Ar және vr технологияларының білім берудегі рөЛІ

Қазіргі уақытта ақпараттық қоғамдағы қызметтің басым түрі ақпараттық өнімді өндірумен

байланысты. Адамның қоғамға интеграциясы, оның ақпаратпен қаншалықты тиімді жұмыс

істей алатындығына тікелей байланысты. Ақпараттық технологиялардың негізгі техникалық

құралы бүгінгі күні компьютер болып қала береді, оның аппараттық және бағдарламалық

жасақтамасы көптеген ақпараттық процестерді, оның ішінде телекоммуникациялық өзара

әрекеттесуді автоматтандыруға мүмкіндік береді.

Бүгінгі таңда оқушыларды «бүгінгі» технологияларды ғана емес, сонымен бірге

болашақта пайда болатын технологияларды қолдануға дайындауға бағытталған оқытудың

мазмұнын қалыптастыру мәселесі өзекті болып табылады. Бұл оқыту процесіне, оқушылардың

күнделікті өміріне жаңа ақпараттық технологияларды енгізуге, түрлі оқу пәндерін оқытудың

тиімділігін арттыруға ықпал ететін болады.

Цифрлық нысандар арқылы шынайылықты толықтыруға байланысты барлық

технологиялар шынайылықтың екі полярлы нұсқаларының арасында орналасқан: біз өмір

сүретін шынайылық және виртуалды шынайылық. Шынайылық - бұл физикалық кеңістіктегі

қосымша объектілердің мүлдем болмауы, яғни физикалық кеңістіктің өзі. Виртуалды

шынайылық - бұл нақты объектілердің мүлдем болмауы. Іс жүзінде шынайылық көбінесе ішкі

жиындарға бөлінеді. Екі классикалық ішкі жиынтық - толықтырылған шынайылық (augmented

reality, AR) және виртуалды шынайылық (virtual reality, VR). Бірінші жағдайда, шынайылықты

әртүрлі объектілермен толықтыратын технологиялар, екіншісінде виртуалды шынайылықты

нақты объектілермен толықтыратын технологиялар деп түсіндіріледі [1].

Мысал ретінде Ежелгі Рим әлеміне саяхаттауға мүмкіндік беретін технологияны келтіруге

болады. Егер бұл технология қоршаған ортаны сол дәуірдің түрлі объектілерімен (қылыштар,

сауыттар, сазды құмыралар, храмдар, ареналар) толықтырса, онда ол AR технологиясы болып

есептеледі, ал егер сізді ежелгі қалаға, оның сәулетімен, адамдарымен, ауа-райымен,

оқиғаларымен және т.б. ауыстыратын болса, онда ол VR технологиясы болады.

Соңғы онжылдықта виртуалды және толықтырылған шынайылық құрылғалырының

бағасы төмендегендіктен көптеген пайдаланушыларға қол жетімді болды. Бұл өз кезегінде

әртүрлі тақырыптағы программалар (қосымшалар) санының өсуіне әкелді. VR үшін бұл

негізінен 1 адамнан тұратын ойындар немесе 360 градус камераларды жазу (парашютпен

секіру, аттракциондар, табиғат, су асты әлемі, динозаврлар және т.б.), AR қолданушыларының

бет-әлпетін өзгертуге арналған қосымшалар, нақты әлем нысандарының қашықтығын өлшеу,

әртүрлі жұмбақтар, сонымен қатар оқу бағдарламалары (негізінен анатомия және астрономия)

деуге болады.

26

Егер AR және VR технологияларын білім беруде қолданылуын айтатын болсақ, онда

жүргізу, динозаврларды зерттеу, планеталарға саяхат, астрономия және т.б. айтуға болады, AR

үшін бұл анатомия, химия, астрономияны зерттеуді келтіруге болады.

VR және AR технологиялары иммерсивті оқыту (immersive education) бағдарламаларында

жиі айтылады. Мұндай бағдарламалар әртүрлі виртуалды әлемдер мен модельдеулерде және

көбінесе ойын түрінде өтетін оқу процесінде заманауи ақпараттық технологияларды қолдануды

қамтиды. Оқытудың бұл түрі білім алушылардың пәнге деген қызығушылығын, қоршаған орта

мен әлемді зерттеуге талпынысын арттыруға көмектеседі.

