CC BY
77
УДК 378.147
ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ ЭЛЕКТРОННЫХ АЛЬБОМОВ СХЕМ
В.М. КОРНЕЕВ
Статья представлена доктором технических наук, профессором Лебедевым А.М.
В статье представлен опыт использования электронных альбомов схем по конструкции и эксплуатации воздушных судов для обучения авиаспециалистов гражданской авиации.
Ключевые слова: электронный альбм, агрегаты, кадры, информационный материал.
"Компьютерная революция" принесла в сферу обучения не только новые технические, но и дидактические возможности. Это - доступность ЭВМ, простота диалогового общения и, конечно же, графика.
Одним из инструментов, позволяющих повысить уровень восприятия информации, является его представление в виде альтернативном текстовому. Таким инструментом являются таблицы, схемы и анимация. Также полезным является подборка основных или даже всех схем учебной дисциплины вместе с сопровождающими определениями и пояснениями в альбом схем. Электронный альбом при наличии компьютерного проектора улучшит наглядность преставления учебного материала при проведении групповых занятий, а при самостоятельной работе обучаемых с электронным альбомом схем путем беглого просмотра быстро освежит в памяти лекционный учебный материал или, при первом знакомстве, позволит получить некоторое базовое представление о сути предмета.
Применение электронных альбомов схем позволяет не только увеличить скорость передачи информации обучаемому и повысить уровень ее понимания, но и способствует развитию таких важных для авиаспециалиста качеств, как интуиция и образное мышление.
Электронный альбом схем состоит из набора кадров (страниц). Кадрами могут быть графические и тестовые экраны, анимационные ролики, видеоклипы, демонстрационные программы и т.п. Форма представления информации определяется целевым назначением.
Инструментальные средства гипертекста позволяют помечать, подсвечивая цветом, отдельные ключевые позиции кадра и связывать их с поясняющими рисунками или фрагментами текста. Достаточно подвести к непонятному участку схемы или текста курсор, нажать кнопку мышки и получить на экране более подробную информацию, а затем вернуться к исходному кадру. Кроме того, при необходимости, таким же методом нажатием одной кнопки легко обеспечивается обращение обучаемых к глоссарию (словарю терминов) дисциплины. Таким образом осуществляется произвольная навигация по всему альбому схем.
Технология мультимедиа позволяет оживить информационные кадры, сопроводить их графическими динамическими иллюстрациями, фотографиями, видеоклипами, фрагментами аудиоинформации, компьютерными тренажерами, контролирующими тестами.
Компьютерные тренажеры, предназначенные для отработки первоначальных навыков по эксплуатации систем самолета, могут служить для:
- ознакомления с расположением и назначением органов управления и контроля систем самолета;
- моделирования проверок соответствующих систем;
- моделирования штатной работы изучаемых систем;
- коррекции неверных действий обучаемого за счет включения подсказок.
При разработке кадров электронного альбома схем необходимо будет решить следующие проблемы представления информации:
- выделение конкретной информации;
- выбор изображения однотипных элементов и связей;
- выбор формы, размера, тональности и цвета изображения элементов;
- выбор символов с учётом ассоциаций;
- выделение смыслового материала.
При создании кадров электронного альбома схем необходимо придерживаться определенных принципов представления информационного материала:
1.Принцип лаконичности, т. е. выделение наиболее важной информации. Например:
- основные геометрические характеристики самолета: длина, размах крыла, стреловидность крыла, база и колея шасси;
- основные лётно-технические данные: максимальная взлётная масса, максимальное число пассажиров, максимальная дальность.
2. Принцип обобщения и унификации, означающий, что однотипные элементы и связи изображаются одинаково на всех схемах. Например:
- изображение элементов управления и контроля и их связей с кабиной (размещение в кабине);
- изображение агрегатов и их связей (механической проводки) механической части системы.
3. Принцип использования реальных ассоциаций, рекомендующий изображать реальные предметы, а не абстрактные условные знаки. Например:
- изображения агрегатов шасси соответствуют реальным;
- изображения элементов управления шасси также соответствуют реальным.
Выбор типа изображения зависит от конкретной дидактической задачи, которую ставит разработчик, планируя включение иллюстрации в учебный материал. Например, если необходимо выделить главное в изучаемом объекте или процессе, то для этого используется схема, если же необходима высокая степень достоверности - чертеж в технических или фотография в гуманитарных дисциплинах. Однако общей дидактической целью всех типов иллюстраций является создание образа изучаемого объекта или процесса.
