PSYCHOLOGICAL AND PEDAGOGICAL FUNDAMENTALS OF INTRODUCING AUGMENTED REALITY IN TEACHING PHYSICS

Authors

DOI:

https://doi.org/10.32782/cusu-pmtp-2024-2-16

Keywords:

augmented reality, modern learning technologies, educational process in physics, methodical approaches to learning physics, immersive learning technologies

Abstract

The article explores the psychological and pedagogical foundations for the implementation of augmented reality (AR) tools in the educational process of physics. The authors provide a detailed analysis of how augmented reality and mobile augmented reality (MAR) technologies affect students' cognitive processes. Attention is given to the features of organizing the educational process where AR tools are used, as well as to the issues of adapting educational materials to new visual and interactive forms of information presentation. The article argues that augmented reality tools contribute to the creation of a more dynamic and accessible environment for studying complex physical phenomena, facilitate the comprehension of abstract concepts through visualization, and create a unique communicative environment that combines the strengths of traditional learning and virtual environments, promoting the development of critical thinking and creative abilities. From a pedagogical theory perspective, AR technologies enable a differentiated approach to learning, providing opportunities for individualization of the learning process. It is noted that students with different learning styles, such as visual or kinesthetic, as well as those of various age groups, receive equal opportunities for mastering the material. The article also positively evaluates the increase in students’ motivation to study physics due to the interactivity and novelty of AR technologies, which create an immersive effect. The article also addresses the practical aspects of integrating augmented reality into education. Examples of using tools from platforms such as BookVAR ARBook, which can be applied in physics lessons, are described, and potential challenges that educators may face when implementing this technology are discussed. The conclusions of the article emphasize the significant potential of augmented reality as a tool for enhancing the quality of physics education, while highlighting the importance of considering psychological and pedagogical aspects to achieve maximum effectiveness in the implementation of these innovative technologies.

References

Renevier P., Nigay L. Mobile collaborative augmented reality: The augmented stroll. Proc. 8th IFIP Int. Conf. Eng. Human-Comput. Interaction (EHCI), London, U.K., 2001, pp. 299–316. URL: http://dl.acm.org/citation.cfm?id=645350.650720 (дата звернення 27.08.2024).

Kock T. The future directions of mobile augmented reality applications. Proc. PIXEL, 2010, pp. 1–10.

Azuma R., Baillot Y., Behringer R., Feiner S., Julier S., MacIntyre B. Recent advances in augmented reality. IEEE Comput. Graph. Appl., vol. 21, no. 6, pp. 34–47, 2001.

Azuma R. T. A survey of augmented reality. Presence, Teleoper. Virtual Environ., vol. 6, no. 4, pp. 355–385, 1997. http://dx.doi.org/10.1162/pres.1997.6.4.355.

Karimi H. A., Hammad A., Eds. Telegeoinformatics: Location-Based Computing and Services. Boca Raton, FL, USA: CRC Press, 2004.

Shi B., Yang J., Huang Z., Hui P.,Of loading guidelines for augmented reality applications on wearable devices. Proc. 23rd ACM Int. Conf. Multimedia (MM), New York, NY, USA, 2015, pp. 1271–1274. http://doi.acm.org/10.1145/2733373.2806402.

Ткачук В.В., Семеріков С.О., Єчкало Ю.В., Маркова О.М., Мінтій М.М. Засоби розробки доповненої реальності для Web: порівняльний аналіз. Фізико-математична освіта. 2020. Випуск 2(24). С. 159–167. URL: https://fmo-journal.fizmatsspu.sumy.ua/journals/2020-v2-24/2020_2-24-Tkachuk-Semerikov_FMO.pdf (дата звернення 27.08.2024).

Гончарова Н. О. Технологія доповненої реальності в підручниках нового покоління. Проблеми сучасного підручника. 2019. № 22. С. 46–56. https://doi.org/10.32405/2411-1309-2019-22-46-56.

