Similar presentations:
Возможности использования Intel Perceptual Computing SDK в образовании (Лекция 3)
1.
Естественно-интуитивноевзаимодействие с компьютером
Лекция 3
Возможности использования
Intel Perceptual Computing SDK
в образовании
2.
Содержание лекции3.1. Введение
3.2. Влияние современных технологий на образование
3.2.1. Современные технологии в дистанционном образовании
3.2.2. Современные технологии и «образование через всю жизнь»
3.2.3. Необходимость аккуратного использования современных
технологий в образовании
3.3. Возможности использования идей естественно-интуитивного
взаимодействия человека с компьютером
3.3.1. в дистанционном образовани
3.3.2. в дошкольном образовании
3.3.3. и сохранение здоровья обучающихся
3.3.4. в создании виртуальных лабораторий
3.3.5. интересные идеи
Лекция № 3.
3.
ВведениеОбразование – целенаправленный процесс,
ориентированный на приобщение человека к миру
культуры, развитие личностных качеств, приобретение
жизненно важных знаний и умений.
Неотъемлемая часть современного образовательного
процесса – информационные и телекоммуникационные
технологии.
4.
ВведениеИспользование современных технологий, в основе которых
лежит компьютер, позволяет обеспечить
• наглядность
• интерактивность
• вовлеченность обучающихся в процесс обучения
предоставляет учащимся возможности
• поиска и систематизации информации
• самоконтроля
5.
ВведениеСовременные технологии в образовании – это инструмент.
Требования:
• удобство в использовании
• минимум времени и сил на освоение
Возможное решение - способность вычислительных
устройств понимать человека через
• физический контакт
• словесные команды
• мимику
• жесты
6.
ВведениеПриложения с элементами естественно-интуитивного
взаимодействия могут дать пользователям ощущение
присутствия и погружения.
Добавить в приложение элементы такого взаимодействия
позволяет комплект разработки Intel Perceptual Computing
SDK и камера Creative* Senz3D
или
новая разработка Intel® RealSense™ SDK,
работающий с камерой Intel® RealSense™
3D Camera.
7.
Современные технологии в образованииПод современными технологиями в первую очередь
понимаются информационные и телекоммуникационные
технологии.
Такие технологии являются средством усиления
интеллектуальной деятельности человека, а также являются
базовыми технологиями общества, в котором главным
капиталом являются знания и умения эти знания
использовать.
Необходимость постоянного и непрерывного
образования для большинства людей в
течение всей жизни
8.
Современные технологии в образованииИсключительная важность развития информационных и
телекоммуникационных технологий в образовании.
Международная комиссия по вопросам образования, науки и
культуры при ООН сформулировала два базовых принципа их
использования:
«образование для всех»
«образование через всю жизнь»
9.
Современные технологии в образованииПринцип «образование для всех»
способ реализации:
организация системы дистанционного образования (ДО),
ориентированного на удовлетворение образовательных
потребностей населения.
Дистанционное образование позволяет сделать активными
географически распределенные
информационные ресурсы.
10.
Современные технологии в ДОИнформационно-образовательная среда для ДО, должна
включать:
• средства передачи данных
• информационные ресурсы
• протоколы взаимодействия
• аппаратно-программное обеспечение
• организационно-методическое обеспечение
11.
Современные технологии в ДОУровни коммуникаций в процессе дистанционного образования:
• широковещательный
наиболее характерный для традиционного массового
обучения
при этом общение направлено от одного
преподавателя ко многим учащимся
12.
Современные технологии в ДОУровни коммуникаций в процессе дистанционного образования:
• транзакционный
используется при индивидуальном обучении
общение обычно происходит в паре учитель-ученик
групповой
появляется в процессе группового
взаимообучения
общение происходит между всеми
участниками процесса
13.
Современные технологии в ДОУровни коммуникаций в процессе дистанционного образования:
• транзакционный
используется при индивидуальном обучении
общение обычно происходит в паре учитель-ученик
групповой
появляется в процессе группового
взаимообучения
общение происходит между всеми
участниками процесса
14.
