CC BY
173I ИНСТРУМЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ ЦИФРОВЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ
УДК 371. 31
Г.А. Никулова, А.А. Пчелинцев
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ В ЦИФРОВЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ РЕСУРСАХ
Ключевые слова: учебная графическая информация, функции изображений, интеграция визуальной и текстовой информации, законы восприятия, способы представления графической информации,
Обсуждается проблема представления графической информации в цифровых образовательных ресурсах (ЦОР). Рассматриваются функции изображений в ЦОР: иллюстративная и когнитивная. Выделены основные недостатки в представлении графической информации образовательного назначения. Анализируются законы визуального восприятия графической информации, которые необходимо учитывать при разработке ЦОР.
Проникновение глобальной сети Ьиеп^ в образовательную среду решает многие вопросы, связанные с распространением и доставкой учебной информации, однако возникают новые проблемы, обусловленные необходимостью обеспечения эффективности представления этой информации. Одной из особенностей цифровых образовательных ресурсов (ЦОР) является высокая степень информационной гетерогенности, т.е. разнородности элементов, форматов представления информации, способов реализации дидактических функций. Эта особенность диктует повышенные требования к организации представления каждого из информационных элементов и согласованию их интегрального представления, обеспечивающего решение конкретных дидактических задач ЦОР. В работах [2, 4, 5] обсуждались вопросы представления текстовых учебных материалов и цветового оформления цифровых образовательных ресурсов ЦОР. Однако с развитием аппаратной и программной базы компьютерных технологий закономерным образом увеличивается доля иллюстративных объектов в ЦОР, причем, часто они выступают на равноправной основе с текстовыми материалами, а иногда выходят на первый план, как основной носитель информации, оставляя тексту роль поясняющего, уточняющего, объясняющего элемента [8, 10]. С появлением новых средств и методов обучения (СМБ, ЬСМБ и других инструментов ДО) часть проблем решается использованием стандартных шаблонов и макетов, однако иллюстрирование этих ресурсов реализуется чаще всего стихийно, без учета законов восприятия. В настоящей работе предпринята попытка проанализировать функции и
© Никулова Г.А., Пчелинцев А.А., 2010
основные проблемы представления графической информации в современных ЦОР и определить возможные пути их решения.
Под цифровыми образовательными ресурсами (ЦОР] понимается любая информация образовательного характера, сохраненная на цифровых носителях. Информационные источники ресурсов объединяют множество различных материалов в цифровом формате, используемых в учебной работе - тексты, статические и динамические изображения, анимационные модели и т.д. Использование графических изображений направлено на создание зрительного образа - основы или опоры изучения материала. Графическое изображение выступает как фактор мотивации обучения и важнейшее обучающее средство. Использование графических иллюстративных изображений способствует расширению и углублению чувственного опыта учащихся, помогает формированию у них научных понятий, исполняет роль опоры мышления. Успех интеллектуальной деятельности во многом зависит от средств представления учебной информации. Освоение теоретических и практических сведений учащимися идет, в том числе, через визуальное восприятие данных, представленных различными наглядными формами.
Функции изображений в ЦОР
Уровень интегрированности всех изобразительных средств, равно как и других знаковых образований, в единое текстуальное пространство печатных и электронных изданий весьма высок. Причем интеграция визуальной и текстовой информации в учебных изданиях имеет выраженную особенность - каждый вид контента (не зависимо от формата) является функционально и когнитивно значимым, в то время как в художественной литературе изображения имеют в основном функции визуального ассоциирования зрительного образа со сложившейся во время чтения репрезентацией объекта или выполняют роль декоративных элементов.
Функции изображений многоплановы. Часто они лишь сопровождают, иллюстрирует текстовый материал (отсюда ведет свое происхождение и сам термин: лат. ///изггаге - прояснять) и неразрывно связаны с текстом. В последнее время упрочились тенденции применения в ресурсах разного профиля «самостоятельных» иллюстраций, представляющих собой особый вид визуальных информационных материалов, описательные характеристики которых сравнимы или превосходят соответствующие тексты. Благодаря наглядности такая иллюстрация обладает особой силой воздействия на читателей, стимулируя и направляя мышление учащегося/пользователя.
