A Z
Stoffa
A N I M Á C I Ó
S Z E R E P E
A Z E L E K T R O N I K U S
T A N K Ö N Y V E K B E N
Veronika
Az animáció szerepe az e l e k t r o n i k u s t a n k ö n y v e k b e n Bevezető Az információs társadalomnak több jellemző attribútuma van. Ezek közé sorolha tó a globalizáció, a decentralizáció, az elektronikus kommunikáció, a rekvalifikáció és a permanens vagy élethosszig tartó tanulás is, amelyben nagy jelentősége van az elektro nikusan támogatott tanulásnak, az ún. e-learningnek. A tudáson alapuló információs társadalomban az egész életen keresztül folytatott tanulás során jelentős szerephez jutnak az elektronikusan feldolgozott és modern tech nológiákkal közvetített tananyagok. Az internet széles körű elérhetősége, mindennapi hozzáférhetősége és modern multimediális információhordozóként és információfor rásként egyaránt, érvényesülő gazdag lehetőségei univerzális tananyag-prezentáló eszközzé tették az információs világhálót. Sok egyetem, iskola, intézmény, sőt még cég is külön szervert m ű k ö d t e t az elektronikusan támogatott tanuláshoz, helyet bizto sítva elektronikus tankönyvek, segédeszközök, különböző dokumentumok, előírá sok, szabványok, dokumentumok elhelyezésére. A tanulást támogató elektronikus tankönyvek, tananyagok, segédanyagok, taneszközök leggyakrabban használatos keretrendszerét az ún. L M S (Learning Management Systems) nyújtja (Serafín 2002, Kocíková 2007, Kocíková-Stefková 2007).
Elektronikus tanulás (e-learning) Az e-learning az elektronikus (elektronikus információforrásokkal támogatott) ta nulás gyakran használt megnevezése. Magának a fogalommak a tartalma nincs teljesen tisztázva. T á g és igen nehezen körvonalazható kifejezéssel állunk szemben. Az elektro nikus tanulás fogalmát megjelölő szó írásmódja sem egységes. A szakirodalomban e-learning, E-learning, e-Learning, elearnig, eLearning írásformájú szavakkal talál kozhatunk. Gyakori az a jelenség is, hogy egy információforrás váltakozva használja a fogalmat jelölő szó különböző formáit, és sehol sem figyelmeztet arra, hogy ugyanarról van szó. Módszertani szempontból azonban helytelen ugyanazon fogalomra különböző megjelöléseket használni. Az angolszász irodalomban főleg az eLearning forma használatos, mi ennek ellené re az e-learning írásmód mellett maradunk, mivel az e- előtag az elektronikus jelzőt he lyettesíti a rövidítésével, s így a magyar nyelvben is alkalmazható az e-alapú (elektroni kus alapú) tanulás megjelölésére. A z e-learning (elektronikusan támogatott tanulás) elektronikus formában feldolgozott tananyagon alapul. Az e-learning nem azonos a távoktatással (distancestudy), mert nem csak levelezős formában valósítható meg. N e m azonosítható a számítógéppel támogatott tanulással (computer assisted learning, CAL) sem, mert megvalósítható számítógép nélkül is, pl. mo113
AZ
ANIMÁCIÓ
SZEREPE AZ E L E K T R O N I K U S
TANKÖNYVEKBEN
biltelefon és különféle lejátszóberendezések felhasználásával is. Hasonlóképpen alakul a kapcsolat a webalapú tanulás és az e-learning között. Az 1. ábra grafikusan fejezi ki e négy fogalom kölcsönös kapcsolatait. A grafikus ábrázolásból is világos, hogy a közöttük létezó' kapcsolatoknak nincs hierachikus jellege. Egyik sem foglalja magában a másikat, egyik sincs alá- vagy fölérendelve a másiknak. Kisebb vagy nagyobb részben fedik egy mást (tehát vannak közös részeik), de vannak sajátos, egyedi, más halmazba nem beso rolható komponenseik is.
1. á b r a
Az e-learning, a számítógéppel
segített tanti lós, az internetes vagy webalapú tanulás és a távoktatás
kapcsolatai
Annak ellenére, hogy a szakirodalom világosan megkülönbözteti a kombinált ok tatás/tanulás (blended learning) fogalmát, az általános szóhasználatban azt is e-learningnek tekintik. Az e-learningen széles értelemben minden elektronikus tanulási segédeszközzel támogatott tanulást értünk, leszűkített értelmezésben és szigorú elbírálás mellett azon ban az e-learning fogalmán csak a webalapú keretrendszerrel menedzselt távokta tást/távtanulást értjük.