Академиялық зерттеулер аясында толықтырылған шынайылық технологияларының оқу

процесіне тигізетін әсері тақырыбында ондаған жұмыс жүргізілді (ең толық шолу тізімде

көрсетілген жұмыс көздерінің бірінде ұсынылған – [2]). Шолуда оқушылардың үлгерімінің

жақсаруы, материалды түсіну, мотивация деңгейінің жоғарылауы атап өтілді. Сондай-ақ, оқу

процесіне қатысу деңгейі және пәнді оқуға деген қызығушылық артып, студенттер арасындағы

қарым-қатынас деңгейі артқаны туралы сөз етілген.

Мұғалімдердің алдында тұрған негізгі проблемалар – бұл қосымшаларды жүктеуге,

оқушылармен жұмыс істеуді үйретуге, геолокацияның нашар жұмысына, кейде модельдердің

жауап беру сапасының төмендігіне, студенттердің AR форматында жұмыс жасаудағы

қиындықтарын түзеп, көмектесуге қосымша уақыт жұмсалатынында. Жалпы, барлық

проблемалар AR-мен жұмыс істеу тәжірибесінің жетіспеушілігімен және технологияның

жетілмегендігімен байланысты. Болашақта технологияның дамуымен бұл проблемалар

жойылады деген сенімдеміз.

AR және VR технологияларын білім беруде пайдалану идеяларын ұсынатын болсақ:

Виртуалды шынайылық (VR). Бұл технологияның адамды виртуалды әлемге

ауыстыру мүмкіндігі, оның білім берудегі дамуының негізгі бағытын анықтайды. Техникалық,

экономикалық немесе физикалық себептерге байланысты нақты әлемде жасалмайтын барлық

әрекеттерді виртуалды әлемде жасауға болады. Іс жүзінде мүмкін емес жерде болу мүмкіндігі.

Электр және магнит өрістерін, тарихқа дейінгі жануарларды, су астындағы әлемді, ежелгі

елдерді, планеталар мен астероидтарды көзбен көріп, сезінуге мүмкіндік беретін жалғыз

технология.

Физикада бұл технология зертханалық жұмыстарды заманауи жабдықталған зертханада

жүргізуге мүмкіндік береді. Мысалы, үлкен андронды коллайдер немесе гравитациялық

толқындар детекторы тәрізді зерттеу жұмыстарының моделін жасап, зертханаларында зерттеу

жұмыстарын жүргізуге болады. Осылайша білім алушыларды ғылымның заманауи жағдайын

нақты көрсету арқылы ғылымға тартуға болады.

Шет тілдерін үйрену барысында, оқытылатын тіл – ана тілі болып табылатын адаммен

қарым-қатынас жасау арқылы толық меңгеруге болады. Бірақ ондай адамды табу немесе оқу

аудиториясына жеткізу қиындық тудырса, онда виртуалды шынайылық көмегімен сол адаммен

қарым-қатынас жасау мүмкіндігі пайда болды. Мысалы, Қазақстанда француз тілін үйреніп

жүрген топты және Францияда қазақ тілін үйреніп жүрген топтарды бір виртуалды кеңістікке

шақырып, тапсырмаларды бірге орындап, бір-бірімен сөйлесуге болатын еді. Мұндай

интерактивті формат кез келген жастағы білім алушыға қызықты, әрі тиімді.

Тарихты зерттеуде оқушылар әлем мұражайларының үш өлшемді экспонаттарымен,

сондай-ақ қалпына келтірілген қалалармен, шайқастармен немесе басқа да тарихи оқиғалармен

таныса алады. Мысалы, Бородино шайқасын қайта құрып қана қоймай, сонымен қатар

студенттерге оған қатысуға және өз шешімдерін қабылдауға, сондай-ақ ұжымдық шешімдер

қабылдауға мүмкіндік бере аласыз. Осылайша, бұл Мәскеуде Бородино панорамасын

жасағаннан кейін дамудың жаңа қадамы болады.