В ЦОР существенно расширяются иллюстративная и когнитивная функции графических объектов, кроме того, востребованной и существенной становится коммуникативная функция графики как одного из средств передачи и представления идей, замыслов, планов и т.п. Заменяя и уточняя многословные тексты, изображения могут упростить смысл излагаемого материала с сохранением информационной целостности, визуально представляя, обозначая и интегрируя идеи, факты, связи, выводы [10]. В совокупности иллюстрация и поясняющая надпись могут выступать как самостоятельный элемент, что дает возможность прибегать к сокращению количества текста, способствовать увеличению его структурированности.
Проблемы представления изображений
Анализ многочисленных работ, посвященных теоретическим и практическим вопросам разработки и наполнения ЦОР, позволил определить основные проблемы представления графической информации образовательного назначения:
1) недостаточный учет законов визуального восприятия мешает формированию целостного представления о предмете изучения [6];
2) отсутствие стилевого единства видеоряда, особенно при внедрении из различных источников, приводит к необоснованным перестройкам механизмов восприятия, повышая когнитивную нагрузку при работе с ЦОР [4];
3) недостаточно используются информационно-насыщенные объекты информационной графики [8,10];
4) не в полной мере используются возможности иллюстративных форм как педагогического средства, слабо учитываются их связи с другими компонентами, недостаточно проработаны вопросы совместимости наглядности;
5) часть визуальных сообщений оказывается избыточной, дублирующей текстовую составляющую.
К этому списку авторы настоящей статьи считают необходимым добавить:
6) неоправданное увеличение объема визуальной информации. Фотографии, полученные при помощи цифровой фотокамеры, обычно имеют достаточно большой объем и размеры. Подобные объекты уместны для использования в фотобанках изображений, где качество является одним из определяющих факторов при выборе нужного из многих тысяч подобных, но нецелесообразны, например, для использования в статьях, учебных материалах, материалах информационно-справочных образовательных ресурсов и пр.;
7) неоптимизированное для Web-публикаций качество графики, что снижает эффективность использования ЦОР в рамках дистанционного или поддержки очного обучения. Имеет смыл оптимизировать соотношение размеров изображения (resize) и качества (dpi), а также подбирать формат (GIF, JPEG, PNG) в соответствии с характером изображений, их исходным качеством, педагогическими целями и режимами использования (браузер локального компьютера, работа в сети, использование проектора или интерактивной доски);
8) размещение на страницах ресурса необработанных графических объектов -
предоставляемая информация выложена «как есть». Полученные с помощью фотосъемки изображения имеют свойство предъявлять зрителю не отсортированную по значимости информацию. Однако отсутствие акцентов в графических объектах снижает их информационную ценность [1, 6]. Концепции применения ЦОР предполагают
предварительную концентрацию (на стадии проектирования и разработки) предоставляемой учебной информации во всех ее видах. Этого можно достичь многими способами, например, для выделения главных элементов изображения можно применять графические эффекты, для текста использовать различные цвета, шрифты и размеры.
Заметим, что, несмотря на различия форм и методов представления вербальной и визуальной информации, имеются схожие проблемы их использования в ЦОР. Проблемы передачи и восприятия текстовой учебной информации в основном связаны:
• с языком изложения - степень пространности изложения, гуманитарность, точность, конспективность, учет возрастных особенностей целевой аудитории;
• читабельностью - размер символов, начертание символов, контраст;
• структурированностью самих текстов - наличие когнитивно-ориентированного форматирования (структурного, логического, семантического), текстовых акцентов, выделений и проч.
Перечисленное в полной мере можно отнести и к иллюстрациям, но структурированность для реалистичных изображений следует заменить термином акцентуализация значимой визуальной информации.