Современные технологии в ДОНаиболее известные ресурсы дистанционного образования:
• Национальный
Открытый
Университет
«ИНТУИТ»:
http://www.intuit.ru/
• Coursera: https://www.coursera.org/
Обзор ресурсов, представляющие интерес преимущественно
для программистов:
• http://habrahabr.ru/post/156241/
Описание
общей
стратегии
мировой
академической среды в деле образования:
• http://habrahabr.ru/company/lektorium/blog/162793/
15.
Современные технологии в ДОТехнологии организации взаимодействия преподавателей и
учеников:
• аудио-конференции
• видеоконференции
• компьютерные конференции
• форумы
• блоги
• группы в социальных сетях
• средства
для
индивидуальных
консультаций: Skype, Hangouts и др.
16.
Современные технологии в ДОНовая организационная форма образования – виртуальные
классы.
Плюс такой модели – возможность организации взаимодействия
преподавателей и учащихся на всех коммуникационных
уровнях.
Самодостаточный инструмент:
• передачи информации и обучения студентов
• проведения индивидуальных и групповых
занятий
• организации выступлений на большую
аудиторию слушателей
17. Современные технологии в ДО
Современные технологии позволяют внести в ДОэффект присутствия, который может помочь
повысить эффективность и насыщенность ДО.
Варианты использования:
• выполнение лабораторных работ на сложном
научном оборудовании и экспериментальных
установках
• представление каждого участника
аватаром, отображающим поведение:
движения, мимику, жесты и речь.
18. Интернет-лаборатория "Робототехника"
Интернет-лаборатория "Робототехника"Лаборатория
предоставляет
возможность, используя
технологии сетевого
доступа, проводить
комплексные удаленные
лабораторные практикумы
на реальном сложном
робототехническом
оборудовании.
МГТУ им. Н.Э. Баумана
http://lud.bmstu.ru/robot/index.html
19. Центр дистанционных автоматизированных учебных лабораторий
Установки дистанционнойлаборатории по курсу
«Электроника»
Установки дистанционной
лаборатории по курсу
«Основы теории цепей» и
«Радиотехнические цепи
и сигналы»
NI ELVIS II измерительная
лабораторная станция для
создания лабораторных
работ и лабораторных
практикумов
КГТУ им. А.Н. Туполева
http://www.kai.ru/univer/labview/index.php
20. Виртуальные миры в образовании
Каждый участник можетбыть представлен своим
аватаром, способным
отображать поведение
участника:
движения,
• мимику,
• жесты
• речь.
20 возможностей использования
виртуальных миров в обучении:
http://www.elw.ru/reviews/detail/3289/
21. Современные технологии в ДО
Совместимость компонентов учебного материала ивозможность их многократного использования
обеспечивает стандарт
SCORM (Sharable Content Object Reference Model).
SCORM помогает определять технические основы
сетевой образовательной среды и является
моделью взаимосвязанных технических
стандартов, спецификаций и основных
принципов.
22. Современные технологии в ДО
Требования к системам, соответствующим SCORM:• доступность: возможность найти необходимые
учебные компоненты и получить к ним доступ
• адаптируемость: возможность адаптировать
учебную программу согласно потребностям
отдельных пользователей или организаций
• эффективность: возможность
повысить производительность,
сокращая время и затраты на
доставку инструкций
23. Современные технологии в ДО
Требования к системам, соответствующим SCORM:• долговечность: возможность соответствовать
новым технологиям без дополнительной и
дорогостоящей доработки
• интероперабельность: возможность использовать
учебные материалы вне зависимости от
платформы, на которой они созданы
• возможность многократного
использования материалов в разных
приложениях и контекстах.
24. Современные технологии в ДО
Для разработки собственной системыдистанционного обучения имеет смысл
использовать системы управления обучением или
LMS (Learning management system).
Наиболее известные свободно распространяемые
LMS, совместимые со стандартом SCORM:
• Moodle (https://moodle.org/)
• ILIAS (http://www.ilias.de/)
• Sakai (http://sakaiproject.org/).
