CC BY
65
1. Butikov E.I. Komp'yuternoe modelirovanie v prepodavanii fiziki // Fizicheskoe obrazovanie v Vuzah. 1996. № 1. S. 35-38.
2. Tihomirov Yu.V. Universal'nyj laboratornyj praktikum po kursu fiziki na osnove komp'yu-ternyh modeley // Otkrytoe obrazovanie. 2004. № 3. S. 17-26.
3. Larionov V.V., Pichugin D.V. Akademicheskie innovatsionnye universitety v sisteme otkrytogo obrazovaniya: didakticheskie problemy fiziche-skogo praktikuma // Otkrytoe obrazovanie. 2005. № 3. S. 4-10.
4. Demina M.Yu., Polugrudova L.S. Nekotorye aspekty primeneniya komp'yuternyh tehnologiy v fizicheskom praktikume vuza // Novye informatsionnye tehnologii v obrazovanii «NIT0-2009»: tezisy dokl. Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. Ekaterinburg, 24-27 fev. 2009 g. Ekaterinburg, 2009. Ch. 1. S.71-72.
5. Polugrudova L.S., Ilyushenko E.V. Metodiche-skie ukazaniya k laboratornoy rabote po fizike «Opyt Franka i Gertsa». Syktyvkar, 2006. 8 s.
6. Demina M.Yu., Vaneev A.V., Stolypko V.A. Laboratornaya rabota po fizike «Opredelenie koeffitsienta pogloscheniya beta- i gamma-luchey veschestvom» s primeneniem komp'yu-ternogo modelirovaniya // VNTITs 2003. № 50200300889.
7. Demina M.Yu., Vaneev A.V., Stolypko V.A. Laboratornaya rabota po fizike «Opredelenie
perioda poluraspada i postoyannoy raspada himicheskogo elementa» s primeneniem
komp'yuternogo modelirovaniya // VNTITs 003. № 50200300890.
8. Demina M.Yu., Polugrudova L.S., Tutrinov V.A. Laboratornaya rabota po fizike «Opredelenie razmerov atomnyh yader» s primeneniem komp'yuternogo modelirovaniya // FGNU «Go-sudarstvennyj koordinatsionnyj tsentr informa-tsionnyh tehnologiy» 2008. №50200801674.
9. Demin A.V., Demina M.Yu., Polugrudova L.S. Laboratornaya rabota po fizike «Issledovanie difraktsii mikrochastits na otverstii» s primeneniem komp'yuternogo modelirovaniya // FGNU «Gosudarstvennyj koordinatsionnyj tsentr informatsionnyh tehnologiy» 2010. № 50201000400.
COMPUTER SIMULATION IN GENERAL PHYSICS COURSE TECHNICAL COLLEGE
M.Yu. Demina, A.V. Demin, L.S. Polugrudova
Syktyvkar Forest Institute (Branch), St. Petersburg State Forestry University Kirov, Russia, Komi Republic, Syktyvkar.
St. Petersburg State University of Information Technologies, Mechanics and Optics, Russia, St. Petersburg. e-mail: [email protected]
Examines the work of computer programs that simulate laboratory facilities for atomic and nuclear physics used in the physical laboratory schools.
Key words: physical workshop, computer simulation, atomic and nuclear physics, quantum mechanics.
УДК 004.928
АНИМАЦИОННЫЕ ПРОГРАММЫ В КУРСЕ ИНФОРМАТИКИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ГУМАНИТАРНЫХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ
Р.Б. Кончаков, М.Ю. Сидляр
Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина, Россия, г. Тамбов. е-mail: [email protected]
Описывается учебный модуль «Анимация» предмета «Информатика» и «Новые информационные технологии». Рассматриваются среды для создания мультимедийного контента: Scratch, Powtoon и Animatron. В статье подробно рассматривается работа студентов в среде Scratch по созданию проекта «Живые карты» для описания военных сражений.
