Разработка приложения дополненной реальности, используемого в обучении математике | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 29 июня, печатный экземпляр отправим 3 июля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Научный руководитель:

Рубрика: Информационные технологии

Опубликовано в Молодой учёный №19 (518) май 2024 г.

Дата публикации: 11.05.2024

Статья просмотрена: 15 раз

Библиографическое описание:

Сара, А. П. Разработка приложения дополненной реальности, используемого в обучении математике / А. П. Сара. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2024. — № 19 (518). — С. 29-33. — URL: https://moluch.ru/archive/518/113968/ (дата обращения: 15.06.2024).



Это исследование направлено на изучение методологических тенденций исследований с использованием технологии дополненной реальности (AR) в математическом образовании и выявление основных результатов исследования. В этой статье представлены подход и концепция систематического обзора литературы (Unity) для анализа влияния AR в математическом образовании.

Ключевые слова: дополненная реальность, математические знания.

This study aims to explore the methodological trends of research using augmented reality (AR) technology in mathematics education and identify the main findings of the study. This paper presents a systematic literature review (Unity) approach and framework to analyze the impact of AR in mathematics education.

Keywords: augmented reality, mathematical knowledge.

Современные процессы, происходящие в нашей стране, приводят к изменениям в образовании. Суть этих изменений — цифровизация образовательного процесса на основе использования новых информационно-коммуникационных технологий. Ученые считают, что это облегчает изложение сложного материала, облегчает процесс запоминания и побуждает учащихся больше учиться.

Одной из многообещающих технологий поддержки применения математического образования является дополненная реальность (AR). Он считается важным педагогическим инструментом для улучшения понимания сложных идей на многих уровнях образования.

Использование AR в математическом образовании было принято и используется в качестве вспомогательного инструмента для интерактивного обучения на различных уровнях, от начальной школы до колледжа, в геометрии, алгебре, базовой математике, статистике и теории вероятностей, а также в других математических темах. Эффективность AR, которая получила широкое развитие в научных исследованиях, заключается в ее способности преодолевать существующие проблемы, такие как неспособность к обучению, математическая тревожность и другие когнитивные проблемы.

Этот проект дополнил и расширил литературу по AR об эффективности AR в преподавании математики в школах. Мы рекомендуем, чтобы будущие исследования AR были сосредоточены на изучении широкого применения и долгосрочного воздействия разработки и внедрения AR на математическое образование.

Среди множества инструментов преподавания математики сегодня дополненная реальность (AR) привлекла многих исследователей. Он интегрирован с различными теориями обучения и используется в качестве альтернативы для преодоления сложности математического материала.

Теперь давайте посмотрим, как работает процесс программирования в Unity. Хотя размещение игровых ресурсов происходит в визуальном редакторе, для обеспечения интерактивности в игре необходим код для управления ими. Unity поддерживает ряд языков программирования, а именно JavaScript и C#. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

Для создания этих проектов сначала скачиваем Unity, создаем новый Проект. Помимо Unity, нам необходимо зарегистрироваться на https://developer.vuforia.com/ и загрузить платформу Vuforia. Вам также необходимо изменить объект основной камеры в Unity на камеру AR. объект по умолчанию (Основная камера) не позволяет отслеживать теги, поэтому элементы дополненной реальности не работают. В настройках камеры Vuforia Configuration необходимо ввести ранее полученный ключ в соответствующее поле (рис. 1).

Регистрация ключа

Рис. 1. Регистрация ключа

Для разработки программы велись работы в программе Unity Hub (рис. 2).

Интерфейс программы Unity Hub

Рис. 2. Интерфейс программы Unity Hub

Открыть новый проект мы можем, нажав кнопку «New project» (рис.3).

В Unity открыт новый проект

Рис. 3. В Unity открыт новый проект

Следующий шаг — создание сцены (рис.4).

Сцена, созданная в Unity

Рис. 4. Сцена, созданная в Unity

Наш первый проект — это форма круга в дополненной реальности. Мы импортируем подготовленный Video.mp4, используемый для определения размеров круглых тел, в платформу Unity, и нам нужно подготовить маркер для запуска этого видео. Изображение, используемое в качестве символа, можно сделать в любое удобное время (рис.5).

Изображение круга

Рис. 5. Изображение круга

После подготовки базы данных нам нужно ввести ImageTarget в Unity и использовать дополнительный объект для размещения видеофайла: например, Video Player (Movie Texture в более ранних версиях Unity) или plane. При разработке мы использовали последний и разместили объект VideoPlayer, необходимый для воспроизведения видео. Объект Plane также находится среди объектов Vuforia. Как и все другие объекты, его можно изменять и перемещать (рис.6).

Видеоизображение

Рис. 6. Видеоизображение

В Unity мы можем попробовать экспортировать получившийся проект на любую платформу. Это может быть надстройка для Linux, Windows, MacOS, Android или iOS.

Вам также потребуется установить JDK (Java Development Kit) и Android SDK (Software Development Kit), без которых невозможно будет создать приложение для устройства на платформе Android. Если мы установим Android SDK Manager из SDK-me, а JDK с официального сайта, проблем при установке не возникнет. Инсталлятор сам подсказывает пользователю или разработчику, какие элементы необходимо установить и в каком порядке их выпустить. Если все настроено правильно, то при нажатии кнопки «построить», расположенной по адресу файла — Build Settings, созданный проект будет создан в apk-файл для установки на любое Android-устройство. Интересно, что если во время разработки проекта смартфон или планшет подключить к компьютеру через USB, то приложение на них автоматически установится.

После установки приложения на свое устройство Android оно работает безупречно. При наведении камеры на метки отображаются необходимые объекты (рис. 7).

Выбранные объекты

Рис. 7. Выбранные объекты

Заключение

Технология дополненной реальности повышает познавательные способности и активность учащихся. Студенты развивают навыки общения и сотрудничества, учат взаимопомощи, творческому мышлению, чувству собственного достоинства. Расширяет методический инструментарий учителя, поощряет исследовательскую деятельность.

Технология дополненной реальности имеет как преимущества, так и недостатки, например, отсутствие соответствующей гибкости: без камеры и монитора она не работает, поэтому ее практическое применение весьма ограничено.

Цель исследования — создать комплекс дополняемых объектов, истина на уроках математики достигнута. В ходе исследования мы проанализировали учебно-методические комплексы для школьников, литературу и интернет-ресурсы на предмет технологий разработки, позволяющих выбирать тему, элементы AR-технологии для обучения, требующие дополнительной визуализации при изучении математики.

Литература:

  1. Ермаков Н. А. Применение технологии дополненной реальности в системе организации совместной работы над объектами в реальном мире // Вопросы науки и образования. — 2019. — № 13 (60). — С. 4–19.
  2. Kidd, S. H. Аugmented Leаrning with Аugmented Reаlity / S. H. Kidd, H. Crompton. // Mobile Leаrning Design. Lecture Notes in Educаtionаl Technology. — Singаpore: Springer, 2016. — С.97–108.
  3. Gаrzón, J. Аugmented Reаlity Аpplicаtions for Educаtion: Five Directions for Future Reseаrch / J. Gаrzón, J. Pаvón, S. Bаldiris. // Аugmented Reаlity, Virtuаl Reаlity, аnd Computer Grаphics. Lecture Notes in Computer Science. — Chаm: Springer, 2017. — С.402–414.
  4. Figueiredo M. Teаching Mаthemаtics with Аugmented Reаlity // 12th Internаtionаl conference on technology in mаthemаtics teаching. 2015. Vol. 183.
  5. Mаslovа Yu.А., Belov Yu.S. Аugmented Reаlity Technologies // E-Scio. -2022. — No. 2 (65). — S. 313–322.
Основные термины (генерируются автоматически): дополненная реальность, математическое образование, JDK, SDK, USB, Основная камера, проект.


Похожие статьи

Задать вопрос