Теоретические аспекты компьютерных анимаций

Сущность, структура и функции компьютерных анимаций в учебном процессе

В настоящее время в педагогический лексикон прочно вошло понятие педагогической технологии. В толковом словаре технология определяется как совокупность приемов, применяемых в каком-либо деле, мастерстве, искусстве. По Шепелю В. М. технология — это искусство, мастерство, умение, совокупность методов обработки, изменения состояния [21]. Лихачев говорит о педагогической технологии как о совокупности психолого-педагогических установок, определяющих специальный набор и компоновку форм, методов, способов, приемов обучения, воспитательных средств; что она есть организационно-методический инструментарий педагогического процесса [10]. Педагогическая технология по Беспалько В. П. — это содержательная техника реализации учебного процесса [2].

Анализ приведенных выше определений показывает, что многие исследователи идентично трактуют сущность понятия педагогической технологии. Отличие между ними состоит лишь в том, насколько широко раскрывается данное понятие. В данном исследовании предпочтение отдается определению педагогических технологий Б. Т. Лихачева.

В структуру педагогической технологии входят (П.И. Пидкасистый):

• — организация учебного процесса;
• — методы и формы учебной деятельности учащихся;
• — деятельность учителя по управлению процессом усвоения материала;
• — диагностика учебного процесса [12].

Как и любая технология, педагогическая технология представляет собой процесс, при котором происходит качественное изменение воздействия на обучаемого. Педагогическую технологию можно представить следующей формулой:

ПТ = цели + задачи + содержание + методы (приемы, средства) + формы обучения [3].

В истории дидактики сложились различные классификации методов обучения, мы приведем классификацию по источнику получения знаний:

• 1. словесные;
• 2. наглядные:
• 3. демонстрация плакатов, схем, таблиц, диаграмм, моделей;
• 4. использование технических средств;
• 5. просмотр кинои телепрограмм.
• 6. практические:
• 7. практические задания;
• 8. тренинги;
• 9. деловые игры;
• 10. анализ и решение конфликтных ситуаций и т. д. [8]. В метод обучения игра превращается при условиях:
  • — наполнения технологии определенным содержанием;
  • — придания содержанию дидактического смысла;
  • — наличия мотивации обучаемых;
  • — установления дидактических связей с другими методами обучения [5].

В отличие от игр вообще педагогическая игра обладает существенным признаком — четко поставленной целью обучения и соответствующим ей педагогическим результатом, которые могут быть обоснованы, выделены в явном виде и характеризуются учебно-познавательной направленностью.

Согласно классификации Г. К. Селевко, педагогические технологии по преобладающему (доминирующему) методу различаются на:

Игровые.

Догматические, репродуктивные. Объяснительно-иллюстративные. Развивающее обучение.

Проблемные, поисковые. Программированное обучение. Диалогические.

Творческие. Саморазвивающее обучение.

Информационные (компьютерные) [18].

М. Новик, выделяет неимитационные и имитационные и формы (виды) занятия.

Характерной чертой неимитационных занятий является отсутствие модели изучаемого процесса или деятельности. Активизация обучения осуществляется через установление прямых и обратных связей между преподавателем и обучаемыми.

Отличительной чертой имитационных занятий является наличие модели изучаемого процесса (имитация индивидуальной или коллективной профессиональной деятельности). Особенность имитационных методов — разделение их на игровые и неигровые. Методы, при реализации которых обучаемые должны играть определенные роли, относятся к игровым [19].

М. Новик указывает на их высокий эффект при усвоении материала, поскольку достигается существенное приближение учебного материала к конкретной практической или профессиональной деятельности. При этом значительно усиливаются мотивация и активность обучения [13].

Исходя из данных выше определений и классификаций, мы можем сделать вывод, что игровые технологии являются составной частью педагогических технологий. Таким образом, педагогическая технология, доминирующим методом обучения в которой является игра, есть игровая технология.

Использование компьютерных обучающих игр в учебном процессе относится к игровым технологиям. Игра, есть вид развивающей деятельности, форма освоения социального опыта, одна из сложных способностей человека. Д. Б. Эльконин указал, что первые игры возникли еще в первобытных общинах [2]. Они выступали как средство обучения, передачи информации, наделяясь высшим магическим смыслом для обеспечения защитной функции перед силами природы. Со временем в играх появляются две основные разновидности: театрализованные игры, 398 В виде различных представлений, и спортивные игры. Игра становится важнейшей частью досуга народа. В начале XX века большое значение отводится детской игре. Появляются работы К. Гросса, В. Л. Штерна, К. Л. Бюлера, З. Я. Фрейда, Й. Хейзинга и др., в которых детская игра рассматривается как душевная жизнь ребенка; «заря серьезного инстинкта»; деятельность, сопровождающаяся функциональным удовольствием; практика развития и т. п.

