Microsoft Kinect – primjena u nastavi matematike

darkoR_zvjezdanaM

Darko Rakić i Zvjezdana Martinec

Ideju o primjeni Microsoft Kinecta u nastavi matematike pokrenuo je kolega Darko Rakić, učitelj informatike u OŠ Popovača. Kolega Rakić bio je na Seminaru za učitelje i nastavnike informatike „Računalo u školi“, održanom u Solarisu u rujnu 2012. Tamo se upoznao s uređajem Kinect te naučio kako se koristi Kinectova aplikacija s matematičkim zadacima, koju je izradila tvrtka Citus d.o.o. Nedugo nakon seminara, Kinect uređaj i aplikacija dolaze u našu školu u sklopu pilot-projekta. Dogovorili smo tjedan Kinect kutova, tako da svaki razredni odjel u kojem predajem matematiku ima po jedan sat nastave uz primjenu Kinecta.

Kinect uređaj

Za korištenje spomenute aplikacije trebate imati računalo s operacijskim sustavom Windows 7 i Microsoftov Kinect uređaj. Microsoft je razvio tehnologiju za igranje pokretima (engl. motion based gaming). Kontroler je out, a sam igrač je in. “Vi ste kontroler”, rekli su u Microsoftu. Jedan uređaj s nekoliko kamera i senzora te s pomno napisanim softverom, prenositi će vaše pokrete u virtualnu stvarnost u realnom vremenu bez potrebe da u ruci držite ikakav kontroler. Uređaj je nazvan Kinect, implicirajući pritom na kinetičku energiju i povezivanje s virtualnom stvarnošću.

slika1Slika 1. Microsoft Kinect

Za preciznu detekciju pokreta i glasa zaslužna je postava kamera i naprednih mikrofona, sposobnih da se fokusiraju na vaš glas i isključe pritom pozadinske zvukove. U uređaj su ugrađene tri različite vrste kamera. U sredini uređaja je standardna RGB kamera, rezolucije 640×480 s podrškom za 32-bitnu boju te praćenje pokreta pomoću 30 sličica u sekundi. Druge dvije okolne kamere su senzori za detekciju dubine od kojih je jedna zapravo infracrveni projektor koji takvu detekciju omogućuje u raznim uvjetima osvjetljenja. Zanimljivo je što zbog infracrvenog projektora Kinect bez problema detektira pokrete i u mraku, međutim, tada RGB kamera ne može raditi svoj posao. Uostalom, tko želi igrati igre na Kinectu u mrklom mraku?

Iako je sam uređaj tehnološki impresivan komad hardvera, prava zvijezda je zapravo softver, odnosno programski kod koji sve te informacije o dubini, pokretima i glasu interpretira i prikazuje u nama jasnom obliku, odnosno prebacuje u virtualni svijet igara. Kinect je sposoban prepoznati lice i automatski vas prijaviti. To radi poprilično dobro, no za kalibraciju lica trebate proći dugotrajan test u kojemu se od vas traži da šećete po virtualnom prostoru, radeći pritom čudne poze, zadnji put viđene u disco klubovima sedamdesetih.

Važno je spomenuti da Kinect traži zaista puno prostora. Uređaj vas upozorava da pogledate u svim smjerovima i oslobodite prostor koliko god je to moguće. Potrebno je najmanje 1.8 metara slobodnog prostora ispred ekrana da biste uopće mogli koristiti sustav, a računajte i na po jedan metar slobodnog prostora sa svake strane. Preporuča se zapravo da budete oko 2.5 do 3 metra udaljeni od ekrana, a 1.8 metara zaista je minimum minimuma, i na toj udaljenosti nećete moći igrati igrice u dvoje (osim ako dva igrača ne igraju naizmjence).

Kinect lako prepoznaje glas, odnosno glasovne naredbe, neovisno o naglasku, brzini govora i pozadinskim zvukovima. Drugi način navigacije sustavom je pokretom ruku. Kako biste izabrali nešto na ekranu, morate pomakom ruke natjerati pokazivač na ekranu na željeni izbor. Nakon toga morate ruku zadržati u toj pozi oko dvije sekunde i tada ste izabrali ono što ste željeli.

Fascinantno je vidjeti kako precizno i brzo Kinect detektira ljudski pokret i istovremeno ga prebacuje u igru. Uređaj je pronašao svoju primjenu u različitim sferama svakodnevnog života, od sporta, medicine do obrazovanja itd. Microsoft je u veljači 2012. izdao službene upravljačke programe, SDK i Kinect uređaj za osobna računala s operacijskim sustavom Windows, pa razvojni timovi iz svijeta video igara te dizajneri korisničkih sučelja tek trebaju pronaći način da u potpunosti iskoriste tu novu tehnologiju.

Za sve one koji žele saznati više o Kinectu, pogledajte na: Kinect for Windows SDK Quickstarts.

Primjena Kinecta u nastavi – aplikacija Kinect Kutovi

Zajedno s uređajem, škola je dobila obrazovni računalni program Kinect Kutovi, koji je razvila je tvrtka CITUS d.o.o. prema idejama prof. Davida Rentona, s Reid Kerr College iz Škotske. Tim tvrtke CITUS je u sklopu programa Microsoft Partners in Learning i u suradnji s učiteljima iz Udruge ,,Suradnici u učenju” tehnički prilagodio, doradio i lokalizirao izvornu aplikaciju za potrebe našeg školstva. Instalacijski program dostupan je ovdje.

slika2Kroz igru, učenici mogu određivati veličine kutova u stupnjevima, uvježbati postotke, decimalne brojeve i razlomke kao dijelove kruga, ili utvrditi poznavanje strana svijeta.

Slika 2. Izgled naslovnog ekrana aplikacije Kinect Kutovi

Igra omogućava odabir samo jedne vrste zadataka ili kombinaciju svih vrsta zadataka. Zadaci su prema težini raspoređeni u tri kategorije: lagano, srednje i teško. Postoje i dvije opcije igru: za ljevake i za dešnjake. Na početku odabiremo broj pitanja na koje ćemo odgovarati i vremenski rok u kojem želimo dobiti odgovor na pojedino pitanje.

Kinect Kutovi aplikacija je koja učenicima omogućuje individualan rad ili rad u parovima. Cilj je postići što bolji rezultat, odnosno sakupiti što više. Aplikacija omogućava i međusobno slika3natjecanje učenika, što je njima velika motivacija. Napominjem da je svim mojim učenicima ovo bio prvi susret s Kinectom i da su sve zadatke rješavali na razini teško te postizali visoke rezultate poput iskusnih kinektaša.

Slika 3. Učitelj daje upute kako pravilno koristiti program

Zadaci s veličinom kutova

S učenicima razrednog odjela 5.a i 5.c rješavali smo zadatke s određivanjem veličine kuta. Nakon pokretanja aplikacije Stupnjevi, na ekranu se pokazuje zadatak sa zadanom veličinom kuta, primjerice 100°. Na ekranu se ocrtava puni krug, a učenici stoje pred Kinectom i računalom te rukama mora pokazati koliki je to kut. Kako učenik pomiče ruku tako se na ekranu ocrtava kut koji pokazuje. U igri je pobijedio onaj učenik koji je točnije pokazao veličinu kuta.

slika4slika5
Slika 4. Učenice pokušavaju što bolje odrediti kut  Slika 5. Pobjednik ide u drugi krug igre

Na ovaj način učenici uvježbavaju svoje znanje o veličinama kutova na jedan novi, zabavniji način. Dok se dvoje učenika natjecalo, ostali su sudjelovali u igri tako da su trebali što prije odrediti vrstu kuta koji se je pslika6ojavio na ploči. Primjerice, za kut veličine 120°, trebalo je podići ruku i reći: zadani kut je tupi. Nakon što su svi učenici igrali, pobjednici prvog kruga igre ušli su u drugi krug, pobjednici drugog u treći i tako dalje sve dok nismo dobili pobjednika razreda.

Slika 6. Cijeli razred sudjeluje u računanju

Zadaci s razlomcima i decimalnim brojevima

S učenicima 6.a razrednog odjela rješavali smo zadatke s razlomcima. Aplikacija za razlomke učeniku zadaje razlomak, primjerice 1/2. Na ekranu se vidi puni krug koji označava 1 cijelo odnosno 1/1. Učenik stoji pred Kinectom i računalom te pomiče ruku i na ekranu ocrtava dio kruga koji predstavlja zadani razlomak.

