Образование: теория и практика » Возможности использования технологий стереоскопических 3D-визуализаций в компьютерных моделях для сопровождения преподавании курсов физики

Возможности использования технологий стереоскопических 3D-визуализаций в компьютерных моделях для сопровождения преподавании курсов физики

Рассмотрены варианты оправданного использования технологий трехмерных стереоскопических компьютерных визуализаций для демонстрационного сопровождения курсов физики. Созданный действующий макет демонстрационной двухпроекторной стереоскопической установки для учебной аудитории использован для апробации сформулированных идей в реальном учебном процессе. Использование стереоскопических изображений оправдано при демонстрации сложных существенно трехмерных моделей физических систем. Для создания последних использовались возможности графической среды 3ds Max и реализованных в виде интерактивных Java-апплетов оригинальных программ – конструкторов физических моделей. Обнадеживающими и перспективными представляются результаты первых опытов по созданию представляющих интерес для физики стереоскопических визуализаций проекций в трехмерное пространство изображений систем с большими размерностями, например – четырехмерного пространства-времени Минковского.

Проблемы целесообразности и преимуществ использования компьютерных анимаций и интерактивных компьютерных моделей в преподавании физики на школьном и вузовском уровнях широко обсуждались и ныне практически не вызывают дискуссий. Вариант подробного обзора публикаций на эту тему, содержащийся в, может быть дополнен многочисленными публикациями, число которых кажется почти неограниченным. Сегодня работы по созданию учебных электронных моделей физических систем и явлений выходят из разряда педагогических экспериментов и превращаются в новую отрасль промышленного производства продукции для сопровождении учебного процесса. Вместе с тем, бурное развитие компьютерных, мультимедийных и телекоммуникационных технологий периодически ставит перед образованием новые вызовы в виде появления новых технических возможностей. Компьютерная 2D и 3D графика, гипертексты, интерактивные компьютерные модели, удобные звукозапись и аудиомонтаж, общедоступное создание видеоклипов, простые мультипликации и анимации, интерактивные экспертные системы проверки знаний, распределенные системы хранения и пополнения информации с простым доступом, поисковые системы, возможность организации удаленного общения – вот далеко не полный перечень предложений, реализованных на высоком техническом, технологическом и дизайнерском уровнях. Степень освоения этих предложений системой образования, как правило, отстает от заложенных в них потенциальных возможностей. На протяжении последнего двадцатилетия роль своеобразного полигона для апробации новых идей использования возможностей современных информационных технологий в обучении традиционно играет физика, имеющая дело с изучением наиболее простых, а, следовательно, и легко визуализируемых и моделируемых объектов, их систем и явлений природы.

Еще одной новой компьютерной технологией, возрастание популярности которой в последние годы приобретает взрывообразный характер, оказалось создание и воспроизведение стереоскопических изображений. До недавнего времени основные разработки в этой области посвящались созданию сложных и дорогостоящих систем виртуальной реальности, обеспечивающих максимально полное погружение наблюдателя в пространство виртуальной (в идеале – интерактивной) трехмерной компьютерной модели. Всплеск интереса к простым и относительно дешевым методам создания стереоскопических изображений на компьютерах был вызван началом массового производства полнометражных игровых и анимационных кинофильмов для массового проката. Рынок цифровой техники откликнулся на новую ситуацию предложениями как в виде программного обеспечения для создании и демонстрации стерео и псевдо стерео изображений, так и оборудования для обеспечения возможностей генерирования компьютерных стереоскопических изображений и их просмотра индивидуальными пользователями и относительно малыми группами. В результате возникли предпосылки дл появления в ближайшем будущем реальные возможностей использования стереоскопических технологий в образовании.

Обсуждение перспектив использования в образовании технологий виртуальной реальности и их упрощенного варианта – методов создании стереоизображений уже начато фирмами – производителями мультимедийного оборудования . В результате в дискуссию вовлечены авторы, нередко далекие от участи в реальной образовательной деятельности. Так, например, в описании нового портативного стереоскопического проектора утверждается, что использование последнего на уроках повышает успеваемость в среднем на 30%. Из приведенного примера вытекает необходимость квалифицированного анализа возможностей применения методов стереоскопической визуализации компьютерных 3D – изображений в образовании и апробации этих возможностей в реальном учебном процессе. К настоящему времени возможности использования технологий виртуальной реальности для более полного погружении обучаемого в предмет при изучении как гуманитарных, так и естественнонаучных и физико-математических дисциплин обсуждаются главном образом в форме слабо подкрепленных практическим опытом умозаключений. Апробации этих идей на современном этапе, как правило, осуществляется на базе учебных заведений, использующих относительно недорогие стенды-макеты систем стерео визуализаций. Данная статья посвящена опыту создания такого стенда, анализу некоторых дополнительных новых возможностей, возникающих при использовании технологий стереоскопических визуализаций для сопровождения преподавания физики, и описанию результатов первых опытов по созданию мультимедийной учебной продукции нового типа.

Материалы по педагогике:

Влияние семьи как социального института на формирование личности ребенка
Среди множества современных социальных институтов семья занимает одно из первых мест. Ее первостепенное влияние на ребенка нельзя отрицать, так как она закладывает фундамент будущей общественной жизни ребенка. Семья – это одна из ветвей воспитания подрастающего поколения, вторая – общественное. Сег ...

Анализ методических особенностей изложения темы «Площадь» в различных учебниках геометрии
Существует много различных учебных пособий по геометрии для учащихся в школах. В перечне учебных изданий для общеобразовательных учреждений на 2004/2005 учебный год Министерством образования Российской Федерации были утверждены следующие учебные пособия по геометрии для учащихся основной школы: Але ...

Неуниверситетский сектор высшего образования
Неуниверситетский сектор представлен различными школами высшего образования. Наиболее известными и престижными являются так называемые Большие школы, объединяющие несколько десятков вузов разного профиля с высоким уровнем обучения, устойчивыми традициями и репутацией. К их числу относятся, например ...

Возможности использования технологий стереоскопических 3D-визуализаций в компьютерных моделях для сопровождения преподавании курсов физики

Разделы