25. ИКТ и «образование через всю жизнь»
Современные технологии обладают возможностямиглобальной визуализации учебного материала и
позволяют в процесс образования включать:
• учебные видеоматериалы
• мультимедиа технологии, реализуемые на
основе специально структурированных баз
данных и знаний, электронных пособий и
учебников
• интерактивные мультимедиа
презентации.
26. Современные технологии в дошкольном образовании
В образовании дошкольников можно использоватьсовременные технологии:
• короткие презентации,
• познавательные мультфильмы и кинофильмы,
• развивающие компьютерные игры и видеоуроки.
Необходимо учитывать возрастные особенности:
• соответствие возрасту учебного
материала и его подачи
• ограниченная продолжительность
занятий и развивающих игр
27. Примеры
http://iqsha.ru/ — упражнения, обучающие иразвивающие игры для детей
http://www.solnet.ee/school/index.html —
виртуальная школа для детей
http://www.solnet.ee/games/g1.html — подборка
развивающих игр
http://www.piktomir.ru/ — программная система для
изучения азов программирования
дошкольниками и младшими
школьниками.
28. Современные технологии в школе
В школьном образовании грамотно организованноеиспользование современных технологий
позволяет:
• повысить интерес ученика к предмету
• активизировать его познавательную и
мыслительную деятельность
• повысить мотивацию к учению.
29. Современные технологии в школе
Эффективное использование современныхтехнологий
• этап предъявления учебной информации
полезно использовать:
обучающие видеоматериалы
мультимедийные презентации
демонстрации динамики
реальных процессов и принципов
действия различных технических
средств и механизмов
30. Современные технологии в школе
Эффективное использование современныхтехнологий
• этап усвоения учебного материала
полезно использовать:
компьютеры
дополнительное оборудование
учебное ПО
для организации лабораторных
работ, семинарских занятий
31. Современные технологии в школе
Эффективное использование современныхтехнологий
• этап повторения и закрепления усвоенных
знаний, умений и навыков
полезно использовать
тренажеры соответствующих
умений и навыков с
обращениями к усвоенным
знаниям
32. Современные технологии в школе
Эффективное использование современных технологий• этап контроля и самоконтроля
полезно использовать
системы, способные проверить правильность
выполнения контрольных заданий, а также представить
результаты с учетом ошибок и затраченного времени и
сравнить показатели различных студентов по решению
одних и тех же задач.
Важно не свести весь контроль к
механическому тестированию.
33. Примеры общеобразовательных ресурсов
http://live-st.ru/items.asp?id=13 — электронныйобразовательный комплекс
http://www.edu.ru/db/portal/sites/res_page.htm —
федеральный портал, на котором собраны
федеральные образовательные ресурсы для
общего образования;
http://www.alleng.ru/edu/educ.htm —
Российские общеобразовательные
порталы и сайты.
34. Виртуальные лаборатории
программно-аппаратный комплекс, позволяющийпроводить опыты:
посредством удаленного доступа к реальной
лаборатории, используя программно-аппаратное
обеспечение для управления и оцифровки полученных
данных, а также средства коммуникации
или
посредством моделирования всех
процессов при помощи компьютера
при полном отсутствии реальной
лаборатории.
35. Примеры виртуальных лабораторий
Вытеснениеодного металла
другим из
раствора соли
Изучение
взаимодействия
частиц и ядерных
реакций
Примеры генетических эксперментов с
различными объектами
http://www.virtulab.net/
http://star.mit.edu/genetics/
36. Примеры ПО для расчетов и анализа процессов в исследуемых системах
математические пакеты: MathCAD, MATLAB
программы анализа электронных схем PSpice
программы анализа механических устройств Adams
программы анализа систем с механическими,
гидравлическими, электрическими и электронными
элементами типа ПА9;
программы анализа логических схем на основе языка VHDL
• программы моделирования полей физических
величин по методу конечных элементов типа
Ansys
• системы имитационного моделирования
AnyLogic, Simulink
37. Необходимость аккуратного использования современных технологий в образовании
Важно помнить, что все современные технологииявляются лишь одним из инструментов обучения,
поэтому необходимы корректные,
ориентированные на желаемый результат,
целесообразные процедуры их применения.
