Рассылка закрыта
При закрытии подписчики были переданы в рассылку "Subscribe. Бизнес" на которую и рекомендуем вам подписаться.
Вы можете найти рассылки сходной тематики в Каталоге рассылок.
Непонятные 3D, стереоскопия и виртуальная реальность 3D в образовании: восторженные ожидания и реальные тревоги
Доклад на Международной ежегодной научно-технической конференции «Запись и воспроизведение объемных изображений в кинематографе и других отраслях». Современные инфокоммуникационные технологии радикально меняют форму, и за счет этого меняется и содержание представления учебного знания. Новизна образовательной среды уже определяется не только, и не столько характеристиками ее мультимедийности, сколько качественным изменением ее структуры и принципов существования. Таким образом, практическая реализация новой образовательной парадигмы находится в прямой зависимости от качества технологического обеспечения. Однако, в этом ключе необходимо знать и помнить, что развитие техники в современном мире все более остро проявляет двойственный характер ее достижений. С одной стороны, без современной микропроцессорной техники просто невозможно представить развитие образования, человечества, а с другой техника - мощная сила, способная вызвать самые негативные, даже трагические, последствия. Непродуманно развитие техники и новейших технологий приводит к тому, что успехи технического прогресса оборачиваются сложными социальными проблемами. Причем опасность заключается не столько в необратимых изменениях, природной среды: сколько в изменение самого человека, его сознания и восприятия мира, его ценностных ориентаций, на что собственно направлен вектор образовательных моделей. Новая технологическая информационная и коммуникационная революция в образовании происходит на наших глазах, мы являемся её субъектами и объектами. Информационные, коммуникационные, аудиовизуальные, интерактивные, мобильные, 3D технологии уже создали новый мир – мир Hi-tech'а, они сегодня создают новые виды медия коммуникаций. Разрабатывая новые образовательные проекты, насыщая образовательные учреждения новыми цифровыми устройствами, перестраивая учебный процесс на базе аудиовизуальных и интерактивных технологий мы должны отдавать себе отчет в том, что вся эта техника воздействует на учащихся, и мы не можем отмахнуться от тех проблем, которые все больше становятся темами нашей озабоченности и беспокойства. Остановимся на 3D стереоскопических технологиях, которые стали очень популярны и применимы в последние годы. 3D стерео технологии развиваются волнами с периодом в несколько десятков лет, и сейчас происходи пик очередной волны 3D. И именно от профессионалов стереоскопических технологий зависит, продолжится ли подъем 3D технологий. Основные тенденции 3D стерео технологий в последние годы это: переход 3D технологий из раздела аттракционных в прикладные, развитие отдельных направлений стереотехнологий (например, растровых мониторов «без очков» и 3D видео-очков), интеграция разных технологий (3D, интерактивных, мобильных и др.), интенсивное создание 3D контента (видое, фото и анимации). Внедрение технологий 3D в образовании подчеркивает эти тенденции. Важно, чтобы образование стало использовать не «аттракционные» свойства 3D, а информационные. То есть в 3D надо применять в образовании правильно, в темах с «педагогической сложностью» и потребностью в представлении визуальной информации. Для реализации образовательных 3D проектов необходимо тесное взаимодействие разработчиков и образовательных учреждений. Таким образом, 3D технологии будут встроены в образовательный процесс. Современное образование становится глобальным, поэтому образовательные учреждения должны представлять современные образовательные технологии для удержания учащихся. Обязательными требованиями стали применение 3D стереотехнологий, интерактивности и мобильности. Конечно, сейчас изготовлено недостаточно 3D фото и 3D видео материалов для образования. Нет покрытия 3D материалами школьного курса, и тем более курсов лекций ВУЗов и отраслевых образовательных центров. Чтобы соответствовать образовательному тренду, необходимо развиваться и в других перспективных технологиях. Одной из перспективных образовательных технологий являются «Виртуальные 3D тренажеры». Похоже, что уже через несколько лет визуальное и интерактивное представление информации станет нормой для мобильных устройств. И образование должно успевать за технологиями учащихся. Виртуальные 3D тренажеры– это интерактивные 3D приложения-модели технических устройств или процессов, со встроенными заданиями и сценариями, с возможностью дистанционного образования и контроля. Они не только обладают преимуществом объемного представления информации, но и позволяют учащемуся взаимодействовать с виртуальной средой. Другой образовательной технологией, которая привносит новые свойства в образовательный процесс, является 3D дополненная реальность. Термин «Дополненная реальность» предположительно был предложен работавшим на корпорацию Boeing исследователем Томом Коделом в 1990 году. Существует несколько определений дополненной реальности: исследователь Рональд Азума в 1997 году определил дополненную реальность как систему, которая: совмещает виртуальное и реальное; взаимодействует в реальном времени; работает в 3D. Дополненная реальность это добавление к поступающим из реального мира ощущениям мнимых объектов, обычно вспомогательно-информативного свойства. Дополненная реальность обладает вполне определенными характеристиками: - Моделирование в реальном времени. Система дополненной реальности должна выдавать пользователю «картинку», звук, а также имитации других ощущений, если таковые предусмотрены, в ответ на совершаемые действия. При этом система должна корректно совмещать виртуальные объекты и процессы с реальными. - Интерактивность. В «виртуальной вселенной» пользователь не должен быть исключительно пассивным наблюдателем. Дополненная реальность характеризует достаточно широкий спектр решений и уже активно используется в образовании. Одним из новых направлений применения дополненной реальности стали 3D тренажеры дополненной реальности. Сейчас важно именно практическое применение интегрированных технологий для достижения максимального образовательного эффекта. Эффективность виртуальных тренажеров оценивается как достаточно высокая. Люди запоминают 20 % того, что они видят, 40 % того, что они видят и слышат, и 70 % того, что они видят, слышат и делают, все эти возможности реализованы в виртуальных тренажерах. Таким образом, виртуальные 3D тренажеры и дополненная 3D реальность являются хорошим технологическим дополнением к 3D стереоэффекту и позволяет более эффективно использовать технику и технологии. В последние годы трехмерные технологии прокладывают себе дорогу и в области организации учебных занятий, где их огромный потенциал как средства преподавания очевиден. В 3D-проекторах на основе технологии DLP используются миллионы микроскопических цифровых зеркал, которые отражают свет для создания картинки. Технология DLP так быстра, что успевает создать на экране одновременно два изображения: одно для левого глаза и одно для правого. Затем 3D-очки комбинируют эти два изображения для создания 3D-эффекта. DLP технология с одним чипом находит применение более чем в 50% проекторах, находящихся в данный момент на образовательном рынке. Учащиеся и молодежь вообще часто пользуются самыми разными технологическими устройствами. Как стало ясно из недавнего европейского исследования, проведенного под руководством А. Бэмфорд («LiFE: Learning in Future Education. Evaluation of Innovations in Emerging Learning Technologies»), 90,1% учеников имеют компьютер, 85,3% обладают хотя бы одним мобильным телефоном, а у 74,6% есть портативные игровые консоли. Вполне естественно, что ученики часто пользуются Интернетом: более 91% из них используют сетевые технологии не менее часа в день. Что же касается опыта «общения» с 3D, то 90% учеников смотрели трехмерные фильмы, причем большинство смотрело их не менее трех. Беседы с учащимися показывают хорошую осведомленность о новинках 3D фильмов и оказываются весьма информированными потребителями 3D-продуктов, имеющихся в данный момент на рынке. На занятиях практически все положительно отзываются о 3D и были бы рады, если бы 3D встречалось им в жизни и учебе чаще. Для современных учеников оказываются весьма важны технологии, поскольку цифровая среда для них «родная», технологии порой меняют взгляд на жизнь. В рамках проекта Learning in Future Education («Обучение в образовании будущего»), или LiFE, группа исследователей, возглавляемая профессором, доктором наук А. Бэмфорд, директором Международного исследовательского агентства, провела детальное изучение влияния технологии 3D на обучение. Цель проекта LiFE - определить самые эффективные способы применения 3D в аудитории и измерить их значение и влияние на процесс обучения и результаты успеваемости. В рамках экспериментального исследования рассматривались стратегии обучения и измерялось положительное влияние на результаты образования. Исследование проводилось с октября 2010 г. по май 2011 г. в 7 европейских странах. Исследование было направлено на учеников 10-13 лет, изучающих материалы научного содержания. Проектом оказалось охвачено 740 учеников, 47 учителей и 15 школ из Франции, Германии, Италии, Нидерландов, Турции, Великобритании и Швеции. В Европе действует закон о равном праве на образование, поэтому в рядовых классах были собраны ученики из разных социальных слоев, как обладающие, так и не обладающие определенными особенностями в поведении или обучении. Пятнадцать участвующих в исследовании школы были выбраны по принципу прямого доступа, а также по рекомендации от местных органов образования. Все школы согласились участвовать добровольно. Исследованием были охвачены: частные и публичные школы; школы для детей одного пола; городские и сельские школы; школы с высокими и низкими учебными показателями; хорошо оснащенные и плохо оснащенные школы; большие школы и маленькие; начальные, средние и старшие школы; а также педагоги с большим и не очень большим опытом работы. В каждой школе был «контрольный» класс и класс 3D. Обоим классам давались одинаковые задания, но класс 3D также получал 3D-материалы. По мнению педагогов, наглядность с 3D позволяет ученикам лучше понять принцип действия, и, увидев нечто целиком, они лучше понимают назначение каждой части. Результаты исследования показали, что ученики отдают предпочтение визуальному и кинестетическому обучению: 85% из них предпочли бы видеть и делать, и лишь 15% выбрали бы слушать. Сложные понятия легче усваиваются, если их разбить на изображения. Из результатов исследования стало понятно, что анимированные трехмерные модели могли бы стать самым удобном способом подачи информации в форме, пригодной для обучения и восприятия, благодаря чему можно было бы представлять огромные массивы сложной и абстрактной информации в легкой понятной форме. Благодаря графической визуализации дети могли воспринимать объекты большей сложности, поскольку анимация позволяла им видеть структурные компоненты и понять принцип работы. В частности, благодаря 3D-анимации ученики могли быстро переходить от целостного вида к рассмотрению различных частей структуры, в том числе на микроскопическом и клеточном уровне. Этот процесс подачи материала особенно хорошо способствует пониманию. Как показывает практика, трехмерные учебные материалы легко воспринимаются учениками, материалы, содержавшие самое глубокое 3D и наибольшее количество анимации оказывают наибольший положительный эффект на запоминание. Создаваемый ими живой образ задействует в обучении все чувства. Во время наблюдений за занятиями 33% учеников тянулись к 3D-объекту, а порой движения их тел было зеркальным отражением движений объекта, особенно если объект «двигался» в их сторону или если глубина 3D была велика. Результаты исследования А. Бэмфорд указывают на заметный положительный эффект, который трехмерная анимация оказывает на обучение, вспоминание и итоги экзаменов. В рамках эксперимента 86% учеников, обучавшихся с использованием 3D, показали лучшие результаты по сравнению с предварительным экзаменом, в то время как в «обычных» классах это удалось только 52% учеников. Рост успеваемости у каждого отдельного ученика также был намного выше в классах, где использовалось 3D. Индивидуальные результаты в 3D-классах повысились в среднем на 17%, в то время как в «обычных» классах улучшение составило 8%. Указанное улучшение результатов подтверждалось и качественными данными. 