Ключевые слова: анимация, обучение студентов, информатика, Scratch, Powtoon, Animatron.
Анимационный контент является одним из зрелищных элементов наполнения сети Интернет, где он используется прежде всего в рекламе и индустрии развлечений, менее в качестве технологии для инфографики. Новым и привлекающим внимание междисциплинарных специалистов является направле-
ние web-documentary, представляющее симбиоз интерактивной анимации и мультимедиа. Применение анимации оправданно и в образовательных ресурсах, связанных с гуманитарной тематикой. Однако создание компьютерной анимации требует специальных навыков и знания профильного про-
граммного обеспечения. Мотивацией для создания модуля «Анимация» стал устойчивый интерес студентов-гуманитариев к новым формам представления информации и интерактивности.
В рамках курса «Информатика» и «Новые информационные технологии» студенты Института гуманитарного и социального образования в Тамбовском государственном университете имени Г.Р. Державина изучают модуль «Анимация». В этот модуль органично вписываются многие знания, умения и навыки, изученные ранее. Несмотря на то, что основной программный продукт, при помощи которого выполняется итоговый проект, анимационная программа Scratch [1], для создания полноценной работы требуется подготовка материала и в других средах, которые описаны ниже.
Язык программирования Scratch органично сочетает в себе как основные понятия алгоритмизации (циклы, процедуры), так и общие элементы интерфейса, характерные для программ разработки интерактивной анимации. В результате работы в Scratch получается добротный и понятный обучающимся конечный продукт [2, 3]. Этот результат может быть представлен как в виде красочного рассказа (презентации), так и игры. Итоговый результат публикуется в сети Internet с последующим встраиванием в сайты (есть возможность создания проекта онлайн). Возможна доделка и коалиционная работа над проектами. Программирование идет над персонажами в виде скриптов, которые пишутся в виде блоков необходимого цвета и конструкции. Не все блоки могут вставиться друг в друга, исключая возможную ошибку. Ученик также защищен от синтаксических ошибок, а также, что немаловажно, программирование идет на национальном языке. Группа команд в Scratch отвечает за передвижение персонажа (и датчики положения), есть команды работы с текстовыми диалогами и звуковые команды, а также команды по смене костюмов. У каждого персонажа (а их может быть очень много) есть возможность подсоединить костюм и свои звуки. В Scrath есть команды ожидания, цикла для повтора действия, условия и циклы с условием, ввода данных, а также работа со строковыми переменными. Работа ведется
как с переменными как числового, так и строкового типа, так и с одномерными массивами данных. Для удобства в Scratch 2.0 предусмотрена возможность создания нового блока (с различным описанием и входными параметрами) с предварительным его определением. Эта особенность напоминает процедуры с входными параметрами. В Scratch можно делать динамические игры, так как можно легко получать информацию о касании персонажей (и даже цвета, выбранного курсором-пальцем, подобно «пипетке» из графических редакторов), а также замерять расстояние между объектами. Каждый персонаж наделен такими датчиками, что сам по себе является «роботом», проходящим лабиринт в автономном режиме (при наличии скрипта-программы), а также может получать команды от человека дистанционно (при наличии скриптов, обрабатывающих нажатия клавиш).
Наличие в Scratch собственного графического редактора персонажа (и набора собственных персонажей) позволяет делать красивые анимационные сюжеты. Scratch принимает звуковые файлы (для озвучивания каждого персонажа), а также графические файлы для фона и костюмов для дальнейшей обработки. Поэтому перед работой в Scratch нами изучается графический редактор Paint для того, чтобы уметь рисовать и корректировать растровый рисунок. В Scratch рисунки можно вставлять разные, но как оказалось, что самый лучший вариант нарисовать рисунок в графическом редакторе - импортировать его, сделав края прозрачными, обводя персонаж «ластиком». В Scratch 2.0 есть два типа графических объектов - растровый и векторный. В векторном варианте есть свои стандартные инструменты, включающие и такую опцию, как рисование на разных слоях и перемещение положения слоев. Для имитации движения можно скопировать предыдущее положение фигуры и изменить его в следующем костюме. Разумным шагом к редактированию звуковых сигналов является изучение звукового редактора Audacity (обрезка, наложение, изменение темпа и громкости звуковых файлов, удаление фрагментов и тишины), который позволяет получить и отредактировать входной звук с микрофона.
