Vizualizarea rezultatelor cercetării experimentale. Vizualizarea informațiilor

29.07.2019 Windows 10

Vizualizarea informațiilor

Conform tradiției deja consacrate, să începem cu definiția.

Vizualizarea informațiilor- prezentarea informatiilor sub forma de grafice, diagrame, diagrame structurale, tabele, harti etc.

ecsocman.edu.ru

De ce să vizualizați informații? "Intrebare stupida!" – va exclama cititorul. Desigur, textul cu imagini este perceput mai bine decât textul „gri”, iar imaginile cu text sunt percepute și mai bine. Nu degeaba toți iubim atât de mult benzile desenate - la urma urmei, ele ne permit să înțelegem literalmente informații din mers, aparent fără a depune cel mai mic efort mental! Și amintiți-vă cât de bine vă amintiți în timpul studiilor materialul acelor prelegeri, care erau însoțite de diapozitive!

Primul lucru care ne vine în minte când spunem „vizualizare” sunt graficele și diagramele ϶ᴛᴏ (iată-l, puterea asocierii!). Pe de altă parte, doar datele numerice pot fi vizualizate în acest fel; nimeni nu a reușit încă să construiască un grafic bazat pe text coerent. Pentru text, putem construi un plan, evidențiați principalele gânduri (teze) - faceți un scurt rezumat. Vom vorbi puțin mai târziu despre dezavantajele și pericolele luării de note, dar acum vom spune că dacă combinați planul și un scurt rezumat - „atârnați” tezele pe ramurile unui copac, a căror structură corespunde cu structura (planul) textului – atunci vom obține un excelent diagramă bloc text͵ care va fi reținut mult mai bine decât orice sinopsis. În acest caz, ramurile vor juca rolul acelor „piste” - piste care leagă concepte și teze despre care am vorbit mai devreme.

Vă amintiți cum am construit diagrame UML pe baza descrierea sistemului software proiectat primită de la viitorii săi utilizatori? Imaginile rezultate au fost percepute atât de clienți, cât și de dezvoltatori mult mai ușor și mai rapid decât o descriere text. În același mod, puteți „descrie” absolut orice text, nu doar sarcina tehnică pentru dezvoltarea sistemului. Abordarea descrisă mai sus vă permite să prezentați vizual absolut orice text - fie că este un basm, o sarcină tehnică, o prelegere, un roman fantastic sau rezultatele unei întâlniri - sub forma unui arbore convenabil și ușor de înțeles. Îl puteți construi după cum doriți - dacă obțineți o diagramă clară și de înțeles, pe care ar fi bine să o ilustrați cu desene adecvate.

Astfel de scheme sunt, de asemenea, convenabile de utilizat în comunicare atunci când discutați orice probleme și probleme. După cum arată practica, absența unor standarde clare de notare nu creează absolut nicio dificultăți de comunicare pentru participanții la discuții. Dimpotrivă, utilizarea formelor non-verbale de prezentare a informațiilor vă permite să vă concentrați asupra punctelor cheie ale problemei. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, vizualizarea este una dintre cele mai promițătoare domenii de creștere a eficienței analizei, prezentării, percepției și înțelegerii informațiilor.

Uau, în sfârșit am terminat cu descrierea plictisitoare a teoriilor științifice, metodelor și tehnicilor folosite pentru a procesa, organiza și vizualiza informațiile! Partea anterioară a capitolului a obosit foarte mult atât autorul, cât și cititorii și, cu toate acestea, a fost necesar: ca urmare, am văzut că trăsăturile creierului nostru sunt deja utilizate în mod activ de oamenii de știință din diferite domenii ale științei, multe lucruri. care ni se par familiare, - calculatoare personale, interfețe cu utilizatorul, baze de cunoștințe etc. - au fost construite inițial ținând cont de natura asociativă a gândirii umane și de tendința acesteia de reprezentare ierarhică și vizualizare a informațiilor. Dar culmea și expresia grafică naturală a proceselor gândirii umane este harta minții, despre care discutăm în sfârșit. Și, în același timp, vom încerca să ne extindem înțelegerea principiilor gândirii vizuale.

Vizualizarea informațiilor - concept și tipuri. Clasificarea și caracteristicile categoriei „Vizualizarea informațiilor” 2017, 2018.

Conceptul în sine este destul de multifațetat, există mai multe definiții în funcție de ce domeniu de activitate vorbim. Scopul vizualizării este. Aceasta înseamnă că datele ar trebui să provină din ceva abstract, sau cel puțin nu imediat evident. Vizualizarea obiectelor exclude fotografia și această transformare de la invizibil la vizibil.

Vizualizarea datelor

Vizualizarea informațiilor este procesul de prezentare a datelor abstracte de afaceri sau științifice sub formă de imagini care vă pot ajuta să înțelegeți sensul datelor. Ce este vizualizarea informațiilor? Acest concept poate fi definit ca compararea datelor discrete și prezentarea lor vizuală. Această definiție nu acoperă toate aspectele vizualizării informațiilor, cum ar fi statică, dinamică (animație) și cea mai relevantă vizualizare interactivă în prezent. Pe lângă diferențele dintre vizualizarea interactivă și animație, cea mai utilă categorizare se bazează pe vizualizarea științifică, care se face de obicei cu software specializat. Un rol important este acordat vizibilității în sfera educațională. Acest lucru este foarte util atunci când vine vorba de predarea unor subiecte greu de imaginat fără exemple concrete, cum ar fi structura atomilor, care sunt prea mici pentru a fi studiate fără echipamente științifice costisitoare și greu de utilizat. Vizualizarea vă permite să pătrundeți în orice lume și să vă imaginați ceea ce ar părea imposibil de imaginat.

Vizualizare 3D

Software-ul ajută designerii și agenții de marketing digital să creeze o reprezentare vizuală a unui produs, proiect sau prototipuri virtuale în 3D. Vizualizarea oferă dezvoltatorilor instrumente care pot îmbunătăți vizualizarea avansată cu imagini vizuale este o modalitate eficientă de comunicare. Prezentarea vizuală este una dintre cele mai bune modalități de a comunica cu potențialii clienți. Comunicarea eficientă vă permite să petreceți mai mult timp îmbunătățindu-vă proiectele și comunicării productive. Vizualizarea 3D este o tehnică pentru crearea de imagini volumetrice, diagrame sau animații.

Utilizarea vizualizării în știință

Astăzi, vizualizarea are o gamă în continuă extindere de aplicații în domeniile științei, educației, tehnologiei, multimedia interactivă, medicinei și multe altele. Vizualizarea și-a găsit aplicația și în domeniul graficii computerizate, probabil unul dintre cele mai importante evenimente din lumea computerelor. Dezvoltarea animației ajută, de asemenea, la avansarea vizualizării. Utilizarea vizualizării pentru a prezenta informații nu este un fenomen nou. A fost folosit în hărți, desene științifice de peste o mie de ani. Grafica pe computer a fost folosită încă de la început pentru a studia problemele științifice. Majoritatea oamenilor sunt familiarizați cu animația digitală, cum ar fi prezentarea datelor meteorologice în timpul unui raport meteo TV. Televizorul oferă, de asemenea, o versiune de vizualizare științifică în care arată reconstrucții animate și urmărite de computer ale drumurilor sau accidentelor de aeronave. Unele dintre cele mai interesante exemple generate de computer includ imagini cu o navă spațială reală în acțiune, într-un vid mult dincolo de Pământ sau pe alte planete. Formele dinamice de vizualizare, cum ar fi animațiile educaționale sau grafica, au potențialul de a îmbunătăți calitatea învățării pe măsură ce sistemele de vizualizare se schimbă în timp.

Cheia pentru atingerea obiectivelor tale

Care este un instrument important pentru dezvoltarea personală. Așa cum afirmațiile motivante vă pot ajuta să vă concentrați asupra atingerii obiectivelor, la fel puteți face acest lucru prin vizualizare sau imagini mentale. Deși tehnicile de vizualizare în acest sens au devenit foarte populare ca mijloc de dezvoltare personală de la sfârșitul anilor șaptezeci și începutul anilor optzeci, oamenii au folosit imaginile mentale pentru a-și îndeplini dorințele încă din cele mai vechi timpuri.

Instrument creativ

Ce este vizualizarea? Este folosirea imaginației pentru a crea imagini mentale cu ceea ce ne dorim în viața noastră. Împreună cu concentrarea și emoția, devine un instrument creativ puternic care vă ajută să vă atingeți obiectivul dorit. Când este utilizat corect, poate duce la auto-îmbunătățire, sănătate bună și diverse realizări, cum ar fi într-o carieră. În sport, imaginile mentale sunt adesea folosite ca instrument de vizualizare de către sportivi pentru a-și îmbunătăți abilitățile. Utilizarea vizualizării ca tehnică duce invariabil la performanțe și rezultate mult mai bune. Acest lucru este valabil și în afaceri și în viață.

Cum functioneaza?

Vizualizarea sau imaginația funcționează la nivel fiziologic. Conexiunile neuronale din creier, cu alte cuvinte, gândurile, pot stimula sistemul nervos la fel ca un eveniment real. Acest tip de „repetiție”, sau derularea anumitor evenimente în cap, creează vibrații neuronale care vor forța mușchii să facă ceea ce li se cere. Luați, de exemplu, aceiași sportivi. În timpul competițiilor sportive, nu numai abilitățile fizice excepționale sunt importante, ci și o înțelegere clară a jocului și o anumită atitudine psihologică și emoțională. Pentru a fi eficient, ca orice altă abilitate, imaginația trebuie antrenată în mod regulat. Fără ce este imposibilă vizualizarea? Lecțiile de imaginație includ elemente importante, și anume imagini mentale de relaxare, realism și consistență.

Când să folosiți vizualizarea?

Observarea vizuală a rezultatelor de succes ale activităților lor poate fi efectuată din orice motiv. Mulți oameni folosesc vizualizarea pentru a-și aduce obiectivele la viață. Mulți sportivi, actori și cântăreți obțin ceva mai întâi în mintea lor, și apoi doar în realitate. Ajută la concentrarea și eliminarea unora dintre temerile și îndoielile anterioare. Acesta este un fel de încălzire sau repetiție care poate fi făcută înaintea unui eveniment important și incitant. Vizualizarea este un instrument excelent de pregătire care duce invariabil la niveluri mai ridicate de productivitate.

Cum se desfășoară procesul de randare?

Poți să mergi într-un loc liniștit și retras, unde nimeni să nu te deranjeze, să închizi ochii și să te gândești la scopul, atitudinea, comportamentul sau abilitățile pe care vrei să le dobândești. Respiră adânc de câteva ori și relaxează-te. Încercați să vizualizați un obiect sau o situație cât mai clar și cât mai detaliat posibil. Emoțiile și sentimentele joacă, de asemenea, un rol important în asta, încearcă să simți ceea ce îți dorești mai mult decât orice altceva. Merită să exersați exercițiul de cel puțin două ori pe zi timp de aproximativ 10 minute de fiecare dată și să persistați până când aveți succes. De asemenea, este important să mențineți o bună dispoziție pe tot parcursul procesului.

Beneficiile vizualizării

Vizualizarea sistematică a modelului dorinței tale te va ajuta să navighezi mai bine pe calea spre atingerea obiectivelor tale, te va inspira și motiva, îți va ridica starea de spirit cu ajutorul imaginilor pozitive, plăcute și va scăpa de emoțiile negative. În viață și în muncă, succesul începe cu un scop. Aceasta poate fi pierderea în greutate, promovarea, scăparea de obiceiurile proaste, începerea propriei afaceri. Obiectivele mari sau mici oferă îndrumări importante. Sunt ca o busolă - te ajută să te miști în direcția corectă. Vizualizarea a fost descrisă de Aristotel cu peste 2000 de ani în urmă. Marele gânditor al timpului său a descris acest proces în următoarele cuvinte: „În primul rând, trebuie să existe un ideal, un scop sau o sarcină definit, clar, practic. În al doilea rând, există mijloacele necesare pentru a le atinge: înțelepciunea, banii, mijloacele și metodele. . În al treilea rând. , cel mai important lucru este să înveți cum să gestionezi toate mijloacele necesare pentru a obține rezultatul dorit.”

A vedea e a crede

De obicei se întâmplă așa: nu o să cred până nu o văd. Înainte de a putea crede că un obiectiv este realizabil, trebuie mai întâi să aveți o idee vizuală despre el. Tehnica creării unei imagini mentale a unui eveniment viitor face posibilă prezentarea rezultatelor dorite și simțirea bucuriei de a le atinge. Când se întâmplă acest lucru, persoana este motivată și devine dispusă să-și urmărească scopul.
Merită să ne amintim că acesta nu este un truc inteligent, nu este doar vise și speranțe pentru viitor. Mai degrabă, vizualizarea este o tehnică bine dezvoltată de îmbunătățire a performanței, utilizată de oamenii de succes într-o mare varietate de domenii. Cercetările arată că vizualizarea îmbunătățește performanța atletică prin îmbunătățirea motivației, coordonării și concentrării. De asemenea, ajută la relaxare și poate reduce frica și anxietatea.

De ce funcționează vizualizarea?

Studiile care utilizează scanări ale creierului pentru lucrări de imagistică sugerează că neuronii din creier, aceste celule excitabile electric care transmit informații, interpretează imaginile ca fiind echivalente cu activitățile din viața reală. Creierul generează un impuls, acesta creează noi căi neuronale - grupuri de celule din creierul nostru care lucrează împreună pentru a recrea amintiri sau modele comportamentale. Toate acestea se întâmplă fără activitate fizică, dar în acest fel creierul pare să se programeze pentru succes. Un mare plus al puterii de vizualizare este că este disponibil pentru absolut toți oamenii.

Legătura inseparabilă dintre minte și corp

Vizualizarea este o practică mentală. Cu ajutorul lui, forțele naturale ale minții sunt utilizate cu putere. Putem folosi puterea minții pentru a avea succes în toate domeniile vieții noastre. Tehnicile psihologice ne învață cum să ne folosim imaginația pentru a ne imagina lucrurile specifice pe care ni le dorim în viața noastră. Lucrul grozav este că gândurile noastre ne influențează realitatea.

Oamenii de știință au demonstrat că folosim doar 10% din potențialul total al creierului nostru, iar acest lucru este în cel mai bun caz. Putem învăța să ne folosim mai eficient abilitățile naturale? Sistemele de vizualizare reprezintă conexiunile biologice inextricabile dintre minte și corp, precum și legătura dintre minte și realitate. Dacă învățăm să folosim imaginația și vizualizarea în direcția corectă, atunci poate fi un vehicul extrem de puternic pentru a obține ceea ce ne dorim în viața noastră. Este important să învățăm cum să folosim puterea minții noastre împreună cu o abordare creativă care ajută la dezvăluirea și dezvoltarea talentelor și oportunităților ascunse.

Bugetul Federal al Statului

instituție educațională

studii profesionale superioare

Academia de Stat de Educație din Siberia de Est

Facultatea de Matematică, Fizică și Informatică

Departamentul de Informatică și Metode de Predare a Informaticii

LUCRARE DE CURS

„Tehnologia vizualizării informațiilor educaționale”

Specialitatea - „Pregătire profesională în tehnologie informatică, tehnologie de calcul și informatică”

Irkutsk - 2012

V dirijarea

eu.Bazele teoretice ale tehnologiei de vizualizare

II.Rolul metodelor de vizualizare a informațiilor educaționale în predare

III.Mijloace de predare electronice vizuale bazate pe tehnologii informatice moderne

IV.Cunoașterea tehnologiilor de vizualizare și prezentarea rezultatelor cercetării în domeniul educației

Concluzie

Bibliografie

INTRODUCERE

Potrivit psihologilor, noile informații sunt asimilate și reținute mai bine atunci când cunoștințele și aptitudinile sunt „întipărite” în sistemul memoriei vizual-spațiale, prin urmare, prezentarea materialului educațional într-o formă structurată vă permite să asimilați rapid și mai bine noile sisteme de concepte. , metode de acţiune.

I. Bazele teoretice ale tehnologiei de vizualizare

În era saturației informaționale, problemele adunării cunoștințelor și a utilizării operaționale a acesteia capătă o semnificație colosală. În acest sens, este necesară sistematizarea experienței acumulate de vizualizare a informațiilor educaționale și fundamentarea științifică a acesteia din punctul de vedere al abordării tehnologice a predării.

G.K. Selevko consideră tehnologia de intensificare a pregătirii bazată pe modele schematice și simbolice de material educațional ca experiența lui V.F. Şatalov. Potrivit lui G.V. Lavrentyev. și Lavrentieva N.E., granițele sale sunt mult mai largi, iar experiența lui Shatalov este doar una dintre manifestările sale. Extinderea limitelor acestei tehnologii, G.V. Lavrent'eva. și Lavrentieva N.E. oferiți-i un nume mai încăpător și anume: tehnologia de vizualizare a materialului educațional, înțelegând prin aceasta nu doar simbolice, ci și alte imagini de „vizualizare” care ies în prim-plan în funcție de specificul obiectului studiat. Acestea pot fi următoarele elemente de bază ale imaginii vizuale:

direcţie;

structura;

mişcare.

Prezente într-o măsură sau alta în orice imagine vizuală, aceste elemente afectează radical percepția și asimilarea informațiilor educaționale de către o persoană. Intensificarea activității educaționale și cognitive se produce datorită faptului că atât profesorul, cât și elevul sunt ghidați nu numai de asimilarea cunoștințelor, ci și de tehnicile acestei asimilări, de modalitățile de gândire, care fac posibil să se vadă. legăturile și relațiile dintre obiectele studiate și, prin urmare, de a lega separatul într-un singur întreg. Tehnologia de vizualizare a informațiilor educaționale este un sistem care include următorii termeni:

un set de cunoștințe educaționale;

metode vizuale de prezentare a acestora;

mijloace vizuale și tehnice de transmitere a informațiilor;

un set de tehnici psihologice pentru utilizarea și dezvoltarea gândirii vizuale în procesul de învățare.

Tehnologia de vizualizare a materialului educațional are ceva în comun cu conceptul pedagogic de alfabetizare vizuală, care a apărut la sfârșitul anilor 60 ai secolului XX în Statele Unite. Acest concept se bazează pe prevederile privind importanța percepției vizuale pentru o persoană în procesul de învățare despre lume și locul său în ea, rolul principal al imaginii în procesele de percepție și înțelegere, necesitatea de a pregăti o persoană. conștiința pentru activitate într-o lume din ce în ce mai „vizualizată” și o creștere a încărcăturii informaționale.

Bogăția informațională a lumii moderne necesită o pregătire specială a materialului educațional înainte de a-l prezenta elevilor pentru a le oferi elevilor informații de bază sau necesare într-o formă observabilă vizual. Vizualizarea presupune doar plierea informațiilor într-o imagine inițială (de exemplu, în imaginea unei embleme, a stemei etc.). De asemenea, ar trebui să țină cont de posibilitățile de utilizare a vizualizării auditive, olfactive, tactile, dacă aceste senzații sunt semnificative în această profesie.

O modalitate eficientă de procesare și asamblare a informațiilor este „comprimarea”, adică. prezentare într-o formă compactă, ușor de utilizat. Dezvoltarea de modele pentru reprezentarea cunoștințelor într-o formă „comprimată” este angajată într-o ramură specială a tehnologiei informației - ingineria cunoașterii. Adaptarea didactică a conceptului de inginerie a cunoașterii se bazează pe faptul că, „în primul rând, creatorii de sisteme inteligente se bazează pe mecanismele de procesare și aplicare a cunoștințelor de către oameni, folosind analogiile sistemelor neuronale ale creierului uman. În al doilea rând, utilizatorul sistemelor inteligente este o persoană, ceea ce presupune codificarea și decodarea informațiilor prin mijloace care sunt convenabile utilizatorului, adică. atât în construcția, cât și în aplicarea sistemelor inteligente, se ține cont de mecanismele de învățare umană.” Teoria generalizării semnificative de V.V. Davydov, teoria lărgirii unităților didactice de P.M. Erdniev. Sub „comprimarea” informației se înțelege, în primul rând, generalizarea, consolidarea, sistematizarea, generalizarea ei. P.M. Erdniev afirmă că „cea mai mare putere a stăpânirii materialului programului este atinsă atunci când informațiile educaționale sunt prezentate simultan în patru coduri: desen, numeric, simbolic și verbal”. De asemenea, trebuie avut în vedere faptul că capacitatea de a transforma informațiile orale și scrise în formă vizuală este o calitate profesională a multor profesioniști. Prin urmare, în procesul de învățare, ar trebui să se formeze elemente de gândire profesională:

sistematizare;

concentraţie;

evidențiind principalul lucru din conținut.

Fundamentul metodologic al tehnologiei luate în considerare este format din următoarele principii ale construcției acesteia: principiul cuantizării sistemului și principiul vizualizării cognitive.

Cuantificarea sistemică rezultă din specificul funcționării activității mentale a unei persoane, care este exprimată prin diferite sisteme de semne:

lingvistic;

simbolic;

grafic.

Toate tipurile de modele pentru reprezentarea cunoștințelor într-o formă compactă comprimată corespund proprietății unei persoane de a gândi în imagini. Studierea, asimilarea, meditarea textului - aceasta este tocmai întocmirea de scheme în minte, codificarea materialului. Dacă este necesar, o persoană poate restaura, „extinde” întregul text, dar calitatea și puterea acestuia vor depinde de calitatea și puterea acestor scheme în memorie, dacă au fost create intuitiv de către un elev sau profesional de către un profesor. Aceasta este o muncă intelectuală destul de complexă și elevul trebuie să fie pregătit în mod constant pentru aceasta.

Cel mai mare efect în asimilarea informațiilor se va obține dacă metodele de luare a notelor sunt în concordanță cu modul în care creierul stochează și reproduce informația. Fiziologii P.K. Anokhin, D.A. Pospelov susține că acest lucru nu se întâmplă liniar, într-o listă, similară vorbirii sau scrisului, ci în împletirea cuvintelor cu simboluri, sunete, imagini, sentimente. Oamenii de știință și educatorii americani B. Deporter și M. Henaki își fundamentează sistemul de învățare cuantică prin specificul activității creierului. Contribuția lor la modalitățile de creare a modelelor de material educațional este „Cartile de memorie”, „Înregistrări de fixare și creare”, „Metoda de grupare”.

Principiul cuantizării sistemului implică luarea în considerare a următoarelor modele:

cantitate mare de material educațional este greu de reținut;

materialul educațional, situat compact într-un anumit sistem, este mai bine perceput;

evidenţierea punctelor de referinţă semantice în materialul educaţional contribuie la memorarea eficientă.

Principiul vizualizării cognitive decurge din legile psihologice, conform cărora eficacitatea asimilării crește dacă vizualizarea în predare îndeplinește nu doar o funcție ilustrativă, ci și cognitivă, adică se folosesc elemente de învățare grafică cognitivă. Aceasta duce la faptul că emisfera dreaptă „figurativă” este conectată la procesul de asimilare. În același timp, „stâlpii” (imagini, diagrame, modele), ilustrând compact conținutul, contribuie la consistența cunoștințelor. Potrivit lui Z.I. Kalmykova, material educațional abstract, în primul rând, necesită concretizare, iar acest scop corespunde diferitelor tipuri de vizualizare - de la subiect, la foarte abstract, convențional simbolic. „Când percepe materialul vizual, o persoană poate să înțeleagă dintr-o singură privire toate componentele care alcătuiesc întregul, să urmărească posibile conexiuni între ele, să le clasifice în funcție de gradul de semnificație, de generalitate, care servește ca bază nu numai pentru o mai profundă înțelegerea esenței informațiilor noi, dar și pentru traducerea acesteia în memoria pe termen lung”.

O reprezentare vizuală a principiilor este prezentată în Figura 1.

OUSG - generalizare, consolidare, sistematizare, generalizare;

CO - suporturi de semnal;

MD - activitate mentală, realizată prin sisteme de semne.

Orez. 1. Reprezentarea vizuală a principiilor vizualizării cognitive și cuantizării sistemului

G.K. Selevko susține că orice sistem sau abordare a învățării poate fi considerată o tehnologie dacă îndeplinește următoarele criterii:

prezența unui cadru conceptual;

consistența (integritatea părților);

manevrabilitate, adică capacitatea de a planifica, proiecta procesul de învățare, varia mijloacele și metodele pentru a obține rezultatul planificat;

eficienţă;

reproductibilitatea.

Esența tehnologiei luate în considerare, conform lui G.V. Lavrentyev. și Lavrentieva N.E., se reduce la integritatea celor trei părți ale sale.

Utilizarea sistematică în procesul educațional a modelelor vizuale de un anumit tip sau a combinațiilor acestora.

Învățarea elevilor la metode raționale de „comprimare” a informațiilor și de prezentare cognitiv-grafică a acesteia.

Tehnici metodologice de includere a modelelor vizuale în procesul educațional. Lucrul cu ei are etape clare și este însoțit de o întreagă gamă de tehnici și soluții metodologice fundamentale.

Rolul metodelor de vizualizare a informațiilor educaționale în predare

În ultimele decenii, în domeniul transmiterii informațiilor vizuale au avut loc schimbări aproape revoluționare:

volumul și cantitatea de informații transmise a crescut enorm;

s-au dezvoltat noi tipuri de informații vizuale și metode de transmitere a acesteia.

Progresul tehnic și formarea unei noi culturi vizuale își lasă inevitabil amprenta asupra setului de cerințe pentru activitățile profesorilor.

Unul dintre mijloacele de îmbunătățire a pregătirii profesionale a viitorilor profesori capabili de inovații pedagogice, la dezvoltarea tehnologiilor pentru proiectarea activităților educaționale eficiente ale unui elev în condițiile dominației mediului vizual, este formarea abilităților lor speciale. în vizualizarea informaţiilor educaţionale. Termenul „vizualizare” provine din latinescul visualis – perceput vizual, vizual. Vizualizarea informațiilor Prezentarea informațiilor numerice și textuale sub formă de grafice, diagrame, diagrame structurale, tabele, hărți etc. Cu toate acestea, o astfel de înțelegere a vizualizării ca proces de observație presupune o activitate mentală și cognitivă minimă a elevilor, iar instrumentele didactice vizuale îndeplinesc doar o funcție ilustrativă. O altă definiție a vizualizării este dată în binecunoscutele concepte pedagogice (teoria schemelor - RS Anderson, F. Bartlett; teoria cadrelor - Ch. Volker, M. Minsky etc.), în care este interpretat acest fenomen ca îndepărtarea în procesul de activitate cognitivă din planul intern în planul extern a imaginilor mentale, a căror formă este determinată spontan de mecanismul proiecției asociative.

În mod similar, conceptul de vizualizare este înțeles de A. Verbitsky: „Procesul de vizualizare este plierea conținutului mental într-o imagine vizuală; fiind percepută, imaginea poate fi desfășurată și poate servi drept suport pentru acțiuni mentale și practice adecvate.” Această definiție face posibilă separarea conceptelor de „vizual”, „mijloc vizual” de conceptele de „vizual”, „mijloc vizual”. În sensul pedagogic al conceptului „vizual” se bazează întotdeauna pe demonstrarea unor obiecte, procese, fenomene specifice, prezentarea unei imagini terminate, dată din exterior, și nu născută și realizată din planul intern al activității umane. Procesul de desfășurare a unei imagini mentale și de „transferare” a acesteia din planul intern în planul extern este o proiecție a imaginii mentale. Proiecția este încorporată în procesele de interacțiune dintre subiect și obiectele lumii materiale, se bazează pe mecanismele gândirii, acoperă diferite niveluri de reflecție și reflecție, se manifestă în diverse forme de activitate educațională.

Dacă considerăm intenționat activitatea cognitivă productivă ca un proces de interacțiune între planul extern și cel intern, ca transferul produselor viitoare ale activității din planul intern în cel extern, ca o ajustare și implementare în planul extern de idei, atunci vizualizarea. acţionează ca mecanism principal care asigură un dialog între planurile de activitate externe şi interne. În consecință, în funcție de proprietățile mijloacelor didactice vizuale, depinde nivelul de activare a activității mentale și cognitive a elevilor.

În acest sens, rolul modelelor vizuale de prezentare a informațiilor educaționale este în creștere, care fac posibilă depășirea dificultăților asociate învățării bazate pe gândirea logică abstractă. În funcție de tipul și conținutul informațiilor educaționale, se folosesc metode de compactare sau desfășurare pas cu pas folosind o varietate de mijloace vizuale. În prezent, utilizarea vizualizării cognitive a obiectelor didactice pare a fi promițătoare în educație. Această definiție include de fapt toate tipurile posibile de vizualizare a obiectelor pedagogice, operând pe principiile concentrării cunoștințelor, generalizării cunoștințelor, extinderii funcțiilor de orientare și prezentare a instrumentelor didactice vizuale, algoritmizării acțiunilor educaționale și cognitive, implementate în mijloace vizuale.

În practică, se folosesc mai mult de o sută de metode de structurare vizuală - de la diagrame și grafice tradiționale până la hărți „strategice” (foaie de parcurs), păianjeni de raze și lanțuri cauzale. Această diversitate se datorează diferențelor semnificative în natura, caracteristicile și proprietățile cunoștințelor în diferite domenii. Cea mai mare capacitate de informare, în opinia noastră, este universalitatea și integrabilitatea schemelor structurale și logice. Această metodă de sistematizare și afișare vizuală a informațiilor educaționale se bazează pe identificarea legăturilor esențiale dintre elementele cunoașterii și activitatea analitico-sintetică la traducerea informațiilor verbale în non-verbale (figurative), sintetând un sistem integral de elemente de cunoaștere. Stăpânirea tipurilor enumerate de semnificații concretizatoare, dezvoltarea unui lanț logic de gândire, descrierea imaginilor și a semnelor lor de activitate mentală, precum și operațiunile folosind mijloace verbale de schimb de informații, formează moduri productive de gândire atât de necesare specialiștilor în ritmul modern. de dezvoltare a științei, tehnologiei și tehnologiei. Potrivit realizărilor neuropsihologiei, „învățarea este eficientă atunci când potențialul creierului uman se dezvoltă prin depășirea dificultăților intelectuale în căutarea sensului prin stabilirea de tipare”.

Diagramele structurale și logice creează o claritate deosebită prin aranjarea elementelor de conținut într-o formă neliniară și evidențiind conexiunile logice și succesive dintre ele. Această vizibilitate se bazează pe structura și conexiunile asociative caracteristice memoriei pe termen lung a unei persoane. Într-un fel, schemele structural-logice acționează ca o legătură intermediară între conținutul liniar extern (textul manualului) și conținutul intern neliniar (în minte). Ca unul dintre avantajele circuitelor logice structurale A.V. Petrov subliniază că „îndeplinește funcția de a combina concepte în anumite sisteme”. Prin ele însele, conceptele nu pot spune nimic despre conținutul subiectului de instruire, dar fiind legate de un anumit sistem, ele dezvăluie structura subiectului, sarcinile și căile sale de dezvoltare. Înțelegerea și înțelegerea unei situații noi apare atunci când creierul găsește sprijin în cunoștințele și ideile anterioare.

Aceasta implică importanța actualizării constante a experienței anterioare pentru stăpânirea noilor cunoștințe. Procesul de învățare a noului material poate fi reprezentat ca percepția și prelucrarea unei noi informații prin corelarea acesteia cu conceptele și metodele de acțiune cunoscute elevului, prin utilizarea operațiilor intelectuale însuşite de acesta. Informațiile care intră în creier prin diverse canale sunt conceptualizate și structurate, formând rețele conceptuale în conștiință. Informațiile noi sunt construite în schemele cognitive existente, le transformă și formează noi scheme cognitive și operații intelectuale. În același timp, se stabilesc legături între conceptele și metodele de acțiune cunoscute și noile cunoștințe și iese la iveală structura noilor cunoștințe.

Orez. 2. Schema conceptului „Model de culoare RGB”

Vizualizarea materialului educațional oferă posibilitatea nu numai de a reuni toate calculele teoretice, care vă vor permite să reproduceți rapid materialul, ci și să aplicați scheme pentru a evalua gradul de stăpânire a temei studiate. În practică, este de asemenea utilizată pe scară largă metoda de analiză a unei diagrame sau a unui tabel specific, în care se dezvoltă abilități de colectare și prelucrare a informațiilor. Metoda permite cursanților să fie implicați activ în aplicarea informațiilor teoretice în lucrările practice. Un loc special este acordat discuției comune, în timpul căreia există posibilitatea de a primi feedback prompt, de a vă înțelege mai bine pe voi înșivă și pe ceilalți. Rezumând cele spuse, remarcăm că, în funcție de locul și scopul materialelor didactice vizuale în procesul de formare a unui concept (studiul unei teorii, a unui fenomen), trebuie prezentate diferite cerințe psihologice și pedagogice la alegerea unui anumit model structural și afișare vizuală a conținutului instruirii.

La vizualizarea materialului educațional, trebuie avut în vedere că imaginile vizuale scurtează lanțurile raționamentului verbal și pot sintetiza o imagine schematică a unei „capacitate” mai mari, condensând astfel informațiile. În procesul de elaborare a materialelor educaționale și metodologice, este necesar să se controleze gradul de generalizare a conținutului instruirii, să se dubleze informațiile verbale ale figurativului și invers, astfel încât, dacă este necesar, verigile lanțului logic să fie restaurat integral de către elevi.

Un alt aspect important al utilizării materialelor didactice vizuale este determinarea raportului optim dintre imaginile vizuale și informațiile verbale, simbolice. Gândirea conceptuală și vizuală în practică sunt în interacțiune constantă. Ele se completează reciproc și dezvăluie diferite aspecte ale conceptului, procesului sau fenomenului studiat. Gândirea verbal-logică ne oferă o reflectare mai exactă și generalizată a realității, dar această reflecție este abstractă. La rândul său, gândirea vizuală ajută la organizarea imaginilor, le face holistice, generalizate, complete.

Vizualizarea informațiilor educaționale vă permite să rezolvați o serie de probleme pedagogice:

asigurarea intensificării instruirii;

îmbunătățirea activităților educaționale și cognitive;

formarea și dezvoltarea gândirii critice și vizuale;

perceptie vizuala;

prezentarea figurativă a cunoștințelor și activităților de învățare;

transferul de cunoștințe și recunoașterea modelelor;

îmbunătățirea alfabetizării vizuale și a culturii vizuale.

Mijloace de predare electronice vizuale bazate pe tehnologii informatice moderne

În învățământul școlar, ei au folosit întotdeauna și încă folosesc o varietate de tipuri de vizualizare. Rolul lor în procesul de învățare este excepțional. Mai ales în cazul în care utilizarea mijloacelor vizuale nu se reduce la simpla ilustrare pentru a face curriculumul mai accesibil și mai ușor de învățat, ci devine o parte organică a activității cognitive a elevului, un mijloc de formare și dezvoltare nu numai vizual- gândire figurativă, dar și abstract-logică... Acest lucru, la rândul său, necesită o revizuire și o schimbare semnificativă a mijloacelor de predare vizuale tradiționale, care ar trebui să devină dinamice, interactive și multimedia.

În acest sens, de interes deosebit este vizualizarea pe computer a informațiilor educaționale, care vă permite să prezentați vizual obiecte și procese pe ecran din tot felul de unghiuri, în detaliu, cu posibilitatea de a demonstra relațiile interne ale componentelor, inclusiv cele ascunse. în lumea reală și, ceea ce este deosebit de important, în dezvoltare, în mișcarea temporală și spațială. Vizualizarea pe computer a informațiilor educaționale este asigurată de mijloace didactice vizuale specifice, create pe baza tehnologiilor multimedia moderne, datorită cărora devine posibilă includerea întregii varietăți de suporturi vizuale în procesul de predare - text, grafică, sunet, animație, video. imagini. Acestea sunt, de exemplu, hărți interactive, note cheie animate (dinamice), postere interactive etc. Și, în acest caz, nu vorbim despre o simplă traducere a mijloacelor vizuale tradiționale (tabele, diagrame, imagini, ilustrații) în format digital. , ci despre dezvoltarea și crearea unor tipuri de vizibilitate complet noi. În același timp, apariția sa este cauzată nu numai de nevoia de informare vizuală expresivă și de stimulare vizuală, cu care elevii moderni s-au obișnuit deja, ci și de trăsăturile didactice ale acestui nou tip de vizualizare educațională.

În literatura pedagogică, nu există încă un concept general acceptat pentru definirea unui nou tip de vizualizare, creată pe baza tehnologiilor informaționale moderne. Acest lucru se datorează faptului că această vizibilitate este un fenomen foarte complex, ale cărui trăsături distinctive speciale sunt integrate într-un singur sistem integral și, prin urmare, este atât de dificil să-i identificăm esența, adică să determinați principalele trăsături și să distingeți. acestea din proprietăți secundare. Chiar și autorii folosesc nume diferite:

„Vizualizare pe computer”;

„Vizibilitatea dinamică”;

„Vizibilitatea interactivă”;

„Vizibilitatea virtuală”;

„Vizibilitate multimedia”;

„Vizibilitatea hipertext”, etc.

În același timp, acești termeni sunt folosiți în sensuri departe de a fi identice, ceea ce creează dificultăți suplimentare.

În legătură cu această discordie, Kuchurin V.V. propune în cadrul discuției să se ghideze după conceptul de „vizualizare electronică”, prin care înțelegem un instrument informatic software pentru prezentarea unui complex de informații hipertext vizuale de diferite tipuri prezentate unui elev pe ecranul unui computer, de regulă, într-un modul interactiv (dialog).

Componentele electronice de vizualizare pot fi atât imagini statice (imagini, diagrame, tabele etc.) cât și imagini dinamice (video, animație).

Principalele sale caracteristici sunt interactivitatea, dinamismul (animația) și multimedia.

În primul rând, mijloacele electronice de predare vizuale sunt interactive. Acesta este un concept destul de larg din punct de vedere al conținutului, cu ajutorul căruia natura și gradul de interacțiune dintre obiecte este relevat în știința modernă. Mai mult, această proprietate nu se reduce deloc la comunicarea între oameni. În formarea cu utilizarea tehnologiilor informației și comunicațiilor, interactivitatea este „abilitatea utilizatorului de a interacționa activ cu purtătorul de informații, de a-l selecta la propria discreție, de a schimba rata de prezentare a materialului”. În conformitate cu aceasta, interactivitatea mijloacelor didactice vizuale bazate pe multimedia oferă elevului și profesorului, în anumite limite, posibilitatea de a interacționa activ cu acesta și de a controla prezentarea informațiilor, și anume de a pune o întrebare și de a primi un răspuns la aceasta (interactivitate de feedback) pentru a determina începutul, durata și viteza procesului demonstrativ (interactivitate temporară), pentru a determina secvența de utilizare a fragmentelor de informații (interactivitate ordinară), pentru a modifica, completa sau reduce cantitatea de informații de conținut (interactivitate a conținutului) și chiar creați-vă propriul produs creativ (interactivitate creativă). Astfel de posibilități de suport didactic interactiv vizual permit utilizarea unor metode de predare bazate pe probleme care asigură asimilarea conceptelor și tiparelor științifice bazate pe experiența personală de interacțiune cu acestea. Cu alte cuvinte, interactivitatea oferă oportunități nu numai pentru perceperea pasivă a informațiilor, ci și pentru cercetarea activă a caracteristicilor obiectelor sau proceselor studiate. În consecință, interactivitatea conferă vizualizării electronice un caracter cognitiv (cognitiv), introduce componente de joc și cercetare în activitatea educațională, încurajează în mod firesc elevii la o analiză profundă și cuprinzătoare a proprietăților obiectelor și proceselor studiate.

Natura dinamică a mijloacelor didactice electronice vizuale este oferită folosind tehnologia de animație, care vă permite să manipulați culoarea, dimensiunea obiectelor, să creați animație locală, să evidențiați unul dintre obiectele sau o parte a unui obiect prin subliniere, mângâiere, umplere etc. in plus, folosind animatie, se creeaza iluzia miscarii.schimbare, dezvoltare. Toate acestea fac ca vizualizarea să fie mai emoționantă și mai impresionantă. În același timp, animația, dând o reprezentare vizuală a dinamicii unui fenomen, creează condiții pentru demonstrarea semnelor și tiparelor evenimentelor, fenomenelor și proceselor studiate prin acțiune, pentru compararea diferitelor opinii și formularea propriului punct de vedere. Astfel, dinamica animației pe calculator este folosită nu numai și chiar nu atât pentru a spori impactul emoțional prin prezentarea mișcării unui obiect („imagine live”), ci pentru a activa activitatea cognitivă, pentru a demonstra vizual logica mișcării gândit de la ignoranță la cunoaștere.

De o importanță deosebită pentru caracteristicile vizualizării electronice, create pe baza tehnologiilor informaționale moderne, este, de asemenea, o proprietate precum multimedia. Este asociat cu tehnologiile informaționale moderne bazate pe utilizarea simultană a diverselor mijloace de prezentare a informațiilor și reprezentând un set de tehnici, metode, metode și mijloace de colectare, acumulare, prelucrare, stocare, transmitere, producere a informațiilor audiovizuale, textuale, grafice în condiții. de interacţiune interactivă a utilizatorului cu sistemul informaţional care implementează capacităţile mediilor de operare multimedia. Tehnologiile multimedia permit prezentarea integrată a oricărei informații audiovizuale pe ecran, realizând un dialog interactiv între utilizator și sistem. Datorită acestui fapt, ele sunt utilizate în mod activ în dezvoltarea și crearea de mijloace vizuale de predare, ale căror componente sunt imagini statice și animate, precum și informații text și video cu sunet.

În conformitate cu principalele caracteristici, suporturile vizuale electronice pot fi împărțite în dinamice (animate), interactive și multimedia.

Vizualizarea dinamică (animată) este un instrument de predare care este o imagine în mișcare, în schimbare. Vă permite să formați reprezentări vizuale ale desfășurării evenimentelor și proceselor în timp și spațiu, să focalizați atenția elevilor asupra unui obiect de studiu specific, să creșteți densitatea lecției prin accelerarea furnizării de informații. Controlul este limitat la funcțiile de redare, oprire și pauză, ceea ce, de altfel, indică interactivitatea limitată, în acest caz temporară, a vizibilității dinamice (animate).

Vizualizarea dinamică (animată) include mijloace de predare vizuale specifice precum hărți animate, diagrame animate, diagrame, grafice, prezentări de diapozitive.

Vizualizarea interactivă este un instrument de învățare care este o ilustrație animată hipertext combinată cu un set de instrumente de control care permit utilizatorului să interacționeze cu ea în mod interactiv.

În prezent, profesorii folosesc hărți interactive, diagrame interactive, planuri interactive de site, reconstrucții interactive etc.

Vizualizarea multimedia este un instrument didactic în care sunt integrate obiecte informaționale de diferite tipuri: sunet, text, imagine.

Un exemplu de vizualizare multimedia este multimedia, panorame multimedia, poster electronic de sunet.

Din păcate, în prezent, utilizarea mijloacelor vizuale de predare create pe baza tehnologiilor informaționale moderne provoacă dificultăți sesizabile pentru mulți profesori asociate cu selecția mijloacelor vizuale pentru rezolvarea problemelor pedagogice specifice, tehnicile și metodele de lucru cu acestea și formele de organizare a educației. Activități.

IV.Tehnologii de vizualizare a cunoștințelor și de prezentare a rezultatelor cercetării în domeniul educației

calculator de vizualizare educațională de învățare

Dezvoltarea tehnologiei informatice a rezolvat problemele procesării unui asemenea volum de informații. Dar a existat o problemă de a vizualiza rezultatele unei astfel de procesări. Utilizează diverse tehnici de vizualizare prin care cantități mari și complexe de date pot fi ușor reprezentate. Sisteme de recunoaștere vizuală a imaginilor - bidimensionale (simboluri, semne grafice, coduri, coduri de bare) - FineReader și obiecte tridimensionale (imagini fotografice, sisteme de securitate și video) - încorporate în echipamente fotografice moderne, tehnologie de viziune artificială (sisteme informatice cu matrice de date).

Graficele și diagramele simplifică percepția și facilitează percepția umană a textului. Uneori sunt suficiente câteva diagrame pentru a înțelege sensul a ceea ce este prezentat pe mai multe pagini ale proiectului.

Codarea culorilor este folosită în cercetare pentru a analiza și prezice diferite procese fizice și matematice. De exemplu, în studiul proceselor termice, al transmiterii energiei, se poate demonstra clar distribuția și tendința temperaturii într-o schemă de culori, în procesele sociologice și ilustrarea fenomenelor naturale.

Dezvoltarea rapidă a graficii 3-D - vizualizarea științifică s-a format într-o ramură independentă a științei, încorporând bazele calculului diferențial, geometriei, programarii. Trecerea la tehnologia 3D a transformat grafica dintr-un mediu de prezentare într-o metodă puternică de rezolvare a problemelor științifice. Vizualizarea tridimensională poate fi utilizată pe scară largă pentru sistemele educaționale din diverse domenii ale științei. Predarea folosind modele tridimensionale este foarte vizuală și vă permite să diversificați formele de prezentare a materialului și să creșteți interesul ascultătorului.

Vizualizarea virtuală este de cea mai mare importanță în sistemele de antrenament interactive, cum ar fi simulatoarele de diferite tipuri.

Profesioniștii care folosesc tehnologii audio și vizuale în activitățile lor profesionale au nevoie de dezvoltare profesională permanentă. Deoarece de obicei au deja educație de bază, urmărirea dezvoltării noilor tehnologii, metodele de utilizare a noilor produse și soluții software pot fi implementate prin formulare de la distanță. Aceasta se referă la tehnologii de caz, diferite forme de testare și atestare la distanță, conferințe web și altele asemenea.

Internetul plus activitățile de proiect folosind instrumente TIC este astăzi un instrument puternic, atât în sfera educațională, cât și în cel social, pentru a promova noi metodologii de predare, dezvoltarea afacerilor și creșterea competenței unui specialist, dar trebuie folosit cu pricepere. În condițiile informațiilor moderne și realităților sociale, este nevoie de o nouă abordare metodologică a predării unor astfel de discipline legate de utilizarea graficii computerizate și a mijloacelor audiovizuale.

Tendințele în dezvoltarea tehnologiilor informaționale moderne duc la o creștere constantă a complexității sistemelor informaționale (IS) și, în consecință, a conținutului disciplinelor studiului lor pentru diferite specializări. Disciplinele moderne din domeniul TIC se caracterizează prin următoarele trăsături: complexitatea descrierii (un număr mare de funcții, procese, elemente de date și relații complexe între ele), care necesită studiul legilor și tehnicilor de modelare și analiză a datelor și proceselor. , precum și noi instrumente inteligente.

Metodologia predării moderne folosind grafica computerizată și mijloace audiovizuale ar trebui să fie ghidată de tehnologiile viitoare și moderne, inclusiv de tendințele în dezvoltarea modalităților de utilizare a informațiilor și a instrumentelor și tehnologiilor informatice. În metodologia modernă, desigur, trebuie prezentate condițiile tehnice necesare, software-ul și cerințele pentru utilizator, care creează condițiile pentru referirea la grafica digitală și proiectarea pe computer. Dar este și mai important ca componența complexelor educaționale și metodologice să includă inițial posibilitatea modernizării și integrării acestora cu o schimbare dinamică a resursei informaționale.

Concluzie

În această lucrare de curs s-au avut în vedere tehnologiile de vizualizare a informațiilor educaționale, care fac posibilă utilizarea variabilă și rațională a diverselor modele schematic-semnale de reprezentare a cunoștințelor; eliminați dezechilibrul textului și imaginilor ilustrative, „supraaglomerarea” cu text; pentru a crește expresivitatea limbajului vizual și a simbolurilor, care capătă o semnificație deosebită în era tehnologiei informației; optimizarea timpului petrecut cu perceperea și asimilarea informațiilor și prin aceasta creșterea eficienței activităților educaționale și cognitive.

Bibliografie

Enciclopedia Pedagogică Rusă: În 2 volume / Cap. ed. V.V. Davydov .- M .: Marea Enciclopedie Rusă, 1993.- Vol. 2.- 608 p.

Choshanov M.A. Tehnologia flexibilă de învățare modular-problema: Metoda. manual.- M .: Învățământul public, 1996.- 160 p.

Erdniev P.M. Cunoașterea sistematică și consolidarea unității didactice // Sov. Pedagogie.-1975.-№4.-P. 72-80.

Kalmykova Z.I. Sistemul educațional al V.F. Shatalova? // Întrebări de psihologie. - 1987.-№2. P. 71-80.

Selevko G.K. Tehnologii educaționale moderne: manual. manual.- M .: Învățământul public, 1998.- 256 p.

Manko, N.N. Vizualizarea cognitivă a obiectelor didactice în îmbunătățirea activității educaționale // Știrile Universității de Stat din Altai. Seria: Pedagogie şi Psihologie. - Nr 2. - 2009. - S. 22-28.

Verbitsky, A.A.Învățarea activă în învățământul superior: o abordare contextuală / A.A. Verbitsky. - M .: Mai sus. shk., 1991.-- 207 p.

Blake, S., Peyp, S., Choshanov, M.A.Utilizarea realizărilor neuropsihologiei în pedagogia Statelor Unite // Pedagogie. - Nr 5. - 2004. - S. 85-90.

Petrov, A.V. Antrenamentul de dezvoltare. Principalele întrebări ale teoriei și practicii învățământului superior în fizică: monografie / A.V. Petrov. - Chelyabinsk: Editura Fakel, 1997.

Metoda Lozinskaya A.M.Frame de structurare a conținutului unui program modular pentru predarea fizicii / A.M. Lozinskaya // Buletinul Universității de Stat Ural. - 2009. - Nr. 3 (67). - S. 176-184.

„Se spune că un desen valorează cât o mie de cuvinte și chiar este, cu condiția ca desenul să fie bun.” Arcaş

Odată cu creșterea cantității de date acumulate, chiar și atunci când se folosesc algoritmi de Data Mining arbitrar puternici și versatili, devine din ce în ce mai dificil de „digerat” și interpretat rezultatele obținute. Și, după cum știți, una dintre prevederile Data Mining este căutarea de modele practic utile. Un model poate deveni practic util doar dacă poate fi înțeles și înțeles.

În 1987, la inițiativa Comitetului Tehnic de Grafică Computerizată ACM SIGGRAPH IEEE Computer Society, în legătură cu necesitatea utilizării de noi metode, instrumente și tehnologii de date, au fost formulate sarcinile corespunzătoare ale direcției de vizualizare.

Metodele de prezentare vizuală sau grafică a datelor includ grafice, diagrame, tabele, rapoarte, liste, diagrame structurale, hărți etc.

În mod tradițional, vizualizarea a fost privită ca un ajutor în analiza datelor, dar acum tot mai multe cercetări vorbesc despre rolul său independent.

Tehnicile tradiționale de imagistică pot găsi următoarele aplicații:

∙ prezentați informații utilizatorului într-o formă vizuală;

∙ descrieți în mod compact modelele inerente setului de date original;

∙ reduceți dimensiunea sau comprimați informațiile;

∙ repararea lacunelor din setul de date;

∙ găsiți zgomot și valori aberante într-un set de date.

Vizualizarea instrumentului de extragere a datelor

Fiecare dintre algoritmii Data Mining utilizează o abordare specifică de vizualizare. În prelegerile anterioare, am acoperit o serie de metode de Data Mining. Pe parcursul utilizării fiecăreia dintre metode, sau mai degrabă, implementarea software-ului acesteia, am primit niște vizualizatoare, cu ajutorul cărora am putut interpreta rezultatele obținute ca urmare a muncii metodelor și algoritmilor corespunzători.

∙ Pentru arbori de decizie, acesta este un vizualizator de arbore de decizie, o listă de reguli, un tabel de contingență.

∙ Pentru rețelele neuronale, în funcție de instrument, poate fi topologia rețelei, un grafic al modificării valorii erorii care demonstrează procesul de învățare.

∙ Pentru cardurile Kohonen: carduri de intrări, ieșiri, alte carduri specifice.

∙ Pentru regresia liniară, linia de regresie acționează ca un vizualizator.

∙ Pentru grupare: dendrograme, diagrame de dispersie.

Diagramele de dispersie și diagramele sunt adesea folosite pentru a evalua performanța unei anumite metode.

Toate aceste moduri de vizualizare sau afișare a datelor pot îndeplini una dintre funcțiile:

∙ sunt o ilustrare a construirii unui model (de exemplu, reprezentând structura (graficul) unei rețele neuronale);

∙ ajuta la interpretarea rezultatului obtinut;

∙ reprezintă un mijloc de evaluare a calității modelului construit;

∙ combinați funcțiile enumerate mai sus (arborele de decizie, dendrograma).

Vizualizarea modelelor de data mining

Prima funcție (ilustrarea construirii unui model), de fapt, este o vizualizare a modelului Data Mining. Există multe moduri diferite de a prezenta un model, dar graficul acestuia oferă utilizatorului „valoare” maximă. Utilizatorul, în cele mai multe cazuri, nu este un specialist în modelare, de cele mai multe ori este un expert în domeniul său. Prin urmare, modelul Data Mining ar trebui să fie prezentat în limbajul care îi este cel mai natural sau, cel puțin, să conțină un număr minim de diverse elemente matematice și tehnice.

Astfel, disponibilitatea este una dintre principalele caracteristici ale modelului Data Mining. În ciuda acestui fapt, există și o modalitate atât de răspândită și simplă de a reprezenta un model ca o „cutie neagră”. În acest caz, utilizatorul nu înțelege comportamentul modelului pe care îl folosește. Cu toate acestea, în ciuda neînțelegerii, el obține rezultatul - modelele dezvăluite. Un exemplu clasic de astfel de model este modelul rețelei neuronale.

O altă modalitate de a reprezenta un model este de a-l prezenta într-un mod intuitiv, ușor de înțeles. În acest caz, utilizatorul poate înțelege cu adevărat ce se întâmplă „în interiorul” modelului. Astfel, este posibil să se asigure participarea lui directă la proces.

Astfel de modele oferă utilizatorului posibilitatea de a discuta sau explica logica sa cu colegii, clienții și alți utilizatori.

Înțelegerea modelului duce la înțelegerea conținutului acestuia. Ca rezultat al înțelegerii, încrederea în model crește. Un exemplu clasic este un arbore de decizie. Arborele de decizie construit îmbunătățește într-adevăr înțelegerea modelului, de exemplu. instrumentul de data mining folosit.

Pe lângă înțelegere, astfel de modele oferă utilizatorului capacitatea de a interacționa cu modelul, de a-i pune întrebări și de a obține răspunsuri. Un exemplu al acestei interacțiuni este facilitatea ce se întâmplă dacă. Prin dialogul „sistem-utilizator”, utilizatorul poate înțelege modelul.

Acum să trecem la funcțiile care ajută la interpretarea și evaluarea rezultatelor construirii modelelor de Data Mining. Acestea sunt tot felul de grafice, diagrame, tabele, liste etc.

Exemple de instrumente de vizualizare care pot fi utilizate pentru a evalua calitatea unui model sunt un grafic de dispersie, un tabel de contingență și un grafic al modificării mărimii erorii.

Graficul de dispersie este un grafic al abaterii valorilor prezise de model de la cele reale. Aceste diagrame sunt folosite pentru valori continue. Evaluarea vizuală a calității modelului construit este posibilă numai la sfârșitul procesului de construire a modelului.

Tabel de urgență utilizate pentru evaluarea rezultatelor clasificării. Astfel de tabele sunt folosite pentru diferite metode de clasificare. Le-am folosit deja în prelegerile anterioare. Evaluarea calității modelului construit este posibilă numai la sfârșitul procesului de construire a modelului.

Graficul modificării mărimii erorii... Graficul demonstrează modificarea mărimii erorii în procesul de funcționare a modelului. De exemplu, în timpul funcționării rețelelor neuronale, utilizatorul poate observa modificarea erorii pe seturile de antrenament și de testare și poate opri antrenamentul pentru a preveni „supra-adaptarea” rețelei. Aici, evaluarea calității modelului și a modificărilor acestuia pot fi evaluate direct în procesul de construire a modelului.

Exemple de vizualizatoare care vă pot ajuta să interpretați rezultatul sunt: linia de tendință în regresia liniară, hărțile Kohonen, graficul de dispersie în analiza clusterului.

Tehnici de imagistică

Metodele de vizualizare, în funcție de numărul de măsurători utilizate, sunt de obicei clasificate în două grupe:

∙ prezentarea datelor în una, două și trei dimensiuni;

∙ prezentarea datelor în patru sau mai multe dimensiuni.

Prezentarea datelor în una, două și trei dimensiuni

Acest grup de metode include metode bine-cunoscute de afișare a informațiilor care sunt disponibile pentru percepție de către imaginația umană. Aproape orice instrument modern de Data Mining include metode de prezentare vizuală din acest grup.

În funcție de numărul de dimensiuni ale vederii, acestea pot fi următoarele moduri:

∙ dimensiune unidimensională (univariată) sau 1-D;

∙ o dimensiune bidimensională (bivariată) sau 2-D;

∙ Măsurare 3D sau proiecție sau 3-D.

Trebuie remarcat faptul că ochiul uman percepe cel mai natural reprezentări bidimensionale ale informației.

Atunci când folosește prezentarea bi- și tridimensională a informațiilor, utilizatorul are posibilitatea de a vedea modelele setului de date:

∙ structura sa de cluster și distribuția obiectelor în clase (de exemplu, într-o diagramă de dispersie);

∙ caracteristici topologice;

∙ prezența tendințelor;

∙ informații despre aranjarea reciprocă a datelor;

∙ existența altor dependențe inerente setului de date studiat.

Dacă setul de date are mai mult de trei dimensiuni, sunt posibile următoarele opțiuni:

∙ utilizarea metodelor multidimensionale de prezentare a informațiilor (sunt discutate mai jos);

∙ reducerea dimensiunii la prezentare uni, bidimensională sau tridimensională. Există diverse modalități de reducere a dimensiunii, una dintre ele - analiza factorială - a fost discutată într-una din prelegerile anterioare. Hărțile Kohonen auto-organizate sunt folosite pentru a reduce dimensionalitatea și, în același timp, a vizualiza informațiile pe o hartă bidimensională.

Prezentarea datelor în 4+ dimensiuni

Reprezentările informațiilor în patru dimensiuni și mai multe dimensiuni sunt inaccesibile percepției umane. Cu toate acestea, au fost dezvoltate metode speciale pentru posibilitatea de a afișa și percepe astfel de informații de către o persoană.

Cele mai cunoscute metode de prezentare a informațiilor multidimensionale:

∙ coordonate paralele;

∙ „Chipurile lui Chernov”;

∙ hărți radar.

Coordonate paralele

În coordonate paralele, variabilele sunt codificate orizontal, cu o linie verticală care definește valoarea variabilei. Un exemplu de set de date prezentat în coordonate carteziene și coordonate paralele este prezentat în Fig. 16.1. Această metodă de reprezentare a datelor multidimensionale a fost inventată de Alfred Inselberg în 1985.

Crearea de conținut vizual este uneori costisitoare, dificilă și consumatoare de timp. O întrebare rezonabilă: merită făcută?

Datele sunt peste tot, datele sunt peste tot.

Potrivit lui David McCandless, infografic designer, scriitor și jurnalist și autor al celebrei cărți Infographics. Cele mai interesante date în prezentarea grafică”, astăzi omenirea trăiește în jungla informațională.

O cantitate de neconceput de noi informații apare în viața noastră în fiecare minut. Nici nu observăm. Tweeturile, aprecierile și încărcările de fotografii numai pe platformele sociale sunt calculate în numere cu 5-6 zerouri. Ca să nu mai vorbim de numărul nesfârșit de articole, videoclipuri, tranzacții financiare, rapoarte analitice și multe alte lucruri care poate nu ne vin imediat în minte, dar cu siguranță există în viața noastră.

Dacă credeți în cercetările companiei Domosphere, care oferă soluții software pentru procesarea, organizarea și vizualizarea informațiilor de afaceri, din 2013 numărul utilizatorilor de internet din întreaga lume a crescut de la 2,4 miliarde de oameni la 3,2 miliarde de oameni.

O astfel de creștere rapidă dă un impuls imens dezvoltării tehnologiilor înalte și, ca rezultat, literalmente în fiecare an vedem noi sisteme și gadget-uri care intră pe piață.

De exemplu, compania care a dezvoltat aplicația mobilă Vine pentru crearea de clipuri video scurte (cu o durată mai mică de 6 secunde) a fost fondată literalmente acum 3 ani, în iunie 2012. Twitter a cumpărat startup-ul în octombrie și l-a deschis publicului în ianuarie 2013. Astăzi, peste 1 milion de videoclipuri cu vinuri sunt vizionate în fiecare secundă în lume, iar viticultorii populari câștigă zeci de sute de dolari din menținerea conturilor companiei sau plasarea de anunțuri ascunse în videoclipurile lor.

Dacă vorbim despre alte platforme sociale populare, bloguri și aplicații, atunci din 2013

numărul de tweet-uri pe minut de către utilizatori a crescut de la 100 la 347 mii,
numărul de ore de videoclip încărcat pe YouTube - de la 72 la 300 de ore,
Descărcări de aplicații Apple - de la 48 la 51 mii,
iar numărul de pini de pe Pinterest este de la 3,5 la 9,7 mii.

Ca rezultat, imaginea generală a creșterii informațiilor pe Internet în 1 minut de astăzi arată astfel.

Infografice: Creșterea cantității de informații de pe Internet pe minut în 2015.

Bun venit în 2015!

Conform previziunilor Comisiei pentru bandă largă și dezvoltare digitală, numărul utilizatorilor de internet se va dubla până în 2020. În consecință, va crește și cantitatea de informații, care este deja măsurată în număr mare.

Petabyte

Conform Wikipedia, astăzi:

- Google procesează despre 24 petaocteți date.

- Prin rețelele furnizorului american AT&T abonamente săptămânale 19 petabytes trafic.

- Mărimea rezultatelor experimentelor efectuate la Large Hadron Collider pe an atinge 4 petabytes.

Pentru comparație:

– Întreaga moștenire scrisă a omenirii în toate limbile lumii de la începutul scrierii este doar despre 50 de petabytes informație. (Din cartea „Igfographics. Data Visualization” de Randy Crum)

Desigur, accesul la cantități atât de mari de date deschide posibilități infinite pentru umanitate. Vă permite să studiați lumea din jurul vostru mai detaliat, rupe stereotipurile și vă ajută să preziceți viitorul. Cu toate acestea, dacă utilizați numai metode tradiționale de lucru cu informații, atunci o persoană este incapabilă fizic să facă față volumelor și este forțată să caute soluții la problemă.

Puterea vizualizării

Cum percepe creierul nostru informațiile

Datele care arată ca o farsă absolută în forma sa obișnuită devin ușor de înțeles și logic, merită convertite în grafice, diagrame sau videoclipuri. Dacă reușim să prezentăm corect informațiile vizual, atunci avem ocazia de a înțelege mai bine oamenii din jurul nostru. Cu toate acestea, mulți oameni își fac griji că reprezentarea vizuală face informațiile mult mai ușoare și pierdem o mulțime de date importante în procesul de conversie a numerelor și textului în grafică. Este într-adevăr?

Pierdem date când convertim numere și text în grafică?

În 2011, oamenii de știință Emre Sawyer și Ribin Hogarth au efectuat un studiu în rândul economiștilor. Subiecții au fost împărțiți în trei grupe în funcție de forma de prezentare a informațiilor pe care urmau să le studieze și au fost rugați să răspundă la 3 întrebări. Ca urmare, s-au obținut următoarele rezultate:

Grupa 1: date primite sub formă de raportare statistică clasică - 72% dintre oameni au dat un răspuns greșit;

Grupa 2: date primite sub formă de raportare statistică clasică și sub formă de grafic - 61% au dat răspuns greșit;

Grupa 3: date primite doar sub formă de informații grafice - doar 3% s-au înșelat.

Concluzia este evidentă: vizualizarea datelor vă permite în unele cazuri să percepeți informațiile mult mai bine decât numerele și textul!

Urmăriți discuțiile TED ale lui David McCandless. Cât de evidente devin multe lucruri când avem ocazia să le evaluăm vizual.

David McCandless la TED Talks.

Vizualizarea informațiilor și dezvoltarea tehnologiei.

Desigur, creșterea cererii pentru vizualizarea datelor conduce la dezvoltarea tehnologiei. Deși este adevărat și contrariul, noile tehnologii cresc cerințele privind calitatea grafică. În orice caz, astăzi nu este o mare problemă să compui o prezentare bazată pe grafice și diagrame, să faci infografice sau să filmezi un videoclip. Un număr mare de programe grafice online și offline pot fi ușor de găsit, studiat și realizat cu ajutorul lor cele mai fantastice idei ale tale.

Puteți instala Photoshop sau Illustrator și puteți crea o randare de la zero. Puteți utiliza aplicații grafice mai specializate, cum ar fi Piktochart, Easel.ly sau Visual.ly, și puteți crea grafice bazate pe șabloane. Nici nu voi încerca să enumerez numărul nesfârșit de stocuri de fotografii, stocuri cu grafică 3D și video care există astăzi pe întinderile nesfârșite ale Internetului. Pentru o mică taxă, resursele lor pot fi un decor demn pentru orice infografică sau prezentare video.

Pictochart

Vizualizare și platforme sociale.

Aruncă o altă privire la infograficul de creștere a vitezei de informare și calculează care sunt platformele grafice numărul aproximativ de resurse enumerate în acesta. Instagram, Pinterest, YouTube, Vine, Netflix, Snapchart sunt toate concepute special pentru publicarea de conținut vizual. În parte, Twitter, Facebook și alte rețele sociale populare pot fi, de asemenea, atribuite acestui grup, deoarece interfața lor nu implică publicarea de schițe de text lungi. Dar materialele video, fotografiile și orice alte elemente grafice arată foarte bine pe ele. Inutil să spunem că, printre toate resursele enumerate, nu veți găsi una singură în care conținutul grafic să nu fie folosit deloc.

Toate cercetările pe Internet de la an la an repetă același lucru: materialele vizuale contribuie la popularizarea conturilor, grupurilor și blogurilor. Utilizarea conținutului grafic pe Twitter crește numărul de share-uri cu 35%, pe Facebook - cu 87%. Popularitatea blogurilor cu grafică crește cu 47%.

Statistici Twitter

Statistici Facebook

Comparați două opțiuni de transfer de informații, care sunt absolut echivalente ca înțeles. Care dintre ele vă va atrage cel mai mult atenția?

Grafică vs. Text

Cum afectează vizualizarea nivelul de încredere al cititorilor?

Este dovedit științific că conținutul vizual contribuie la creșterea încrederii în materialele text.

Un anumit grup de internauți a fost rugat să confirme sau să infirme o serie de afirmații. Un exemplu: „Nucile de Macadamia și piersicile aparțin aceleiași familii”. În 50 de cazuri din 100, afirmațiile însoțite de imagini au fost considerate adevărate, indiferent dacă sunt adevărate sau nu.

Nuci de macadamia

Cu alte cuvinte, participanții aveau mai multe șanse să aibă încredere în acele afirmații care erau însoțite de fotografii.

Concluzie

În concluzie, aș dori să observ că orice vizualizare a datelor - infografice, clipuri video sau doar fotografii obișnuite - este utilă dacă și numai dacă este interesant inventată, implementată cu talent și publicată la timp și la locul respectiv. Magia se întâmplă doar atunci când o idee bună este combinată cu un design bun și susținută de un marketing abil. În caz contrar, toate avantajele de mai sus se vor autodistruge instantaneu și vei aduce proiectului mai mult rău decât bine.

Vizualizarea rezultatelor cercetării experimentale. Vizualizarea informațiilor

Vizualizarea datelor

Vizualizare 3D

Utilizarea vizualizării în știință

Cheia pentru atingerea obiectivelor tale

Instrument creativ

Cum functioneaza?

Când să folosiți vizualizarea?

Cum se desfășoară procesul de randare?

Beneficiile vizualizării

A vedea e a crede

De ce funcționează vizualizarea?

Legătura inseparabilă dintre minte și corp

Vizualizarea instrumentului de extragere a datelor

Vizualizarea modelelor de data mining

Tehnici de imagistică

Prezentarea datelor în una, două și trei dimensiuni

Prezentarea datelor în 4+ dimensiuni

Coordonate paralele

Datele sunt peste tot, datele sunt peste tot.

Puterea vizualizării

Concluzie

Top articole similare