• Augmented Reality (AR)
• Дополненная реальность (ДР)

Краткое описание принципа работы

Дополненная реальность — это среда, в реальном времени дополняющая видимый физический мир цифровыми данными или объектами.

Таким образом, дополненная реальность:

• совмещает виртуальное и реальное;
• взаимодействует в реальном времени;
• работает в 3D.

Подробное описание

Дополненная реальность представляет собой интерактивную технологию, которая позволяет накладывать цифровой контент на объекты реального мира. Таким цифровым контентом может быть компьютерная графика, текстовая информация, видео и 3D-объекты. Наложенные виртуальные объекты считываются с помощью цифровых устройств (смартфонов, планшетов, AR-очков, контактных линз и т. д.) и специальных программ и приложений.

Теоретический бэкграунд

Уже немало исследований выявили положительное влияние дополненной реальности на процесс обучения [158] [159]. Эта технология позволяет взаимодействовать с объектами, принадлежащими виртуальному или реальному миру, строить процесс обучения через эксперименты, участие и интерактивность, чтобы повысить мотивацию и внимание учащегося [160]. Даже изучение абстрактных понятий или сложных явлений становится более приятным и эффективным благодаря возможностям дополненной реальности [161], [162].

С помощью AR учащиеся могут развивать важные практики и навыки, которые не могут быть (или это трудно) разработаны и внедрены с помощью других технологий в образовательной среде [163].

Проведенные исследования в этой области выявили несколько преимуществ AR-технологий [164]:

• доступность визуального воссоздания желаемых физических эффектов в окружающем пространстве [165];
• положительное влияние на когнитивную нагрузку и мотивацию [166], а также пространственные способности [167];
• положительное воздействие на совместный (коллаборативный) опыт во время обучения [168] [169];
• простота визуализации сложных пространственных отношений и абстрактных понятий [170];
• возможность получить опыт (в симулированной среде), который трудно или невозможно испытать в реальном мире [161];
• положительное влияние на образовательные результаты [171].

С точки зрения практического использования в образовательном процессе можно выделить следующие преимущества [172] [173]:

• переход от информационно-сообщающего обучения к интерактивному взаимодействию с учебным контентом в реальном времени;
• практико-ориентированное обучение;
• индивидуальное обучение — каждый студент использует собственный или предоставляемый учебным заведением гаджет;ме
• проведение научных экспериментов и опытов, изучение технических устройств и т. п., различных процессов и явлений без использования штатного лабораторного оборудования, без риска для жизни и здоровья;нд
• отсутствие возрастных границ, возможность использования в профессиональной переподготовке;а
• легкость, портативность и относительно низкая цена мобильного устройства, возможность обучения с любого цифрового устройства;
• лаконичность и наглядность образовательного контента;
• использование учебных материалов 24/7.

Использование AR-технологии в образовательных целях имеет и ряд ограничений [174]:

• многие AR-приложения перестают поддерживаться разработчиками спустя какое-то время;
• мало качественно созданных приложений;
• отсутствие у части студентов мобильных телефонов и планшетов;
• технические ограничения цифровых устройств: малые экраны мобильных устройств, быстрая разрядка батареи и т. п.;
• методическая неподготовленность педагогов к применению AR-технологии в образовании;
• недостаток опыта работы с AR-проектами как у преподавателей, так и у студентов;
• быстро меняющийся рынок IT-устройств: устаревшие модели мобильных устройств могут не поддерживать новейшие технологии;
• не для всех дисциплин можно подобрать подходящее AR-приложение и не все дисциплины можно изучать с помощью таких приложений;
• высокая стоимость и трудоемкость создания AR-приложений.

Рекомендации по применению

Основные направления использования AR в обучении [175]:

• Образовательные маршруты. AR облегчает и расширяет возможности обучения во время посещений музеев, выставок и других мест. Добавленный слой может содержать текст, изображения, анимацию, видео, аудио, значительно расширяя доступную информацию.
• 3D-моделирование объектов. AR может использоваться в приложениях для моделирования, позволяя учащимся мгновенно получать визуальную обратную связь в отношении того, как элемент будет выглядеть в различных сеттингах, или проектировать виртуальные объекты для анализа физических характеристик или взаимодействия с другими объектами.
• Симуляции. На начальных этапах обучения использование AR в симуляциях дает такие преимущества, как простота, доступность, оперативность, безопасность на практике, обучение методом проб и ошибок, снижение затрат и т. д. В частности, AR-симуляции особенно хороши при выработке навыков для действий в непредвиденных или опасных ситуациях.
• AR-игры и AR-книги. Игры и книги c помощью AR позволяют легче и быстрее усваивать идеи, выявлять связи и отношения между объектами в интерактивном режиме.

