Россия
Санкт-Петербург, г. Санкт-Петербург и Ленинградская область, Россия
В этой статье исследуется возможность контекстуализации технологий дополненной реальности (AR) в методике обучения студентов учебной дисциплине «Начертательная геометрия» (НГ). Целью исследования являлось изучение текущего состояния знаний и практики в области обучения студентов НГ с помощью технологий AR и определение ключевых проблем, влияющих на принятие пользователями технологий AR как образовательного инструмента в области НГ. Объектом исследования являлось принятие пользователями (преподавателями и студентами) технологий AR как современного образовательного инструмента в области НГ. Проведён анализ существующих исследований в области обучения студентов НГ на основе технологии AR. Определены ключевые проблемы, влияющие на принятие пользователями технологий AR как образовательного инструмента в области НГ. Существующие методы обучения студентов Санкт-Петербургского горного университета НГ постепенно дополняются и обновляются с помощью AR-технологий. Результаты работы показали, что у студентов присутствует положительное восприятие учебных занятий по курсу НГ на основе технологий AR. Студенты успешно решают задачи НГ с использованием технологий AR на базе платформы Vuforia, создают 3D-модели проекций геометрических элементов в программе SketchUp и метки для фиксации камеры на основе AutoCAD. При создании программного обеспечения используется компилируемый язык программирования С++, на базе которого пишутся скрипты (маркеры), поднимающие 3D-модели объектов на заданные плоскости. Результаты исследования будут полезны для разработчиков AR-платформ, AR-приложений в области обучения студентов НГ и позволят избежать проектов, которые могут вызвать проблемы с удобством использования AR-приложений, что, в свою очередь, приведет к отказу пользователей от внедрения этой технологии при обучении студентов НГ.
дополненная реальность (AR), начертательная геометрия (НГ), Vuforia, SketchUp, AutoCAD, пространственное мышление
1. Белова О.П. Применение технологии дополненной реальности для графической визуализации учебных задач пространственной геометрии [Текст] / О.П. Белова, А.А. Казнин // Научно-методический электронный журнал «Концепт». - 2017. - Т. 39. - C. 3521-3525. - URL: http://e-koncept.ru/2017/971031.htm. (дата обращения: 01.04.2020).
2. Благовещенский И.А. Технологии и алгоритмы для создания дополненной реальности [Текст] / И.А. Благовещенский, Н.А. Демьянков // Моделирование и анализ информационных систем. - 2013. − Т. 20. - № 2. - C. 129-138. - DOI:https://doi.org/10.18255/1818-1015-2013-2-129-138.
3. Доусон М. Изучаем С++ через программирование игр [Текст] / М. Доусон. - СПб.: Питер, 2016. - 351 с.
4. Иванов В.Н. Основы разработки и визуализации объектов аналитических поверхностей и перспективы их использования в архитектуре и строительстве [Текст] / В.Н. Иванов, С.Н. Кривошапко, В.А. Романова // Геометрия и графика. - 2017. - Т. 1. - № 4. - С. 3-14. - DOI:https://doi.org/10.12737/article_5a17f590be3f51.37534061.
5. Игнатьев С.А. Опыт разработки электронных средств обучения для преподавания геометро-графических дисциплин [Текст] / С.А. Игнатьев, З.О. Третьякова, А.И. Фоломкин, О.Н. Мороз // Геометрия и графика. - 2017. - Т. 5. - № 2. - С. 84-92. - DOI:https://doi.org/10.12737/article_5953f362d92c46.58282826.
6. Игнатьев С.А. Технологии тестирования в оценке предметной готовности студентов к изучению геометро-графических дисциплин вуза [Текст] / С.А. Игнатьев, З.О. Третьякова, А.И. Фоломкин // Геометрия и графика. - 2019. - Т. 7. - № 4. - С. 65-75. - DOI:https://doi.org/10.12737/2308-4898-2020-65-75.
7. Машнин Т. Разработка Android-приложений с Augmented Reality [Текст] / Т. Машнин. - Екатеринбург: Издательские решения, 2017. - 240 с.
8. Панченко В.А. Современные средства обучения графическим дисциплинам студентов заочной формы обучения [Текст] / В.А. Панченко // Геометрия и графика. - 2018. - Т. 6. - № 4. - С. 72-87. - DOI:https://doi.org/10.12737/article_5c21fa732f6b62.81431444.
9. Савельев Ю.А. Компьютерная методика изучения начертательной геометрии. Техническое задание [Текст] / Ю.А. Савельев, Е.В. Бабич // Геометрия и графика. - 2018. - Т. 6. - № 1. - С. 67-74. - DOI:https://doi.org/10.12737/article_5ad09d62e8a792. 47611365.
10. Сальков Н.А. Геометрическая составляющая технических инноваций [Текст] / Н.А. Сальков // Геометрия и графика. - 2018. - Т. 6. - № 2. - С. 85-93. -DOI:https://doi.org/10.12737/article_5b55a5163fa053.07622109.
11. Турутина Т.Ф. Применение информационных технологий в методике проверки графической грамотности будущих специалистов [Текст] / Т.Ф. Турутина, Д.В. Третьяков // Геометрия и графика. - 2020. - Т. 8. - № 1. - С. 45-56. - DOI:https://doi.org/10.12737/2308-4898-2020-45-56.
12. Усатая Т.В. Современные подходы к проектированию изделий в процессе обучения студентов компьютерной графике [Текст] / Т.В. Усатая, Л.В. Дерябина, Е.С. Решетникова // Геометрия и графика. - 2019. - Т. 7. - № 1. - С. 74-82. - DOI:https://doi.org/10.12737/article_5c91fd2bde0ff7.07282102.
13. Федосеева М.А. Методика подготовки студентов технических вузов графическим дисциплинам [Текст] / М.А. Федосеева // Геометрия и графика, 2019. - Т. 7. - № 1. - С. 68-73. - DOI:https://doi.org/10.12737/article_5c91fed8650bb7.79232969.
14. Argelia Aguilera González N. (2015). How to Include Augmented Reality in Descriptive Geometry Teaching. Procedia Computer Science, 75, pp. 250-256. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.procs.2015.12.245.
15. Официальный сайт ARtoolkit [Электронный ресурс] // URL: http://www.artoolkitx.org/ (дата обращения: 01.04.2020).
16. Cascales-Martínez A., Martínez-Segura M.J., Pérez-López D., Contero M. (2017). Using an augmented reality enhanced tabletop system to promote learning of mathematics: A case study with students with special educational needs. Eurasia Journal of Mathematics Science and Technology Education, 13(2), pp. 355-380. - DOI:https://doi.org/10.12973/eurasia.2017.00621a.
17. Cheng J., Wang Y., Tjondronegoro D.W., Song W. (2018). Construction of Interactive Teaching System for Course of Mechanical Drawing Based on Mobile Augmented Reality Technology. iJET, 13 (1), pp. 126-139. - DOI: 10.3991/ ijet.v13i02.7847.
18. de Lima A.J.R., de Lima L.G.R., Haguenauer C.J., Cunha G.G. (2009). Learning objects and virtual reality in teaching Descriptive Geometry, pp. 1-7. - URL: https://pdfs.semanticscholar.org/e79b/8a66284e195ffc3e1970736e1270a3658f5d.pdf?_ga=2.265529359.1845255107.1589734593-1463876164.1588513433 (дата обращения: 01.04.2020).
19. de Lima A.J.R., Cunha G.G., Haguenauer C.J. (2009). Torus Surfaces of Descriptive Geometry in Augmented Reality, pp. 1-3. - URL: https://www. semanticscholar.org/paper/Torus-Surfaces-of-Descriptive-Geometry-in-Augmented-Lima-Cunha/9b34049b6924386bbfcbc9fb95ffed14d3a6705c (дата обращения: 01.04.2020).
20. de Ravé E.G., Jiménez-Hornero F.J., Ariza-Villaverde A.B., Taguas-Ruiz J. (2016). DiedricAR: a mobile augmented reality system designed for the ubiquitous descriptive geometry learning. Multimedia Tools and Applications, 75 (16), pp. 9641-9663. - DOI:https://doi.org/10.1007/s11042-016-3384-4.
21. Kaufmann H. (2006). The potential of augmented reality in dynamic geometry education. 12th International conference on geometry and graphics (ISGG6-10), Salvador, Brazil, pp. 1-14. - URL: https://www.academia.edu/17197929/ The_potential_of_augmented_reality_in_dynamic_geometry_education (дата обращения: 01.04.2020).
22. Kaufmann H., Schmalstieg D. (2003). Mathematics and geometry education with collaborative augmented reality. Computers & Graphics, 27(3), pp. 339-345. - URL: https://www.academia.edu/17098075/Mathematics_and_geometry_education_with_collaborative_augmented_reality (дата обращения: 01.04.2020).
23. Kaufmann H., Steinbügl K., Dünser A., Glück J. (2005). General Training of Spatial Abilities by Geometry Education in Augmented Reality. Annual Review of CyberTherapy and Telemedicine. A Decade of VR, 3, pp. 65-76. - URL: https://www.academia.edu/17197901/General_training_of_spatial_abilities_by_geometry_education_in_augmented_reality (дата обращения: 01.04.2020).
24. Martin-Gutiérrez J.M., García-Domínguez M., Roca-González C., Sanjuán-Hernan Pérez A., Mato Carrodeguas C. (2013). Comparative Analysis Between Training Tools in Spatial Skills for Engineering Graphics Students Based in Virtual Reality, Augmented Reality and PDF3D Technologies, Procedia Computer Science, 25, pp. 360-363. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.procs.2013.11.043.
25. Merkulova V.A., Voronina M.V., Tretyakova Z.O. (2018) Designing mountain drawings with the help of computer-aided design (CAD). IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, V. 451 (2018) 012122, I. 1, pp. 1-7. - DOI:https://doi.org/10.1088/1757-899X/451/1/012122.
26. Omar M., Ali D.F., Mokhtar M., Zaid N.M., Jambari H., Ibrahim N. I. (2019). Effects of Mobile Augmented Reality (MAR) towards Students’ Visualization Skills when Learning Orthographic Projection. IJET, 14 (20), pp. 106-119. - DOI:https://doi.org/10.3991/ijet.v14i20.11463.
27. Официальный сайт Sketchup [Электронный ресурс] // URL: https://www.sketchup.com/ru (дата обращения: 01.04.2020).
28. Tretyakova Z.O., Voronina M.V., Merkulova V. A. (2019) Geometric modelling of building forms using BIM, VR, AR-technology. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, V. 687 (2019) 044048, I. 4, pp. 1-8. - DOI:https://doi.org/10.1088/1757-899X/687/4/044048.
29. Veide Z., Stroževa V., Dobelis M. (2014). Application of Augmented Reality for Teaching Descriptive Geometry and Engineering Graphics Course to First-Year Students. ICIT, pp. 158-164. URL: https://www.semanticscholar.org/paper/Application-of-Augmented-Reality-for-Teaching-and-Veide-Stroževa/86bd7df6c0be89d858f4d4b211c 7771610203545#citing-papers (дата обращения: 01.04.2020).
30. Voronina M.V., Tretyakova Z.O., Krivonozhkina E.G., Buslaev S.I., Sidorenko G.G. (2019). Augmented Reality in Teaching Descriptive Geometry, Engineering and Computer Graphics - Systematic Review and Results of the Russian Teachers’ Experience. EURASIA Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 15(12), pp. 1-17. - DOIhttps://doi.org/10.29333/ejmste/113503.
31. Официальный сайт Vuforia [Электронный ресурс] // URL: https://developer.vuforia.com (дата обращения: 01.04.2020).
32. Официальный сайт Unity [Электронный ресурс] // URL: https://unity.com/ru (дата обращения: 01.04.2020).
