Vizualizacija informacija
Po već ustaljenoj tradiciji, krenimo od definicije.
Vizualizacija informacija- predstavljanje informacija u obliku grafikona, dijagrama, strukturnih dijagrama, tabela, mapa itd.
ecsocman.edu.ru
Zašto vizualizirati informacije? "Glupo pitanje!" - uzviknut će čitalac. Naravno, tekst sa slikama se percipira bolje od "sivog" teksta, a slike sa tekstom se percipiraju još bolje. Nije uzalud što svi toliko volimo stripove – na kraju krajeva, oni nam omogućavaju da doslovno shvatimo informacije u hodu, naizgled bez i najmanjeg mentalnog napora! I zapamtite kako se tokom studija dobro sjećate materijala tih predavanja, koja su bila popraćena slajdovima!
Prvo što nam padne na pamet kada kažemo "vizualizacija" su ϶ᴛᴏ grafovi i dijagrami (evo je, moć asocijacija!). S druge strane, na ovaj način se mogu vizualizirati samo numerički podaci, dok još niko nije uspio da napravi grafikon na osnovu koherentnog teksta. Za tekst možemo napraviti plan, istaknuti glavne misli (teze) - napraviti kratak sažetak. O nedostacima i opasnostima vođenja bilješki govorit ćemo malo kasnije, ali sada ćemo reći da ako kombinirate plan i kratak sažetak - "okačite" teze na grane drveta čija struktura odgovara struktura (plan) teksta - tada ćemo dobiti odličan blok dijagram tekst͵ koji će se pamtiti mnogo bolje od bilo kog sinopsisa. U ovom slučaju, grane će igrati ulogu onih "trakova" - staza koje povezuju pojmove i teze o kojima smo ranije govorili.
Sjećate se kako smo pravili UML dijagrame na osnovu opisa dizajniranog softverskog sistema koji smo dobili od budućih korisnika? Rezultirajuće slike su i klijenti i programeri percipirali mnogo lakše i brže od tekstualnog opisa. Na isti način možete "prikazati" apsolutno bilo koji tekst, a ne samo tehnički zadatak za razvoj sistema. Gore opisani pristup omogućava vam da vizualno predstavite apsolutno bilo koji tekst - bilo da je to bajka, tehnički zadatak, predavanje, fantastični roman ili rezultati sastanka - u obliku prikladnog i lako razumljivog stabla. Možete ga izgraditi kako želite - samo ako dobijete jasan i razumljiv dijagram, koji bi bilo lijepo ilustrirati odgovarajućim crtežima.
Takve sheme su također zgodne za korištenje u komunikaciji kada se raspravlja o bilo kakvim pitanjima i problemima. Kao što pokazuje praksa, nepostojanje jasnih standarda notacije ne stvara apsolutno nikakve komunikacijske poteškoće za učesnike u raspravama. Naprotiv, upotreba neverbalnih oblika prezentacije informacija omogućava vam da se fokusirate na ključne tačke problema. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, vizualizacija je jedno od najperspektivnijih područja povećanja efikasnosti analize, prezentacije, percepcije i razumijevanja informacija.
Vau, konačno smo završili sa zamornim opisom naučnih teorija, metoda i tehnika koje se koriste za obradu, organizovanje i vizualizaciju informacija! Prethodni dio poglavlja uvelike je umorio i autora i čitaoce, a ipak je bilo neophodno: kao rezultat toga, vidjeli smo da se osobine našeg mozga već aktivno koriste od strane naučnika u raznim oblastima nauke, mnogo toga koji nam se čine poznatim, - personalni računari, korisnički interfejsi, baze znanja itd. - prvobitno su izgrađene uzimajući u obzir asocijativnu prirodu ljudskog mišljenja i njegovu sklonost hijerarhijskom predstavljanju i vizualizaciji informacija. Ali vrhunac i prirodni grafički izraz ljudskih misaonih procesa je mapiranje uma, o čemu konačno raspravljamo. A istovremeno ćemo pokušati proširiti naše razumijevanje principa vizualnog mišljenja.
Vizualizacija informacija - pojam i vrste. Klasifikacija i karakteristike kategorije "Vizuelizacija informacija" 2017, 2018.
Sam koncept je dosta višestruk, postoji nekoliko definicija u zavisnosti od toga o kojoj oblasti delatnosti je reč. Svrha vizualizacije je. To znači da podaci trebaju doći iz nečega apstraktnog, ili barem ne odmah očiglednog. Vizualizacija objekata isključuje fotografiju i ovu transformaciju iz nevidljivog u vidljivo.
Vizualizacija podataka
Vizualizacija informacija je proces predstavljanja apstraktnih poslovnih ili naučnih podataka u obliku slika koje vam mogu pomoći da shvatite značenje podataka. Šta je vizualizacija informacija? Ovaj koncept se može definisati kao poređenje diskretnih podataka i njihove vizuelne prezentacije. Ova definicija ne pokriva sve aspekte vizualizacije informacija, kao što su statička, dinamička (animacija) i najrelevantnija interaktivna vizualizacija danas. Pored razlika između interaktivne vizualizacije i animacije, najkorisnija kategorizacija je zasnovana na naučnoj vizualizaciji, koja se obično radi uz pomoć specijalizovanog softvera. Važna uloga se daje vidljivosti u obrazovnoj sferi. Ovo je vrlo korisno kada se radi o nastavnim temama koje je teško zamisliti bez konkretnih primjera, poput strukture atoma, koji su premali da bi se proučavali bez skupe i teške naučne opreme. Vizualizacija vam omogućava da prodrete u bilo koji svijet i zamislite ono što se čini nemoguće zamisliti.
3D vizualizacija
Softver pomaže dizajnerima i digitalnim trgovcima da kreiraju vizualni prikaz proizvoda, projekta ili virtualnih prototipova u 3D. Vizualizacija pruža programerima alate koji mogu poboljšati naprednu Vizualizacija sa vizuelnim slikama je efikasan način komunikacije. Vizuelna prezentacija je jedan od najboljih načina komunikacije sa potencijalnim klijentima. Učinkovita komunikacija vam omogućava da provedete više vremena u poboljšanju svojih projekata i produktivnoj komunikaciji. 3D vizualizacija je tehnika za kreiranje volumetrijskih slika, dijagrama ili animacija.
Upotreba vizualizacije u nauci
Danas vizualizacija ima sve širi spektar primjena u oblastima nauke, obrazovanja, tehnologije, interaktivne multimedije, medicine i mnogih drugih. Vizualizacija je našla svoju primenu i u oblasti kompjuterske grafike, verovatno jednog od najvažnijih događaja u kompjuterskom svetu. Razvoj animacije također pomaže unapređenju vizualizacije. Upotreba vizualizacije za predstavljanje informacija nije nova pojava. Koristi se u mapama, naučnim crtežima više od hiljadu godina. Kompjuterska grafika se od samog početka koristi za proučavanje naučnih problema. Većina ljudi je upoznata sa digitalnom animacijom, kao što je predstavljanje meteoroloških podataka tokom TV vremenske prognoze. TV također nudi verziju naučne vizualizacije gdje prikazuje kompjuterski praćene i animirane rekonstrukcije puteva ili avionskih nesreća. Neki od najzanimljivijih kompjuterski generiranih primjera uključuju slike pravog svemirskog broda u akciji, u praznini daleko izvan Zemlje ili na drugim planetama. Dinamički oblici vizualizacije kao što su obrazovne animacije ili grafike imaju potencijal da poboljšaju kvalitet učenja kako se sistemi vizualizacije mijenjaju tokom vremena.
Ključ za postizanje vaših ciljeva
Ono što je važno sredstvo za lični razvoj. Kao što vam motivirajuće afirmacije mogu pomoći da se fokusirate na postizanje svojih ciljeva, tako to možete učiniti vizualizacijom ili mentalnim slikama. Iako su tehnike vizualizacije u ovom smislu postale veoma popularne kao sredstvo ličnog razvoja od kasnih sedamdesetih i ranih osamdesetih, ljudi su od davnina koristili mentalne slike da bi ispunili svoje želje.
Kreativni alat
Šta je vizualizacija? Koristi se maštom za stvaranje mentalnih slika onoga što želimo u svom životu. Zajedno sa fokusom i emocijama, postaje moćno kreativno oruđe koje vam pomaže da postignete željeni cilj. Kada se pravilno koristi, može dovesti do samousavršavanja, dobrog zdravlja i raznih dostignuća, kao što je u karijeri. U sportu, mentalne slike se često koriste kao alat za vizualizaciju od strane sportista kako bi poboljšali svoje vještine. Korištenje vizualizacije kao tehnike uvijek dovodi do mnogo boljih performansi i rezultata. To važi iu poslu iu životu.
Kako radi?