Целевая аудитория и тип программ

Обзор сделанных в последние годы исследований показывает, что возможности AR для обучения изучались на всех уровнях традиционного образования для всех видов тем [176] [177] [178]. Технологии AR также активно используются в неформальном образовании, например музеями, галереями и туристическими объектами [179].

Ключевой вывод: AR подходит для всех типов обучения и всех возрастных групп, что позволяет принимать решения об использовании AR исходя из потребностей и запросов преподавателей.


На какие образовательные результаты может работать

На данный момент проведено довольно мало исследований, чтобы делать окончательные выводы, как проектирование образовательного процесса с использованием AR влияет на образовательные результаты. Тем не менее имеющиеся исследования показывают, что комбинированная форма обучения (AR + традиционные форматы) дает гораздо лучшие образовательные результаты на трех уровнях таксономии Блума: «Запоминание», «Понимание» и «Анализ» [171] [180].


Референсы и примеры реализации

• Elements 4D by DAQRI Studio использует AR, чтобы помочь учащимся исследовать элементы и химические реакции.
• ANSTO XR by Australian Nuclear Science and Technology Org использует сочетание AR и VR, помогая изучать периодическую таблицу элементов и другие разделы химии.
• Arloon: Anatomy, Chemistry, Geometry, Mental Math, Plants, Solar System by WANT2B S.L. использует AR в дополнение к интерактивным урокам.
• Star Walk 2 by Vito Technology использует AR, чтобы обнаружить звезды, планеты, созвездия и небесные явления рядом с ними.
• Froggipedia by Indiavidual Learning Limited использует AR для демонстрации лягушки по слоям без препарирования.

Рекомендуемая литература

• Edited by P. Kaliraj and T. Devi (2022). Innovating with Augmented Reality: Applications in Education and Industry.
• Edited by V. Geroimenko (2020). Augmented Reality in Education: A New Technology for Teaching and Learning.
• Edited by L. Daniela (2020). New Perspectives on Virtual and Augmented Reality: Finding New Ways to Teach in a Transformed Learning Environment.

• Chatbots
• Smart bots
• Interactive agents
• Digital assistants
• Artificial conversation entities

Краткое описание принципа работы

Чат-боты — это диалоговые программы, которые могут взаимодействовать с пользователями и обрабатывать их входные данные, используя естественный язык (текст или голос) [181].


Подробное описание

Фактически чат-бот — это автоматизированный и персонализированный чат между компьютерной системой и пользователем. Он решает как простые организационные вопросы, так и более сложные, превращаясь в полноценного «младшего партнера» менеджера программы или обучающегося [182].

Теоретический бэкграунд

В 1950 году Алан Тьюринг предложил тест Тьюринга, в котором задался вопросом, могут ли машины мыслить. Именно в это время была популяризирована идея чат-ботов. Первым известным чат-ботом была Eliza, разработанная в 1966. Элиза была простым чат-ботом на основе ключевых слов, имитирующим человека-психиатра. Программа общалась, сопоставляя вопросы пользователей со сценариями ответов, введенными в ее базу данных [183]. Например, когда пациент говорил: «Моя мама любит цветы», Элиза отвечала: «Расскажи мне больше о своей матери». Таким образом Элиза побуждала людей больше говорить.

После этого использование чат-ботов пережило значительный рост [184]. По данным Scopus, наблюдался быстрый рост интереса к данному направлению, особенно после 2016 года [183].

Чат-боты могут имитировать человеческую беседу и развлекать пользователей, но они созданы не только для этого. Они используются во многих сферах, например, в образовании, бизнесе, для поиска информации или осуществления электронной коммерции [183].

Чат-боты часто используются, когда необходимо обучить большое количество людей, сделать обучение массовым. Развитие чат-ботов связывают также с развитием цифровых технологий и интенсивным использованием мессенджеров для общения. В связи с этим отмечается, что чат-боты могут успешно применяться для обучения молодого поколения, в первую очередь представителей поколения Z [186].