География саласында 360 градус камералардың заманауи дамуы пайдаланушыларға үш

өлшемді панорамалар мен бейнелер түсіруге мүмкіндік береді. Көптеген зерттеушілер,

саяхатшылар және жай туристер көптеген материалдарды түсіріп, оны ашық түрде

орналастырады. Бұл бейне таулар, мұхиттар, рейстер, жанартаулар, полюстер туралы. Мұндай

27

материалды сабақта қолдану білім алушыларға планетамыздың алыс бұрыштарын көруге және

Биологияда технология ағзалардың, жасушалардың немесе тіпті ДНҚ молекуласының

мөлшеріне масштабтау мүмкіндігін ашады. Интерактивті мүмкіндіктер статикалық суретті

көруге ғана емес, сонымен қатар, мысалы, ДНҚ репликация процесін көруге мүмкіндік береді.

Химия саласында қосымшалар қауіпті немесе қымбат тәжірибелер жүргізуге мүмкіндік

береді. Атомдар мен молекулалардың динамикадағы химиялық өзгерістерін зерттеп,

бақылаңыз.

Әдебиет саласында, мысалы, көркем шығармалардың ең жарқын сәттерін елестетуге

болады. Материал мен оқиғаның үйлесімі қызықты көрінеді. Мысалы, «Абай жолы» романында

келтірілген «Абай үлкен үйге кірді, Құнанбай қасында, Құнанбайды қоршаған ақсақалқарасақалдар арасында үнсіз, жым-жырт тыныштық, бірін-бірі баққан суық жүздер, әлдебір

кеселді құпияны әркім өзінше іштей салмақтап, сілтідей тынып қалған» оқиғаны көріп, сол

энергия мен атмосфераны сезінуге болады. Әрине, энергияны қалпына толықтай келтіру мүмкін

емес, бірақ мұндай формат оқушыларға сол кезде қалыптасқан атмосфераны сезінуге мүмкіндік

береді.

және одан жоғары ретті алгебралық беттерді визуализациялау мүмкіндігі бар. Білім алушы

алгебралық бетті компьютер экранында емес, оның алдындағы нақты объект ретінде көріп,

сапалы зерттеуге, сонымен қатар нақты уақыт режимінде параметрлерді өзгертуге және

нәтижені көруге мүмкіндік алады. Мұның бәрі теңдеулердің құрылымын (параметрлердің

интерактивті өзгеруі) және беттердің үш өлшемді пішінін жақсы түсінуге ықпал етуі керек.

Физикада AR технологиясын қолданудың негізгі бағыты - математикалық физика

теңдеулерін визуализациялау. Бұл жағдайда шешім физикалық процесс түрінде көрсетіледі.

Білім алушы теңдеудің параметрлерін динамикалық түрде өзгерте алады және осы өзгерістің

нәтижеге әсерін көре алады.

Фазалық диаграммаларды, атап айтқанда судың pvt диаграммасын (фазалық

диаграмманы) AR технологиясы арқылы визуализациялау әлдеқайда қызықты көрінеді.

Диаграммада физикалық процестерді көрсетуге болады: изобар, изохор, изотермиялық, адиабат

және политропты процестер. Білім алушы белгілі бір жазықтықтағы проекциялардан гөрі

процестің толық бейнесін көреді, процестің басталу және аяқталу нүктелерін интерактивті

түрде өзгертеді, процесс туралы қосымша ақпаратты көреді (бөлінетін/сіңірілетін энергия,

бастапқы және соңғы параметрлер).

Химияда Атом орбиталдарының көрінісі (1-сурет) олардың құрылымын жақсы түсінуге

және есте сақтауға көмектеседі. Молекулалардың құрылымын визуализациялау (2-сурет),

кеңістіктегі әртүрлі химиялық байланыстарды көруге мүмкіндік береді.

Сурет - 1. Судың фазалық диаграммасы

28

Сурет - 2. Кофеин молекуласы

ARKit және т.б. сияқты компьютерлік платформалар қолданылады.

Бүгінгі таңда жаппай жалпы білім беру тәжірибесінде толықтырылған және виртуалды

шынайылық технологияларын қолдануды елестету қиын. Ол мына себептермен байланысты:

 Виртуалды және толықтырылған шынайылық технологиялары білім алушылардың

үлгерімін арттыру үшін үлкен мүмкіндікке ие болғанына қарамастан, олар соғұрлым баланы

оқу процесінен алаңдатуы мүмкін. Кейбір зерттеушілер технологияны қолдану мысалдары оқу

процесіне қызығушылықты арттырады және білім алушылардың оқу үлгерімінің жоғарылауына

әкеледі деп тұжырымдайды. Алайда, формаға шамадан тыс қызығушылық болған жағдайда,

мазмұнға зиян келтіруі мүмкін, яғни технологиялардың әсер керісінше болуы мүмкін.