Vizualizacija, ili mašta, djeluje na fiziološkom nivou. Neuralne veze u mozgu, drugim riječima, misli, mogu stimulirati nervni sistem baš kao pravi događaj. Ova vrsta "probe" ili pokretanja određenih događaja u glavi stvara neuronske vibracije koje će natjerati mišiće da urade ono što se od njih traži. Uzmimo, na primjer, iste sportiste. Prilikom sportskih takmičenja nisu važne samo izuzetne fizičke vještine, već i jasno razumijevanje igre i određeni psihološki i emocionalni stav. Da bi bila efikasna, kao i svaka druga vještina, mašta se mora redovno trenirati. Bez čega je vizualizacija nemoguća? Lekcije iz mašte uključuju važne elemente, naime mentalne slike opuštenosti, realizma i konzistentnosti.
Kada koristiti vizualizaciju?
Vizuelno promatranje uspješnih rezultata njihovih aktivnosti može se provesti iz apsolutno bilo kojeg razloga. Mnogi ljudi koriste vizualizaciju kako bi oživjeli svoje ciljeve. Mnogi sportisti, glumci i pjevači nešto postižu prvo u mislima, a onda tek u stvarnosti. Pomaže da se fokusirate i eliminišete neke od prethodnih strahova i sumnji. Ovo je svojevrsno zagrijavanje ili proba koja se može obaviti prije važnog i uzbudljivog događaja. Vizualizacija je odličan pripremni alat koji neizbježno vodi do višeg nivoa produktivnosti.
Kako se odvija proces renderovanja?
Možete otići na neko mirno i skrovito mjesto, gdje vam niko neće smetati, zatvorite oči i razmislite o cilju, stavu, ponašanju ili vještinama koje želite steći. Nekoliko puta duboko udahnite i opustite se. Pokušajte vizualizirati objekt ili situaciju što je moguće jasnije i detaljnije. Emocije i osjećaji također igraju veliku ulogu u tome, pokušajte osjetiti ono što želite više od svega. Vrijedi vježbati vježbu barem dva puta dnevno po oko 10 minuta svaki put i ustrajati dok ne budete uspješni. Također je važno održavati dobro raspoloženje tokom cijelog procesa.
Prednosti vizualizacije
Sustavna vizualizacija modela vaše želje pomoći će vam da se bolje snađete putem postizanja svojih ciljeva, inspiriraće i motivirati, podići vam raspoloženje uz pomoć pozitivnih, ugodnih slika i osloboditi se negativnih emocija. U životu i poslu uspjeh počinje s ciljem. To može biti gubitak težine, promocija, oslobađanje od loših navika, pokretanje vlastitog posla. Veliki ili mali ciljevi pružaju važne smjernice. Oni su kao kompas - pomažu vam da se krećete u pravom smjeru. Vizualizaciju je opisao Aristotel prije više od 2000 godina. Veliki mislilac svog vremena opisao je ovaj proces sljedećim riječima: "Prvo, mora postojati određen, jasan, praktičan ideal, cilj ili zadatak. Drugo, postoje neophodna sredstva za njihovo postizanje: mudrost, novac, sredstva i metode Treće, najvažnije je naučiti kako upravljati svim potrebnim sredstvima za postizanje željenog rezultata."
Gledanje je vjerovanje
Obično se to dešava ovako: neću vjerovati dok ne vidim. Prije nego što možete vjerovati da je cilj dostižan, prvo morate imati vizualnu ideju o tome. Tehnika stvaranja mentalne slike budućeg događaja omogućava da se prezentuju željeni rezultati i osjeti radost njihovog postizanja. Kada se to dogodi, osoba je motivisana i postaje spremna da sledi svoj cilj.
Vrijedi zapamtiti da ovo nije pametan trik, ne samo snovi i nade za budućnost. Umjesto toga, vizualizacija je dobro razvijena tehnika za poboljšanje performansi koju koriste uspješni ljudi u raznim oblastima. Istraživanja pokazuju da vizualizacija poboljšava atletske performanse poboljšavajući motivaciju, koordinaciju i koncentraciju. Takođe pomaže u opuštanju i može smanjiti strah i anksioznost.
Zašto vizualizacija funkcionira?
Studije koje koriste skeniranje mozga i rad sa slikama sugeriraju da neuroni u mozgu, ove električno podražljive stanice koje prenose informacije, tumače slike kao ekvivalentne aktivnostima u stvarnom životu. Mozak generiše impuls, to stvara nove neuralne puteve - nakupine ćelija u našem mozgu koje zajedno rade na ponovnom stvaranju sjećanja ili obrazaca ponašanja. Sve se to dešava bez fizičke aktivnosti, ali se na taj način mozak kao da se programira za uspjeh. Ogroman plus moći vizualizacije je što je dostupna apsolutno svim ljudima.
Neraskidiva veza između uma i tijela
Vizualizacija je mentalna praksa. Uz njegovu pomoć, prirodne snage uma se snažno koriste. Možemo koristiti snagu uma da budemo uspješni u svim područjima našeg života. Psihološke tehnike nas uče kako upotrijebiti svoju maštu da zamislimo određene stvari koje želimo u svom životu. Velika stvar je što naše misli utiču na našu stvarnost.
Naučnici su dokazali da koristimo samo 10% ukupnog potencijala našeg mozga, i to je u najboljem slučaju. Možemo li naučiti da efikasnije koristimo svoje prirodne sposobnosti? Sistemi vizualizacije predstavljaju neraskidive biološke veze između uma i tijela, kao i vezu između uma i stvarnosti. Ako naučimo koristiti maštu i vizualizaciju u pravom smjeru, onda to može biti izuzetno moćno sredstvo za postizanje onoga što želimo u svom životu. Važno je naučiti kako koristiti snagu našeg uma zajedno s kreativnim pristupom koji pomaže u otkrivanju i razvoju skrivenih talenata i mogućnosti.
Federalni državni budžet
obrazovne ustanove
visoko stručno obrazovanje
Istočnosibirska državna akademija obrazovanja
Fakultet matematike, fizike i informatike
Katedra za informatiku i metodiku nastave informatike
NASTAVNI RAD
"Tehnologija vizualizacije obrazovnih informacija"
Specijalnost - "Stručno usavršavanje računarske tehnike, računarske tehnike i informatike"
Irkutsk - 2012
V dirigovanje
I.Teorijske osnove tehnologije vizualizacije
II.Uloga metoda vizualizacije obrazovnih informacija u nastavi
III.Elektronska vizuelna nastavna sredstva zasnovana na savremenim kompjuterskim tehnologijama
IV.Tehnologije vizualizacije znanja i prezentacija rezultata istraživanja u oblasti obrazovanja
Zaključak
Bibliografija
UVOD
Informaciono bogatstvo savremenog svijeta zahtijeva posebnu pripremu nastavnog materijala prije nego što ga prezentuje učenicima kako bi se učenicima pružile osnovne ili neophodne informacije u vizuelno vidljivom obliku. Vizualizacija samo pretpostavlja savijanje informacije u početnu sliku (na primjer, u sliku amblema, grba itd.).
Jedno od sredstava unapređenja stručnog usavršavanja budućih nastavnika sposobnih za pedagoške inovacije, do razvoja tehnologija za dizajniranje efektivnih obrazovnih aktivnosti učenika u uslovima dominacije vizuelnog okruženja, jeste formiranje njihovih posebnih veština. u vizualizaciji obrazovnih informacija.
Prema psiholozima, nove informacije se asimiliraju i bolje pamte kada su znanja i vještine "utisnute" u sistem vizualno-prostorne memorije, stoga vam predstavljanje obrazovnog materijala u strukturiranom obliku omogućava brzo i bolje usvajanje novih sistema pojmova. , metode djelovanja.
Vizualizacija obrazovnog materijala otvara priliku ne samo da objedinite sve teorijske proračune, što će vam omogućiti brzu reprodukciju materijala, već i primjenu shema za procjenu stepena ovladavanja temom koja se proučava.
Metodika savremene nastave korišćenjem kompjuterske grafike i audiovizuelnih sredstava treba da bude vođena budućim i savremenim tehnologijama, uključujući trendove u razvoju načina korišćenja informacija i kompjuterskih alata i tehnologija.
I. Teorijske osnove tehnologije vizualizacije
U eri zasićenja informacijama, problemi prikupljanja znanja i njegove operativne upotrebe dobijaju kolosalan značaj. S tim u vezi, postoji potreba da se stečeno iskustvo vizuelizacije obrazovnih informacija i njihovo naučno utemeljenje sistematizuje sa stanovišta tehnološkog pristupa nastavi.
G.K. Selevko tehnologiju intenziviranja obuke zasnovanu na šematskim i simboličkim modelima nastavnog materijala smatra iskustvom V.F. Shatalov. Prema G.V. Lavrentjevu. i Lavrentieva N.E., njene granice su mnogo šire, a Šatalovljevo iskustvo je samo jedna od njegovih manifestacija. Proširujući granice ove tehnologije, G.V. Lavrent'eva. i Lavrentieva N.E. ponuditi za nju opširniji naziv, i to: tehnologija vizualizacije nastavnog materijala, razumijevanje pod tim ne samo simboličkih, već i nekih drugih slika „vizualizacije“ koje dolaze do izražaja ovisno o specifičnostima proučavanog objekta. To mogu biti sljedeći osnovni elementi vizualne slike:
smjer;
struktura;
kretanje.