Включение образного мышления в процесс познания чрезвычайно важно. Даже если разрабатываемый учебный курс не содержит в явном виде графических иллюстраций, необходимо подумать, как интерпретировать хотя бы часть текстовой информации в графическом виде. Это могут быть, например, схемы этапов описываемых процессов или их простейшая анимация. Большинство обучающихся, осмысливая и запоминая учебный текст, будет пытаться мысленно компоновать его в определенные пространственные образы или двумерные схемы. Необходимо помочь им в этом, создав подобные, причем "правильные" образы и зафиксировав их в виде иллюстраций.
При проектировании иллюстраций вряд ли можно абстрагироваться от способа их создания. От него зависит не только дидактическое качество, но и трудоемкость и стоимость создания. Поэтому кратко укажем и прокомментируем основные способы.
Самый простой из них - подготовить картинку на бумаге и превратить ее в компьютерный файл с помощью сканера. Тот же результат можно получить и без бумаги с помощью специальных программ - графических редакторов или чертежных пакетов.
Фотографическое изображение можно получить двумя способами: с помощью цифровой фотокамеры, которая запоминает картинку в виде компьютерного файла, либо более длительным путем обычным фотоаппаратом, когда требуется переход от бумажного фотоотпечатка к его цифровому коду с помощью сканера.
Подготовка анимации требует специальных программных средств. И если вышеперечисленные способы подготовки статической графики просты и доступны обычному пользователю компьютера, то работа с анимационными программами может потребовать привлечения специалистов.
Видеофрагменты можно снимать с помощью обычной видеокамеры. Это доступно и не требует специальных умений. Важно лишь четко определить объект видеосъемки и спланировать ее сценарий. Превращение же аналогового видео в цифровой компьютерный код требует уже более уникальных аппаратно-программных средств и умения работать с ними.
При планировании иллюстраций важно представлять не только трудоемкость и стоимость их создания, но и объем получаемых файлов.
Четыре перечисленных выше способа создания иллюстраций расположены в порядке возрастания объема выходного файла. С этой точки зрения первые два способа достаточно экономны и могут планироваться для подготовки иллюстраций практически во всех формах представления учебных материалов (на бумаге, CD ROM, в Интернет). Анимация годится для CD ROM и гораздо меньше для Интернет.
Видеофрагменты могут использоваться практически только на CD ROM. Применение видео в Интернет пока носит характер экзотики и не может быть рекомендовано для использования в учебных материалах.
При разработке формата кадра и его построении необходимо учитывать то, что существуют смысл и отношение между объектами, которые определяют организацию зрительного поля, поэтому компоновать объекты целесообразно следующим образом:
• близко друг от друга, так как чем ближе (при прочих равных условиях) объекты друг к другу в зрительном поле, тем с большей вероятностью они организуются в единые, целостные образы;
• по сходству процессов, так как чем больше сходство и целостность образов, тем с большей вероятностью они организуются;
• с учетом свойств продолжения, так как чем больше элементы в зрительном поле оказываются в местах, соответствующих продолжению закономерной последовательности (функционируют как части знакомых контуров), тем с большей вероятностью они организуются в целостные единые образы;
• таким образом, чтобы они образовывали замкнутые цепи, так как чем больше элементы зрительного поля образуют замкнутые цепи, тем с большей готовностью они будут организовываться в отдельные образы;
• с учетом особенности выделения предмета и фона при выборе формы объектов, размеров букв и цифр, насыщенности цвета, расположения текста и т.д.;
• не перегружая визуальную информацию деталями, яркими и контрастными цветами;
• выделяя учебный материал, предназначенный для запоминания или цветом, или подчеркиванием, или размером шрифта и т. д.;
• сочетая цветовой код с другими видами кодирования, что увеличивает скорость различения элемента изображения;
• опираясь на простые геометрические формы при графическом кодировании учебного материала, введение сложных графических изображений целесообразно лишь во вспомогательных кадрах (заставки, инструкции и др.);
• используя (предпочтительно при прочих равных условиях) кодирование цветом и буквенно-цифровое кодирование;
• помещая наиболее сложные в графическом плане изображения (незамкнутые контуры, фигуры с большим числом изломов контура и др.) по возможности в центре экрана;
• видоизменяя при использовании одинаковых элементов изображения каждый объект, наделяя его индивидуальными слабо выраженными качествами.