Таким образом, анализируя труды данных авторов можно заключить, что детская игра — это определенный вид деятельности в условиях ситуаций, направленных на воссоздание и усвоение общественного опыта, в котором складывается и совершенствуется самоуправление поведением. В настоящее время игра приобретает большое значение в подготовке не только дошкольников и младших школьников, но и в обучении подростков, студентов, а также при переподготовке взрослых. В современной педагогике появляется понятие игровая технология. Под игровыми технологиями понимается достаточно обширная группа методов и приемов организации учебного процесса [3].

Использование игровых технологий в процессе обучения школы и вуза было довольно ограничено. В современном процессе обучения, уделяющему большее внимание активизации и повышению эффективности образования, включение в игровую деятельность используют нередко. Как правило, игровая деятельность используется в следующих случаях: 1) для освоения понятия, темы и даже раздела учебного предмета; 2) как элементы более обширной технологии; 3) в качестве урока или его части; 4) как технология внеклассной работы. Использование игровых приемов на уроках позволяет в игровой форме вызвать мотивацию и стимулирования учащихся к учебной деятельности. В подготовке урока с использованием игровых приемов, элементов и ситуаций необходимо определиться в направлении их использования: 1) дидактическая цель в форме игровой задачи; 2) учебный материал используется в качестве средства обучения; 3) учебная деятельность подчиняется правилам игры; 4) введение соревнования в ход урока, и тем самым переход дидактических задач в разряд игровых; 5) связь игрового результата с успешным выполнением дидактического задания. К игровым технологиям также относят и компьютерные обучающие игры.

При отборе компьютерных игр для процесса обучения необходимо учитывать эргономические требования. Основным эргономическим требованием является требование обеспечения гуманного отношения к играющему означающее: 1) организацию в компьютерной игре дружественного интерфейса; 2) обеспечение возможности использования играющим необходимых справок, подсказок или методических указаний; 3) обеспечение возможности выбора последовательности и темпа работы. Отметим, что любую компьютерную игру, применяемую в учебном процессе необходимо проанализировать и определить [4]:

• 1) На каком этапе урока применяется данная игра?
• 2) Каковы учебные цели, лежащие в основе игры?
• 3) Какой из методов классического обучения может поддерживать игра?
• 4) Удовлетворяет ли материал, содержащийся в игре, требованиям содержания и адекватности материала, ранее приобретенным знаниям, умениям и навыкам?
• 5) Обеспечивает ли игра обратную связь от обучаемого к компьютеру и возможность адаптации полученных знаний?
• 6) Учитываются ли психофизиологические особенности учащегося?
• 7) Соответствуют ли способы управления в игре индивидуализации обучения? И только если у вас есть ответы на данные вопросы, то вы можете приступать к разработке компьютерных обучающих игр или к их отбору из ранее разработанных. Компьютерные игры, которые можно применять в обучении, представлены многими жанрами. В статье Думиньш А. А., Зайцевой Л. В. «Компьютерные игры в обучении и технологии их разработки» [5], авторы приводят следующие жанры компьютерных обучающих игр: игры с приключениями, игры, основанные на действиях пользователя, стратегические игры и игры на основе моделирования, ролевые игры и другие. Кроме этого, при классификации обучающих игр они предлагают использовать древовидную структуру, включающую четыре уровня: 1-ый уровень — возраст учащегося (например, дети 5−6 лет, школьники 7-го класса, студенты 2-го курса); 2-ой уровень — учебная дисциплина, для изучения которой предназначена игра; 3-ий уровень — тема учебной дисциплины; 4-ый уровень — в зависимости от вида игры Другой подход в проектировании компьютерных обучающих игр предлагается в статье Шабалиной О. А. «Разработка обучающих компьютерных игр: как сохранить баланс между обучающей и игровой компонентой?» [6]. Автор считает, что ключевой характеристикой качества обучающей игры должно быть сохранение баланса игровой и обучающей компоненты. В статье приведен анализ подходов к интеграции обучающих и игровых компонентов. На основании этого анализа можно выделить четыре способа организации сценариев в обучающих играх: 1) обучающий сценарий; 2) обучающий сценарий с элементами игры; 3) независимые игровой и обучающий сценарии; 4) игровой сценарий с элементами обучения. Каждый из данных сценариев можно применять при проектировании обучающих игр, но для наибольшей эффективности качества обучения, автор предлагает использовать модель комбинированного сценария.

То есть, игровые и обучающие задания будут выполняться одновременно, что позволит обеспечить баланс игровой и обучающей компоненты. «В этом случае игрок будет стремиться к достижению игровой цели, но при этом он неявно будет стремиться к достижению цели обучения, т. е. игровая цель будет достигаться как цель обучения», — пишет автор [6]. Так как целью создания нашей компьютерной игры является повышение мотивации учащихся к предмету, то при ее проектировании комбинированный сценарий будет для нас наиболее оптимальным. У учащихся появится большое желание пройти игру (мотивационная составляющая), но при этом им необходимо будет получать знания по предмету (обучающая составляющая). Таким образом, цель, поставленная в игре, будет достигнута в результате обучения. Для разработки компьютерных игр используются различные технологии: различные языки программирования, игровые ядра (движки), мультимедийные платформы и т. д. Выбор той или иной технологии в первую очередь зависит от цели и сценария игры (2D или 3D-графика, мультимедиа возможности, наличие базы данных, подключение периферийных устройств и т. д.). Так же необходимо учитывать и образовательную цель игры. Так, например, если игра предназначена для изучения языка программирования С++, то и написать ее лучше на данном языке. Таким образом, компьютерная игра будет служить демонстрационным примером, и показывать обучаемым все возможности изучаемого языка. Поэтому можно считать, 400что с точки зрения методики обучения информатике, игра может служить примером комплексного интегрированного задания, являющегося наглядной практической задачей, в котором обеспечивается связь всех знаний полученных при изучении информатики в школе или вузе, а также мотивационной составляющей изучения предмета.

Причем это касается как школьников основной, средней и профильной школы, так и студентов средних специальных и высших учебных заведений. Подробно технология разработки компьютерных игр была описана в статье Думиньш А. А., Зайцевой Л. В. [5]. В ней авторы сравнивают технологии для разработки компьютерных игр, такие как: Flаsh; Jаvа; АJАX; HTML, CSS; Unity; Silverlight; Shockwаve по следующим признакам: простота кода; доступность технологии; совместимость с операционными системами для разработки; поддержка графики; поддержка аудио, видео; несовместимость браузеров и т. п. Кроме этого нами были проанализированы такие языки программирования как: PаscаlАBC, VisuаlBаsic, С++, JаvаScript по тем же критериям, а так же готовые игровые движки по созданию компьютерных игр, такие как Unity 3D; Torque 2D/3D; CryEngine 3; UDK (Unreаl Development Kit); Plаyground SDK по таким признакам как: лицензия (платный или бесплатный); открытость кода; используемые языки программирования; порог вхождения и дизайн. В результате сравнения можно сделать вывод, что однозначно назвать лучшую технологию для создания компьютерных игр невозможно. Выбор, прежде всего, зависит от наличия доступных ресурсов, для каких устройств она предназначена (планшеты, мобильные или стационарные), от стратегии игры, от требований к аппаратуре и т. п. Отметим, что у авторов данной статьи есть большой опыт разработки программных образовательных средств на разных языках программирования (VisuаlBаsic, Delphi, C/С++, C#, R, JаvаScript, АctionScript,.

PHP, АJАX и др.), а так же с помощью готовых игровых движков (Unity 3D, Plаyground SDK), кроме этого есть большой опыт в методике обучения информатике, в том числе и программированию, как в высшей школе, так и в основной, средней и профильной школах [7−9].

Поэтому, при разработке обучающей компьютерной игры был предложен ряд критериев: 1) игра должна быть красочная, динамичная, с известной сюжетной линией; 2) в игре должны быть представлены как обучаемые материалы в различных формах представления (текст, видео, графика, анимация и т. п.) так и разнообразные формы контроля знаний (тесты с закрытой и открытой формой ответов, сравнение, установление взаимосвязи, соотношений и т. п.); 3) игра должна представлять иерархическую структуру, то есть состоять из нескольких уровней, зависимых между собой; 4) результаты контроля знаний должны фиксироваться, отражаться и учитываться в процессе игры; 5) в игре должна быть предоставлена возможность получения дополнительных знаний для дальнейшего стимула прохождения игры. 6) игра должна служить демонстрационным примером возможностей языков программирования и стимулировать обучаемых к дальнейшему изучению языков. Поэтому для разработки игры была выбрана технология Flаsh, со встроенным языком программирования АctionScript. Данная технология позволяет работать с различными видами графики, в том числе с векторной; поддерживает покадровую анимацию, анимацию движения (motion), анимацию превращения (shаpe); поддерживает использование нескольких объектов интерактивности; позволяет импортировать различные графические и видео объекты; обеспечивает возможность подключения синхронного звукового сопровождения; позволяет экспортировать разработанные ресурсы в различные форматы; использовать мощный объектноориентированный язык программирования и т. д. Кроме этого, ряд исследований показали, что язык программирования АctionScript, встроенный в технологию Flаsh, является наиболее подходящим для обучения школьников программированию [10].