Важной особенностью любого анимационного сюжета является продумывание сцен и диалогов. Определение сцен - описание фона, начального положения и роста персонажей, их действий и задержек друг относительно друга. Продумать последовательность фраз и смену костюмов. Разумно у одного персонажа сделать несколько костюмов, чтобы лучше передать его мимику, движение рук, ног. Разделению на сцены (а также простые движения) помогает освоить мастер созданий презентаций MS Powerpoint и его опции «анимация» и подпункт «настройка анимации», где можно двигать фигуры по направлению последовательно и вместе друг с другом.
Персонажи могут двигаться одновременно, а могут последовательно. Для этого есть несколько вариантов: задержка персонажа на несколько секунд, а можно передавать управление после сделанного действия. Как только очередной ход закончен, управление переходит другой группе персонажей. Можно ставить задачу - двигаться до встречи с другим объектом, и как только пересечение состоялось - назначать следующее действие.
До ознакомления с средой Scratch нами проходятся графический редактор Paint, звуковой редактор Audacity, программа для создания презентаций MS Powerpoint. Базового знания программирования (любого изучаемого в школе языка) достаточно, чтобы сделать презентацию в Scratch. Итак, Scratch становится вершиной всего творческого процесса. Scratch, являясь алгоритмическим языком, можно рассматривать как инструмент для творчества, оставив само программирование на втором плане.
Несмотря на перечисленные преимущества Scratch, выявились некоторые минусы: рабочее поле 480*360. Напрямую вставленный рисунок (без графической обработки) при развороте на полный экран пикселизуется, что приводит к ухудшению его восприятия. Все переходы делаются с помощью программных операций: нет так называемой шкалы времени. Ролик можно просматривать только с начала, без перемоток назад. Игры в Scrath притормаживали, что не дает полностью насладиться игровым моментом, однако turbo-режим в последней версии значительно улучшил быстродействие даже online версии.
Несмотря на положительные результаты проекта, считаем, что для создания коммерческого проекта должен выступать другой программный продукт. В первую очередь, хочется сказать об Adobe Flash. Создавать на временной шкале анимацию с движением можно, а вот программирование с Action-script уже не так весело и приятно, как в Scrath. Это самое настоящее объектно-ориентированное программирование, с которым могут справиться только подготовленные студенты. Приятным сервисом для создания online-презентаций зарекомендовал себя Powtoon [4]. Большое количество внутренних персонажей и шаблонов и объектов с анимацией, включая динамическое написание текста рукой, возможность импорта рисунков и анимационных flash-персонажей, имеется механизм смены слайдов, возможность подключения музыки и дикторского голоса (возможность записать его через микрофон), работа со шкалой времени: имеется перемотка назад. Окно редактора слайдов Powtoon показано на рисунке 1.
Рис. 1. Powtoon. Окно редактора
Интерфейс напоминает Powerpoint: сверху управляющие клавиши меню, слева слайды, по центру макет окна, справа выбор персонажей, снизу - шкала времени. Минусами сервиса является его online-работа, которая не всегда бывает стабильной в режиме реального учебного процесса. Существенным ограничением является вставка одного звукового файла (хотя этот недостаток можно обойти, скомпоновав перед импортом аудио-файл с помощью Audacity), а также отсутствие работы с гиперссылками и возможностью устанавливать кнопки с действиями (но мы же делаем представление данных в виде «презентаций»), отсутствие
полнофункционального движения персонажей (нет путей перемещения объектов), долгая загрузка как наследника flash-тех-нологии.
Перспективным в отношении создания живых (с движением) online-презентаций является Animatron [5]. Этот ресурс позволяет импортировать звуки и графику в библиотеку объектов, потом расставлять объекты (и их группы) по шкале времени, увеличивать, перемещать по кривым. В Animatron можно самим создать векторные графические объекты (рис. 2). В итоге получается полноценная полноэкранная презентация, которая легко вставляется в сайты.
Мы ставили задачу: в Scratch создать динамическую презентацию о ходе военных операций. В результате получили проект «Живые карты». При разработке битвы студенты перерабатывали большое количество информации: географическая карта военных действий, предварительная расстановка участников сражения, этапы битвы, главнокомандующие, рисунки костюмов ратников нужной исторической эпохи и видов вооружения, звуковое сопровождение движения войск, результат сражения. Было обговорено, что каждая военная единица (тип вооружения) должна быть представлена в проекте. Все перемещения войск должны иметь текстовое (звуковое сопровождение) описание, а также направление перемещения «стрелочки». Перед началом работы преподаватели разделили студентов на группы, распределили темы. В самом начале работы студентам был показан пример работы в виде подбора различного материала по битве на Чудском озере (1242 г.). В отдельных каталогах были географические карты, этапы битвы, словесное описание, исторические источники, презентации, видеофильмы, картины и рисунки ратников для костюмов, звуковые файлы (для передвижения войск). Пришлось понять и устранить неточности в описании различных исторических источников, приходя к более каноническому варианту (располо-
жение войск у острова Вороний камень на Чудском озере). Было интересно понять количество участников сражения, а также боевые потери рыцарей и русских воинов, вступление и роль в битве засадного полка Александра Невского. Подробно было показано создание фона в виде карты или исторического документа, а также персонажа-спрайта на примере немецкого рыцаря и русского лучника: наличие и смена костюмов: прорисовка из существующего файла, добавление музыки, снятие музыки по условию. Третьим этапом проектирования было показано простое движение персонажей вместе с передачей данных от одного объекта другому. Использовались два типа передачи информации. Первый из них - по таймеру от начала события. Этот тип передачи информации имитирует временную ось. Все события могут стартовать от начала, но «ждать» своего действия некоторое количество секунд. Другим подходом является включение динамических касаний. Ратники идут друг на друга, определяя расстояние между собой. Когда расстояние становится близким, запускаются механизмы рукопашного боя (смена костюмов, приводящих движения с мечом). При дальнейшем движении по сценарию или количество воинов уменьшается (смена костюма или скрытие нескольких объектов), или идет разворот одной армии в другом направ-
лении (бегство). Было разобрано начало битвы: движение разведывательного отряда Да-маша Твердославовича, построение войск, движение немецкого клина, удар клина по лучникам и срединному полку. Алгоритмы касания с последующей передачей информации были подробно рассмотрены на учебных занятиях на примерах взаимодействия конников и лучников. На рисунке 3 показан пример кода программы в виде блоков для Scratch, показывающих движение рыцаря: занятие начального положения, движение и встречу с лучником с последующей передачей сигнала.
Рис. 3. Пример скрипта для объекта-рыцаря в Scratch
Разумное распределение ролей в команде предполагало следующие роли: первый человек собирает информацию: пишет сценарий и диалоги (выделяет персонажей), второй прорисовывает фоны: карты, документы, персонажи-спрайты и их костюмы для движения и вставляет их в проект, третий собирает все в итоговый Scratch-проект: настраивает задержки, условия и переходы, смену сцен и фона. Таким образом были созданы «Битва за Берлин», «Куликовская битва», «Аустерлицкое сражение», «Битва при Каннах», «Фермопильское сражение» (300 спартанцев). На рисунках 4 и 5 показаны фрагменты Куликовской битвы и битвы при Каннах.