Подробное описание

О чем важно подумать перед тем, как запустить свой чат-бот:

• Для какой задачи нам необходим чат-бот?
• Способен ли он в принципе заменить живого человека и должен ли он вообще это делать?
• Оправдано ли использование чат-бота для обучения и будет ли такое обучение эффективным?
• Какие есть ограничения у чат-бота?

Как создавать сам чат-бот

• Традиционным способом, то есть вручную.
• С подключением искусственного интеллекта: бот в автоматическом режиме может самообучаться на определенных массивах информации, типичных ответах и вопросах.

Здесь можно найти инструменты для создания чат-ботов.

Один из самых базовых способов собрать чат-бот — это сценарирование логики взаимодействия чат-бота с пользователем. Для прописывания логики подойдут гугл-таблицы*. Затем прописанная в таблице логика и фрагменты контента переносятся в конструктор, который запускает алгоритм для взаимодействия бота с пользователем. Одним из несложных и популярных конструкторов для чат-бота является Telegram. Здесь можно найти инструкцию о том, как сделать чат-бота для Telegram.

* Прописывается текст взаимодействия, кнопки-ответы и ветвление пути пользователя в зависимости от ответа.


Преимущества

Интерактивность — исследования показывает, что методы преподавания, основанные на геймификации, улучшают отношения учащихся к урокам и оказывают положительное влияние на восприятие [187].

• Доступность для пользователей в любое время [184], в любом месте [185] — можно обучаться со смартфонов.
• Простота в использовании — знания в использовании одного чат-бота легко переносятся на других чат-ботов [183].
• Персонализированное обучение — способность адаптироваться к учащимся с разными потребностями, что может помочь определенным социальным группам и группам меньшинств преодолеть образовательный разрыв, который может существовать между ними и основными группами [184].
• Поддержка мультимодального контента [188].
• Возможность использования для массового обучения — поддержка большого количества пользователей одновременно [188].
• Предоставление для учащихся более дружественной к ошибкам среды обучения [189].
• Возможность повторно привлекать неактивных пользователей через систему уведомлений [183].

Ограничения

• Программирование и запуск собственного чат-бота, основанного на машинном обучении, является сложным процессом, предполагающим наличие квалифицированных разработчиков и специалистов по интерфейсам, а также значительных временных и ресурсных затрат [181].
• На качество процесса обучения через чат-ботов оказывают влияние индивидуальные различия студентов: черты характера, уровень образования и навыки саморегуляции [190].
• Использование чат-ботов дает пользователю ложное чувство анонимности, и пользователи, как правило, более грубо относятся к чат-боту, чем к собеседнику-человеку [184].
• При разговоре с чат-ботом учащиеся используют более простые предложения, не задействуют богатый словарный запас и легче отвлекаются [189].
• Разговор между студентом и чат-ботом может привести к разочарованию, если он недостаточно плавный или если чат-бот не дает ответов, о которых просит студент [184].
• Обучение с помощью чат-ботов может вызвать эффект новизны; этот эффект может привести к повышению интереса к обучению у студентов в начале учебного года, но интерес постепенно рассеивается по мере прохождения года, что может означать потерю мотивации [184].

Как чат-боты могут использоваться в обучении

1. Административная поддержка
Чат-боты в режиме реального времени без ограничений отвечают на типовые вопросы каждого студента, освобождая время преподавателей для квалифицированной деятельности. Это может быть информация про расписание или методические рекомендации для написания работы. Также чат-бот может напомнить предпринять действие или освежить изученный материал, проводить онбординг.

Например, чат-бот U-me от Томского государственного университета, который помогает студентам, абитуриентам и выпускникам ТГУ быстро находить нужную информацию в многообразии информационных ресурсов университета. Другой пример — чат-бот Олег, который был запущен в СберБанке для адаптации сотрудников.

2. Роботическое преподавание
Боты структурировано преподносят знания по конкретному предмету и отвечают на вопросы студентов. Накопление данных позволяет системе обучаться и расширять функциональность как в предметной области, так и в части коммуникации. Чат-бот может направлять новую релевантную информацию по тематике, в которой может быть заинтересован пользователь. Например, у most creative camp есть недельный курс по развитию креативного мышления, который «ведет» бот. Еще один пример — это онлайн-курс по сторителлингу через механику чат-бота.

