№AP09563181

Руководитель проекта Дайнеко Евгения Александровна, PhD, ассоциированный профессор

Цель проекта. Разработка мобильного приложения много язычной образовательной платформы (казахский, русский, английский) для дистанционного изучения физики в высших и средних учебных заведениях с использованием технологии дополненной реальности.

Актуальность. Развитие информационно-коммуникационных технологий ставят перед школой новые задачи. Учебник перестает быть единственным источником знаний для школьника. Возникает потребность в формировании у школьника таких навыков, как ориентироваться в современном информационном пространстве, решать нестандартные задачи, умение работать в команде, самостоятельно планировать, анализировать и оценивать свою деятельность. Это может быть достигнуто благодаря мобильным устройствам, являющимися мощным инструментом для моделирования, взаимодействия и наблюдения. Таким образом, идея использования мобильных технологий в образовательной среде становится все более актуальной.

С появлением новых вычислительных мощностей у мобильных устройств (планшетов, смартфонов) открылись новые перспективы для применения, в частности, в торговле, промышленности, медицине, образовании и т.д. В сфере образования мобильные устройства обладают высоким потенциалом, который при грамотной интеграции может сформировать новую эффективную модель в обучении.

В связи с этим идя данного проекта заключается в разработке собственного мобильного приложения для изучения физики с использованием технологии дополненной реальности.

Ожидаемые результаты.

Ожидаемый научный эффект заключается в разработке собственного программного продукта на базе современных смарт-технологий с применением технологии дополненной реальности. Реализация проекта обеспечит повышение качества подготовки специалистов технических специальностей путем привлечения к выполнению проекта студентов бакалавриата, магистратуры и PhD докторантов. При разработке программного продукта применен экологический подход, который рассматривает объект, как часть окружающей среды, правило в форме экосистемы с учетом устойчивого развития. Мультипликативный эффект заключается в неоднократном использовании разрабатываемого продукта в высших, средне-специальных и средних образовательных учреждениях, а также любыми заинтересованными пользователями. Научно-технический эффект заключается в развитии направления виртуальной и дополненной реальности, компьютерной визуализации, а также перехода к передовым цифровым, интеллектуальным производственным технологиям, роботизированным системам, новым материалам и способам конструирования, создание систем обработки больших объемов данных, машинного обучения и искусственного интеллекта.

Достигнутые результаты.

С целью определить набор требований к мобильному приложению был проведен анализ рынка подобных коммерческих и некоммерческих проектов. Их выбор был основан на схожести тематики: образовательное ПО, а также способе подачи: виртуальные лабораторные работы. Таким образом был сформирован следующий набор требований:

• Реалистичность моделей, имитирующих лабораторное оборудование;
• Совместимость с наиболее популярными платформами: iOS, Android;
• Соответствие симулируемого процесса реальному физическому эксперименту;
• Работа приложения в режиме дополненной реальности.

Из-за специфики проекта – проведение физических экспериментов, большое внимание было уделено разработке прототипа сцены эксперимента. Это было реализовано с помощью технологий, которые позволяют создавать в виртуальном мире близкие к реальным прототипам образы. Для того чтобы предоставить пользователям свободу в выполнении работы, значительная часть экрана определена как поле для самостоятельной работы. Наиболее приемлемой платформой для разработки прототипа виртуальной физической лаборатории был выбран игровой движок Unity 3D, который является кроссплатформенной средой и осуществляет принцип работы WORA (write once, run anywhere). Функционал был написан на языке программирования C#. Графические модели были созданы с использованием Substance Painter.

Произведена сборка проекта, разработано мобильное приложение для изучение физик с использованием технологии дополненной реальности, проведено тестирование проекта на выявление критических ошибок при исполнении программы.

Протестирован пользовательский интерфейс приложения, а также его адаптивность к различным размерам устройств.

Для комфортного взаимодействия с разработанным приложением, а также его внедрением в образовательный процесс были написаны методические указания по выполнению лабораторных работ.

Методические указания представляют из себя путеводитель, который описывает функционал приложения, каждый из элементов интерфейса, что позволяет легко приступить к работе с программой.

Список публикаций:

1. Е.А. Дайнеко, Д.Д. Цой, А.М. Сейтнұр, М.Т. Ипалакова, Ж.Б. Кальпеева. «Разработка мобильного приложения для изучения физики с использованием технологии дополненной реальности». Вестник ВКТУ им. Д. Серикбаева. – 2021. – №4 (138). – С.63-70
2. Ye. Daineko, A. Seitnur, D. Tsoy, M. Ipalakova, R. Sharshova, “Development of a mobile textbook using augmented Reality technology for studying physics”, Proceedings of ICERI2021 Conference 8th-9th November 2021. P. 6481-6486
3. A. Niyazgulova, N. Ibragimov, G. Zakirova, Y. Daineko, D. Tsoy, A. Seitnur, “Implementation of bologna process tools in the technology of education in secondary vocational School”, Proceedings of ICERI2021 Conference 8th-9th November 2021. P. 6552-6562
4. Y.A. Daineko, D.D. Tsoy, A.M. Seitnur, M.T. Ipalakova. Development of a mobile e-learning platform on physics using augmented reality technology. iJIM ‒ Vol. 16, No. 5, 2022. P. 4-18
   
   

Авторские свидетельства:

1. Ипалакова М.Т., Дайнеко Е.А., Цой Д. Д., Сейтнұр А. М. Авторское cвидетельство №21094 «Разработка полиязычного мобильного приложения (казахский, русский, английский) для дистанционного изучения физики в высших и средних учебных заведениях с использованием технологии дополненной реальности»

Состав исследовательской группы: