространство, погружающее студентов в мир какой-либо темы, помогая сконцентрироваться на ее изучении. Изучая химическое уравнение в классной комнате, оборудованной с применением VR-технологий, студенты попадают внутрь химической реакции, наблюдая соединение частиц. К примеру, уже сегодня благодаря возможностям VR американские школьники совершают регулярные автобусные экскурсии на Марс — VR-технологии преобразуют городской пейзаж за окном в марсианский. В ближайшее время более 100 школ в США будут оборудованы подобными VR-экранами: прогуляться по Сахаре, опуститься в Марианскую впадину или подняться на Эверест можно будет, не выходя из классной комнаты. Применение технологий виртуальной реальности в обучении позволяет:
— дать студенту непосредственный, а не теоретический, опыт;
— уменьшить влияние отвлекающих факторов, препятствующих восприятию информации;
— объяснить сложные для понимания явления и предметы.
Ученые по всему миру поддерживают применение VR-технологий для обучения как способствующих пониманию и запоминанию материала. Любые навыки освоить легче, если тренироваться в интерактивной, трехмерной среде.
Отметим, что VR-технологии — это не только экраны и очки, предназначенные для восприятия информации студентами, это еще и многофункциональная панель для учителя. Учитель получает сигнал с дисплеев студентов, запуская материалы и контролируя прогресс их изучения. Он также может стать частью трехмерной виртуальной реальности, чтобы объяснить происходящие процессы или обратить внимание студентов на какие-либо детали. Современный мир невозможно представить без технологий, буквально несколько лет назад 3D- технологии являлись «ноу-хау», но уже сегодня это можно сказать вчерашний день. Другое дело — голограммы.
Голограмма — это технология проекции трехмерного объемного изображения, которая превращает изображение в реальность. Появились голограммы в 1947 году.
В настоящее время, голограммы активно используются в таких отраслях как медицина, астрономия, инженерия. Свою популярность голограммы обрели совсем недавно. С помощью голограмм мы видим реальный объект, который на самом деле является объемной картинкой. Его можно обойти, рассмотреть со всех сторон, можно придать мощную глубину, которой не может похвастать никакая другая технология 3D-отображения.
Рассмотрим, чем же голограмма отличается от 3D-технологии:
— голограмму можно обойти и взглянуть со всех сторон;
— голограмма имеет глубину;
— она формируется в пространстве, а 3D-картинка — это всего лишь иллюзия объема;
— для создания и демонстрации голограмм можно использовать обычный смартфон, которым владеет каждый ученик.
Применение голограмм в образовательном процессе позволит усовершенствовать его. Уникальные возможности использования и применения трехмерных голограмм в обучении позволит не только показывать объект на 360 градусов, а также разрешает и побуждает обучающихся активно взаимодействовать с ним: крутить, увеличивать, уменьшать. Это делает процесс обучения интерактивным, наглядным, визуальным, увлекательным, творческим, что позволяет продолжить формировать необходимые компетенций у обучающихся. Так гаджет, мешающий образовательному процессу, становится одним из средств обучения. А его применение в рамках образовательного процесса для демонстрации разработанных материалов по 3D-голограммам позволяет обучение индивидуализировать.
Голограммы при использовании в образовании обладают рядом характеристик, которые становятся преимуществами по отношению к прочим видам визуализации:
- Обеспечивают взаимодействия с объектом на интуитивном уровне;
- Предоставляют информацию здесь и сейчас (для просмотра не требуется специальных навыков и знаний);
- Показывают то, что нельзя представить привычными способами;
- Предоставляют возможность с лёгкостью менять параметры объекта;
- Обеспечивают возможность «примерить» голографические объекты к реальному окружению;
Создавать голограммы может любой преподаватель и ему не нужны необходимые навыки, а также специализированное программное обеспечение. Для создания голограмм можно использовать следующее программное обеспечение: Sony Vegas Pro, Power Point.
Именно с помощью использования голограмм в образовании происходит процесс подготовки обучающихся к освоению и работе с высокими технологиями.
Интерактивный стол для детей — оборудование на базе микропроцессорной техники для обучения в процессе коллективного взаимодействия с компьютером. За дисплеем одновременно может работать команда до 10 школьников. Интерактивное оборудование привлекается на разных этапах занятия: в момент презентации нового материала, проведения лабораторных, практических работ и опытов, а также на этапе закрепления материала и проверки уровня знаний. В момент взаимодействия со столом дети учатся совместно с преподавателем решать учебные задачи и развивают свои коммуникативные навыки. Работа способствует сплоченности коллектива, помогает школьникам становиться обходительными и гибкими. Интерактивный сенсорный стол может использоваться при изучении различных предметных дисциплин в рамках школьной программы или внешкольных занятий. С помощью гаджета дошкольники и подростки могут выполнять математические действия, изучать основы геометрии, наук естественного профиля, изучают буквы и иностранные языки. Столы имеют массу возможностей:
— ПО с визуальными инструментами и хранилищем картинок.