3. Вовлечение студентов в работу
Более сложные интеллектуальные алгоритмы (чат-боты) способны мотивировать студентов учиться. Такие системы сопоставляют статистические модели поведения с базой знаний и предлагают индивидуальные сценарии в режиме реального времени.

Например, норвежский бот Difer отправляет студентам полезные статьи или приглашает поучаствовать в дискуссиях. А еще есть Xbot, специальный чат-бот, направленный на то, чтобы побудить старшеклассников улучшить свои математические и логические навыки через программирование, подчеркивает мотивационный эффект и успех их использования на нескольких платформах (ПК, мобильные устройства, планшеты).

4. Поддержка непрерывного обучения
Бот может отвечать на вопросы пользователя 24/7.

Например, Virtual Patient Bot (Vbot) — студенты-медики могут переписываться с ботом по предметной области в любое время суток.

5. Применение знаний и развитие навыка
Например, в корпоративном обучении «Газпром» развивает эмоциональный интеллект сотрудников с помощью чат-бота, подробнее с примерами про него можно прочитать в этой статье.

Вот еще несколько обучающих чат-ботов:

• AndyRobot — учит английскому языку (собран в Telegram).
• Sleepyrobot — помогает сформировать здоровую привычку (сон).

6. Сбор обратной связи и информации о пользователе
Сбор информации и алгоритмический анализ поведения учащихся для построения индивидуальных образовательных траекторий. Чат-бот может анализировать деятельность учащегося и присылать индивидуальные траектории обучения с наиболее подходящими материалами для изучения. Может попросить пользователя оценить свои успехи или рассказать о конкретном применении полученного знания.

Например, Woebot Health — бот, который помогает поддержать психологическое здоровье, общается с пользователем и предлагает инструменты для решения запроса из арсенала техник когнитивно-поведенческой терапии. Он собирает обратную связь от пользователей на свои ответы и таким образом становится лучше итеративно.

• Рабочая тетрадь участника или студента
• Электронная рабочая тетрадь
• Интерактивная рабочая тетрадь
• Digital-тетрадь
• Воркбук
• WorkBook
• Digital workbook
• Interactive workbook
• Electronic workbook

Краткое описание принципа работы

Виртуальная рабочая тетрадь — это электронный сборник теоретических знаний, интерактивных заданий и полезных материалов для студента. Тетрадь можно вести самостоятельно в удобное время, использовать на занятиях или после прохождения программы.



Подробное описание

Электронная тетрадь может выполнять следующие функции [191]:

• Информативная — передача информации, необходимой для обучения.
• Мотивационная — формирование внутренней мотивации к обучению.
• Контролирующая — проверка работ студентов, предоставление студентам обратной связи.
• Компенсаторная — облегчение процесса обучения, уменьшение затрат времени и усилий преподавателя и студента.
• Интегративная — рассмотрение изучаемого объекта или явления по частям и в целом.

Электронная тетрадь — гибкий инструмент. Не всегда на программе она выполняет все вышеперечисленные функции. Например, рабочая тетрадь может помочь студенту сориентироваться в учебных активностях (навигация по программе), если нет единой LMS, и отрефлексировать свой опыт обучения. При этом в тетради может не быть функциональности для проверки заданий и отправки обратной связи от преподавателя. Функции рабочей тетради зависят от целей программы и потребностей студентов.


Структура рабочей тетради

Структура тетради может варьироваться в зависимости от задач, которые этот инструмент выполняет на программе. В структуре можно выделить обязательную часть [192] [193] [194]:

• Инструкция по использованию тетради для студента.
• Содержание.
• Задания и инструкции по их выполнению.

И вариативную:

• Теоретические материалы программы или выдержки из нее.
• Дополнительные материалы.

Для создания рабочих тетрадей можно использовать разные сервисы:

• Canva (пример туториала).
• Google Документы (пример туториала).
• Google Презентации (пример туториала и еще один туториал).
• Google Сайты (пример туториала).
• Notion (пример туториала).
• Liveworksheets (пример туториала).

При этом эффективнее создавать рабочую тетрадь в одном сервисе — например, в Google Документах. Но если функций одной платформы недостаточно, можно использовать и другие инструменты для проектирования отдельных занятий или активностей. Например, нам необходимо, чтобы студенты после первого модуля прошли тест в рабочей тетради, созданной в Google Документах. Таких функций в Google Документах нет, но можно обратиться к Google Формам или Kahoot, создать тест нужного формата и вставить активную ссылку на задание.