Prisutni u ovoj ili drugoj mjeri u bilo kojoj vizualnoj slici, ovi elementi radikalno utječu na percepciju i asimilaciju obrazovnih informacija od strane osobe. Intenziviranje obrazovne i kognitivne aktivnosti nastaje zbog činjenice da se i nastavnik i učenik ne rukovode samo usvajanjem znanja, već i metodama te asimilacije, načinima mišljenja koji omogućavaju da se vidi veze i odnose između proučavanih objekata, a samim tim i povezivanje odvojenih u jedinstvenu cjelinu. Tehnologija vizualizacije obrazovnih informacija je sistem koji uključuje sljedeće pojmove:
skup obrazovnih znanja;
vizuelne metode njihove prezentacije;
vizualna i tehnička sredstva za prijenos informacija;
skup psiholoških tehnika za korištenje i razvoj vizualnog mišljenja u procesu učenja.
Tehnologija vizualizacije nastavnog materijala ima nešto zajedničko sa pedagoškim konceptom vizuelne pismenosti, koji je nastao kasnih 60-ih godina XX veka u Sjedinjenim Državama. Ovaj koncept se temelji na odredbama o važnosti vizualne percepcije za osobu u procesu upoznavanja svijeta i njegovog mjesta u njemu, vodećoj ulozi slike u procesima percepcije i razumijevanja, potrebi da se pripremi svijest osobe. za aktivnost u sve više „vizualizovanom” svetu i povećanje informacionog opterećenja.
Informaciono bogatstvo savremenog svijeta zahtijeva posebnu pripremu nastavnog materijala prije nego što ga prezentuje učenicima kako bi se učenicima pružile osnovne ili neophodne informacije u vizuelno vidljivom obliku. Vizualizacija samo pretpostavlja savijanje informacije u početnu sliku (na primjer, u sliku amblema, grba itd.). Treba uzeti u obzir i mogućnosti korištenja slušne, olfaktorne, taktilne vizualizacije, ako su ovi osjećaji značajni u ovoj profesiji.
Efikasan način obrade i sastavljanja informacija je njihovo „komprimovanje“, tj. prezentacija u kompaktnom obliku koji je jednostavan za korištenje. Razvojem modela za predstavljanje znanja u "komprimovanom" obliku bavi se posebna grana informacionih tehnologija - inženjering znanja. Didaktička adaptacija koncepta inženjeringa znanja zasniva se na činjenici da se, „prvo, kreatori inteligentnih sistema oslanjaju na mehanizme obrade i primene znanja od strane ljudi, koristeći analogije neuronskih sistema ljudskog mozga. Drugo, korisnik inteligentnih sistema je osoba, što podrazumijeva kodiranje i dekodiranje informacija sredstvima koja su pogodna za korisnika, tj. kako u konstrukciji tako iu primjeni inteligentnih sistema, u obzir se uzimaju mehanizmi ljudskog učenja." Teorija smislene generalizacije V.V. Davidova, teorija proširenja didaktičkih jedinica P.M. Erdniev. Pod "komprimiranjem" informacija podrazumijeva se prije svega njihova generalizacija, konsolidacija, sistematizacija, generalizacija. P.M. Erdniev tvrdi da se "najveća snaga savladavanja programskog materijala postiže kada se obrazovne informacije istovremeno prikazuju u četiri koda: crtežu, brojčanom, simboličkom i verbalnom". Također treba imati na umu da je sposobnost pretvaranja usmenih i pisanih informacija u vizualni oblik profesionalni kvalitet mnogih stručnjaka. Stoga u procesu učenja treba formirati elemente profesionalnog mišljenja:
sistematizacija;
koncentracija;
isticanje glavne stvari u sadržaju.
Metodološku osnovu razmatrane tehnologije čine sljedeći principi njene konstrukcije: princip kvantizacije sistema i princip kognitivne vizualizacije.
Sistemska kvantizacija proizlazi iz specifičnosti funkcionisanja mentalne aktivnosti osobe koja se izražava različitim znakovnim sistemima:
lingvistički;
simbolički;
grafički.
Sve vrste modela za predstavljanje znanja u komprimovanom kompaktnom obliku odgovaraju svojstvu osobe da misli u slikama. Proučavanje, asimilacija, promišljanje teksta - to je upravo sastavljanje shema u umu, kodiranje materijala. Ako je potrebno, osoba može obnoviti, "proširiti" cijeli tekst, ali će njegova kvaliteta i snaga ovisiti o kvaliteti i snazi ovih shema u pamćenju, od toga da li ih je intuitivno kreirao učenik ili profesionalno nastavnik. Ovo je prilično složen intelektualni rad i učenik se mora dosljedno pripremati za njega.
Najveći učinak u asimilaciji informacija će se postići ako su metode bilježenja u skladu s načinom na koji mozak pohranjuje i reproducira informacije. Fiziolozi P.K. Anokhin, D.A. Pospelov tvrdi da se to ne događa linearno, u listi, slično govoru ili pisanju, već u preplitanju riječi sa simbolima, zvukovima, slikama, osjećajima. Američki naučnici i pedagozi B. Deporter i M. Henaki svoj sistem kvantnog učenja potkrepljuju specifičnostima rada mozga. Njihov doprinos načinima kreiranja modela nastavnog materijala su „Memorijske kartice“, „Evidencija fiksiranja i kreiranja“, „Metoda grupisanja“.
Princip kvantizacije sistema uključuje uzimanje u obzir sljedećih obrazaca:
veliku količinu obrazovnog materijala je teško zapamtiti;
bolje se percipira obrazovni materijal, kompaktno smješten u određenom sistemu;
Isticanje semantičkih referentnih tačaka u obrazovnom materijalu doprinosi efikasnom pamćenju.
Princip kognitivne vizualizacije proizlazi iz psiholoških zakona, prema kojima se efikasnost asimilacije povećava ako vizualizacija u nastavi obavlja ne samo ilustrativnu, već i kognitivnu funkciju, odnosno koriste se kognitivni grafički obrazovni elementi. To dovodi do činjenice da je "figurativna" desna hemisfera povezana s procesom asimilacije. Istovremeno, "stubovi" (slike, dijagrami, modeli), kompaktno ilustrirajući sadržaj, doprinose konzistentnosti znanja. Prema Z.I. Kalmykova, apstraktni obrazovni materijal, prije svega, zahtijeva konkretizaciju, a ovaj cilj odgovara različitim vrstama vizualizacije - od predmetne, do vrlo apstraktne, konvencionalno simbolične. “Pri sagledavanju vizuelnog materijala, čovjek može jednim pogledom obuhvatiti sve komponente koje čine cjelinu, ući u trag mogućim vezama među njima, kategorizirati ih prema stepenu značajnosti, općenitosti, što služi kao osnova ne samo za dublje razumijevanje suštine novih informacija, ali i za njihovo prevođenje u dugotrajno pamćenje“.
Vizuelni prikaz principa prikazan je na slici 1.
OUSG - generalizacija, konsolidacija, sistematizacija, generalizacija;
CO - signalni nosači;
MD - mentalna aktivnost, realizovana kroz znakovne sisteme.
Rice. 1. Vizuelni prikaz principa kognitivne vizualizacije i sistemske kvantizacije
G.K. Selevko tvrdi da se svaki sistem ili pristup učenju može smatrati tehnologijom ako ispunjava sljedeće kriterije:
prisustvo konceptualnog okvira;
konzistentnost (integritet delova);
upravljivost, odnosno sposobnost planiranja, dizajniranja procesa učenja, variranja sredstava i metoda u cilju postizanja planiranog rezultata;
efikasnost;
reproduktivnost.
Suština tehnologije koja se razmatra, prema G.V. Lavrentyev. i Lavrentieva N.E., sveden je na integritet svoja tri dijela.
Sustavno korištenje u obrazovnom procesu vizualnih modela jedne specifične vrste ili njihovih kombinacija.
Podučavanje studenata racionalnim metodama „komprimiranja“ informacija i njihovog kognitivno-grafičkog prikaza.
Metodičke tehnike za uključivanje vizuelnih modela u obrazovni proces. Rad s njima ima jasne faze i prati čitav niz tehnika i temeljnih metodoloških rješenja.
Uloga metoda vizualizacije obrazovnih informacija u nastavi
Posljednjih desetljeća dogodile su se gotovo revolucionarne promjene u području prijenosa vizualnih informacija:
obim i količina prenošenih informacija su se izuzetno povećali;
razvili su se novi tipovi vizuelnih informacija i metode njihovog prenošenja.
Tehnički napredak i formiranje nove vizuelne kulture neminovno ostavlja traga na skupu zahtjeva za djelovanje nastavnika.