Процедуры, в свою очередь, предполагают наличие
умения применять инструмент и желание его
применять
38. Необходимость аккуратного использования современных технологий в образовании
Внедрение в образовательную среду компьютерныхтехнологий требует осторожности, поскольку
может принести существенный вред при
кажущейся полезности.
Использование современных технологий не
означает полный уход от классических форм
обучения, а предполагает разумное сочетание
разных технологий образования.
39. Необходимость аккуратного использования современных технологий в образовании
Компьютер с ПО, ориентированным на решениеопределенной учебной задачи, представляет собой
искусственный интеллект некоторого уровня сложности.
Этот искусственный интеллект призван облегчить
решение рутинных задач, при этом он может
создать серьезную проблему в обучении, если
мышление обучающегося в этой предметной
области менее сложно, чем искусственный
интеллект.
40.
Intel Perceptual Computing SDK в образованииSDK позволяет создавать приложения нового
поколения, способные:
• различать лица
• распознавать мимику и жесты
• понимать голосовые команды;
• распознавать
устную
речь
и
синтезировать речь по печатному тексту
• отслеживать перемещения 2D/3D
объектов.
41.
Идеи естественно-интуитивного взаимодействияв ДО
Идеи естественно-интуитивного могут добавить легкости и
непринужденности в общение, обязательное для
комфортного обучения.
Существуют решения создающие виртуальные классы, в
которых каждый участник представлен своим аватаром в
этом случае использование камеры и модулей
распознавания мимики и жестов позволит сделать аватар
намного более реалистичным, чем любой
смоделированный в 3D.
42. Примеры реализации аватара
Реализация аватара с использованием камерыKinect
http://youtu.be/-U-pPJsQiMA
43. Примеры реализации аватара
Реализация аватара с использованием Intel®RealSense
http://youtu.be/2lGNrGoGWgU
44. Идеи естественно-интуитивного взаимодействия для людей с ограничениями слуха
Может быть использована система распознаванияречи для текстового сопровождения речи
преподавателя в реальном времени.
Возможна разработка системы компьютерного
сурдоперевода, в обе стороны, в этом случае
потребуется задействовать модули распознавания
речи и распознавания жестов.
В данном случае речь идет о
решении коммуникативных задач
в образовании.
45. Идеи естественно-интуитивного взаимодействия в дошкольном образовании
В дошкольном возрасте можно и нужно развиватьалгоритмический стиль мышления.
Под алгоритмом можно понимать план
деятельности, оформленный в некоторой
формальной системе обозначений, понятной для
исполнителя.
46. Идеи естественно-интуитивного взаимодействия в дошкольном образовании
Средства обучения дошкольников основамалгоритмики, например, исполнительная среда
ПиктоМир (http://piktomir.ru/), в которой для
составления программ используются не текстовые
команды, а пиктограммы.
47. Идеи естественно-интуитивного взаимодействия в дошкольном образовании
Использование среды, аналогичной ПиктоМируплюс
• возможности жестового управления пиктограммами
или
• задание набора жестов и определение для каждого
жеста некоторой команды исполнителя
Оба варианта позволяют избавить
ребенка от необходимости сидеть
перед компьютером.
48. Идеи естественно-интуитивного взаимодействия в дошкольном образовании
Использовать жестовое управление в развивающихи обучающих играх в любой области знаний:
• лото
• пазлы
• интерактивные карты
• управление исполнителем при изучении
алгоритмики
• список можно продолжать
49. Возможность визуализации сложных объектов
50. Идеи естественно-интуитивного взаимодействия и сохранение здоровья
Основные опасения – нарушения осанки и зрения.Intel Perceptual Computing SDK позволяет разрабатывать
приложения, отслеживающие положение человека
перед камерой и расстояние до нее, в случае
отклонения от заданных, как оптимальные,
положения и расстояния выдать предупреждение.
51. Идеи естественно-интуитивного взаимодействия и сохранение здоровья
Основные опасения – нарушения осанки и зрения.С другой стороны взаимодействие с компьютером, не
требующее стандартных устройств: клавиатуры и
мыши отменяет привязанность к компьютеру.
В этом случае основное взаимодействие с камерой, а
экран может находиться довольно далеко, что
позволяет снизить нагрузку на глаза.
52. Идеи естественно-интуитивного взаимодействия и сохранение здоровья
Модуль распознавания лиц Intel Perceptual Computing SDKпозволяет анализировать лицо и выявлять некоторые
эмоции.
Использование:
• Сбор информации об эмоциональном состоянии во
время занятий для последующего анализа.
• Смена деятельности в случае появления
негативных эмоций.
53. Идеи естественно-интуитивного взаимодействия и сохранение здоровья
Физкультминутка для глаз.Идеи естественно-интуитивного взаимодействия могли
бы сделать гимнастику для глаз более интересной.
Например, можно создать приложение герой, которого
реагировал бы на подмигивания, улыбку и другие
мимические жесты, использовать при этом модуль
распознавания лиц.
54. Идеи естественно-интуитивного взаимодействия и сохранение здоровья
Пальчиковая гимнастика — прекрасное средство для• развития мелкой моторики
• стимулирования области мозга, отвечающей за речь
Модуль распознавания жестов позволяет создать
приложения, для более увлекательного выполнения
пальчиковой гимнастики.
55. Идеи естественно-интуитивного взаимодействия и организация виртуальных лабораторий
Добавление реалистичности в проведение опытов спомощью модуля:
распознавания жестов реализация жестовой
манипуляции приборами или материалами,
используемыми в опыте и изображенными на экране
отслеживания 2D/3D объектов, привязать
реальным объектам роли и изображать
выполнение эксперимента в реальности, а
компьютер будет моделировать
процесс и результаты.
56. Идеи естественно-интуитивного взаимодействия и организация виртуальных лабораторий
Модуль отслеживания двумерных и трехмерныхобъектов позволяет создавать дополненную
реальность, которая может быть использована в
образовании.
Например, с помощью меток можно давать ответы на
вопросы на этапе контроля усвоения знаний, а также
можно демонстрировать визуальное отображение
каких-либо реальных объектов.
Примеры дополненной реальности в
образовании: http://arnext.ru/articles/20ar-eksperimentov-v-obrazovanii-2353.
57. Примеры использования дополненной реальности в образовании
https://www.youtube.com/watch?v=7G3H3ImCWlE58. Примеры использования дополненной реальности в образовании
Песочница дополненнойреальности позволяет
детям создавать своими
руками ландшафты из
песка, получать при этом
горы, ущелья, вулканы,
долины и реки.
http://habrahabr.ru/post/220239/
59. Некоторые мысли о развитии идей естественно-интуитивного взаимодействия в образовании
Некоторые мысли о развитии идей естественноинтуитивного взаимодействия в образованииМысль I. Интерактивная доска (Interactive whiteboard)
большой сенсорный экран, присоединенный к
компьютеру, информация с которого проецируется
на доску с помощью проектора.
Инструмент для
• ускорения доступа к информации
• облегчения ее восприятия
• формирования творческой атмосферы
в коллективе обучающихся.
60. Некоторые мысли о развитии идей естественно-интуитивного взаимодействия в образовании
Некоторые мысли о развитии идей естественноинтуитивного взаимодействия в образованииМысль I (продолжение).
Объединение
• интерактивной доски
• камеры Creative* Senz3D
(или Intel® RealSense™ 3D Camera)
• Intel® Perceptual Computing SDK
(или Intel® RealSense™ SDK)
может дать крайне интересные решения
61. Мысль I. Интерактивная доска (Interactive whiteboard)
Примеры реализации похожих идейПриложение
Digital
Blackboard
https://www.youtube.com/watch?v=WV9K_z4l_J8
62. Мысль I. Интерактивная доска (Interactive whiteboard)
Примеры реализации похожих идейПриложение
Smart
ScrumBoard
https://www.youtube.com/watch?v=aLLv2zHE7qk
63. Некоторые мысли о развитии идей естественно-интуитивного взаимодействия в образовании
Некоторые мысли о развитии идей естественноинтуитивного взаимодействия в образованииМысль II. Biophilia
образовательная программа, разработанная для
вдохновения детей на использование собственных
творческих способностей в изучении музыки и наук
посредством новых технологий.
