Способ и средство обучения таблице умножения и самостоятельной проверке знаний таблицы умножения с использованием элементов дополненной реальности и графического носителя для ее формирования Российский патент 2019 года по МПК G09B19/02 

Изобретение относится к области обучения, а именно к запоминанию таблицы умножения с использованием аудиовизуального ряда сформированного на экране устройства с использованием элементов дополненной реальности.

Проверка знаний таблицы умножения представляет собой случайную логическую последовательность аудиовизуальных примеров таблицы умножения (100 неповторяющихся вариантов) с возможностью воспроизведения ответа путем тачкасания на экране устройства с использованием элементов дополненной реальности.

Известен способ обучения таблице умножения или деления на основе девяти матриц, обладающего двухуровневыми локальными и глобальными симметриями (патент на изобретение РФ № 2 139 575, приор. 26.02.1999, опубл. 10.10.1999, МПК G09B19/02 ).

Данный способ имеет недостатки в виде сложности обучения, а именно в необходимости первоначального обучения пользования матрицами и отсутствие возможности сопровождение процесса обучения дополнительными аудио и видео элементами. Отсутствует самостоятельная проверка знаний в игровом формате.

Известен способ обучения, включающий получение учебной информации с использованием дополненной реальности (заявка на изобретение № 2015 113 949).

Данный способ имеет следующие недостатки: сложность обучения и восприятия материала, так как отсутствует возможность деления обучающего материала на отдельные части и использование их в произвольном порядке, высокая стоимость конечного продукта при производстве целых книг, а не отдельных листов, низкая функциональность способа, в связи с использованием ограниченных технических средств, необходимость первоначального обучения пользователя. Отсутствует проверка уровня полученных знаний в использование данного способа.

Задачей изобретения является упрощение и ускорение обучения в игровом формате, проверка уровня полученных знаний, самоконтроль, повышение функциональности за счет расширения технических средств и эргономичность реализации обучению таблице умножения и самостоятельной проверке полученных знаний.

Способ обучения таблице умножения и проверке полученных знаний, включает получение учебной информации с минимально достаточным текстовым и/или иллюстративным наполнением с материального носителя и последующее пополнение полученной информации дополнительной учебно-познавательной информацией, структурированной в виде разно уровневой базы данных в памяти самостоятельного вычислительного цифрового устройства, снабженного, по меньшей мере, одной видеокамерой, с материальным носителем снабженным, по меньшей мере, одним маркером, выполненным с возможностью его считывания, запуска программы распознавания и последующей визуализации на поверхности дисплея вычислительного цифрового устройства дополнительной учебно-познавательной информации, которая соответствует считываемому маркеру, при этом дополнительную информацию визуализируют с привязкой к объекту реального мира и представляют в виде виртуальной и/или дополненной реальности, включающей, по меньшей мере, звуковой материал и/или речевой материал, в том числе на иностранном языке, и/или текстовый материал, в том числе на иностранном языке, и/или иллюстративный материал, и/или анимационный материал, расположенный в памяти цифрового устройства с возможностью индивидуального выбора, полного или частичного просмотра и многократного воспроизведения. При помощи камеры устройства и программного обеспечения дополненной реальности происходит считывание элементов графического носителя, происходит формирование элементов дополненной реальности на экране устройства в виде таблицы, а элементы дополненной реальности представляют собой таблицу, состоящую из элементов дополненной реальности размером десять на десять от единицы до десяти, где строки и столбцы озаглавлены множителями, а в ячейках таблицы находятся их произведение, в качестве обучающего материала используют заранее заданное количество вариантов графического носителя информации с возможностью его пополнения в базе данных вычислительного цифрового устройства, каждый вариант дает возможность ознакомиться с умножением от единицы до десяти.

Сами графические носители информации – маркеры представляют собой дополнительные материалы для обучения и содержат графическую и текстовую информацию, являющуюся дополнительным средством обучения. Графический носитель представляет собой изображение, нанесенное на материальный носитель и имеющий плоскую форму. (объемные фигурки, одежда и т.д.)элементы дополненной реальности. При помощи этого графического носителя устройство, оборудованное экраном для вывода информации, а также камерой и программным обеспечением дополненной реальности способно формировать. При помощи камеры устройства и программного обеспечения дополненной реальности происходит считывание элементов графического носителя, формирование элементов дополненной реальности на экране устройства в виде таблицы. Элементы дополненной реальности представляют собой таблицу, состоящую из элементов дополненной реальности размером десять на десять от единицы до десяти, где строки и столбцы озаглавлены множителями, а в ячейках таблицы находятся их произведение. В качестве обучающего материала могут использоваться заранее заданное количество вариантов графического носителя информации с возможность его пополнения в базе данных вычислительного цифрового устройства. Каждый вариант дает возможность ознакомиться с умножением от единицы до десяти. Для каждого из десяти вариантов таблицы формируется свой пользовательский интерфейс, состоящий из десяти примеров, обучающих умножению на определенную цифру. При выборе одного из примеров на экране устройства происходит выделение горизонтальных и вертикальных множителей таблицы и последующее выделение оставшихся ячеек таблицы – произведения.