Jedno od sredstava unapređenja stručnog usavršavanja budućih nastavnika sposobnih za pedagoške inovacije, do razvoja tehnologija za dizajniranje efektivnih obrazovnih aktivnosti učenika u uslovima dominacije vizuelnog okruženja, jeste formiranje njihovih posebnih veština. u vizualizaciji obrazovnih informacija. Izraz "vizualizacija" dolazi od latinskog visualis - opaža se vizuelno, vizuelno. Vizualizacija informacija predstavljanje numeričkih i tekstualnih informacija u obliku grafikona, dijagrama, strukturnih dijagrama, tabela, mapa itd. Međutim, takvo shvaćanje vizualizacije kao procesa promatranja pretpostavlja minimalnu mentalnu i kognitivnu aktivnost učenika, a vizualna didaktička sredstva imaju samo ilustrativnu funkciju. Drugačija definicija vizualizacije data je u poznatim pedagoškim konceptima (teorija shema - RS Anderson, F. Bartlett; teorija okvira - Ch. Volker, M. Minsky, itd.), u kojima se ovaj fenomen tumači. kao pomicanje u procesu kognitivne aktivnosti sa unutrašnjeg plana na spoljašnji plan mentalnih slika čiji je oblik spontano određen mehanizmom asocijativne projekcije.
Slično, koncept vizualizacije shvata A. Verbitsky: „Proces vizualizacije je savijanje mentalnih sadržaja u vizuelnu sliku; kada se percipira, slika se može rasporediti i poslužiti kao podrška za adekvatne mentalne i praktične radnje." Ova definicija omogućava odvajanje pojmova "vizuelno", "vizuelno sredstvo" od pojmova "vizuelno", "vizuelno sredstvo". U pedagoškom značenju koncepta "vizuelno" uvijek se temelji na demonstraciji određenih objekata, procesa, pojava, predstavljanju gotove slike, date izvana, a ne rođene i izvedene iz unutrašnjeg plana ljudske aktivnosti. Proces razvijanja mentalne slike i njenog "prenošenja" sa unutrašnje na spoljašnju ravan je projekcija mentalne slike. Projekcija je ugrađena u procese interakcije između subjekta i objekata materijalnog svijeta, oslanja se na mehanizme mišljenja, pokriva različite razine refleksije i refleksije, manifestira se u različitim oblicima obrazovne aktivnosti.
Ako produktivnu kognitivnu aktivnost namjerno posmatramo kao proces interakcije između vanjskog i unutrašnjeg plana, kao prijenos budućih proizvoda aktivnosti sa unutrašnjeg plana na eksterni, kao prilagođavanje i implementaciju u vanjskom planu ideja, onda vizualizacija djeluje kao glavni mehanizam koji obezbjeđuje dijalog između eksternih i unutrašnjih planova aktivnosti. Shodno tome, u zavisnosti od svojstava didaktičkih vizuelnih sredstava, zavisi i stepen aktivacije mentalne i kognitivne aktivnosti učenika.
S tim u vezi povećava se uloga vizualnih modela za prezentaciju obrazovnih informacija, koji omogućavaju prevazilaženje poteškoća povezanih s učenjem zasnovanim na apstraktnom logičkom mišljenju. Ovisno o vrsti i sadržaju obrazovnih informacija, koriste se metode sažimanja ili razmještaj korak po korak korištenjem različitih vizualnih sredstava. Trenutno se čini da je upotreba kognitivne vizualizacije didaktičkih objekata obećavajuća u obrazovanju. Ova definicija zapravo uključuje sve moguće vidove vizualizacije pedagoških objekata, koji rade na principima koncentracije znanja, generalizacije znanja, proširenja orijentacijskih i prezentacijskih funkcija vizuelno-didaktičkih sredstava, algoritmizacije obrazovnih i kognitivnih radnji, realizovanih u vizuelnim sredstvima.
U praksi se koristi više od stotinu metoda vizuelnog strukturiranja - od tradicionalnih dijagrama i grafova do "strateških" mapa (mapa puta), zračnih paukova i kauzalnih lanaca. Ova raznolikost je rezultat značajnih razlika u prirodi, karakteristikama i svojstvima znanja u različitim predmetnim oblastima. Najveći informacioni kapacitet, po našem mišljenju, je univerzalnost i integrabilnost strukturnih i logičkih shema. Ova metoda sistematizacije i vizuelnog prikaza obrazovnih informacija zasniva se na identifikaciji značajnih veza između elemenata znanja i analitičko-sintetičke aktivnosti pri prevođenju verbalnih informacija u neverbalne (figurativne), sintetizirajući integralni sistem elemenata znanja. Ovladavanje navedenim vrstama konkretizirajućih značenja, razvijanjem logičkog lanca mišljenja, opisivanjem slika i njihovih znakova mentalne aktivnosti, kao i operacijama korištenjem verbalnih sredstava razmjene informacija, formiraju produktivne načine razmišljanja koji su stručnjacima toliko potrebni suvremenim tempom. razvoja nauke, tehnologije i tehnologije. Prema dostignućima neuropsihologije, "učenje je efikasno kada se potencijal ljudskog mozga razvija kroz prevazilaženje intelektualnih poteškoća u potrazi za smislom kroz uspostavljanje obrazaca."
Strukturni i logički dijagrami stvaraju posebnu jasnoću poređajući elemente sadržaja u nelinearnom obliku i naglašavajući logičke i sukcesivne veze između njih. Ova vidljivost se zasniva na strukturi i asocijativnim vezama karakterističnim za dugotrajno pamćenje osobe. Na neki način, strukturno-logičke sheme djeluju kao posredna veza između vanjskog linearnog sadržaja (tekst udžbenika) i unutrašnjeg nelinearnog sadržaja (u umu). Kao jedna od prednosti strukturnih logičkih kola A.V. Petrov naglašava da „obavlja funkciju spajanja pojmova u određene sisteme“. Sami pojmovi ne mogu ništa reći o sadržaju predmeta nastave, ali povezani određenim sistemom otkrivaju strukturu predmeta, njegove zadatke i puteve razvoja. Razumijevanje i razumijevanje nove situacije nastaje kada mozak pronađe potporu u prethodnim znanjima i idejama.
To implicira važnost stalnog ažuriranja prethodnog iskustva za savladavanje novih znanja. Proces učenja novog gradiva može se predstaviti kao percepcija i obrada novih informacija dovodeći ih u korelaciju sa konceptima i metodama djelovanja poznatih učeniku, korištenjem intelektualnih operacija kojima on ovlada. Informacije koje ulaze u mozak kroz različite kanale su konceptualizirane i strukturirane, formirajući konceptualne mreže u svijesti. Nove informacije se ugrađuju u postojeće kognitivne šeme, transformišu ih i formiraju nove kognitivne šeme i intelektualne operacije. Istovremeno se uspostavljaju veze između poznatih koncepata i metoda djelovanja i novog znanja i nastaje struktura novog znanja.
Prema psiholozima, nove informacije se asimiliraju i bolje pamte kada su znanja i vještine "utisnute" u sistem vizualno-prostorne memorije, stoga vam predstavljanje obrazovnog materijala u strukturiranom obliku omogućava brzo i bolje usvajanje novih sistema pojmova. , metode djelovanja. Primer je vizuelna šema: "RGB model boja" (vidi sliku 2).
Rice. 2. Šema koncepta "RGB model boja"
Vizualizacija obrazovnog materijala otvara priliku ne samo da objedinite sve teorijske proračune, što će vam omogućiti brzu reprodukciju materijala, već i primjenu shema za procjenu stepena ovladavanja temom koja se proučava. U praksi se takođe široko koristi metoda analize određenog dijagrama ili tabele, u kojoj se razvijaju vještine prikupljanja i obrade informacija. Metoda omogućava polaznicima da se aktivno uključe u primjenu teorijskih informacija u praktičnom radu. Posebno mjesto je dato zajedničkoj diskusiji, tokom koje postoji prilika da dobijete brzu povratnu informaciju, da bolje razumijete sebe i druge ljude. Sumirajući rečeno, napominjemo da, u zavisnosti od mjesta i namjene vizuelno-didaktičkih materijala u procesu formiranja pojma (proučavanje teorije, fenomena), treba postaviti različite psihološke i pedagoške zahtjeve za izbor određenog. strukturni model i vizuelni prikaz sadržaja obuke.
Prilikom vizualizacije obrazovnog materijala treba imati na umu da vizualne slike skraćuju lance verbalnog zaključivanja i mogu sintetizirati shematsku sliku većeg „kapaciteta“, čime se kondenziraju informacije. U procesu izrade nastavnog i metodičkog materijala potrebno je kontrolisati stepen generalizacije sadržaja obuke, duplirati verbalne informacije figurativnog i obrnuto, tako da, ako je potrebno, karike logičkog lanca budu u potpunosti restauriran od strane studenata.