Междисциплинарная программа, использующая набор
приложений, помогающих связать вместе
различные области знаний, игровое
творчество и интерактивную сущность
сенсорного экрана
64. Некоторые мысли о развитии идей естественно-интуитивного взаимодействия в образовании
Некоторые мысли о развитии идей естественноинтуитивного взаимодействия в образованииМысль II (продолжение).
http://biophiliaeducational.org/about/
65. Некоторые мысли о развитии идей естественно-интуитивного взаимодействия в образовании
Некоторые мысли о развитии идей естественноинтуитивного взаимодействия в образованииМысль II (продолжение).
Реализация
Björk
ученые университета Исландии
учителями из городской школы Рейкьявика
Для детей с синдромом дефицита
внимания и гиперактивности,
дислексией
и другими трудностями обучения.
66. Некоторые мысли о развитии идей естественно-интуитивного взаимодействия в образовании
Некоторые мысли о развитии идей естественноинтуитивного взаимодействия в образованииМысль II (окончание).
Проект Biophilia может служить примером и дать
несколько вдохновляющих идей для разработки
аналогичных приложений с использованием идей
естественно-интуитивного взаимодействия и пакета
Intel® Perceptual Computing SDK (или Intel® RealSense™
SDK).
Подробности проекта:
http://biophiliaeducational.org/about/
.
67. Некоторые мысли о развитии идей естественно-интуитивного взаимодействия в образовании
Некоторые мысли о развитии идей естественноинтуитивного взаимодействия в образованииМысль III. Музыкальные инструменты
Stefan Sadchikov,
Drummer
призер конкурса
Intel Perceptual
Computing Challenge
https://www.youtube.com/watch?v=1r9F4SscrpI
68. Некоторые мысли о развитии идей естественно-интуитивного взаимодействия в образовании
Некоторые мысли о развитии идей естественноинтуитивного взаимодействия в образованииМысль III. Музыкальные инструменты
Drummer
еще одна
реализация
https://www.youtube.com/watch?v=XJsHkrYeds4
69. Некоторые мысли о развитии идей естественно-интуитивного взаимодействия в образовании
Некоторые мысли о развитии идей естественноинтуитивного взаимодействия в образованииМысль III. Музыкальные инструменты
Digital Piano
https://www.youtube.com/watch?v=1r9F4SscrpI
70. Некоторые мысли о развитии идей естественно-интуитивного взаимодействия в образовании
Некоторые мысли о развитии идей естественноинтуитивного взаимодействия в образованииМысль III. Терменвокс (Theremin)
Подробности:
http://en.wikipedia.org/wiki/Theremin
https://www.youtube.com/watch?v=qHBPjNZhMk8).
71. Мысль III. Терменвокс (Theremin)
Виртуальный терменвокс (Virtual Theremin) сиспользованием Intel Perceptual SDK
https://www.youtube.com/watch?v=veNBKPqJe7Y
72. Мысль III. Музыкальные инструменты
Было бы очень интересно попробоватьреализовать приложение с использованием
пакета
Intel® Perceptual Computing SDK
(или Intel® RealSense™ SDK),
позволяющее сформировать
начальные навыки игры на
различных музыкальных
инструментах.
73. Заключение
Данный в лекции обзор возможных примененийидей естественно-интуитивного взаимодействия с
компьютером в образовании не претендует на
полноту, всегда можно найти много идей вокруг
себя.
Однако есть надежда, что удалось задать некоторое
направление для поиска идей по использованию
возможностей естественно-интуитивного
взаимодействия человека с компьютером в
образовании.