Названные проблемы имеют различные причины и, соответственно, способы разрешения, разный уровень значимости при обеспечении эффективности использования графики в ЦОР. В настоящей работе речь идет о представлении в ЦОР иллюстративных элементов, принадлежащих к категориям:
• «реалистический визуальный ряд» - фотографии экспонатов, объектов предметной области, портреты ученых и др.;
• «синтезированный визуальный ряд» - двух/трехмерные статические и динамические
модели, представления воображаемых элементов, объектов, скрытых структур, процессов, явлений предметной области); к последним можно отнести объекты инфографики: схемы, диаграммы, графические зависимости величин, карты.
Учет законов визуального восприятия
Характер общей композиции кадров или страниц ЦОР определяет не только траекторию или последовательность переходов внимания учащегося от одного объекта к другому, но и формирует его интуитивную оценку значимости того или иного информационного объекта. Можно выделить 5 основных законов, необходимых при разработке ЦОР [3, 6]:
1. Композиция должна быть сбалансирована, а учебная информация представлена без «разрывов» для восприятия. Это значит, что при внедрении изображений в текстовые фрагменты, выборе режима «обтекания текста» необходимо учитывать смещение «центра тяжести» экрана, так как в силу цветовой насыщенности иллюстрации, как правило, нарушают визуальное равновесие. Необходимо оценивать не только общую композицию и смысл, но и композиционную и смысловую значимость и взаимосвязь каждого элемента в данном изображении. Необоснованный разрыв в зрительных ощущениях воспринимаемой информации (например, при неправильном «обтекании») приводит к нарушению ее целостности. В таблице приведены примеры взаимного расположения текстовых фрагментов и иллюстраций изображений и варианты «обтекания» их текстом.
Взаимное расположение текстовых фрагментов и изображений и варианты «обтекания» текстом
Тип обтекания
Описание
Пример
Отсутствует
Текст разорван на части, неэффективно используется пространство, неудобно для восприятия
Вокруг рамки
Текст огибает иллюстрацию и подрисуночную надпись вокруг мнимой рамки, иллюстрация органично вписывается в общий массив текста
По контуру
Вариант характерен в большей степени для текстовых редакторов и в меньшей для web. Текст огибает иллюстрацию, имеющую сложный контур.
2. Учет компенсации воображением неотчетливых зрительных ситуаций. При небольших отклонениях от «эталонного» значения расположения ряда одноуровневых элементов, углов наклона линий (от 0° или 90°) конкретные объекты могут восприниматься как неправильные, «недоработанные», «неряшливые», создавать намеренный или случайный локальный хаос, приводящий к возникновению когнитивного диссонанса у пользователя. Поэтому главным требованием к качественной композиции фрагментов ЦОР является упорядоченность, систематичность и внятность признаков или свойств объектов, выраженность их визуальных связей и отношений типа «причина-следствие», иерархическое подчинение, хронологическая последовательность.
В основе механизмов группирования лежит стремление человеческого сознания к репрезентации законченных состояний объектов, к «логике» формы. Зрительное восприятие фактически создает модели групп как целого, организуя и структурируя совокупности и последовательности фрагментов.
3. При ознакомлении с визуальными объектами взгляд пользователя сканирует рабочее поле преимущественно слева направо, во всяком случае, движение взгляда начинается в левом верхнем углу. Это диктует необходимость расположения в этой зоне информационнозначимых элементов - названия окон вывода изображений, пиктограмм, ассоциированных с графическими объектами, логотипов.
Направление сканирования необходимо учитывать при предъявлении группы изображений, которые учащийся должен обрабатывать в заданной последовательности.
4. Ритмичность представления информации. При размещении групп одноуровневых элементов (например, блоков иконок доступных моделей процессов или фотографий ученых) целесообразно определить визуальные закономерности их размещения, организующие траекторию ознакомления с ними, а также условия их объединения в единый ансамбль. Даже небольшое отклонение от «правильного» размещения одного из объектов будет восприниматься пользователем как активное его выделение, призыв обратить на данный объект дополнительное внимание.