— Создание цифрового материала, просмотр цифровых карт и чертежной доски.
— Поддержка электронного школьного журнала.
— Работа в отдельных зонах экрана над индивидуальными заданиями.
— Независимая одновременная работа в браузерах.
— Настраиваемый интерфейс.
— Авторизация всех пользователей.
С целью оптимизации учебного процесса эффективно используется интерактивное оборудование, которое позволяет эффективно подготовить преподавательские кадры и заинтересовать школьников стандартными дисциплинами. Образовательные заведения могут сэкономить на приобретении книг, печатных материалов, наглядных пособий, лабораторного оборудования. Интерактивный стол для школы отличается следующими выгодами:
— Эффективное усвоение учебной программы за счет воздействия звуком, графикой, текстом;
— Развитие коллективного взаимодействия в группах;
— Учет способностей и достижений каждого ученика;
— Контроль хода занятия с учетом времени и скорости подачи материала;
— Снижение нагрузки на преподавателя.
— Интерактивные столы для школы: популярные производители
Чтобы выбрать отличный интерактивный развивающий стол для использования в дошкольном или общеобразовательном заведении, важно учесть не только стоимость модели. Необходимо оценить тип операционной системы, возможность быстрого сервисного обслуживания и ремонта фирменного центра, комплектация оборудования ПО и инструкциями.
В случае реализации таких возможностей будет происходить повышение качества образовательного процесса в России, а значит в будущем мы можем надеяться на более высокие результаты в области науки и образования. Следовательно, государство должно быть заинтересовано в восполнении потребности учебных заведений нового и качественного оборудования в целях актуализации использования инновационных технологий в массовом масштабе и повышения уровня жизни в целом, ведь уровень образования существенно влияет на качество жизни.
Поговорим о проекте специалистов ИТМО — роботизированном комплексе — который умеет не только выполнять простые рутинные операции, но и предлагать новые научные решения. Роботизированная лабораторная платформа — это высокоточное оборудование для синтеза новых материалов и анализа химических веществ. В качестве ее «мозга» выступает ИИ (искусственный интеллект), который, опираясь на прошлые результаты научных исследований и известные теоретические знания, самостоятельно подбирает оптимальные параметры для нового научного эксперимента.
Так, «робот-химик» может не только автономно выполнять функции лаборанта: откручивать крышки, добавлять реагенты, перемешивать растворы и перемещать пробирки, но и помогать в сборе данных, корректировке параметров экспериментов, разработанных людьми. Это открывает новые возможности для экспериментов в сфере химической промышленности и не только.
Немецкая компания запустила на Kickstarter проект по сбору средств на выпуск «умной» ручки Lernstift, которая сможет решить проблему орфографических ошибок при письме. Система работает благодаря ультра-компактному компьютеру на базе Linux. Встроенный датчик движения позволяет распознавать почерк и анализировать текст. В режиме орфографии система считывает рукописные заметки и проверяет их на грамотность. Если слово было написано неправильно, ручка вибрирует, предупреждая об ошибке. Также ручка имеет режим каллиграфии, предназначенный для улучшения почерка у детей. Ручка сигнализирует, когда форма письма пользователя трудночитаема.
В дополнение к этим двум режимам, Lernstift имеет те же возможности, что и обычные «умные» ручки. Рукописные заметки могут быть сохранены в виде изображений или в виде текстового файла. Ручка также работает на любой поверхности.
Вывод: В этой статье мы разобрали самые передовые технологии в области применения в сфере образования. Сделан общий вывод о том, что выработка качественно новой стратегии применения новейших технологий в области образования будет способствовать эффективности образовательного процесса, развитию мышления обучающихся и повышению качества знаний у школьников.
Литература:
- https://interactive.su/news/printsipy-raboty-interaktivnogo-stola
- https://habr.com/ru/company/spbifmo/blog/645227/
- https://popsop.ru/71938?ysclid=lbyupuurwc135429
- http://www.kickstarter.com/projects/lernstift/lernstift-the-first-pen-that-vibrates-when-u-make?ref=live
- https://fgoskomplekt.ru/blog/interaktivnye_stoly_ispolzovanie_v_obrazovatelnykh_zavedeniyakh/
- https://cyberleninka.ru/article/n/trehmernoe-izobrazhenie-gologrammy-kak-sredstvo-povysheniya-kachestva-obrazovaniya