 Мұндай технологияларды қолдану үлкен нәтиже беруі мүмкін, бірақ стандартты

мектеп сабағында 45 минут бойы қолдану, бағдарламаның айтарлықтай өзгеруіне әкеледі,

себебі осы технологияларды қолдана отырып материалмен жұмыс істеуге кететін уақыт оқу

жоспарын өзгертеді.

 Мұндай технологияларды енгізу қаржылық сипаттағы бірнеше қиындықтармен

байланысты: жабдықтың қымбаттығы, жоғары сапалы қосымшалардың болмауы және,

тиісінше, оларды әзірлеу қажеттілігі, қосымша оқытылуы қажет оқытушылар арасында осы

технологияны қолданудың аз тәжірибесі.

 AR және VR технологияларын қолдана отырып, қолданыстағы қосымшалардың

қарапайым саны мен әртүрлілігі, әсіресе білім беру үшін арнайы жасалған, тағы бір "тежегіш"

болып табылады. Жағдайды өзгерту үшін, мұндай жобаларды мемлекеттік қолдау, мемлекеттік

тапсырыс қажет. Виртуалды шынайылықтың мысалы, тарих саласындағы кішігірім

қосымшасын жасау үшін көптеген мамандардың: тарихшылардың, суретшілердің,

программалаушылардың, мәдениеттанушылардың және т. б. жұмысын талап етеді. Мұндай

ресурстарды мемлекет немесе ірі бизнес тарапынан елеулі ресурстар мен сұраныстар болған

кезде немесе әртүрлі тараптардың мүдделері қиылысқан жағдайда ғана табуға болады [4].

Қорыта келгенде, білім беру саласында толықтырылған және виртуалды шынайылықтың

жаңа технологияларын қолданудың өзектілігі мен қажеттілігінің жоғары дәрежесін айтуға,

сонымен қатар отандық және шетелдік оқу орындарында виртуалды шынайылық

технологияларын енгізудің белсенді процесін айтуға мүмкіндік береді.

Ақпараттық-коммуникациялық технологияларды адам қызметінің барлық салаларына

дамытудың және енгізудің бұрын-соңды болмаған жылдамдығына байланысты білім беру

мекемелері білім беру сапасын жақсартып қана қоймай, сонымен қатар әлемдік білім беру

нарығындағы отандық оқу орындарынының бәсекеге қабілеттілік деңгейін арттыратын жаңа

оқыту форматтарын белсенді түрде енгізуде.

Оқытудың жаңа форматтарын енгізу процесі сұранысқа ие болып қана қоймай, өзара

тәуелді болып табылады. Бір жағынан, білім алушылар оқытудағы кез – келген технологиялық

жаңалықтарға қызығушылық танытады және ғылыми жұмыс аясында "мұғалім-оқушы"

байланыс жүйесінің тиімділігін арттыру үшін ұсыныстар мен жобаларды дербес әзірлейді.

Екінші жағынан, мұғалімдер жаңа виртуалды технологиялар туралы жақсы біледі, өз

29

жұмысында онлайн-жүйелерді пайдаланады және білім беру процесіне өзекті ақпараттықкоммуникациялық технологияларды одан әрі енгізуге дайын.

қарқынды енгізілу перспективалары бар деп айтуға болады.

ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИЕТТЕР

1. Дополненная реальность=школа будущего [Электронды ресурс].

URL: http://evtoolbox.ru/ev-toolbox/education

2. Akçayır, Murat, and Gökçe Akçayır. “Advantages and challenges associated with augmented

reality for education: A systematic review of the literature.” Educational Research Review 20 (2017):

1-11.

education: achievements, cognitive loads and views of university students // Journal of Geography in

Higher Education. 2018. Vol. 42, Issue 3. P. 427–441. DOI: 10.1080/03098265.2018.1455174

4. Анализ рынка виртуальной реальности [Электронды ресурс]. URL: