Мектеп оқушыларына информатиканы оқытуға арналған толықтырылған шынайылық элементтерін әзірлеу

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 17 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасы білім және ғылым министрлігі
Қазақ ұлттық қыздар педагогикалық университеті

Информатика пәнін оқытуда толықтырылған шынайылық технологияларын қолдану әдістемесі

ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС

5В011100 - Информатика мамандығы

Алматы, 2021
Мазмұны

Кіріспе

І тарау. Оқытуда толықтырылған шынайылық технологияларын қолданудың теориялық негіздері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ..

1.1. Толықтырылған шынайылық технологиясы: мәні, құралдары және іске асыру әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .

1.2. Оқу үдерісінде толықтырылған шынайылықты қолданудың практикалық тәжірибесін талдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ...

II тарау. Мектеп оқушыларына информатиканы оқытуға арналған толықтырылған шынайылық элементтерін әзірлеу ... ... ... ... ... ... ... ..

2.1. Виртуалды объектілерді құру және толықтырылған шынайылық технологиясын енгізу ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

2.2. Оқыту үшін толықтырылған шынайылық элементтерін дамыту бойынша әдістемелік ұсыныстар ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ..

2.3. Бағдарламалық өнім құру және нәтижелерін талдау ... ... ... ... ...

Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ..

Қосымша ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .

Кіріспе

Қазіргі кезде ақпараттық қоғам одан әрі дамып келеді, онда қызметтің басым түрі ақпараттық өнімді шығарумен байланысты. Адамның ақпаратпен қаншалықты тиімді жұмыс істей алатындығы оның осы қоғамға бірігуіне байланысты. Сонымен қатар, қазіргі заманғы мамандарға навигация жүргізу қажет болатын ақпараттық ағындар тұрақты түрде көбейіп, ақпаратпен жұмыс істеудің жаңа технологияларын (құралдар мен әдістер жиынтығын) дамытуды ынталандырады. Заманауи ақпараттық технологиялардың негізгі техникалық құралдары компьютер болып қалады, оның аппараттық және бағдарламалық жасақтамасы көптеген ақпараттық процестерді, соның ішінде телекоммуникациялық өзара әрекеттесуді автоматтандыруға мүмкіндік береді.
Қоғамды ақпараттандырудың негізгі бағыттарының бірі - білім беруді ақпараттандыру. Оларды оқытудың тиімділігі де, қазіргі қоғамдағы өмірге дайындығы да ақпараттық технологияларды қолдана отырып, іс-әрекеттің жалпыланған әдістерін меңгеруге байланысты.
Ақпараттық технология құралдарын оқу процесінде қолдану қажеттілігі мәселелерін теориялық тұрғыдан С.Л. Атанасян, Е.Ы. Бидайбеков, В.А. Бубнова, Я.А. Ваграменко, И.Б. Готской, С.Г. Григорьева, В.В. Гриншкун, О. Ю. Заславская, С.Д. Қаракөзова, А.М. Кондакова, В.А. Кудинова, А.А. Кузнецова, Д.Ш. Матрос, Н.И. Пак, И.В. Роберт, А.Л. Семенова, О.Г. Смолянинова, А.Н. Тихонова, А.Ю. Уварова және басқалар зерттеді.
Заманауи мектепте әр түрлі пәндерді оқытуда түрлі ақпараттық технологиялар құралдары қолданылады. Білім беруді ақпараттандыру құралдарына мысал ретінде презентация және әдебиет пен тарих сабақтарындағы виртуалды архивтер, геометрия сабақтарындағы көлемді модельдер, жобалау және еңбек сабақтарында компьютерлік жобалау жүйелері, физика сабақтарындағы физикалық тренажерлер немесе астрономия сабақтарындағы күн жүйесін модельдеу жатады. Бұл жағдайларда мектеп оқушылары ақпараттық технологиялардың көмегімен білім алады, бірақ ақпараттық технологияның өзі және оған кіретін құралдар (мысалы, технология және графикалық немесе мультимедиалық құралдармен жұмыс) тек құрал ретінде әрекет етеді.
Мектептің басқа пәндерімен салыстырғанда жалпы білім беретін информатика курсы ерекше қасиетке ие - ақпараттық технологиялар (дәлірек айтсақ, осы технологиялардың құралдары) тек оқыту құралы ғана емес, сонымен бірге зерттеу объектісі болып табылады. Сонымен, компьютер оқыту құралы ретінде де (оқушылар компьютерлік технологияларды қолдана отырып оқиды) және зерттеу объектісі ретінде де жұмыс істейді (оқушылар компьютердің өзін - оның аппараттық және бағдарламалық жасақтамасын зерттейді).
Ақпараттық технологияларды оқыту, оларды үздіксіз өздігінен білім алуға даярлау үшін оқу және практикалық міндеттерді шешу үшін ұтымды пайдалану информатика пәні бойынша жалпы білім беру курсының мазмұнының маңызды компоненті болып табылады және жалпы жалпы білім беру үшін үлкен маңызға ие. Базалық мектептің информатика курсында ақпараттық технологияларды оқытудың ерекшеліктерін сипаттаудың қажеттілігі мен сипаттамасының негізін И.Н. Антипова, С.А. Бешенкова, Л.Л. Босова, Е.П. Велихова, А.Г. Хейн, А.П. Ершова, В.Г. Житомирский, Т.Б. Захарова, Г.А. Звенигородский, В.А. Каймина, А.А. Кузнецова, А.Г. Кушниренко, М.П. Лапчик, Г.В. Лебедева, И.В. Левченко, В.С. Леднева, Б.Н. Наумова, Ю.А. Первина, Т.Н. Суворова, Е.К. Хеннер, С.И. Шварцбурд және басқалары зерттеді.
Қазіргі кезде оқушыларды бүгінгі технологияларды ғана емес, сонымен қатар болашақта пайда болатын технологияларды қолдануға дайындауға бағытталған осындай оқытудың мазмұнын қалыптастыру проблемасы өзекті болып табылады. Бұл оқыту үдерісіне, оқушының күнделікті өміріне ең жаңа ақпараттық технологияларды енгізуге және әртүрлі академиялық пәндерде, соның ішінде информатикада оқытудың тиімділігін арттыруға ықпал етеді. Келесі ұрпақтың ақпараттық технологиялары арасында мультимедиялық ресурстармен өзара әрекеттесу технологияларын бөлуге болады. Ең алдымен, бұл шынайылық шынайылық сияқты технологияларды қолданатын виртуалды нысандармен өзара әрекеттесудің жаңа тәсілдері.
Қолданыстағы тәсілдердің бірі шынайылық шынайылықты нақты уақыт режимінде компьютерлік технологияның тиісті аппараттық және бағдарламалық жасақтамасын қолдана отырып, физикалық әлемді сандық деректермен тікелей немесе жанама толықтыратын орта ретінде анықтайды. Толықтырылған шынайылық технологиясын қолдану виртуалды әлемнің шынымен жоғары интеграциялануына қол жеткізуге мүмкіндік береді. Бұл технология ақпаратты визуалдаудың жаңа деңгейіне шығуға мүмкіндік береді. Толықтырылған шынайылық технологиясымен жұмыс істеу үшін Google Glass, MS HoloLens, Google ARCore, Apple ARKit және т.б. сияқты компьютерлік платформалар қолданылады.
Бұл технологияның басты ерекшелігі - білім беру жүйесіне біртіндеп енгізіліп жатқан виртуалды шынайылық жетіспейтін бізді қоршаған нақты әлеммен тікелей байланыс. Толықтырылған шынайылық технологиясы қоршаған әлемдегі виртуалды және нақты объектілерді бір уақытта көруге және пайдалануға мүмкіндік береді. Толықтырылған шынайылық технологиясының негізгі анықтамалары, сондай-ақ оны қолданудың кейбір ерекшеліктері мен мүмкіндіктері Р.Азума, Ф.Киссино, Т.Кодела, А.С. Конушин, П.Милграм, С.К. Онга, В.Р. Роганова, М.Сайрио, Б.Ченг, М.Л. Юань және басқалар зерттеген.
Толтырылған шынайылық технологиясын пайдаланудың артықшылықтарына ақпараттық объектіні (жазулар, суреттер, көлемдік модельдер және т.б.) материалды объектілерге қоршаған ортаға байланысты нақты уақыт режимінде компьютерлік технологияны орналастыру мүмкіндігі жатады нақты кеңістіктегі виртуалды объектілерді манипуляциялау мүмкіндігі. Бұл технологияны қолданудың проблемалық аспектілеріне виртуалды және нақты әлем интеграциясының күрделілігі, атап айтқанда тану, орналастыру және ақпарат шығару проблемалары, сондай-ақ нақты объектілерді виртуалдыға ауыстырудың кейбір жағдайларда негізсіздігі жатады.
Бүгінгі таңда білім беруде шынайылық технологиясын қолдану саласында салыстырмалы түрде аз ғылыми зерттеулер жүргізілді. Осы проблемамен айналысатын ғалымдардың ішінде С. Джохим, Х. Кауфман, Л.Л. Лопес, Б.Мейер, Т.Нослони. Олардың еңбектері шынайылық құралдарын білім беруде пайдаланудың артықшылықтарын сипаттайды, сонымен қатар осы технологияны оқу процесінде қолдануға байланысты білім беру міндеттерін ұсынады. Толықтырылған шынайылық технологиясына негізделген білім беруді ақпараттандырудың көрнекі құралдарының қатарында Aurasma, MITAR және шынайылық орталарды атап өтуге болады.
Толтырылған шынайылық технологиясын мектеп оқушыларының информатиканы оқыту жүйесіне енгізудің теориялық мәселелері әлі зерттелмеген. Қосымша шынайылық технологиясын негізгі мектепте информатика сабағында қолдану мен оқыту қажеттілігі екі негізгі себеппен негізделген. Біріншіден, толықтырылған шынайылық технологиясын қолдану информатиканы оқытудың тиімділігін едәуір арттыра алады, өйткені бұл технология көрнекіліктің жоғарылауы, бұрын мүмкін болмайтын зертханалық жұмыстар жүргізу, сондай-ақ ақпараттық технологиялардың интеграциялану дәрежесін арттыру сияқты бірқатар ерекше артықшылықтарға ие. қазіргі заманғы компьютерлік қолданушы интерфейсінің шектеулерін азайту есебінен білім беру үдерісіне. Екіншіден, толықтырылған шынайылық технологиясы қазіргі заманғы адамның күнделікті өміріне және кәсіби қызметіне ене бастайды, демек, информатиканың жалпы білім беру курсының бөлігі ретінде осындай технологиялармен жұмыс жасауды үйрету қажет. Өкінішке орай, шынайылық технологиясының білім беру үдерісі үшін айқын маңыздылығына қарамастан, базалық мектепте информатиканы оқытудың қазіргі әдістемелік жүйесінде зерттеу объектісі ретінде де, оқыту құралы ретінде де осындай ақпараттық технологиялар жоқ.