100% учителей были согласны с утверждением, что 3D-анимация на учебных занятиях помогала детям лучше понимать материал, и 100% учителей были согласны с утверждением, что благодаря 3D ученики смогли открыть для себя что-то, чего не знали раньше. Учителя отметили, что учащиеся в 3D-группах глубже понимали предмет, их вниманием было проще завладеть, они были более мотивированы и больше вовлечены в процесс. Результаты, полученные от педагогов, перекликались с результатами, полученными от учеников: учащиеся из 3D-групп были более уверены в своих знаниях, чем учащиеся контрольных групп. Учащиеся показали уверенность (84% выразили согласие с утверждением), что 3D позволяет им лучше учиться. Высокий уровень удовлетворенности учащихся обучением с использованием 3D подкреплялся прохождением теста в 83% случаев. В тесте на запоминаемость учащиеся из 3D-классов лучше вспоминали подробности и последовательность процессов, чем учащиеся других групп. Как учащиеся, так и учителя отметили, что 3D делает обучение более «настоящим», и что «настоящие» примеры позволяют лучше понимать материал и повышают успеваемость. Учащиеся из 3D-групп также показали лучшие результаты в свободных задачах и задачах на моделирование. В рамках исследования было проведено несколько тестов на регрессию. Учителям было поручено через месяц проверить, что ученики успели забыть, и описать как количественные, так и качественные отличия в запоминании между учащимися 3D- групп и остальными. Для определения запоминания и способности к вспоминанию были предложены открытые задачи. Учителя отмечали отличия в том, как ученики из 3D-групп и остальные вспоминали материал. Например: ученики из 3D-групп чаще использовали жесты и движения тела при ответе; лучше выстраивали предложенные понятия в последовательность; лучше разбирались в понятиях (особенно если новое понятие было впервые им представлено в 3D); лучше описывали то, чему научились — больше писали, больше говорили и больше использовали модели для объяснения изученного. Но самое важное, то что учащиеся из 3D-классов через месяц смогли вспомнить больше, чем ученики из «обычных» классов. Отличия наблюдались не только в количестве вспомненного материала: учащиеся из 3D-групп излагали знания более связно, системно. Учащиеся из 3D-групп подробнее отвечали на открытые вопросы и охотнее «думали в 3D». Многие ученики при ответе на тестовые вопросы использовали жесты и мимику для воссоздания увиденного ранее в 3D. Использование 3D в учебном процессе приводит к положительным сдвигам в моделях поведения и общения, а также улучшению взаимодействия в аудитории. А. Бэмфорд приводит такие данные, что по результатам пост-опроса 100% учителей отметили, что ученики уделяли больше внимания урокам в 3D, чем иным урокам, а 70% учителей отметили, что поведение учеников было лучше при использовании 3D. Думается, что главная причина в том, что уровень внимания был выше во время и сразу после демонстрации 3D. В среднем 46% учеников были внимательны в течение 5 минут во время «обычной» части урока, и 92% учеников были внимательны за тот же срок во время 3D-части! По окончании 3D-части занятия степень внимания продолжала расти и оставалась высокой до конца урока. Так, 96% учеников оставались внимательны в течение 5 минут после демонстрации 3D. Просмотр 3D и вызываемые им вопросы являются факторами, удерживающими внимание учащихся. Учащиеся с расстройствами внимания, как правило, показывают самый большой положительный сдвиг в уровне внимания и коммуникации в сравнении 2D и 3D. Проведенное исследование не выявило каких либо девиантных проявлений, связанных с 3D, однако по советам А.Бэмфорд пока, не стоит интенсифицировать процесс обучения с 3D более чем 10-12 минут в период 45 минутного занятия. Современная практика интенсивного использования IT и AV в образовании позволяет выделить как минимум пять тревог или, правильно было бы выразиться заболеваний нового века, к которым медики относят: туннельный синдром запястий; зрительный синдром; позвоночный синдром; дыхательный или лёгочный синдром; венозно-сосудистый синдром. По данным статистики практически каждый «продвинутый» учащийся обладает, по крайней мере, двумя из пяти перечисленных. Недостаточная эргономика и отсутствие культуры организации работы - вот стандартный ответ, на вопрос: почему складывается такая ситуация в учебных заведениях взявших курс на интенсивное использования цифровых технологий. Сегодня существуют нормы и госты на организацию рабочих мест, но не всегда они учитывают индивидуальные особенности конкретных людей. А неумение грамотно организовать себя, свое время, и свое окружающее пространство приводит к столь плачевным результатам в виде ухудшения физического здоровья. Компьютерная техника и высокие технологии в своём глобальном, тотальном наступлении на общество, образование и культуру приводят в конечном счете к «деформации» молодых людей. Эту новую генерацию социологи окрестили как Homo Digital. Одним из ее проявлений, которое всё чаще обсуждаются в педагогической прессе, стала потеря навыков самостоятельного написания текстов, создания рисунков и т.