Razlomci i njihovo vizualno predočavanje nekim učenicima su teški, pa na ovaj način oni mogu lakše shvatiti pojam razlomka i njegov prikaz kao dijela kruga. Zadaci s decimalnim brojevima napravljeni su na sličan način kao s razlomcima, jedino što se učenicima zadaje decimalni broj, primjerice 0.75.

Slika8Slika7
Slike 7.i 8. S razlomcima je bilo malo muke

Način igre ponovili smo kao i u petim razredima, dakle natjecateljski duh potaknut na maksimum. Za vrijeme igre učenici šestih razreda koji su bili u publici trebali su što prije skratiti zadani razlomak. Npr. pojavi se 16/48, treba podići ruku i reći to je 1/3. Učenik koji se je najviše puta javio dobio je peticu iz aktivnosti. Na taj način pomogli smo natjecateljima, a pažnju ostatka razreda držali na nivou.

Zadaci s postocima

S učenicima 7. a razrednog odjela rješavali smo zadatke s postocima. Program zadaje broj u obliku postotka, npr. 35%. Aplikacija ocrtava puni krug što označava 100%. Učenik stoji pred Kinectom i računalom te za zadani postotak mora rukom pokazati koliko zadani postotak iznosi od 100%. Cijeli razred je uključen u učenje kroz promatranje i procjenu rezultata, tako da su time uključene različite metode poučavanja. Ovaj način promovira aktivno učenje, jer su učenici i fizički uključeni u proces učenja.

Zadaci sa stranama svijeta

Aplikacija učeniku zadaje neku od glavnih ili sporednih strana svijeta, primjerice sjeverozapad. Na ekranu se pojavljuje krug koji predstavlja uobičajeni kompas na kojemu je potrebno pokazati gdje se nalazi tražena strana svijeta. Učenik stoji pred Kinectom i računalom te za zadanu stranu svijeta mora rukom pokazati smjer u kojem se ona nalazi. Cilj je dati točan položaj tražene strane svijeta.

Zaključak

Na kraju nastavnog sata učenicima smo podijelili anketne listiće sa sljedećim pitanjima:

  1. Kako vam se svidjela primjena Microsoft Kinecta u nastavi matematike?
  2. Što vam se najviše svidjelo, a što nije bilo dobro?
  3. Jesu li vam informatička znanja pomogla u razumijevanju matematičkih pojmova i na koji način?
  4. Ocijenite današnji sat integrirane nastave informatike i matematike ocjenom od 1 do 5.
  5. Jeste li na ovom satu bili aktivniji ili pasivniji nego inače?
  6. Napiši dodatni komentar.

U anketi je sudjelovalo 86 učenika, a nastavni sat dobio je 71 odličnu ocjenu, 6 vrlo dobrih, 4 dobre, 4 dovoljne i 1 negativnu ocjenu. Srednja ocjena: 4.65. 54% učenika smatra da su im pomogla informatička znanja, a 84% smatra da su bili aktivniji nego inače. Samo njih 3.5% izjavilo je da im se ne sviđa primjena Kinecta u nastavi matematike. Pokazalo se da ovakav način učenja djecu motivira i zabavlja. Neki od komentara učenika su: super,najbolji sat ikad, odlično, zanimljivo, jako mi se svidjelo, dobro je kada sam pobijedila, loše kada sam izgubila, bila sam aktivnija jer me zanimalo, trebam više razmišljati, slično je kao i interaktivna ploča.

Video i fotografije o održanim nastavnim satima s primjenom Microsoft Kinecta možete pogledati na mrežnoj stranici škole OŠ Popovača.

Literatura:

  1. Digitalni časopis: Pogled kroz prozor
  2. Microsoft Kinect- primjena u nastavi , Ivan Curić, mag. inf. i Gordana Sokol, dipl. informatičarka
  3. Recenzija Igora Belana objavljena 27. prosinca 2010.
Oglasi

O autoru Pogled kroz prozor

Digitalni časopis za obrazovne stručnjake, pišu ga učitelji i nastavnici.
Ovaj unos je objavljen u Primjeri dobre prakse i označen sa , , , , , . Bookmarkirajte stalnu vezu.

Jedan odgovor na Microsoft Kinect – primjena u nastavi matematike

  1. Povratni ping: Profesionalni razvoj | Pogled kroz prozor

Komentari su zatvoreni.