Drugi važan aspekt upotrebe vizuelnih nastavnih materijala je određivanje optimalnog odnosa vizuelnih slika i verbalnih, simboličkih informacija. Konceptualno i vizualno razmišljanje u praksi su u stalnoj interakciji. One se međusobno nadopunjuju i otkrivaju različite aspekte proučavanog pojma, procesa ili fenomena. Verbalno-logičko mišljenje nam daje tačniji i generalizovaniji odraz stvarnosti, ali ta refleksija je apstraktna. Zauzvrat, vizualno razmišljanje pomaže u organiziranju slika, čini ih holističkim, generaliziranim, potpunim.
Vizualizacija obrazovnih informacija vam omogućava da riješite niz pedagoških problema:
obezbjeđivanje intenziviranja obuke;
unapređenje obrazovnih i kognitivnih aktivnosti;
formiranje i razvoj kritičkog i vizuelnog mišljenja;
vizuelna percepcija;
figurativno predstavljanje znanja i aktivnosti učenja;
prijenos znanja i prepoznavanje obrazaca;
unapređenje vizuelne pismenosti i vizuelne kulture.
Elektronska vizuelna nastavna sredstva zasnovana na savremenim kompjuterskim tehnologijama
U školskom obrazovanju oduvijek su koristili i koriste razne vidove vizualizacije. Njihova uloga u procesu učenja je izuzetna. Naročito u slučaju kada upotreba vizuelnih pomagala nije ograničena na jednostavnu ilustraciju kako bi nastavni plan i program bio pristupačniji i lakši za učenje, već postaje organski dio učenikove kognitivne aktivnosti, sredstvo za formiranje i razvoj ne samo vizualnog. figurativno, ali i apstraktno-logičko mišljenje... To pak zahtijeva značajnu reviziju i promjenu tradicionalnih vizualnih nastavnih sredstava, koja bi trebala postati dinamična, interaktivna i multimedijalna.
S tim u vezi, od posebnog je interesa kompjuterska vizualizacija obrazovnih informacija, koja vam omogućava da vizuelno predstavite objekte i procese na ekranu iz svih mogućih uglova, detaljno, uz mogućnost demonstracije unutrašnjih odnosa komponenti, uključujući i one skrivene. u stvarnom svijetu, i, što je posebno važno, u razvoju, u vremenskom i prostornom kretanju. Kompjutersku vizualizaciju obrazovnih informacija obezbjeđuju specifična vizuelna nastavna sredstva, kreirana na bazi savremenih multimedijalnih tehnologija, zahvaljujući kojima je moguće uključiti svu raznovrsnost vizuelnih pomagala u nastavni proces - tekst, grafiku, zvuk, animaciju, video. slike. To su, na primjer, interaktivne karte, animirane (dinamičke) referentne bilješke, interaktivni plakati itd. I u ovom slučaju ne govorimo o jednostavnom prevođenju tradicionalnih vizualnih pomagala (tabela, dijagrama, slika, ilustracija) u digitalni format. , već o razvoju i stvaranju potpuno novih vidova vidljivosti. Istovremeno, njen izgled nije uzrokovan samo potrebom za ekspresivnim vizuelnim informacijama i vizuelnom stimulacijom, na koju su savremeni učenici već navikli, već i didaktičkim karakteristikama ove nove vrste obrazovne vizualizacije.
U pedagoškoj literaturi još uvijek ne postoji općeprihvaćen koncept za definiranje nove vrste vizualizacije, kreirane na bazi savremenih informacionih tehnologija. To je zbog činjenice da je ova vidljivost vrlo složena pojava, čije su posebne karakteristične karakteristike integrirane u jedinstveni integralni sistem, te je stoga toliko teško identificirati njegovu suštinu, odnosno odrediti glavne karakteristike i razlikovati ih iz sekundarnih nekretnina. Čak i autori koriste različita imena:
"Kompjuterska vizualizacija";
"Dinamička vidljivost";
"Interaktivna vidljivost";
"Virtuelna vidljivost";
"Multimedijalna vidljivost";
"Vidljivost hiperteksta" itd.
Istovremeno, ovi pojmovi se koriste u daleko od identičnih značenja, što stvara dodatne poteškoće.
U vezi sa ovim neslogom, Kuchurin V.V. predlaže da se tokom diskusije rukovodi konceptom „elektronske vizualizacije“, pod kojim se podrazumeva softverski kompjuterski alat za predstavljanje kompleksa vizuelnih hipertekstualnih informacija različitih tipova koji se studentu prikazuju na ekranu računara, po pravilu, u interaktivni (dijaloški) način rada.
Komponente elektronske vizualizacije mogu biti i statične (slike, dijagrami, tabele, itd.) i dinamičke (video, animacije) slike.
Njegove glavne karakteristike su interaktivnost, dinamičnost (animacija) i multimedija.
Prije svega, elektronska vizualna nastavna sredstva su interaktivna. Ovo je prilično širok koncept u smislu sadržaja, uz pomoć kojeg se u modernoj nauci otkriva priroda i stupanj interakcije između objekata. Štoviše, ovo svojstvo se uopće ne svodi na komunikaciju među ljudima. U obuci uz korištenje informaciono-komunikacionih tehnologija, interaktivnost je „sposobnost korisnika da aktivno stupa u interakciju sa nosiocem informacija, da ga odabere po sopstvenom nahođenju, da promeni brzinu prezentacije materijala“. U skladu s tim, interaktivnost vizuelnih nastavnih sredstava zasnovanih na multimediji pruža učeniku i nastavniku, u određenim granicama, mogućnost da s njim aktivno komuniciraju i kontrolišu prezentaciju informacija, odnosno da postave pitanje i dobiju odgovor na to (interaktivnost povratne sprege) za određivanje početka, trajanja i brzine procesa demonstracije (privremena interaktivnost), određivanje redoslijeda korištenja fragmenata informacija (redovna interaktivnost,) promjenu, dopunu ili smanjenje količine informacija o sadržaju (interaktivnost sadržaja) i čak i kreirajte svoj vlastiti kreativni proizvod (kreativna interaktivnost). Ovakve mogućnosti interaktivnih vizuelnih nastavnih sredstava omogućavaju korišćenje problemskih nastavnih metoda koje obezbeđuju asimilaciju naučnih koncepata i obrazaca zasnovanih na ličnom iskustvu interakcije sa njima. Drugim riječima, interaktivnost pruža mogućnosti ne samo za pasivnu percepciju informacija, već i za aktivno istraživanje karakteristika proučavanih objekata ili procesa. Posljedično, interaktivnost daje elektronskoj vizualizaciji kognitivni (saznajni) karakter, uvodi komponente igre i istraživanja u obrazovni rad, prirodno podstiče učenike na dubinsku i sveobuhvatnu analizu svojstava proučavanih objekata i procesa.
Dinamičnost elektronskih vizuelnih nastavnih sredstava obezbeđena je uz pomoć tehnologije animacije, koja vam omogućava da manipulišete bojom, veličinom objekata, kreirate lokalnu animaciju, istaknete jedan od objekata ili deo objekta podvlačenjem, povlačenjem, popunjavanjem, itd. Osim toga, korištenjem animacije stvara se iluzija kretanja, promjena, razvoj. Sve to čini vizualizaciju emotivnijom i impresivnijom. Istovremeno, animacija, dajući vizuelni prikaz dinamike pojave, stvara uslove za demonstriranje znakova i obrazaca proučavanih događaja, pojava i procesa kroz akciju, za poređenje različitih mišljenja i formulisanje sopstvenog gledišta. Dakle, dinamika kompjuterske animacije se koristi ne samo, pa čak i ne toliko da pojača emocionalni uticaj kroz prikazivanje kretanja objekta („živa slika“), već da aktivira kognitivne aktivnosti, da vizuelno demonstrira logiku kretanja objekta. misao od neznanja do znanja.
Za karakteristike elektronske vizualizacije, kreirane na bazi savremenih informacionih tehnologija, od posebnog je značaja i osobina kao što je multimedija. Povezuje se sa savremenim informacionim tehnologijama zasnovanim na istovremenoj upotrebi različitih sredstava predstavljanja informacija i predstavlja skup tehnika, metoda, metoda i sredstava prikupljanja, akumulacije, obrade, skladištenja, prenošenja, proizvodnje audiovizuelnih, tekstualnih, grafičkih informacija u uslovima interaktivne interakcije između korisnika i informacionog sistema koji implementira mogućnosti multimedijalnih operativnih okruženja. Multimedijalne tehnologije omogućavaju integrisanu prezentaciju bilo koje audiovizuelne informacije na ekranu, ostvarujući interaktivni dijalog između korisnika i sistema. Zbog toga se aktivno koriste u razvoju i kreiranju vizualnih nastavnih sredstava, čije su komponente statične i animirane slike, kao i tekstualne i video informacije sa zvukom.
U skladu sa osnovnim karakteristikama, elektronska vizuelna pomagala se mogu podeliti na dinamička (animirana), interaktivna i multimedijalna.
Dinamička (animirana) vizualizacija je nastavni alat koji je pokretna slika koja se mijenja. Omogućava vam da formirate vizuelne predstave o razvoju događaja i procesa u vremenu i prostoru, da usredsredite pažnju učenika na određeni predmet proučavanja, da povećate gustinu lekcije ubrzavajući snabdevanje informacijama. Kontrola je ograničena na funkcije reprodukcije, zaustavljanja i pauze, što, inače, ukazuje na ograničenu, u ovom slučaju privremenu, interaktivnost dinamičke (animirane) vidljivosti.
Dinamička (animirana) vizualizacija uključuje takva specifična vizualna nastavna sredstva kao što su animirane karte, animirani dijagrami, dijagrami, grafikoni, dijaprojekcije.
Interaktivna vizualizacija je alat za učenje koji je hipertekstualna animirana ilustracija u kombinaciji sa skupom kontrolnih alata koji omogućavaju korisniku interaktivnu interakciju s njom.
Trenutno nastavnici koriste interaktivne karte, interaktivne dijagrame, interaktivne planove lokacija, interaktivne rekonstrukcije itd.
Multimedijalna vizualizacija je nastavno sredstvo u koje su integrisani informacioni objekti različitih tipova: zvuk, tekst, slika.
Primjer multimedijalne vizualizacije je multimedija, multimedijalne panorame, elektronski zvučni poster.
Nažalost, u današnje vrijeme primjena vizualnih nastavnih sredstava kreiranih na bazi savremenih informacionih tehnologija mnogim nastavnicima izaziva uočljive poteškoće vezane za izbor vizuelnih pomagala za rješavanje specifičnih pedagoških problema, tehnika i metoda rada s njima i oblika organizovanja nastavnog rada. aktivnosti.
IV.Tehnologije vizualizacije znanja i prezentacije rezultata istraživanja u oblasti obrazovanja
vizualizacija obrazovni kompjuter za učenje
Razvoj kompjuterske tehnologije riješio je probleme obrade takve količine informacija. Ali postojao je problem vizualizirati rezultate takve obrade. Koristi različite tehnike vizualizacije kroz koje se lako mogu predstaviti velike i složene količine podataka. Sistemi za prepoznavanje vizuelnih slika - 2-dimenzionalni (simboli, grafički znakovi, kodovi, barkodovi) - FineReader i 3-dimenzionalni objekti (fotografske slike, sigurnosni i video sistemi) - ugrađeni u modernu fotografsku opremu, tehnologiju mašinskog vida (računarski sistemi sa nizovi podataka).
Grafikoni i dijagrami pojednostavljuju percepciju i olakšavaju ljudsku percepciju teksta. Ponekad je dovoljno nekoliko dijagrama da se shvati značenje onoga što je predstavljeno na nekoliko stranica projekta.
Kodiranje bojama se koristi u istraživanju za analizu i predviđanje različitih fizičkih i matematičkih procesa. Na primjer, u proučavanju toplotnih procesa, prijenosa energije, može se jasno pokazati distribucija i trend temperature u shemi boja, u sociološkim procesima i ilustrovati prirodne pojave.
Brzi razvoj 3-D grafike - naučne vizualizacije se formirao u samostalnu granu nauke, koja uključuje osnove diferencijalnog računa, geometrije, programiranja. Prelazak na 3D tehnologiju transformirao je grafiku iz medija za prezentaciju u moćnu metodu za rješavanje naučnih problema. Trodimenzionalna vizualizacija se može široko koristiti za obrazovne sisteme u različitim oblastima nauke. Nastava korištenjem trodimenzionalnih modela je vrlo vizualna i omogućava vam da diverzificirate oblike prezentacije materijala i povećate interes slušatelja.
Virtuelna vizualizacija je od najveće važnosti u interaktivnim sistemima obuke, kao što su simulatori različitih tipova.
Profesionalci koji koriste audio i vizuelne tehnologije u svojim profesionalnim aktivnostima trebaju stalni profesionalni razvoj. Budući da obično već imaju osnovno obrazovanje, praćenje razvoja novih tehnologija, metode korištenja novih softverskih proizvoda i rješenja mogu se implementirati putem daljinskih formi. To se odnosi na tehnologije slučaja, razne oblike daljinskog testiranja i atestiranja, web konferencije i slično.
Projektne aktivnosti Internet plus koje koriste IKT alate danas su moćno sredstvo, kako u obrazovnoj tako i u društvenoj sferi, za promociju novih metodologija nastave, razvoj poslovanja i povećanje kompetencije stručnjaka, ali se mora vješto koristiti. U kontekstu savremenih informacionih i društvenih realnosti, javlja se potreba za novim metodološkim pristupom u nastavi ovakvih disciplina koje se odnose na upotrebu kompjuterske grafike i audiovizuelnih sredstava.
Trendovi u razvoju savremenih informacionih tehnologija dovode do stalnog povećanja složenosti informacionih sistema (IS), a samim tim i sadržaja disciplina koje se izučavaju za različite specijalizacije. Savremene discipline iz oblasti IKT karakterišu sledeće karakteristike: složenost opisa (veliki broj funkcija, procesa, elemenata podataka i složenih odnosa među njima), što zahteva proučavanje zakona i tehnika za modeliranje i analizu podataka i procesa. , kao i nove inteligentne alate.
Metodika savremene nastave korišćenjem kompjuterske grafike i audiovizuelnih sredstava treba da bude vođena budućim i savremenim tehnologijama, uključujući trendove u razvoju načina korišćenja informacija i kompjuterskih alata i tehnologija. U savremenoj metodologiji, naravno, moraju biti predstavljeni neophodni tehnički uslovi, softver i zahtevi za korisnika koji stvaraju uslove za upućivanje na digitalnu grafiku i kompjuterski dizajn. Ali još je važnije da sastav obrazovno-metodičkih kompleksa u početku treba da uključi mogućnost njihove modernizacije i integracije uz dinamičnu promjenu informacionog resursa.
Zaključak
U ovom predmetnom radu razmatrane su tehnologije vizualizacije obrazovnih informacija koje omogućavaju varijabilnu i racionalnu upotrebu različitih šematski-znakovnih modela predstavljanja znanja; eliminirati neravnotežu teksta i ilustrativnih vizuala, "pretrpanost" tekstom; povećati ekspresivnost vizuelnog jezika i simbola, koji u doba informacionih tehnologija dobijaju poseban značaj; optimizirati vrijeme utrošeno na percepciju i asimilaciju informacija i time povećati efikasnost obrazovnih i kognitivnih aktivnosti.
Bibliografija
Ruska pedagoška enciklopedija: u 2 toma / gl. ed. V.V. Davidov .- M.: Velika ruska enciklopedija, 1993.- Vol.2.- 608 str.
Choshanov M.A. Fleksibilna tehnologija problemsko-modularnog učenja: Metod. priručnik.- M.: Narodno obrazovanje, 1996.- 160 str.
Erdniev P.M. Sustavno znanje i jačanje didaktičke jedinice // Sov. Pedagogija.-1975.-№4.-P. 72-80.
Kalmykova Z.I. Da li obrazovni sistem V.F. Shatalova? // Pitanja psihologije. - 1987.-№ 2. P. 71-80.
Selevko G.K. Savremene obrazovne tehnologije: Udžbenik. priručnik.- M.: Narodno obrazovanje, 1998.- 256 str.
Manko, N.N. Kognitivna vizualizacija didaktičkih objekata u poboljšanju obrazovne aktivnosti // Vesti Altajskog državnog univerziteta. Serija: Pedagogija i psihologija. - br. 2. - 2009. - S. 22-28.
Verbitsky, A.A. Aktivno učenje u visokom obrazovanju: kontekstualni pristup / A.A. Verbitsky. - M.: Više. shk., 1991.-- 207 str.
Blake, S., Peyp, S., Choshanov, M.A. Korištenje dostignuća neuropsihologije u pedagogiji Sjedinjenih Država // Pedagogija. - br. 5. - 2004. - S. 85-90.
Petrov, A.V. Razvojni trening. Glavna pitanja teorije i prakse visokog obrazovanja u fizici: monografija / A.V. Petrov. - Čeljabinsk: Izdavačka kuća Fakel, 1997.
Lozinskaya A.M. Okvirna metoda strukturiranja sadržaja modularnog programa za nastavu fizike / A.M. Lozinskaya // Bilten Uralskog državnog univerziteta. - 2009. - br. 3 (67). - S. 176-184.
"Kažu da jedan crtež vrijedi hiljadu riječi, a zaista je tako, pod uslovom da je crtež dobar." Bowman
Sa povećanjem količine akumuliranih podataka, čak i kada se koriste proizvoljno moćni i svestrani Data Mining algoritmi, postaje sve teže "svariti" i interpretirati dobijene rezultate. I, kao što znate, jedna od odredbi Data Mininga je potraga za praktično korisnim obrascima. Obrazac može postati praktično koristan samo ako se može shvatiti i razumjeti.
1987. godine, na inicijativu ACM SIGGRAPH IEEE Computer Society Technical Committee of Computer Graphics, u vezi sa potrebom korišćenja novih metoda, alata i tehnologija podataka, formulisani su odgovarajući zadaci smera vizuelizacije.
Metode za vizuelno ili grafičko predstavljanje podataka uključuju grafikone, grafikone, tabele, izveštaje, liste, strukturne dijagrame, karte, itd.
Tradicionalno se na vizualizaciju gledalo kao na pomoć u analizi podataka, ali sada sve više istraživanja govori o njenoj samostalnoj ulozi.
Tradicionalne tehnike snimanja mogu pronaći sljedeće primjene:
∙ predstaviti informacije korisniku u vizuelnom obliku;
∙ kompaktno opisati obrasce svojstvene originalnom skupu podataka;
∙ smanjiti dimenziju ili komprimirati informacije;
∙ popraviti praznine u skupu podataka;
∙ pronađite šum i izuzetke u skupu podataka.
Vizualizacija alata za rudarenje podataka
Svaki od algoritama Data Mininga koristi poseban pristup vizualizaciji. U prethodnim predavanjima obrađivali smo brojne metode Data Mininga. Prilikom korištenja svake od metoda, odnosno njene softverske implementacije, dobili smo neke vizualizatore uz pomoć kojih smo mogli interpretirati rezultate dobijene kao rezultat rada odgovarajućih metoda i algoritama.
∙ Za stabla odluka, ovo je vizualizator stabla odluka, lista pravila, tabela nepredviđenih situacija.
∙ Za neuronske mreže, ovisno o alatu, to može biti topologija mreže, graf promjene vrijednosti greške koji pokazuje proces učenja.
∙ Za Kohonenove kartice: kartice ulaza, izlaza, druge specifične kartice.
∙ Za linearnu regresiju, linija regresije djeluje kao vizualizator.
∙ Za grupisanje: dendrogrami, dijagrami raspršenja.
Raspršene dijagrame i dijagrami se često koriste za procjenu učinka određene metode.
Svi ovi načini vizualizacije ili prikaza podataka mogu obavljati jednu od funkcija:
∙ su ilustracija izgradnje modela (na primjer, predstavljanje strukture (grafa) neuronske mreže);
∙ pomoć u tumačenju dobijenog rezultata;
∙ su sredstvo za procenu kvaliteta konstruisanog modela;
∙ kombinuju gore navedene funkcije (stablo odlučivanja, dendrogram).
Vizualizacija modela rudarenja podataka
Prva funkcija (ilustracija izgradnje modela), u stvari, je vizualizacija Data Mining modela. Postoji mnogo različitih načina predstavljanja modela, ali grafički prikaz daje korisniku maksimalnu "vrijednost". Korisnik, u većini slučajeva, nije specijalista za modeliranje, najčešće je stručnjak u svojoj oblasti. Stoga, model Data Mininga treba biti predstavljen na jeziku koji mu je najprirodniji, ili, barem, da sadrži minimalan broj različitih matematičkih i tehničkih elemenata.
Stoga je dostupnost jedna od glavnih karakteristika Data Mining modela. Uprkos tome, postoji i tako raširen i najjednostavniji način predstavljanja modela kao što je "crna kutija". U ovom slučaju korisnik ne razumije ponašanje modela koji koristi. Međutim, uprkos nesporazumu, dobija rezultat - otkrivene obrasce. Klasičan primjer takvog modela je model neuronske mreže.
Drugi način predstavljanja modela je predstavljanje na intuitivan, razumljiv način. U ovom slučaju, korisnik zaista može razumjeti šta se dešava "unutar" modela. Tako je moguće osigurati njegovo direktno učešće u procesu.
Takvi modeli pružaju korisniku mogućnost da diskutuje ili objasni svoju logiku sa kolegama, klijentima i drugim korisnicima.
Razumijevanje modela vodi razumijevanju njegovog sadržaja. Kao rezultat razumijevanja, povećava se povjerenje u model. Klasičan primjer je stablo odlučivanja. Konstruirano stablo odlučivanja zaista poboljšava razumijevanje modela, tj. korišćeni Data Mining alat.
Osim razumijevanja, ovakvi modeli pružaju korisniku mogućnost interakcije s modelom, postavljanja joj pitanja i dobivanja odgovora. Primjer ove interakcije je mogućnost šta-ako. Kroz dijalog "sistem-korisnik" korisnik može steći razumijevanje modela.
Sada pređimo na funkcije koje pomažu u tumačenju i procjeni rezultata izgradnje Data Mining modela. To su sve vrste grafikona, grafikona, tabela, lista itd.
Primjeri alata za vizualizaciju koji se mogu koristiti za procjenu kvaliteta modela su dijagram raspršenja, tabela kontingencije i graf promjene veličine greške.
Scatter plot je graf odstupanja vrijednosti predviđenih modelom od stvarnih. Ovi grafikoni se koriste za kontinuirane vrijednosti. Vizuelna procjena kvaliteta izgrađenog modela moguća je tek na kraju procesa izgradnje modela.
Tabela nepredviđenih situacija koristi se za evaluaciju rezultata klasifikacije. Takve tabele se koriste za različite metode klasifikacije. Već smo ih koristili u prethodnim predavanjima. Procjena kvaliteta izgrađenog modela moguća je tek na kraju procesa izgradnje modela.
Grafikon promjene veličine greške... Grafikon prikazuje promjenu veličine greške u procesu rada modela. Na primjer, tokom rada neuronskih mreža, korisnik može uočiti promjenu greške na skupovima za obuku i testiranje i prekinuti obuku kako bi spriječio „prekomponovanje“ mreže. Ovdje se ocjena kvaliteta modela i njegovih promjena može ocijeniti direktno u procesu izgradnje modela.
Primjeri vizualizatora koji vam mogu pomoći u tumačenju rezultata su: linija trenda u linearnoj regresiji, Kohonenove karte, dijagram raspršenja u klaster analizi.
Tehnike snimanja
Metode vizualizacije, u zavisnosti od broja korišćenih merenja, obično se dele u dve grupe:
∙ prikaz podataka u jednoj, dvije i tri dimenzije;
∙ prezentacija podataka u četiri ili više dimenzija.
Prezentacija podataka u jednoj, dvije i tri dimenzije
Ova grupa metoda uključuje dobro poznate metode prikazivanja informacija koje su dostupne ljudskoj mašti za percepciju. Gotovo svaki savremeni alat za rudarenje podataka uključuje metode vizuelne prezentacije iz ove grupe.
Prema broju dimenzija prikaza, to mogu biti sljedeći načini:
∙ jednodimenzionalna (univarijantna) dimenzija, ili 1-D;
∙ dvodimenzionalnu (bivarijantnu) dimenziju, ili 2-D;
∙ 3D ili projekcijsko mjerenje, ili 3-D.
Treba napomenuti da ljudsko oko najprirodnije percipira dvodimenzionalne prikaze informacija.
Kada se koristi dvodimenzionalni i trodimenzionalni prikaz informacija, korisnik ima priliku da vidi obrasce skupa podataka:
∙ njegovu strukturu klastera i distribuciju objekata u klase (na primjer, u dijagramu raspršenosti);
∙ topološke karakteristike;
∙ prisustvo trendova;
∙ informacije o međusobnom rasporedu podataka;
∙ postojanje drugih zavisnosti svojstvenih proučavanom skupu podataka.
Ako skup podataka ima više od tri dimenzije, tada su moguće sljedeće opcije:
∙ korištenje višedimenzionalnih metoda predstavljanja informacija (o njima se govori u nastavku);
∙ smanjenje dimenzije do jedno-, dvo- ili trodimenzionalna prezentacija. Postoje različiti načini za smanjenje dimenzije, a jedan od njih - faktorska analiza - razmatran je u jednom od prethodnih predavanja. Samoorganizirajuće Kohonenove karte se koriste za smanjenje dimenzionalnosti i istovremeno vizualizaciju informacija na dvodimenzionalnoj mapi.
Prezentacija podataka u 4+ dimenzije
Reprezentacije informacija u četvorodimenzionalnim i više dimenzija nedostupne su ljudskoj percepciji. Međutim, razvijene su posebne metode za mogućnost prikazivanja i percipiranja takvih informacija od strane osobe.
Najpoznatije metode višedimenzionalne prezentacije informacija:
∙ paralelne koordinate;
∙ "Lica Černova";
∙ radarske karte.
Paralelne koordinate
U paralelnim koordinatama, varijable su horizontalno kodirane, sa okomitom linijom koja definira vrijednost varijable. Primjer skupa podataka predstavljenog u Dekartovim koordinatama i paralelnim koordinatama prikazan je na Sl. 16.1. Ovu metodu predstavljanja višedimenzionalnih podataka izmislio je Alfred Inselberg 1985. godine.