Рис. 4. Куликовская битва Работа с проектом, в котором создаются анимированные презентации, позволяет студентам гуманитарных специальностей закрепить полученные ранее знания, учит рабо-
Рис. 5. Битва при Каннах в Scratch тать в команде, развивает творческие способности, развивает системное мышление (необходимость вычленять главное). Итоговые продукты «презентации» можно исполь-
зовать в качестве учебных пособий при изучении тем отечественной истории, истории
средних веков в средней и старшей школе.
Литература
1. Scratsh. URL: http://scratch.mit.edu/
2. Храмова М.В., Феоктистова О.А. Использование языка scratch в курсе теории и методики обучения информатики // Вестник Московского городского педагогического университета. Сер.: Информатика и информатизация образования. 2008. № 16. С. 179-181.
3. Слепенко А.Е. Применение scratch-технологии в обучении: ИКТ-компетенция на уроке истории // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. 2013. № 3 (7). С. 281-284.
4. Powtoon. URL: http://www.powtoon.com/
5. Animatron. URL: http://animatron.com/
References
1. Scratsh. URL: http://scratch.mit.edu/
2. Hramova M.V., Feoktistova O.A. Ispol'zovanie yazyka scratch v kurse teorii i metodiki obuche-niya informatiki // Vestnik Moskovskogo go-rodskogo pedagogicheskogo universiteta. Ser.:
Informatika i informatizatsiya obrazovaniya. 2008. № 16. S. 179-181.
3. Slepenko A.E. Primenenie scratch-tehnologii v obuchenii: IKT-kompetentsiya na uroke istorii // Modeli, sistemy, seti v ekonomike, tehnike, prirode i obschestve. 2013. № 3 (7). S. 281-284.
4. Powtoon. URL: http://www.powtoon.com/
5. Animatron. URL: http://animatron.com/
ANIMATION PROGRAM COURSE INFORMATION FOR STUDENTS HUMANITIES
R.B. Konchakov, M.Yu. Sidlyar
Tambov State University named after G.R. Derzhavin, Tambov, Russia. e-mail: [email protected]
Describes the training module "Animation" subject "Informatics" and "New Information Technologies." We consider the environment to create multimedia content: Scratch, Powtoon and Animatron. The article details the work of students in the medium to create Scratch project "Living Map" to describe the military battles.
Key words: animation, student learning, informatics, Scratch, Powtoon, Animatron.
УДК 004.7
ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ КОРРЕКЦИИ ФИЗИЧЕСКИХ ОТКЛОНЕНИЙ УЧАЩИХСЯ НА БАЗЕ ОБУЧАЮЩЕЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ ПРОГРАММЫ
И.И. Гузенко
Липецкий государственный педагогический университет, Россия, г. Липецк. e-mail: [email protected]
В статье рассмотрены педагогические условия, на базе которых разработан «Проект подготовки будущего педагога к коррекционной деятельности» на основе средств обучающей компьютерной программы (ОКП). Результаты исследования ориентированы на интересы педагогического коллектива высшего и среднего образования.
Ключевые слова: коррекция, обучающая компьютерная программа, профессиональная деятельность будущего педагога с помощью ОКП.
В современном образовании расширяются масштабы применения средств компьютеризации [1, 2], которые с успехом используются для оказания помощи при нарушениях двигательных функций человека. Естественно, что перспективными становятся вопросы подготовки будущего педагога к индивидуальной коррекционной деятельности для разработки здоровьесберегающих программ и средств коррекции отклонений здоровья учащихся [3]. В настоящее время в системе образования и в жизни сложилась уникаль-
ная ситуация, при которой даже дети в совершенстве могут управлять компьютерной техникой [3, 4]. Если разработать обучающую компьютерную программу коррекции нарушений опорно-двигательного аппарата учащихся, то можно привлечь их к планированию, организации и мониторингу своего состояния здоровья и реализации здоровье-сберегающей технологии.
Подобная компьютерная программа, основанная на медицинском диагнозе и при обязательном руководстве, консультации и