При использовании цвета в компьютерных средствах обучения можно рекомендовать следующее:
• использование смешанных цветов (типа "малиновый") и цветов с пониженной яркостью ("синий") на периферии экрана при высоких требованиях к точности работы нежелательно;
• наиболее значимую информацию в учебном кадре необходимо представлять, используя основные цвета (красный, зеленый, голубой);
• для кодирования динамики учебного кадра предпочтительно также использовать основные цвета;
• противоположные цвета создают всегда резкие контрасты, образуя сильные устойчивые эффекты;
• активные цвета (желтый и красный) всегда имеют перевес над пассивными (синий и зеленый), поэтому они желательны только в небольших дозах;
• желтый и красный фиксируются в памяти гораздо глубже;
• стимулирующими цветами, способствующими возбуждению и действующими как раздражители, являются красный, кармин, киноварь;
• дезинтегрирующие цвета, приглушающие раздражение - фиолетовый, синий, светлосиний, сине-зеленый;
• статичные цвета, способные уравновесить, успокоить, отвлечь от других возбуждающих цветов: чисто-зеленый, оливковый, желто-зеленый;
• цвета глухих тонов, которые не вызывают раздражения - серые, гасят его - белый, помогают сосредоточиться - черный);
• теплые темные тона (коричневые), стабилизирующие раздражение, действующие инертно, вяло: охра - смягчает рост раздражения; коричневый, землистый - стабилизирующий; тёмно-коричневый - смягчающий возбуждение;
• холодные, темные цвета, изолирующие и подавляющие раздражение: темно-серый, черно-коричневый, темно-зелено-синий;
• противоположные цвета усиливают друг друга. Эти цвета, благодаря их последовательности во времени или взаимному сопоставлению, получают динамическое развитие;
• графические объекты, окрашенные смешанными цветами, целесообразно использовать в качестве статических элементов изображения;
• при смене слабо различимых элементов изображения необходимо акцентировать внимание учащегося на элементах динамики.
Подготовка анимации требует специальных программных средств. И если способы подготовки статической графики просты и доступны обычному пользователю компьютера, то работа с анимационными программами может потребовать привлечения специалистов [2].
В то же время, простейшие динамические эффекты могут быть созданы при помощи программы Power Point, с которой может работать любой пользователь ЭВМ.
В частности, возможности данной программы были использованы при разработке учебных наглядных пособий по следующим вопросам:
• изгибно-крутильный флаттер;
• изгибно-элеронный флаттер;
• бафтинг хвостового оперения;
• реверс элеронов;
• работа топливной системы самолёта DA-42;
• работа гидросистемы уборки и выпуска шасси самолёта DA-42.
Развитие электронных средств мультимедиа открывает для сферы обучения принципиально новые дидактические возможности. Так, системы интерактивной графики, анимации, цифрового видео позволяют в процессе анализа изображений управлять их содержанием, формой, размерами, цветом и другими параметрами для достижения наибольшей наглядности [3].
Сочетание технологий гипертекста и мультимедиа получило название гипермедиа. Применение таких технологий существенно активизирует учебную информацию, делает ее по сравнению с представлением на бумажном носителе более наглядной для восприятия и удобной для усвоения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лобанов Ю.И., Брусиловский П. Л., Съедин В.В. Экспертно-обучающие системы. - М.,1991. (Новые информационные технологии в образовании: Обзор. инф./НИИВО. - Вып. 2).
2. Кирмайер М. Мультимедиа / пер. с нем. Мультимедиа / под ред. А.И. Петренко. - Киев: Торговоиздательское бюро BHV, 1994.
3. Соловов А. В. Электронное обучение: проблематика, дидактика, технология. - Самара, Новая техника, 2006.
4. Ratzer Gerald F.G. Computer assisted learning provides enhancements for aviation training // ICAO Journal. 1992. - 47, N 5, p.14-15.
5. Корнеев В.М. Опыт разработки электронных учебно-методических комплексов по авиационным дисциплинам // Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества: Тезисы докладов Международной научно-технической конференции, посвященной 85-летию гражданской авиации России. 22-23 апреля 2008 г. - М.: МГТУ ГА, 2008. - С. 260.
THE EXPERIMENT TO USE ELECTRONS ALBUM SCHEMS FOR AIR SPECEALISTS TRAINING
Korneev V.M.
This article presents the experiment to use electrons albums schems for air specialists training in civil aviation
Key words: electronic album, units, personnel, information material.
Сведения об авторе
Корнеев Владимир Митрофанович, 1951 г.р., Куйбышевский авиационный институт (1974), кандидат технических наук, заведующий кафедрой авиационной техники Ульяновского высшего авиационного училища гражданской авиации, автор 52 научных работ, область научных интересов - новые информационные технологии изучения конструкции и эксплуатации воздушных судов.