5. Автономность и структурность. Части графического средства представления информации, передающие относительно автономные (самостоятельные) сообщения, следует обособить и четко ограничить от других частей. Разбиение сложной графической информации на отдельные простые изображения значительно облегчает ее восприятие и понимание [6]. С другой стороны, каждый из значимых элементов комплекса графических средств отображения информации должен иметь четкую, легко запоминающуюся и отличающуюся от других структуру.
Акцентирование
Выделение в изображении главного смыслового объекта графическими средствами и акцент на его основных смысловых элементах является ведущим фактором, влияющим на эффективное визуальное восприятие учебной информации [3]. Методы акцентирования информационно-значимых (по мнению разработчиков) элементов учебных графических материалов базируются на учете когнитивных законов, в частности, законов избирательности внимания [9] На первой стадии обработки визуальной информации у пользователя происходит формирование набора топических «карт» зрительного поля, каждая из которых кодирует определенный атрибут стимула, или «признак». На второй стадии внимание пользователя фокусируется на определенной части поля. Используя эти механизмы, можно сориентировать учащегося в выделении главного из общего фона изображения, направить его внимание на целевую последовательную обработку образов.
Кратко перечислим базовые ориентиры селективного восприятия.
1. Фигура-фон - восприятие выделяет фигуру из фона.
2. Константность - неизменное впечатление от объекта сохраняется в течение длительного времени.
3. Группировка - однообразные стимулы (или элементы) группируются в структуры. Различают следующие принципы группировки (гештальт-восприятие):
• близость - расположенное рядом воспринимается вместе;
• подобие - схожее по каким-то признакам воспринимается вместе;
• замкнутость - человек склонен заполнять пробелы в изображении;
• целостность - человек склонен видеть непрерывные формы, а не дробные комбинации;
• смежность - близкое во времени и пространстве воспринимается как единое;
• общая зона - стимулы, выявленные в зоне, имеющей явный признак (например; фон, цвет или обрамление), воспринимаются как группа.
В соответствии с названными аспектами восприятия можно выделить наиболее действенные приемы графического акцентирования, позволяющие управлять вниманием и, как следствие, учебной деятельностью пользователя ЦОР. Под графическим акцентом обычно понимают ударение, выделение главного элемента (от ассепШя, лат. - усиление, повышение голоса), усиливающее его отличие от общего целого [1]. К графическим акцентам можно отнести изображения или их последовательности, представленные в одном из форматов компьютерной графики, комбинации символов и графических элементов текстовых комбинированных форматов (типа объектов \VbrdArt,) обрамления и заливки, разделители, смайлы и т. п., и позволяющие управлять фокусом внимания пользователя.
В дизайне используется множество различных графических приемов акцентирования элементов иллюстраций [1]:
• контурное выделение (рис.1);
• выделение «пятном»;
• выделение зон рекомендации повышенного внимания с использованием фокусировки (резкости предъявления) значимого объекта на «расфокусированной» фоновой подложке;
• эффект камеры или взгляда;
• использование выносок и стандартных указателей;
• применение зуммирования (эффект «лупы») (рис. 2);
• зонирование степенью яркости/насыщенности цветов (черно - белое - цветное);
• использование эффектных фильтров (например, инверсии цвета или крупной пикселизации фона);
• асимметричное или фигурное обрамление.
Рис. 1. Контурное выделение фрагмента изображения http://www.fcenter.ru/img/article/MB/ASUS Р50 Рго/124033.jpg
Акцентирующими средствами также могут быть: передний и задний планы; выделение размеров, формы; световое решение (яркие элементы прежде всего привлекают внимание); правильный выбор масштабирования объектов; геометрическая и тональная перспектива [8].
Рис. 2. Зуммирование фрагмента изображения (http://ru.wikipedia.org/wiki/JIaMna накаливания)
Графические акценты являются одной из форм логических и эмоциональных ударений, поэтому их можно рекомендовать к использованию разработчикам компонентов информационно-образовательных ресурсов для оптимизации работы с информацией на экране. В соответствии с определением «логическими ударениями» принято называть психолого-аппаратные приемы, направленные на привлечение внимания пользователя к определенному объекту. Психологическое действие логических ударений связано с уменьшением времени зрительного поиска и фиксации оси зрения по центру главного объекта.
