Мобилно приложение с добавена реалност, подпомагащо обучението по математика в средните училища | Защитена на: 01/01/1900

В днешния свят, в който ангажиращо съдържание привлича погледа от всички посоки, а продължителността на вниманието постоянно намалява благодарение на интернет навиците, става все по-важно да се намерят начини да се върне фокусът на младите хора върху съществените неща, като образованието. Това може да стане най-ефективно, като се използват същите тези вълнуващи нови технологии, които отвличат вниманието им, но в обратна посока - за да произведат интерес към задължителното учебно съдържание. В допълнение, новите технологии носят не само сензационна стойност, а и чисто практическа - често те разкриват неподозирани дотогава възможности за ефективно представяне на материала и преодоляване на трудностите, които поражда конвенционалният подход на изучаване.
Добавената реалност (Augmented reality) - интегрирането на цифрова информация в средата на потребителя в реално време - е една от тези нови технологии с огромен потенциал в областта на образованието. Днес за използването ѝ, поне в основната ѝ форма, не е необходим скъп специализиран хардуер, а е достатъчено относително евтино преносимо устройство (смартфон или таблет) с едва средни характеристики. Това позволява тя да бъде използвана масово и в много голям брой ситуации, ако бъдат разработени подходящи платформи и приложения за това. Интегрирането ѝ в цялостния процес на обучение най-после е достъпно и възможно, и работата в тази насока може да донесе преки и незабавни ползи на обществото.
Предмет на дипломната работа е изследването на съществуващите технологии за добавена реалност, с фокус върху прилагането им в сферата на обучението по математика в България.
Поставените цели са:
•    Да се проучат и анализират съществуващите инструменти за създаване на мобилни приложения с добавена реалност;
•    Да се проектира и изгради тестово приложение за подпомагане на учебния процес по математика;
•    Да се изготви план за пилотно внедряване и оценка на ефективността на приложението.
Целите на дипломната работа са постигнати чрез изпълнение на следните задачи:
•    Разгледани са основните отличителни характеристики и особености на технологията на добавената реалност;
•    Чрез анализ на учебните програми по математика са идентифицирани местата, където прилагането на технологии с добавена реалност може да се използва най-ефективно за подпомагане на учебния процес;
•    Чрез провеждането на анкета сред ученици и преподаватели са открити и приоритизирани най-полезните възможни функционалности за помощно мобилно приложение;
•    Направен е сравнителен анализ на наличните инструменти за разработка на мобилни приложения с добавена реалност, включващ инструментите Vuforia, Wikitude, Kudan, Catchoom и LayAR;
•    Идентифицирани са, на база на горното сравнение, подходящ набор от средства за реализиране на тестово приложение;
•    Проектирано е и реално имплементирано тестово приложение, използващо избраните средства и позволяващо практическа проверка на приложимостта им;
•    Идентифицирани са ключови показатели за ефективността на приложението и е  изготвен план за пилотното му внедряване и измерване на  ключовите показатели.
Чрез анализ на учебните програми по математика в средните училища идентифицирахме шести и десети клас като местата, където прилагането на технологии с добавена реалност може да се използва най-ефективно за подпомагане на учебния процес, тъй като там се изучава стереометрия. Чрез провеждане на анкета сред ученици и преподаватели открихме и приоритизирахме най-полезните възможни функционалности за помощно мобилно приложение – завъртане на фигура, мащабиране, наличие на релевантни формули и разгъвки.
В резултат от подбора на средства за имплементиране на приложението, е избраната платформата за добавена реалност Vuforia SDK, в комбинация с графичната машина Unity 3D за рендериране на триизмерни обекти, инструмента SketchUp за създаване на 3D модели от неспециалисти и библиотеката LeanTouch, улесняваща работата с жестове с пръсти върху сензорния екран на приложението.
Разработеното мобилно приложение е директно използваемо в практиката и е готово за използване от истински ученици в реален учебен процес. Чрез разработеното приложение успяхме да покажем, че добавената реалност има сериозен потенциал да носи реални ползи за образованието.