д., они подменяются навыками компиляции, использованием готовых форм, макетов, имиджей. Клавиатура и мышь вытесняют традиционные пишущие инструменты. На наших глазах происходит подлинная узурпация памяти мобильными, электронными носителями памяти, флэш-картами и т.д. Узурпация сознания интеллектуальными программами и устройствами. По мнению учителей и педагогов успешных московских школ происходит катастрофическая потеря грамотности и вычислительных способностей у учащихся. Язык является своеобразным барометром общественного развития и отношений, язык чутко реагирует на малейшие изменения во всех сферах жизни. Средства массовой информации, реклама, деловое общение, электроника, наука и техника являются основными источниками для обновления языка. В последнее время в молодежный оборот все больше поступает слов суррогатного языка SMS сообщений. В нашей педагогической практике мы заметили, что молодые люди не могут длительное время сосредотачиваться на какой-либо информации, и у них снижена способность к анализу. Современным школьникам осилить что-либо из классической литературы XIX века становится сложной задачей. Современные учащиеся, обладатели клипового мышления оперируют только смыслами фиксированной длины и не могут работать с семиотическими структурами произвольной сложности. Другая же сторона клипового мышления в том, что теряются чувства сопереживания, ответственности. Стремясь побыстрее получить нужные сведения, школьники и студенты часто опираются исключительно на зрительную память, не используя слуховую, тактильную, обонятельную, эмоциональную. Информация, которую они не пропустили через себя, не прочувствовали и не проанализировали, назавтра стирается из сознания частично или полностью. Еще одна проблема: это виртуализация общения, общение с аватарами, программами и объектами несуществующей реальности. Согласно исследованиям психологов, давно изучающих IT, происходит формирование определенной IT зависимости. По мнению специалистов, это свидетельствует о боязни контактов «глаза – в глаза», это считается попыткой бегства от реальности. Но существует еще одно мнение психологов на увлечение чатами это проявление второй натуры подростков, как новый способ самовыражения, удобное средство для реализации естественной потребности в мире новых технологий. С неосознанным, стремительным, стихийным внедрением цифровых технологий в образование происходит замена процессов осмысления фрагментарными процессами информационного насыщения; прогрессирование клипового мышления, замена текста визуальными объектами ограниченной информационной ёмкости. Внедрение 3D, технологий трехмерного отображения информации в учебный процесс школ и вузов так же имеет свою обратную сторону. Признавая успехи учеников в освоении предметного поля дисциплин, следует отметить и те негативные черты которые уже проявились среди учащихся. В первую очередь это так называемое киберукачивание. Первые упоминания об этом появились в 1993 г. когда компания SeGa разработала первый прототип стереоскопических очков для видеоигр, очки давали возможность полностью погрузиться в мир виртуальной реальности — это стало возможным благодаря маленьким дисплеям, которые проецировали трехмерную картинку на сетчатку глаз. В исследования последнего десятилетия отмечается что в среднем у 10-20 % людей смотрящих видео в 3D формате, просмотр вызывает тошноту и головокружение. Причиной этого является сенсорный конфликт между частями зрительного аппарата. Когда трехмерный объект как бы покидает плоскость экрана, при взгляде на него глазные яблоки поворачиваются вовнутрь. Однако хрусталики продолжают фокусировать свет, исходящий от экрана, чтобы изображение сохраняло свою четкость. Несмотря на то, что положение зрачков изменилось, кривизна хрусталика остается прежней. Такое состояние не нормально и вызывает, как правило, приступ тошноты. Сегодня на повестку дня выходит проблема технологий ориентированных на Человека, для Человека созданных во имя Человека, технологий, которые бы развивали его, не нанося вреда эмоциональному, физическому и интеллектуальному здоровью – Human IT – технологии будущего. Авторы: Кувшинов С.В. (ИНОТ, РГГУ), Усков Г.Н. (3Д ЛИГА) |
| В избранное | ||