CC BY
65
гом и являясь каждый частью учебника, образуют виртуальную группу, обладающую свойством коллективного разума, в свою очередь являясь частью виртуального учебника [3].
Обучение в виртуальном пространстве несет в себе тенденцию «экстрагирования» преподавателя до записанной лекции, составленного теста и т.п. При этом, с одной стороны, потенциально усиливается, а с другой - делается неявной (дистанционно скрытой) авторская включенность учащегося в образовательное пространство. Хорошо это или плохо? То, что однозначно воспринимается как позитивная новация сегодня, может таить в себе существенные и даже непоправимые деформации завтра. Вопросы формирования медиа-среды и медиа-пространства образования, показательным феноменом которых выступает электронный учебник в его сопоставлении с учебником традиционным, требуют дальнейшего внимательного осмысления и на этой основе - практического (технологического) решения. Необходимы дальнейшие исследования в области создания виртуальных учебников, разработки методологии их конструирования и использования, выявления их места и статуса в системе средств и сред обучения, а одновременно - определения меры и средств поддержки учебной книги на печатной основе.
В заключение хотелось бы добавить, что учебник будущего - это не текст с иллюстрациями и вопросами к нему, а система дифференцированных знаний по поиску, анализу и обобщению учебной информации. Информация может быть представлена как в виде книг, так и в виде CD-дисков и материалов сети Интернет, т.е. учебник может быть как реальным, так и виртуальным. Главное в учебнике будущего заключается в выполнении присущих ему функций (информационной, воспитательной, мотивации, руководства, стимулирования, самоконтроля, координации и рационализации). Учебник должен строиться прежде всего как образовательная система с гуманитарно-педагогической принципиальной основой.
Литература
1. Иванов А. Учебник будущего // Высшее
образование в России. - 2001. - №6.
2. Учебная книга в системе источников зна-
ния и средств подготовки учителя: круглый стол // Педагогика. - 2003. - № 1.
3. См.: Кузнецов В., Клыгина Е, Федосова Т.,
Горбачев А. Учебник в постиндустриальную эпоху // Высшее образование в России. - 2004. - № 9.
4. Виштак О.В. Критерии создания электрон-
ных учебных материалов // Педагогика. -2003. - № 8.
Б. ДОЛГОВЕСОВ, канд. тех. наук М. ЛАВРЕНТЬЕВ, доктор физ.-мат. наук
Б. МОРОЗОВ, науч. сотрудник А. ТАРАСОВСКИЙ, ведущий инженер Б. МАЗУРОК, науч. сотрудник Институт автоматики и электрометрии СО РАН (Новосибирск)
Развитие современных информационных технологий открывает новые возможности для повышения эффективности образовательного процесса, включая дистан-
Технология «погружения» лектора в интерактивную виртуальную среду
ционную форму обучения как самостоятельное направление в сфере образования. Использование технологий виртуальной реальности (ВР) предполагает не только
ONLINE EDUCA
135
пространственное представление моделей и физических процессов, но и имитацию непосредственного взаимодействия или контакта лектора с моделируемыми объектами и явлениями. Реализация данного подхода возможна в условиях виртуальных студий (ВС), которые появились на отечественном рынке [1]. Виртуальная студия - это высокоинтегрированный мультимедийный комплекс реального времени на базе персонального компьютера с интерактивными средствами для взаимодействия с виртуальной средой. Комплекс обеспечивает формирование виртуальной среды и совмещение в реальном времени аудиовидеоданных различной природы: «живое видео» (лектор, актер, экскурсовод, телеведущий), компьютерные изображения, видеоданные с различных носителей, текст. Следует отметить, что широкому применению ВС в сфере образования и презентаций будет способствовать и появление менее затратных их версий, в которых одна из важных функций -рирпроекция (выделение изображения лектора из фона, на котором он снимается, и микширование его с виртуальной сценой) -реализована на стандартном графическом акселераторе с расширенными функциональными возможностями [2].
