Иллюстративная и когнитивная функции компьютерной графики в образовании

Размещено на http://www.allbest.ru/

ИЛЛЮСТРАТИВНАЯ И КОГНИТИВНАЯ ФУНКЦИИ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ В ОБРАЗОВАНИИ

Латаш Ангелина Вячеславовна

Издревле человек стремился выразить мысль, передать идею в графической форме, в виде рисунка. Рисунок - наиболее простой и удобный способ передачи информации, доступный человеку. Поэтому графические изображения давно используются при обучении. Когда-то выводили символы на глиняных дощечках, холсте, бумаге, а ныне человеку доступна электронная форма письма, выводимая на дисплеях компьютеров.

Польза от изображений, сопутствующих учебному тексту, очевидна. «Сухой» текст «разбавляется» поясняющими рисунками. Человеку легче воспринимать визуальную информацию, нежели текстовую. Но простые двумерные изображения слишком ограничены по вместимости информации. Поэтому невозможно полностью отказаться от текстовых ресурсов. Однако совмещение текстовой и графической информации наиболее благоприятно воздействует на учащегося.

Принципиально новым в сфере обучения является развитие интерактивной компьютерной графики. Благодаря ей учащиеся имеют возможность в процессе просмотра анализировать изображения, динамически управлять их содержанием, формой, размерами и цветом, рассматривать графические объекты с разных сторон, приближать и удалять их, менять характеристики освещенности, а также проделывать другие подобные манипуляции, добиваясь наибольшей наглядности. Интерактивная компьютерная графика (ИКГ) оказывает непосредственное воздействие на образное, интуитивное мышление человека. Возникло новое направление в проблематике искусственного интеллекта, получившее название когнитивной (т.е. способствующей познанию) компьютерной графики.

Представим схематически виды визуальных источников информации:

1.Бумажный носитель

2.Экран компьютера - пассивные источники информации

3.Интерактивная компьютерная графика - активный источник информации

Исходя из вышесказанного, была сформулирована тема статьи - «Иллюстративная и когнитивная функции компьютерной графики в образовании».

Преподавателями нередко отмечается негативное влияние компьютеризации обучения. Но данный эффект во многом объясняется слишком незначительным воздействием используемых компьютерных систем на образный, интуитивный механизм мышления учащегося.

Когнитивная компьютерная графика - компьютерная графика, при помощи которой происходит активизация образного, интуитивного мышления человека, тем самым она способствует зарождению новых идей и гипотез, стимулирует появление нового знания [2].

Главное отличие когнитивной графики от машинной графики заключается в том, что основная задача когнитивной графики состоит в создании моделей представления знаний (когнитивных моделей), отображающих однообразными средствами как алгебраические объекты, так и схематичные образы-изображения, при помощи которых создаются геометрические объекты. Описанные выше комбинированные когнитивные структуры есть основополагающие объекты когнитивной графики.

Так, в научных исследованиях акцент на иллюстративной функции ИКГ с каждым годом смещается в сторону применения возможностей ИКГ, которые активизируют свойственную человеку способность мыслить сложными пространственными образами. Существуют две функции ИКГ: иллюстративная и когнитивная.

Иллюстративная функция ИКГ заключается в визуальном воплощении лишь того, что уже известно, что существует либо в окружающем нас мире, либо как идея в голове исследователя. Когнитивная же функция ИКГ заключается в получении нового знания с помощью некоего ИКГ-изображения, а также в активизации интеллектуального процесса получения этого знания [1].

Когнитивная функция ИКГ проявляется в системах процедурного типа, на практике, когда учащиеся «добывают» знания, исследуя объекты и процессы на математических моделях. Один из известных эвристических способов развития интуитивного профессионально-ориентированного мышления состоит в решении задач исследовательского типа. С помощью учебных компьютерных систем процедурного типа существенно повышается интенсивность учебного процесса, из него устраняются рутинные операции, появляется возможность проводить эксперименты на математических моделях.

Трудно переоценить роль ИКГ в учебных исследованиях. Ход и результаты экспериментов теперь стало возможно представлять в виде ИКГ-изображения. С помощью ИКГ-систем обучения каждый учащийся формирует свой образ изучаемого объекта или явления во всей его целостности и многообразии связей. При этом ИКГ-изображения выполняют прежде всего когнитивную, а не иллюстративную функцию, так как при выполнении практической учебной работы с компьютерными системами у учащегося формируются сугубо личностные, т.е. не существующие в подобном виде у других, знания.

Конечно, различия между иллюстративной и когнитивной функциями компьютерной графики весьма условны. Часто и обычная графическая иллюстрация наталкивает учащихся на новую мысль, позволяет увидеть элементы знания, которые не были «заложены» составителем учебной программы. Здесь иллюстративная функция ИКГ-изображения переходит в когнитивную. Аналогично когнитивная функция ИКГизображения в дальнейших экспериментах превращается в функцию иллюстративную для уже «открытого», уже не нового свойства изучаемого объекта.

Как правило, при разработке компьютерных систем инженерного анализа, проектирования и обучения исходят из задач когнитивной графики, когда знания о техническом объекте, полученные в результате исследований на многомерных математических моделях и представленные в виде формул, символьных обозначений переменных, чисел, становятся недоступными для анализа человеком из-за большого объема информации. Создавая визуальные математические модели в электронном виде, становится возможным лицезреть объект, который либо слишком затратно сделать в физическом варианте, либо он слишком велик для обзора в учебном классе.

Таким образом, когнитивная компьютерная графика не только предоставляет детям возможность управлять изображением - его размером, цветом, перемещать точку наблюдения, изменять количество и положение источников света, увеличивать или уменьшать степень контрастности изображения, но и вносит в рутинную учебную работу игровые и исследовательские моменты, абсолютно естественным образом пробуждая интерес к учебной деятельности у учащихся, что способствует глубокому и всестороннему анализу изучаемых объектов и процессов.

интерактивный компьютерный графика образование

Список литературы

1.Зенкин А. А. Когнитивная компьютерная графика / под ред. Д. А. Поспелова. М.: Наука, 1991. 192 с.

2.Лебедев В. С. О применении когнитивной компьютерной графики в интеллектуальных системах // Труды II Международной конференции «Идентификация систем и задач управления» SICPRO'03. М., 2003.

Размещено на Allbest.ru