В заключение отметим, что предложенные в данной работе подходы к анализу представления изображений на страницах цифровых образовательных ресурсов в качестве методологической основы опираются на достижения когнитивной психологии и опыт практических разработок ЦОР. Дефекты памяти при обучении часто оказываются связанными с дефектами восприятия, которые могут быть объяснены «не хорошо известными в психологии нейродинамическими особенностями сохранения следов (ретро- и проактивным торможением, угасанием следов и т. д.), а столь же хорошо известными особенностями зрительного восприятия (четкостью, контрастом, выделением фигуры из фона, освещенностью и т. д.)», гештальт-подход при проектировании ЦОР оправдывает себя и с когнитивной, и с дидактической точек зрения - позволяя организовывать и формировать навыки анализа и синтеза учебной информации. Кроме того, используемые при самостоятельной работе ЦОР должны инкапсулировать встроенные инструменты односторонней коммуникации - для осуществления функций преподавателя по управлению процессом обучения. Активные, информационно-насыщенные графические объекты (после соответствующей оптимизационной подготовки к использованию в ЦОР) являются носителями когнитивных и коммуникативных функций, максимально адаптированными к восприятию учащимися, а их роль в увеличении интенсивности учебного процесса является неоспоримым фактом [7].
Библиографический список
1. Никулова, Г.А. Графические акценты как одно из средств активации внимания пользователя [Текст] / Г.А. Никулова, А.В. Подобных // «Дистанционное и виртуальное обучение»: научный журнал - 2008.- №8(14).- С. 23-36.
2. Никулова, Г.А. Цветовое оформление учебных материалов и его влияние на восприятие информации [Текст] / Г.А. Никулова // Вестник Пермского государственного педагогического университета, серия «Информационные компьютерные технологии в образовании» -2006. - Вып. 2. - С. 77 - 84.
3. Основные приемы и принципы композиции визуальных образов [Текст] // Информационные технологии: фазы обработки информации - источники, поиск, сбор, анализ и представление: учебный курс - URL: vkdimir.socio.msu.ru/l_KM/theme_301.htm (Дата обращения: 05.10.2010).
4. Подобных А. В. Дизайн компьютерного текста как один из инструментов управления вниманием пользователя [Текст] / А. В. Подобных, Г. А. Никулова // Новые технологии в образовании. - Воронеж: Научная книга. - №5 (18).- 2006. - С.55-59.
5. Морев И. А. Проблемы компьютерного представления образовательной информации [Текст] / И. А. Морев, А.Г.Фалалеев, С.К. Махоткин, П.Г. Андросов // Вестник УдГУ. -2001. -№ 10-11.-С. 198-205.
6. Рыжов В А. Качество экранных изображений в обучающих программах [Текст] / В.А. Рыжов, А.В. Корниенко, Д.В. Демидович // Педагогическая информатика. -№ 1. - 2002. - С. 42- 55.
7. McLoughlin Catherine. Visual Thinking and Telepedagogy. Ascilite’97. URL: www.ascilite.org.au/conferences/perth97/papers/Mcloughlin/Mcloughlin.html.
8. Karapetkov, Stefan. The future of visual communications: applications for education and their impact on the it infrastructure, 2008. - URL: www.eunis.dk/papers/p52.pdf, (дата обращения: 10.04.2010).
9. Treisman, A.M. The perception of features and objects. / Baddeley A.D., Weiskrantz L. (Eds.). Attention: Selection, awareness and control: A tribute to Donald Broadbent. Oxford: Clarendon Press. 1993. P.5-35.
10. Tufte, Edward R. Visual Explanations: Images and Quantities, Evidence and Narrative. -Cheshire, CT: Graphics Press, 1997. - 157 p.