Компьютерные модели создаваемых объектов для учебного материала могут быть представлены как в традиционном полигональном виде, так и на базе воксе-лов (voxel) [3]. Разработанное специальное программное обеспечение позволяет визуализировать интерактивно в реальном времени внутреннюю структуру трехмерных объектов, сформированных по воксельной технологии на основе 3D-данных (компьютерная томография, сейсмография, компьютерная диагностика в медицине и др.).
Совмещенное изображение реальных и виртуальных объектов, представляющее материалы обучающего и познавательного характера, можно демонстрировать непосредственно в аудитории с помощью технических средств (проектора, плазменной панели и др.). Программное обеспечение ВС
позволяет лектору самостоятельно оперировать с системой, строя собственные акценты в необходимых местах, дополняя электронные картинки своим «живым» присутствием. Для управления процессом презентации в комплексе ВС предусмотрено использование внешних аппаратных средств (мобильного телефона, наладонного компьютера, ноутбука, джойстика и т. д.). ВС может оперировать видеоданными с других носителей (видеокамеры, направленной в зал, видеомагнитофона, вебкамеры, видео или аудио в любых форматах с жесткого диска и т. д.) для формирования в реальном времени изображения, совмещенного с лектором, создавать слайд-шоу, демонстрировать PowerPoint-презентации. В виртуальной студии имеется возможность демонстрации стереоизображений, что представляет интерес для некоторых приложений, где требуется повышенная информативность и наглядность компьютерных трехмерных изображений. Проведены эксперименты по формированию стереоизображений с присутствием лектора в виртуальной среде. Для этой цели применяется стереосистема с поляризационным экраном, двумя проекторами и пассивными поляризационными очками. Стереопара для изображения лектора формировалась двумя идентичными видеокамерами, а для компьютерных трехмерных изображений - с помощью графического акселератора типа NVIDIA GeForce с двумя выходами для подключения к проекторам.
К достоинствам ВС можно отнести: повышение информативности излагаемого материала за счет непосредственного взаимодействия лектора с виртуальными моделями изучаемых объектов и явлений мик-ро- и макросреды, создание банка данных лекционных материалов с присутствием лектора в предметной виртуальной среде, что является одним из факторов повышения степени усвоения учебного материала.
Область применения: создание электронных учебных пособий с использованием интерактивных виртуальных сред, про-
Рис.1. Интерактивная демонстрация решения задачи по стереометрии
Рис. 2. Демонстрация преподавателем построения заданного сечения геометрического тела в интерактивном режиме
Рис.3. Демонстрация на компьютерной модели международной космической станции (МКС) пространственного расположения функциональных модулей
ведение различных презентаций, дистанционное обучение, подготовка и переквалификация специалистов для ряда новых областей техники и промышленности, компьютерное искусство, создание телепередач.
Практическая апробация технологии «погружения» реального персонажа (преподавателя, лектора)в виртуальную среду осуществлена на отечественной виртуальной студии «Фокус ». Разработано программное обеспечение для интерактивного взаимодействия лектора с виртуальными объектами. Фрагменты демонстрационных видеоматериалов представлены на рис. 1-5.
Внедрение технологии ВС в дистанционное образование с добавлением элементов интерактивности и обратной связи при использовании оптимальных способов передачи данных по сети без потери качества [4] сделает возможным переход на качественно новый уровень восприятия студентами учебного материала. Интерактивное изменение иллюстративных мате-
ONLINE EDUCA
137
Рис. 4. Демонстрация лектором в интерактивном режиме отдельных узлов на модели функционального модуля МКС
Рис. 5. Пример использования ВС в медицинских приложениях. Изучение анатомии медицинского объекта, объемное изображение которого восстановлено по воксельной технологии на основе томографических 3D-данных
риалов, правила управления и взаимодействия объектов могут быть описаны с помощью простого скриптового языка, что снижает технические и методические трудности дистанционной реализации моделирования и учебных экспериментов. При этом возможно как проведение лекций по сети «в прямом эфире» с организацией непосредственной и одновременной связи между участниками (в этом случае вирту-
альная трехмерная среда будет служить пространством, объединяющим лектора и студентов), таки создание и автономный просмотр студентами трехмерных интерактивных учебных курсов без поддержки обратной связи, но с сохранением возможности взаимодействия с 3D-объектами сцены и сервером.
Программно-аппаратный комплекс виртуальной студии может рассматриваться и как рабочая среда для планирования и создания интерактивных курсов для дистанционного обучения, а также для управления результатами работы студентов (можно вносить соответствующие коррективы в процессе выполнения заданий). Не менее важны возможности повторного использования трехмерных сцен, входящих в состав курсов. Для описания трехмерного окружения и 3D-моделей сцены - виртуального класса и предметов лекции - не требуется большого объема данных. Предполагается, что большая часть 3D-объектов не будет обновляться в процессе лекции, а значит, загрузка основного объема 3D-данных будет происходить лишь в начале сеанса. Существует возможность создания расширяемых шаблонов, библиотек сцен, банка данных лекционных материалов. Новые трехмерные сцены могут создаваться с помощью таких распространенных пакетов, как 3D Studio MAX или Maya, или простого специализированного редактора.
В настоящее время ведутся работы по созданию удобных средств взаимодействия с виртуальной средой, эффективных мето-
дов ее описания, программно-методического обеспечения для тематических демонстрационных материалов, по интеграции ВС в распространенные инструментальные среды дистанционного образования.
Литература
1. Долговесов Б.С., Морозов Б.Б., Шевцов
М.Ю. Виртуальная студия «Фокус» // Proceedings of International Workshop «Virtual Environments on PC Cluster 2002». - Protvino-St.-Petersburg, 2002, Sept.
2. Ковальков М.А., Рухлинский А.В., Таран-
цев И Г. Разработка и реализация рирпроекции на базе современного графического акселератора // Труды XVI Меж-
дунар. конф. по компьютерной графике и ее приложениям «Графикон-2006» (Новосибирск, 1-5 июля 2006 г.). - Новосибирск, 2006.
3. Rukhlinskiy A.V., Shevtsov M.Yu., Dolgo-
vesovB.S. Integration ofthe volume rendering system with virtual studio // Труды XV Меж-дунар. конф. по компьютерной графике и ее приложениям «Графикон-2005» (Новосибирск, 20-24 июня 2005 г.). - Новосибирск, 2005.
4. Долговесов Б.С., Мазурок Б.С., Ванданов
В.Г. Разработка новых и адаптация существующих базовых алгоритмов визуализации 3Б-сцен для Web-приложений // Труды XVI Междунар. конф. по компьютерной графике и ее приложениям «Гра-фикон-2006» ...
Г. БОЙЧЕНКО, доцент Л. ГУРЕВИЧ, доцент Л. КУНДОЗЕРОВА, профессор Кузбасская государственная педагогическая академия
Разработка стратегических ценностей, целей и приоритетов образования человека информационной цивилизации, трансформация образовательных взаимоотношений на базе технологических средств и сервисов сети Интернет обусловливают необходимость системного анализа интернет-пространства в качестве перспективного поля профессиональной деятельности педагога [!]•
Ментальная модель интернет-пространства отражает основные характеристики интернет-менталитета педагога - устойчивые, глубинные основания восприятия информации, мировосприятия, мировоззрения и информационного поведения, придающие личности свойства уникальной неповторимости, обусловливающие ее способность к изменению окружающего интернет-пространства для самореализации в виртуальном мире. Основным фактором, детерминирующим обогащение ментальной модели интернет-пространства, выступает
Ментальная модель
интернет-
пространства
опыт практической педагогической деятельности с использованием различных технологий, сервисов и средств.
Ментальная модель интернет-пространства как сферы педагогической деятельности представляет собой особую форму эмпирических обобщений, представлений личности об Интернете как особом феномене педагогической действительности. Это динамичное системное образование со сложной иерархической структурой, объективирующее не только явное, интерперсональное знание, но и неявное, личностное знание, сформированное на основе индивидуального познавательного (в том числе эмоционально-оценочного) опыта, имеющее имплицитный характер и отличающееся слабой вербализуемостью [2].
В 2006-2007 учебном году нами было проведено исследование ментальных моделей интернет-пространства студентов 4-го и 5-го курсов физико-математического факультета Кузбасской государственной пе-