Литвинова С. Г. Використання сервісу доповненої реальності Blippbuider учителями природничо‐математичних предметів в освітній практиці. Науковий вісник Ужгородського університету. Серія: «Педагогіка. Соціальна робота». 2023. Випуск 1 (52). С. 98–105.

Литвинова С.Г. Створення цифрового освітнього контенту з доповненою реальністю: сервіс Blippbuilder: посібник. Київ: ІЦО НАПН України, 2022. 96 с. URL: https://lib.iitta.gov.ua/id/eprint/733833/1/%D0%9F%D0%BE%D1%81%D1%96%D0%B1%D0%BD%D0%B8%D0%BA%20Blipper-2022-%D0%9B%D0%B8%D1%82.pdf (дата звернення 27.08.2024).

Сороко Н.В. Функції доповненої реальності для підтримки STEAM освіти в закладах загальної освіти. Фізико-математична освіта. 2021. Випуск 3(29). С. 24–30. URL: https://fmo-journal.org/index.php/fmo/article/view/72 (дата звернення 27.08.2024).

Використання засобів доповненої та віртуальної реальностей в навчальному середовищі закладів загальної середньої освіти: методичні рекомендації / С. Г. Литвинова, Н. В. Сороко, Ю. М. Богачков, О. О. Гриб’юк, Н. П. Дементієвська, О. М. Соколюк, О. В. Слободяник, П. С. Ухань / за наук. ред. С. Г. Литвинової. К. : ІЦО НАПН України, 2022. 74 с. URL: https://lib.iitta.gov.ua/id/eprint/734430/1/%D0%9C%D0%95%D0%A2%D0%9E%D0%94%D0%98%D0%A7%D0%9D%D0%86%20%D0%A0%D0%95%D0%9A%D0%9E%D0%9C%D0%95%D0%9D%D0%94%D0%90%D0%A6%D0%86%D0%87-%202023.pdf (дата звернення 27.08.2024).

Bower M., Howe C., McCredie N., Robinson A., Grover D. Augmented reality in education_Cases, places and potentials. Edu. Media Int., 2014. vol. 51, no. 1, pp. 1–15.

Koutromanos G., Sofos A., Avraamidou L. The use of augmented reality games in education: A review of the literature. Edu. Media Int., 2015. vol. 52, no. 4, pp. 253–271. http://dx.doi.org/10.1080/09523987.2015.1125988.

Salnyk I., Grin L., Yefimov D., Beztsinna Zh. The Future of Higher Education: Implementation of Virtual and Augmented Reality in the Educational Process. Futurity Education, 2023. 3(3). P. 46–61. https://doi.org/10.57125/FED.2023.09.25.03.

Kiyokawa K., Billinghurst M., Hayes S., Gupta A., Sannohe Y., Kato H. (2002) Communication Behaviors of Co-Located Users in Collaborative AR Interfaces. Proceedings of the IEEE and ACM International Symposium on Mixed and Augmented Reality (ISMAR 2002), 30 Sept. – 1 Oct., 2002, Darmstadt, Germany, IEEE Press, Los Alamitos, CA, pp. 139–148.

Сальник І., Фоменко О. Імерсивні технологій в умовах дистанційного та змішаного навчання. Фізика та освітні технології, 2023, (2), 36–44. https://doi.org/10.32782/pet-2023-2-5.

Milgram P., Kishin F. A. Taxonomy of Mixed Reality Visual Displays. IECE Trans. on Information and Systems (Special Issue on Networked Reality), 1994. vol. E77-D, no.12, pp.1321–1329.

Bookvar. Освіта у віртуальній і доповненій реальності. URL: https://flexreality.pro/ua/proekt-dlyaobrazovaniya-v-dopolnennoj-realnosti/ (дата звернення 27.08.2024).

Фізика (рівень стандарту, за навчальною програмою авторського колективу під керівництвом В. М. Локтєва). Підручник для 10 класу закладів загальної середньої освіти (автори Бар’яхтар В.Г., Довгий С.О., Божинова Ф.Я., Кірюхіна О.А.), ТОВ «Видавництво «Ранок», 2018. 272 c.

Published

2024-12-03