Реализация способа и средства обучения таблице умножения с использованием элементов дополненной реальности и графического носителя для ее формирования на примере цифры 5.

При направлении камеры устройства с установленным программным обеспечением дополненной реальности на графическое изображение на экране устройства формируется таблица размером 10х10 состоящая из трехмерных объектов. Верхняя и левая части таблицы пронумерованы от одного до десяти. Помимо таблицы на экране устройства формируется пользовательский интерфейс, состоящий из десяти кнопок на которых изображены произведения чисел (5х1, 5х2, 5х3…5х10).

При выборе соответствующей кнопки происходит закрытие интерфейса пользователя. В соответствии с выбранным произведением чисел, начиная с левого верхнего угла происходит изменение цвета и размера элементов верхней строки и левого столбца таблицы.

В качестве примера реализации процесса рассмотрим произведение чисел «5х7». Из десяти элементов верхней строки выделяются другим цветом и размером пять элементов. Из десяти элементов крайнего левого столбца выделяются семь элементов другим цветом и размером. Далее, происходит изменение цвета и размера элементов таблицы последовательно в семи строках по пять элементов в каждой. Таким образом выделяется 35 элементов, которые через определенное время исчезают. Воспроизводится аудиосообщение, комментирующее данный пример, которое дублируется текстовой информацией на экране устройства. По завершении аудиосообщения таблица восстанавливается в первоначальное состояние, на экране устройства формируется пользовательский интерфейс, состоящий из десяти кнопок на которых изображены произведения чисел (5х1, 5х2, 5х3…5х10).

Проверка знаний выполняется при помощи камеры устройства и программного обеспечения дополненной реальности. Происходит считывание элементов графического носителя, далее, на экране устройства формируются элементы дополненной реальности вызывающие позитивную мотивацию при проверке таблицы умножения, например, трёхмерные модели одного или нескольких персонажей с запрограммированными последовательностями анимации и звуковых эффектов. Формируются элементы дополненной реальности, представляющие собой случайные непоследовательные примеры таблицы умножения (100 примеров). Для каждого из ста вариантов таблицы формируется свой пользовательский интерфейс. Пользователю задается определенное количество случайных примеров (C), каждый их которых последовательно выводится в дополненной реальности в текстовой или графической форме на одном или нескольких трехмерных объектах, а также дублируется в пользовательском интерфейсе на экране устройства. Перед началом проверки знаний количество случайных примеров (C) может быть задано изначально или выбрано пользователем самостоятельно. Так же, формируется пользовательский интерфейс для ввода данных в поле ответа, состоящий из кнопок с цифрами, кнопкой редактирования ответа и кнопки, отправляющей набранный ответ на проверку. Каждый ответ подкрепляется аудиовизуальными комментариями, оценивающими верно или, неверно был дан ответ на пример. Оценка ответов пользователя происходит по 100 бальной шкале. За каждый правильный ответ начисляется определенное количество баллов (A), которые высчитываются по формуле A=100/C, где A – количество баллов, С – количество вопросов, заданных пользователю, которые суммируются и выводятся на экране устройства пользователя с помощью дополненной реальности и/или в интерфейсе пользователя после окончания проверки знаний. Для оценки знаний пользователя, полученных в результате проверки знаний, водятся три критерия «плохо», «хорошо» и «отлично». Каждый из критериев соответствует набранному количеству баллов (A):

- «плохо» - от 0 до 70 набранных баллов;

- «хорошо» - от 70 до 99 набранных баллов;

- «отлично» - 100 набранных баллов.

Для каждого из критериев используется аудиовизуальное сопровождение, транслируемое на экране устройства пользователя как в дополненной реальности, так и в интерфейсе пользователя. После завершения проверки знаний пользователю предоставляется возможность начать все сначала.