Сонымен, базалық мектепте информатиканы оқытудың тиімділігін арттыру үшін ақпараттық технологиялар құралдарын пайдалану қажеттілігі, бір жағынан, толықтырылған шынайылық технологиясы сияқты қазіргі заманғы ақпараттық технологиялардың маңызды білім беру әлеуеті мен жеткіліксіздігі арасындағы қайшылықты анықтауға болады. оқыту әдістері және информатика курсында толықтырылған шынайылық технологиясын қолдану.бастауыш мектеп, екінші жағынан. Анықталған қарама-қайшылықты жою қажеттілігі зерттеудің өзектілігін көрсетеді және оның проблемасын анықтайды.
Зерттеу проблемасы: базалық мектепте информатиканы оқытудың тиімділігін арттыру үшін толықтырылған шынайылық технологиясын қолдану мүмкіндігі мен орындылығын теориялық тұрғыдан негіздеу, толықтырылған шынайылық технологиясын қолдана отырып информатиканы оқытуға тәсілдерді анықтау, оқыту әдістері мен байланыстырылған шынайылық технологиясын қолдану негізгі мектептегі информатиканың жалпы білім беру курсы.
Қазақстан Республикасының ақпараттандыру жүйесінің негізгі міндеті - Қазақстан Республикасында ақпараттық технологияларды пайдаланудың барлық деңгейлерінде азаматтардың білім алу құқығын қамтамасыз ету, сондай-ақ ақпараттық кеңістікті әлемнің білім беру ортасына интеграциялау арқылы Қазақстандағы білім беру сапасын арттыру.
Қазіргі уақытта толықтырылған шынайылық (AR) білім беру процесін ұйымдастырудың перспективті технологиясы болып саналады. Бұл технология шынымен де маңызды және дәстүрлі оқыту әдістеріне қарағанда бірқатар артықшылықтарға ие болғанымен, оны білім беру процесіне енгізуде бірқатар проблемалар бар.
Жалпы жағдайда, толықтырылған шынайылық-бұл қабылдау өрісіне құрылғылар мен бағдарламалық жасақтаманың көмегімен орналастырылған нақты және қосымша нысандардың тіркесімі.
Қазіргі заманғы адамға үнемі дамуға және өзін-өзі дамытуға деген ұмтылыс тән, оның өмірінің ажырамас бөлігі - бұл бүкіл өмір бойы білім беру. Қазіргі білім беру жүйесі оқыту процесінде практикалық білімнен гөрі теориялық білім басым болатындай етіп салынғанын ескеру қажет. Сонымен қатар теориялық тұрғыдан алған білімнен айырмашылығы, практикалық жолмен алынған білімді оқушылар жақсы игеріліп, ұзақ уақыт сақталатыны белгілі. Сонымен қатар, кейбір білім беру ұйымдарында практикалық жаттығуларды орындау қиын немесе мүмкін емес болуы мүмкін. Осылайша, практикалық сабақтарға қатысты білім беру саласындағы жағдай білім беру саласында жаңа ақпараттық технологияларды қолданудың өзектілігін анықтайды.
Инновациялық білім беру технологияларын дамытудың бір перспективалық бағыты - оқыту үдерісінде толықтырылған шынайылықты пайдалану. Толықтырылған шынайылық технологиялары нақты уақыт режимінде қоршаған әлемнің нақты объектісіне виртуалды объектіні (графика, мәтін, аудио, видео және т.б.) жүктеу механизміне негізделген.[2] Бұл дегеніміз, толықтырылған шынайылықты құру кезінде арнайы бағдарламалық жасақтама мен гаджеттерді қолдана отырып, әзірлеуші кеңістіктегі объектілерді нақты уақыт режимінде орналастырады. Осы бағыттағы зерттеулердің бағыты нақты бекітілген терминмен - толықтырылған шынайылық немесе AR технологиясымен көрсетілген.
Қазіргі даму кезеңінде толықтырылған шынайылықтың компьютерлік технологиялары оқыту технологияларына әсер ете бастады, олардың құралдары мен әдістерін байытты, дидактикалық және танымдық қабілеттерін кеңейтті. Виртуалды нысандарды белгілі бір ортада орналастыру, олар бастапқыда жоқ, ерекше білім беру тәжірибесін модельдеуге мүмкіндік береді.
Қазіргі таңда адам ақпаратты таба білуі, оның сенімділік дәрежесін анықтауы, талдауы, жалпылауы және болжау үшін қолдана білуі керек. Білім беру нәтижелеріне қойылатын стандарттардың талаптары қазіргі заманғы компьютерлік құрылғылар мен технологиялар саласында құзыреттерді игерудің маңыздылығын да көрсетеді.
Толықтырылған шынайылық сияқты технологияны пайдалану білім алушыларға өздері алған теориялық білімдерде мүлдем қауіпсіз тәжірибе жасауға (мысалы, химиялық тәжірибелер мен эксперименттер жүргізуге, массивтерді сұрыптау немесе ақпаратты кодтау алгоритмдерін көрнекі түрде көрсетуге, компьютердің жеке бөліктерінің қалай жұмыс істейтінін көруге және т.б.), оқу-әдістемелік материалдарда ұсынылған объектілерді визуализациялау мүмкіндігін береді. Осылайша, білім беру мазмұнын ұсынудың көрнекілігі едәуір артады, сонымен қатар технология жаңа болғандықтан және оны пайдалану үшін қазіргі таңда оқушылардың оқытылатын пәнге деген қызығушылығы артады. Айта кету керек, AR технологиялары қосымша немесе қымбат жабдықты пайдалануды қажет етпейді. Әрбір информатика мұғалімі оқытудың толықтырылған шынайылық элементтерін жасай алады.