Stvaranje vizuelnog sadržaja je ponekad skupo, teško i dugotrajno. Razumno pitanje: isplati li se to raditi?
Podaci su svuda, podaci su svuda.
Prema Davidu McCandlessu, dizajneru infografike, piscu i novinaru i autoru poznate knjige Infografika. Najzanimljiviji podaci u grafičkom prikazu”, danas čovječanstvo živi u informacijskoj džungli.
Nezamisliva količina novih informacija pojavljuje se u našim životima svake minute. Mi to ni ne primjećujemo. Samo tvitovi, lajkovi i postavljanje fotografija na društvene platforme računaju se u brojevima sa 5-6 nula. Da ne spominjemo beskrajan broj članaka, videa, finansijskih transakcija, analitičkih izvještaja i mnogih drugih stvari koje nam možda neće odmah pasti na pamet, ali svakako postoje u našem životu.
Ako je vjerovati istraživanju kompanije Domosphere, koja nudi softverska rješenja za obradu, organiziranje i vizualizaciju poslovnih informacija, od 2013. godine broj korisnika interneta u svijetu porastao je sa 2,4 milijarde ljudi na 3,2 milijarde ljudi.
Takav brzi rast daje ogroman podsticaj razvoju visokih tehnologija, a kao rezultat toga, doslovno svake godine vidimo nove sisteme i gadgete koji ulaze na tržište.
Na primjer, kompanija koja je razvila mobilnu aplikaciju Vine za kreiranje kratkih (manje od 6 sekundi) video klipova osnovana je doslovno prije 3 godine, u junu 2012. godine. Twitter je kupio startup u oktobru i otvorio ga za javnost u januaru 2013. Danas se svake sekunde u svijetu pogleda više od milion video zapisa o vinu, a popularni vinogradari zarađuju desetine stotina dolara od održavanja računa kompanije ili postavljanja skrivenih reklama u njihove video zapise.
Ako govorimo o drugim popularnim društvenim platformama, blogovima i aplikacijama, onda od 2013
- povećao se broj tvitova korisnika u minuti od 100 do 347 hiljada,
- broj sati videa postavljenog na YouTube - od 72 do 300 sati,
- Preuzimanja Apple aplikacija - od 48 do 51 hiljada,
- a broj pinova na Pinterestu je od 3,5 do 9,7 hilj.
Kao rezultat toga, opća slika rasta informacija na Internetu za 1 minutu vremena danas izgleda ovako.
Infografika: Rast količine informacija na internetu po minuti u 2015.
Dobrodošli u 2015!
Prema prognozama Komisije za širokopojasni i digitalni razvoj, broj korisnika interneta će se udvostručiti do 2020. godine. Shodno tome, povećat će se i količina informacija, koja se već mjeri u ogromnim brojkama. 
Petabyte
Prema Wikipediji, danas:
- Google obrađuje o 24 petabajta podaci.
- Preko mreža američkog provajdera AT&T sedmične karte 19 petabajta saobraćaja.
- Veličina rezultata eksperimenata koji se izvode na Velikom hadronskom sudaraču godišnje dostiže 4 petabajta.
Za poređenje:
– Cjelokupna pisana baština čovječanstva na svim jezicima svijeta od nastanka pisanja je samo o 50 petabajta informacije. (Iz knjige "Igfographics. Vizualizacija podataka" Randyja Crum-a)
Naravno, pristup tako velikim količinama podataka otvara beskrajne mogućnosti za čovječanstvo. Omogućava vam da detaljnije proučavate svijet oko sebe, razbija stereotipe i pomaže u predviđanju budućnosti. Ipak, ako koristite samo tradicionalne metode rada s informacijama, tada se osoba fizički ne može nositi s količinama i prisiljena je tražiti rješenja za problem.
Moć vizualizacije
Kako naš mozak percipira informacije
Podaci koji u svom uobičajenom obliku izgledaju kao apsolutna glupost postaju razumljivi i logični, vrijedi ih pretvoriti u grafikone, grafikone ili video zapise. Ako uspijemo vizualno pravilno prezentirati informacije, tada dobijamo priliku da bolje razumijemo ljude oko nas. Međutim, mnogi ljudi brinu da vizualna prezentacija znatno olakšava informacije i gubimo mnogo važnih podataka u procesu pretvaranja brojeva i teksta u grafiku. Je li stvarno?
Gubimo li podatke kada pretvaramo brojeve i tekst u grafiku?
Naučnici Emre Sawyer i Ribin Hogarth su 2011. godine sproveli studiju među ekonomistima. Ispitanici su podijeljeni u tri grupe u zavisnosti od oblika prezentacije informacija koje su trebali proučavati, a od njih je traženo da odgovore na 3 pitanja. Kao rezultat, dobijeni su sljedeći rezultati:
Grupa 1: primljeni podaci u obliku klasičnog statističkog izvještavanja - 72% ljudi je dalo pogrešan odgovor;
Grupa 2: primljeni podaci u formi klasičnog statističkog izvještavanja i u obliku grafikona - 61% je dalo pogrešan odgovor;
Grupa 3: primljeni podaci samo u obliku grafičkih informacija - samo 3% je pogriješilo.
Zaključak je očigledan: vizualizacija podataka u nekim slučajevima vam omogućava da percipirate informacije mnogo bolje od brojeva i teksta!
Gledajte TED Talks Davida McCandlessa. Koliko stvari postaju očigledne kada dobijemo priliku da ih vizuelno procenimo.
David McCandless na TED razgovorima.
Vizualizacija informacija i razvoj tehnologije.
Naravno, rast potražnje za vizualizacijom podataka pokreće razvoj tehnologije. Iako je i obrnuto, nove tehnologije povećavaju zahtjeve za kvalitetom grafike. U svakom slučaju, danas nije veliki problem sastaviti prezentaciju na osnovu grafikona i dijagrama, napraviti infografiku ili snimiti video klip. Ogroman broj online i offline grafičkih programa može se lako pronaći, proučavati i realizirati uz njihovu pomoć vaše najfantastičnije ideje.
Možete instalirati Photoshop ili Illustrator i kreirati render od nule. Možete koristiti specijalizovanije grafičke aplikacije kao što su Piktochart, Easel.ly ili Visual.ly i dizajnirati grafiku zasnovanu na predlošcima. Neću ni pokušavati da nabrajam beskonačan broj dionica fotografija, dionica sa 3D i video grafikom koje danas postoje na beskrajnim prostranstvima interneta. Za malu naknadu, njihovi resursi mogu biti dostojan ukras za bilo koju vašu infografiku ili video prezentaciju.
Picktochart
Vizualizacija i društvene platforme.
Pogledajte još jednom infografiku rasta brzine informacija i izračunajte koliki je približni broj resursa navedenih u njoj grafičke platforme. Instagram, Pinterest, YouTube, Vine, Netflix, Snapchart su dizajnirani posebno za objavljivanje vizuelnog sadržaja. Djelomično se ovoj grupi mogu pripisati Twitter, Facebook i druge popularne društvene mreže, jer njihov interfejs ne podrazumijeva objavljivanje dugih tekstualnih skica. Ali video materijali, fotografije i bilo koja druga grafika izgledaju vrlo dobro na njima. Nepotrebno je reći da među svim navedenim resursima nećete pronaći niti jedan u kojem se grafički sadržaj uopće ne koristi.
Sva internet istraživanja iz godine u godinu ponavljaju istu stvar: vizuelni materijali doprinose popularizaciji naloga, grupa i blogova. Upotreba grafičkog sadržaja na Twitter-u povećava broj dijeljenja za 35%, na Facebooku - za 87%. Popularnost blogova sa grafikom raste za 47%.
Twitter statistika
Facebook statistika
Uporedite dvije opcije za prijenos informacija koje su po značenju apsolutno ekvivalentne. Koja će vam najviše privući pažnju?
Grafika vs. Tekst
Kako vizualizacija utiče na nivo poverenja čitalaca?
Naučno je dokazano da vizuelni sadržaj doprinosi rastu povjerenja u tekstualne materijale.
Od određene grupe korisnika interneta zatraženo je da potvrdi ili demantuje brojne izjave. Jedan primjer: "Makadamija orasi i breskve pripadaju istoj porodici." U 50 slučajeva od 100, iskazi praćeni slikama ocijenjeni su kao istiniti, bez obzira na to da li su istiniti ili ne.
Macadamia nuts
Drugim riječima, vjerojatnije je da će učesnici vjerovati upravo onim izjavama koje su propraćene fotografijama.
Zaključak
U zaključku želim napomenuti da je svaka vizualizacija podataka – infografika, video isječci ili obične fotografije – korisna ako i samo ako je zanimljivo osmišljena, talentirano implementirana i objavljena na vrijeme i na mjestu. Magija se dešava samo kada je dobra ideja kombinovana sa dobrim dizajnom i podržana veštim marketingom. U suprotnom, sve gore navedene prednosti će se trenutno samouništeti i projektu ćete donijeti više štete nego koristi.