Сервисы для интерактивных заданий, которые можно включить в тетрадь:

• Skysmart
• LearningApps
• еTreniki
• Kahoot
• Lecta (только для контента по школьной программе).

Типы заданий для рабочей электронной тетради:

1. Для изучения материала.
Задания для подготовки к занятию и для выполнения во время занятия, теория в виде текста или видео [195] [196] [197].

2. Для самонаправленного обучения.
Например, открытые вопросы до проверки задания — «Как ты считаешь, верно ли ты справился с заданием?», после получения результатов проверки — «Как ты считаешь, в чем была ошибка?» [198].

3. Для рефлексии.
Например, открытые вопросы: «Какой главный инсайт остался у тебя после занятия?», «Проанализируй себя с помощью фрейма Start-Stop-Continue — что ты начнешь делать, что продолжишь, а что прекратишь?» [198].

4. Для формирующей и итоговой оценки.
Например, тестирование с автоматической проверкой, контрольные вопросы, решение кейса или обратная связь от преподавателя [199] [195].

5. Для командной работы.
Например, фреймы для обсуждений или решения кейсов, оценка peer-to-peer [199] [195].


Теоретический бэкграунд

1. При использовании рабочей тетради на школьной программе меняется характер взаимодействия преподавателя и студента. Ученик становится активным участником образовательного процесса [192].
2. Электронная тетрадь позволяет снять нагрузку с преподавателя и команды поддержки [200] [191]. Также для снижения нагрузки можно сделать автопроверку заданий и выгрузку необходимых данных [201].
3. Качество усвоения материала студентами не зависит от того, какой формат рабочей тетради мы используем — виртуальный или печатный*. Однако студенты чаще предпочитают использовать электронную тетрадь, чем бумажную [202].
4. Включение в рабочую тетрадь заданий на самопроверку и рефлексию существенно повышает качество усвоения материала и развивает навык самонаправленного обучения [198].
5. Электронный вариант тетради более динамичен, так как позволяет использовать быстрое обновление, дополнения и замену информации [192].
6. Рабочая тетрадь создает возможность для обмена мнениями, решения коллективных задач. Это позитивно влияет на вовлеченность студентов в образовательный процесс [200] [199].

* При одинаковом наполнении тетради.


Целевая аудитория и тип программ

• Для языковой практики детей и взрослых.
• В школьном образовании.
• В высшем образовании.
• На коммерческих программах ДПО.

На какие образовательные результаты может работать

В данном случае решающую роль играют задания, которые включены в рабочую тетрадь.

• Eсли это тесты и вопросы типа «проверь себя», она может помочь студенту достичь уровней «Знание» и «Понимание» по таксономии Блума.
• Eсли в тетради есть инструменты peer-to-peer, решение практического кейса, это может помочь студенту достичь уровней «Применение», «Синтез», «Анализ и оценка» по так- сономии Блума.

Комплементарные формы оценки

Методики оценки, которые можно включить в виртуальную тетрадь, в основном зависят от технических возможностей сервиса, с помощью которого тетрадь разработана. Например, в виртуальную тетрадь можно включать открытые и закрытые тесты, самооценивание, критериальное оценивание, peer-to-peer и другие методики, которые согласуются с целями и задачами рабочей тетради в конкретном случае.

С другой стороны, виртуальная тетрадь может быть инструментом для поддержки процесса оценивания. В статье [199] виртуальная тетрадь используется для поддержки процесса коллаборативного оценивания, которое состоит из нескольких этапов. Тетрадь создает пространство для совместной работы студентов, для взаимодействия с преподавателем и рефлексии.


Референсы и примеры реализации

1. Рабочая тетрадь для участника марафона Фонда президентских грантов.
2. Рабочая тетрадь по истории для студентов 1-го курса ГБПОУ «Училище олимпийского резерва No 5».
3. Тетрадь участника Google’s Facilitation Bootcamp Training.
4. Cambridge One digital workbook for students.
5. Пример задания «Африка: географические объекты» в рабочей тетради по географии в сервисе еTreniki.
6. Скриншоты виртуальной рабочей тетради по питанию.

Рекомендуемая литература

Ochoa, S., Guerrero, L., Pino, J., Collazos, C., Fuller, D. Improving Learning by Collaborative Testing. // Campbell Systematic Reviews, 13 (1).(accessed: 10.09.2022).





Предыдущая глава →
Главная альманаха →