Статистикаға сәйкес, қазіргі уақытта орта және жоғары мектеп оқушыларының 95% - дан астамы смартфондарды пайдаланады. Осыған қарамастан, егер білім беру процесінде толықтырылған шынайылық технологиялары қолданылса, оқушыға смартфон немесе планшеттің болмауы шешуші теріс фактор болып табылмайды, өйткені олар сыныптастарының смартфонын немесе онымен бірге пайдалану мүмкіндігі бар.
Осылайша, оқытуда толықтырылған шынайылық технологиясын қолданудың өзектілігі оқытудың көрнекілігі мен оқушылардың оған деген қызығушылығын арттыру болып табылады.
Зерттеудің мақсаты: оқушыларды информатикаға оқыту үшін толықтырылған шынайылық қосымшасын әзірлеу. Информатика пәні бойынша білім беру үдерісін ұйымдастырудың инновациялық технологиясы ретінде толықтырылған шынайылық технологиясын қолдану мүмкіндіктерін зерттеу.
Осы мақсатқа жету үшін зерттеудің келесі міндеттері тұжырымдалды:
1. Толықтырылған шынайылық технологияларын дамыту саласындағы әдебиеттер мен интернет көздеріне, сондай-ақ оны оқыту үшін пайдалану тәсілдеріне талдау жасау.
2. Толықтырылған шынайылық технологиясын, сондай-ақ оны информатиканы оқыту үшін қолдану әдістеріне талдау жасау.
3. Мектеп оқушыларына информатика пәнін оқытуда қолдану үшін толықтырылған шынайылық қосымшасын жасау.
4. Әзірленген қосымшаны және толықтырылған нақтылық объектілерін сынақтан өткізу.
5. Қосымшаны әзірлеу бойынша әдістемелік ұсыныстарды тұжырымдау.
Зерттеу гипотезасы: оқытуда толықтырылған шынайылық элементтерін қолдану білім беру мазмұнының көрнекілігін, танымдық іс-әрекетке деген қызығушылықты, оқу мәселелерін шешу үшін гаджеттерді қолдануға деген ынтаны арттыруға мүмкіндік береді.
Зерттеу нысаны: оқушыларды информатикаға оқыту процесі.
Зерттеу пәні: оқытуда шынайлық технологиясын қолдануда оқыту курстарын әзірлеу.
Зерттеу материалдары мен әдістері: Мектептегі информатиканы оқыту әдістемесі бойынша оқу-әдістемелік әдебиеттерді талдау; дәстүрлі оқыту құралдарын интерактивті құралдарымен салыстыру; білім беру процесінде, оның ішінде информатика сабақтарында және сабақтан тыс іс-әрекетте толықтырылған шынайылық технологиясы құралдарын пайдалану мүмкіндіктерін талдау.
Зерттеу нәтижелері: Жалпы жағдайда, шынайылық шынайылық-бұл кез-келген құрылғылардың (планшеттер, веб-камералар, смартфондар және т.б.) және бағдарламалық жасақтаманың көмегімен қабылдау өрісіне орналастырылған нақты және қосымша нысандардың үйлесімі.
Қазіргі уақытта жаһандық ақпараттандыру, компьютерлендіру, жаңа ақпараттық технологияларды (АТ) пайдалану аясында мектеп пәндеріне, оның ішінде информатикаға оқыту құралдарын жетілдіруде объективті қажеттілік туындайды. Толықтырылған шынайылық технологиясы (AR) шын мәнінде маңызды және дәстүрлі оқыту әдістеріне қарағанда бірқатар артықшылықтарға ие болғанымен, оны білім беру процесіне енгізуде бірқатар проблемалар бар.
Осылайша, информатиканы оқыту сапасын жақсарту үшін толықтырылған шынайылық технологиясы сияқты заманауи IT қолдану әлеуеті мен информатика мектебінде толықтырылған шынайылық технологиясын қолдану әдістемесінің болмауы арасындағы қайшылықты ажыратуға болады.

І тарау. Оқытуда толықтырылған шынайылық технологияларын қолданудың теориялық негіздері
1.1. Толықтырылған шынайылық технологиясы: мәні, құралдары және іске асыру әдістері

Толықтырылған шынайылық технологиясының жұмыс принципі белгілі бір виртуалды объектіні (графика, мәтін, аудио, видео және т.б.) нақты уақыт режимінде қоршаған әлемнің нақты объектісіне қою механизмінен тұрады. Осы саладағы зерттеу ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.