Способ и средство обучения таблице умножения и проверке полученных знаний с использованием элементов дополненной реальности и графического носителя для их формирования позволяет проводить обучающий процесс с разделением на части с возможностью выбора любой части таблицы умножения, либо оценке своих знаний перед обучающим процессом и после него. Достигается также снижение стоимости конечного продукта путем реализации носителей графической информации на отдельных листах (продуктах любой формы).

Изобретение относится к области обучения, а именно к запоминанию таблицы умножения с использованием аудиовизуального ряда, сформированного на экране устройства, с использованием элементов дополненной реальности. Предлагаемые способ и средство обучения таблице умножения и проверке полученных знаний с использованием элементов дополненной реальности и графического носителя для их формирования позволяет проводить обучающий процесс с разделением на части с возможностью выбора любой части таблицы умножения либо оценки своих знаний перед обучающим процессом и после него. 2 н.п. и 8 з.п. ф-лы.

1. Способ обучения таблице умножения, включающий получение учебной информации с минимально достаточным текстовым и/или иллюстративным наполнением с материального носителя и последующее пополнение полученной информации дополнительной учебно-познавательной информацией, структурированной в виде разноуровневой базы данных в памяти самостоятельного вычислительного цифрового устройства, снабженного по меньшей мере одной видеокамерой, с материальным носителем, снабженным по меньшей мере одним маркером, выполненным с возможностью его считывания, запуска программы распознавания и последующей визуализации на поверхности дисплея вычислительного цифрового устройства дополнительной учебно-познавательной информации, которая соответствует считываемому маркеру, при этом дополнительную информацию визуализируют с привязкой к объекту реального мира и представляют в виде виртуальной и/или дополненной реальности, включающей, по меньшей мере, звуковой материал и/или речевой материал, в том числе на иностранном языке, и/или текстовый материал, в том числе на иностранном языке, и/или иллюстративный материал, и/или анимационный материал, расположенный в памяти цифрового устройства с возможностью индивидуального выбора, полного или частичного просмотра и многократного воспроизведения, отличающийся тем, что при помощи камеры устройства и программного обеспечения дополненной реальности происходит считывание элементов графического носителя, происходит формирование элементов дополненной реальности на экране устройства в виде таблицы, а элементы дополненной реальности представляют собой таблицу, состоящую из элементов дополненной реальности, размером десять на десять от единицы до десяти, где строки и столбцы озаглавлены множителями, а в ячейках таблицы находятся их произведения, в качестве обучающего материала используют заранее заданное количество вариантов графического носителя информации с возможностью его пополнения в базе данных вычислительного цифрового устройства, каждый вариант дает возможность ознакомиться с умножением от единицы до десяти, причем введена дополнительно проверка знаний путем наличия дополнительного маркера.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первоначально на вычислительном устройстве запускается программа распознавания, активирующая камеру цифрового устройства, которую наводят на материальный носитель информации, содержащий обучающее изображение-маркер.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что каждый материальный носитель информации выполняют в виде отдельного листа с текстовой или графической информацией, связанной с таблицей умножения, участвующей в обучающем процессе и обучающей одному из десяти вариантов таблицы умножения.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что программное обеспечение дополненной реальности содержит учебную информацию для обучения таблице умножения со своим отдельно сформированным пользовательским интерфейсом.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при выборе одного из примеров на экране устройства происходит выделение горизонтальных и вертикальных множителей таблицы и последующее выделение оставшихся ячеек таблицы - произведения.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что имеется самостоятельная проверка знаний, которая проводится по 100 бальной шкале.

7. Средство обучения, включающее отдельные материальные носители информации в виде листов с текстовым и графическим наполнением, связанным с таблицей умножения, отличающееся тем, что содержат маркер для считывания камерой самостоятельного вычислительного устройства и с запущенной программой распознавания и формирования элементов дополненной реальности, содержащей дополнительную аудиовизуальную информацию, на экране вычислительного цифрового устройства с возможностью произвольного использования в процессе обучения таблице умножения материальных носителей информации и дополнительного маркера для проверки знаний.

8. Средство по п. 7, отличающееся тем, что материальный носитель информации выполнен на отдельных листах и содержит графическую и текстовую информацию для обучения таблице умножения, а также содержит маркер, размещенный на поверхности носителя и предназначенный для считывания цифровым устройством с установленным программным обеспечением дополненной реальности.

9. Средство по п. 7, отличающееся тем, что дополнительная информация включает аудиовизуальную информацию, обучающую таблице умножения, с вариантами выбора таблицы умножения.

10. Средство по п. 7, отличающееся тем, что оно имеет дополнительный маркер, формирующий определенное заранее или указанное пользователем количество случайных вопросов проверки знаний таблицы умножения в дополненной реальности.