Приложение-руководство по проведению лабораторных работ на уроке физики с применением технологий дополненной реальности

“Физика

в кармане”

Наша команда

обучающиеся ОБУДО “Центр развития “Грани”

г. Курск

Игорь Александрович

Наш наставник

педагог дополнительного образования

ОБУДО “Центр развития “Грани”

Проблема проекта

Традиционные методы проведения лабораторных работ по физике в школе часто оказываются недостаточно эффективными и привлекательными для учащихся. Они могут быть сложными для понимания, требуют большого количества времени на подготовку и проведение, а также ограничены доступностью оборудования и пространством класса.

Дистанционное обучение дополнительно усугубляет ситуацию, лишая учащихся возможности практического опыта работы с физическими приборами. Это приводит к снижению интереса к предмету и затрудняет усвоение материала.

Использование технологий дополненной реальности позволяет решить проблему ограниченного доступа к оборудованию и пространству, обеспечивая интерактивное и наглядное обучение как в классе, так и дистанционно.

Приложение способствует развитию навыков проведения экспериментов, повышает эффективность усвоения материала, мотивацию учащихся, делая изучение физики более увлекательным и доступным, особенно в условиях растущей популярности дистанционного образования.

Актуальность проекта

Технологии дополненной реальности включены в перечень концепций технологического развития страны до 2030 года и являются сквозными, то есть обеспечивающими прорывной эффект в самых разных секторах, способствуя их модернизации и повышая конкурентоспособность страны в целом.

Объявленное Президентом России Десятилетие науки и технологий подчеркивает актуальность проекта “Физика в кармане”, так как приложение способствует внедрению инновационных образовательных технологий и повышению интереса к изучению физики среди школьников, что полностью соответствует целям Десятилетия.

Разработать интуитивно понятный, удобный адаптивный интерфейса приложения

Пользовательский опыт должен быть максимально простым и понятным для учащихся 8-го класса

Каждая лабораторная работа должна иметь пошаговые инструкции, визуализированные реалистичной анимацией, что позволит ученикам четко понимать порядок действий

Применение технологии AR на маркерной основе, использующей метку-изображение для проецирование на неё 3D-модели

Приложение должно работать на устройствах с ОС Android версии 8.0 и выше

Разработать 3D-модели приборов и создать подробную поэтапную анимированную инструкцию к проведению лабораторной работы по физике

Разработать MVP мобильного приложения с использовнием технологий дополненной реальности на маркерной основе под ОС Android

Цель

Целевая аудитория

Задачи

Разработка к 05.12.2024 минимально жизнеспособного продукта (MVP) мобильного приложения “Физика в кармане” для ОС Android, предоставляющего пошаговую анимированную инструкцию в дополненной реальности по проведению лабораторной работы по физике для учеников 8 класса

Обучающиеся 8 класса школы, изучающие физику, желающие улучшить свои знания и понимание предмета и имеющие доступ к устройству, удовлетворяющему системным требованиям приложения

Учителя физики, рекомендующие это приложения ученикам, чтобы заинтересовать их в изучении новой темы, или ознакомить учеников с лабораторными работами во время дистанционного обучения

Протестировать MVP мобильного приложения и исправить баги

Найти справочную информацию о каждом физическом приборе и адаптировать её под целевую аудиторию

Информация должна быть содержательна и максимально понятна ученикам 8-го класса

Обзор приложений-аналогов, предоставляющих возможность виртуального проведения опытов и лабораторных работ

*Данное аналоговое приложение сделано для учебника физики «Физика. 7 класс» Издательство «Просвещение». Авторы: Белага В. В., Ломаченков И. А., Панебратцев Ю. А.

Темы лабораторных работ для приложения “Физика в кармане” и порядок их проведения взяты из учебника “Физика. 8 класс”, авторы : Пёрышкин А.В. Издательство “Просвещение”.

Приложение “Физика в кармане является единственным на рынке AR-приложением, предоставляющим пошаговые руководства к проведению 8-классниками лабораторных работ по данному учебнику что делает его уникальным и востребованным решением.

ОБУДО “Центр развития “Грани”

МБОУ “Лицей №21”

г.Курск

г.Курск

Предоставляет оборудование и ПО для создания проекта

Может стать площадкой для тестирования эффективности проекта в образовательной программе

Имеющийся стейкхолдер

Потенциальный стейкхолдер

Потенциальный стейкхолдер

Cтейкхолдеры проекта:

Партнёры:

Издательство учебной и педагогической литературы “Просвещение”

Может интегрировать приложение в издающийся им учебник “Физика. 8 класс”, автор Пёрышкин А.В., а также в рабочие тетради по физике

Министерство Просвещения РФ

Министерство образования и науки Курской области

Заинтересованы в повышении качества образования и могут профинансировать разработку и внедрение приложения в школах

Образовательные платформы и онлайн-школы

Могут предложить приложение своим ученикам как дополнительный образовательный ресурс

Могут приобрести приложение для использования в учебном процессе

Частные школы и гимназии

Потенциальные заказчики:

Этапы разработки проекта

Уже выполнены:

Разработка концепция приложения

Сроки реализации

определена целевая аудитория

сформулированы цель и задачи приложения

выбрана функциональность

разработана архитектура будущего приложения

определены технические требования и способы реализации

Разработка UI/UX

выбран визуальный стиль приложения, цветовая палитра, типографика

разработаны элементы графического интерфейса пользователя (кнопки, всплывающие окна)

создан дизайн метки для дополненной реальности

разработаны визуальные представления экранов приложения (mockups)

создан интерактивный прототип приложения, позволяющий протестировать навигацию и взаимодействие с элементами интерфейса

интерфейс адаптирован под различные разрешения экранов целевых устройств

Сроки реализации

3D-моделирование и анимирование

текстурированы созданных 3D-моделей

оптимизирована полигональная сетка моделей для обеспечения плавной работы приложения на различных устройствах

3D-модели и анимации экспортированы в подходящих форматах для последующего импорта в игровой движок

созданы реалистичные детализированные 3D-модели физических приборов высокого качества, необходимые для создания MVP

созданы наглядные реалистичные анимации, поэтапно демонстрирующие проведение лабораторной работы

Сроки реализации

Программирование, внедрение AR, сборка MVP

написаны все необходимые для реализации запланированных функций в полном объёме скрипты на языке программирования C#

создан установочный файл MVP приложения в формате APK для операционной системы Android

произведена работа с игровым движком Unity 3D и плагином для внедрения AR на маркерной основе

интегрированы все подготовленные 3D-модели и анимации

Сроки реализации

протестирована производительность приложения и скорость работы

исправлен некорректный порядок отображения анимированных инструкций

протестирована функциональность приложения на соответствие требованиям

проверена запускаемость приложения на целевых устройствах

проверено качество трекинга

Сроки реализации

Тестирование и исправление ошибок

В перспективе:

Добавление анимированных инструкций ко всем лабораторным работам, приведённым в учебнике “Физика. 8 класс” - Пёрышкин А.В.

Апробация приложения в реальной образовательной среде

Внедрение в приложение интерактивных заданий для проверки усвоенного материала

создать 3D-модели всех остальных физических приборов, необходимых для анимирования проведения лабораторных работ

заключить договор с МБОУ “Лицей №21” для тестирования приложения в учебном процессе

сравнить результаты работы двух групп, определить статистическую значимость различий в средних баллах

сформулировать выводы о влиянии приложения на качество выполнения обучающимися лабораторных работ, оценить эффективность приложения с учётом полученных данных

после каждой лабораторной работы добавить возможность прохождения пользователем тестовых заданий с вопросами о работе приборов, используемых в ходе работы

после каждой лабораторной работы добавить возможность прохождения интерактивных заданий по самостоятельному проведению лабораторной работы с помощью взаимодействия с 3D-моделями приборов

создать анимации, демонстрирующие проведение всех остальных лабораторных работ

интегрировать в приложение все анимированные инструкции и добавить к ним всплывающие UI-элементы-подсказки

В перспективе:

подготовить две группы учащихся 8 класса: контрольная группа (традиционный метод проведения лабораторной работы) и экспериментальная группа (использование приложения “Физика в кармане” с анимированной инструкцией как руководство к проведению лабораторной работы)

Ожидаемый результат:

Получение статистически значимых данных, подтверждающих, что использование приложения “Физика в кармане” повышает эффективность выполнения лабораторных работ по физике в сравнении с традиционным методом.

Так как стейкхолдер проекта ОБУДО “Центр развития “Грани” предоставляет нашей команде всё необходимое оборудование и ПО, расходы на оборудование исключены.

Экономика проекта

Полная демонстрация работы готового MVP приложения

Минимальные системные требования

ОС: Android 8.0 (Oreo) и выше
Процессор: Четырехъядерный процессор с тактовой частотой 1.5 ГГц или выше
Оперативная память (RAM): 2 ГБ или выше
Свободное место: Не менее 100 МБ свободного места на устройстве.
Наличие камеры

Исходные данные проекта, файл-установщик:

https://disk.yandex.ru/d/bLxv1xsSH34UjQ

Применение в профессии

Полученные навыки:

Илья:

Работа над проектом “Физика в кармане” позволила нам получить широкий спектр навыков, ценных для различных профессий в сфере IT и образовательных технологий.

Программирование: Опыт разработки мобильного приложения, работа с игровым движком (Unity), использование языков программирования (например, C#). Это включает в себя написание кода, отладку, тестирование и оптимизацию программы.

Разработка UI/UX: Опыт проектирования пользовательского интерфейса и пользовательского опыта, обеспечивающего интуитивность и удобство использования приложения. Знание принципов юзабилити.

Управление проектом: Опыт планирования, организации и контроля этапов работы над проектом, распределение задач между членами команды

Кирилл и Дмитрий:

3D-моделирование и анимация: Опыт создания 3D-моделей и анимаций для создания руководства по проведению лабораторных работ. Знание специализированного программного обеспечения.

Наши контакты

Связаться с наставником:

Связаться с тимлидом:

89510887086
mozherovilya@yandex.ru

Telegram

Telegram

+79045215555
shilyakovigor@mail.ru

Изображения на блоках “Название” и “Проблема проекта” сгенерированы ИИ
Логотипы организаций и программного обеспечения взяты с официальных сайтов