Elektronikus t a n k ö n y v e k Az „elektronikus tankönyv" megnevezést gyakran helytelenül alkalmazzuk bár milyen elektronikus szövegre, amelynek lineáris a szerkezete, esetleg fokozatosan fel épített fejezetekre vagy témakörökre tagolódik. A feldolgozott tananyag sokszor a ke retrendszerbe beépített kurzusok esetében is egyszerűen (esetleg fejezetekre bontva) pdf formátumú szövegfájlba van elmentve. Az elektronikus tankönyv és tananyag a számítógéppel támogatott tanításban/ta nulásban is helyet kaphat. A tanító főleg magyarázata alátámasztására, a szemléletesség növelésére használja az elektronikusan feldolgozott tankönyvet. Ha az elektronikusan feldolgozott tananyag „tökéletes", és helyettesíti a tanárt, akkor elég, ha a tanár megta114
AZ ANIMÁCIÓ S Z E R E P E AZ E L E K T R O N I K U S TANKÖNYVEKBEN
nítja a tanulókat az elektronikus segédeszköz kezelésére és az annak segítségével törté nő' tanulásra (Chráska 2005, Chráska 2007). Egy PDF-formátumba konvertált, klasszi kus tankönyvfejezeteket tartalmazó dokumentumot lineáris, esetenként hierarchikus szerkezetbe építve (a klasszikus tankönyv felépítését követve) csak nagyon nehezen lehet elektronikus tankönyvnek nevezni. Az ilyen „primitív" elektronikus segédesz köz nem használja ki a multimédiás számítógép lehetó'ségeit, s mondhatnánk, hogy ezekkel visszaél. N e m állíthatjuk azt, hogy a tankönyv elektronikus változata jobb, hi szen semmivel sem különbözik a klasszikus, nyomtatott formájától, legfeljebb talán annyiban más, hogy faszerkezetbe foglalva gyorsabb - esetleg teljesen ki is küszöbölhe t ő ' - a lapozás, amelyet navigációs elemekkel lehet helyettesíteni. Ehhez az előnyhöz azonban társulnak az elektronikustanulás-rendszer hátrányai: a tartalom megjelenítésé hez hardverre és szoftverre van szükség, a képernyőről való olvasás nagyobb mértékben terheli a szemet, mint a nyomtatott szöveg olvasása, illetve a nyomtatott gráfok, képek, illusztrációk tanulmányozása, a releváns információk kiválasztása (Kropác 2004). Elektronikus tankönyvnek leggyakrabban az olyan *.exe típusú fájlokat nevez zük, amelyek a szövegen kívül illusztrációkat, képeket, gráfokat, táblázatokat, hangot, zenét, animációt, navigáló- és irányítóelemeket is tartalmaznak. Az ilyen elektronikus dokumentum szerkezete már nem lineáris, hanem különböző jól átgondolt és a tudás rendszerezését is támogató struktúrákba van szervezve. E z azt jelenti, hogy olyan infor mációs alapegységekből tevődik össze, amelyek hivatkozásokkal (linkekkel) vannak nagyobb egységekbe kötve. A prezentációban az „információs egységeken" különböző jellegű és különböző szabályok alapján kódolt és rögzített információcsomagokat ér tünk. A szerkezetbe foglalt információk kezelésére és megjelenítésére, lejátszására át gondolt navigációs rendszer szolgál. A navigációs elemek az elektronikus tankönyvben sok esetben csak a gyors lapozás eszközéül szolgálnak (Lib 2005, Tulipán 2006). Az elektronikus tankönyvet röviden a következőképpen definiálhatjuk: Az elekt ronikus tankönyv moduláris és dinamikus módon elektronikus formában feldolgozott tankönyv, amely egy adott témát (tantárgyat) megválasztott terjedelemben és megválasztott mélységig dolgoz fel. A szaktudomány és terminológia szempontjából a szövege korrekt. A téma feldolgozásához multimédiával támogatott passzív és aktív elemeket használ. A mondanivalót képekkel és animá ciókkal illusztrálva és hanggal kísérve mutatja be. A témát információs egységekre (items) bontva logikus, hipertext szerkezetű szerves egységgé formálja, amely támogatja az elsajátított ismeretek rendszerezését. A beépített online visszacsatolások és irányítóelemek aktív tanulásra serkentik a felhasználót, és egyben irányítják és optimalizálják az ismeretszerzési folyamatot, alkalmazkod va a tanuló tanulási stílusához és mentális színvonalához. Ennek a definíciónak ma leggyakrabban a világhálón elérhető „oldalak" formájá ban megszerkesztett és HTML nyelven megírt információkat, tudáselemeket tartalma zó prezentációk tesznek eleget. A hiperdokumentum-formátumban kódolt információk különféle megjelenítőprogramok (például Internet Explorer, Netscape Navigator, Mozilla stb.) segítségével hívhatók elő a képernyőn. A multimediális prezentációhoz különféle speciális eszközökre (például hangkár tyára, videokártyára, hangszóróra stb.) van szükség. Ahhoz, hogy valamely könyvből elektronikus tankönyv legyen, a tartalmát bizonyos pedagógiai mesterséggel hozzá kell igazítani a tanuló mentális képességeihez. Az elektronikus tankönyv szerkesztése és írása közben nagyon fontos betartani a didaktikai alapkövetelményeket, mert maga a k ö n y v 115
AZ ANIMÁCIÓ S Z E R E P E AZ E L E K T R O N I K U S
TANKÖNYVEKBEN
beleértve a szerkezetét, formáját, kivitelezését, a beleépített irányító- elemeket, tanácso kat, a visszacsatolást stb. - a tanár szerepét is betölti (Stoffová-Kis-Tóth 1998). Az elektronikus (és nem csak elektronikus) tankönyvek alapvető'vonásai közé tar tozik, hogy a tartalmuk ismert tudásanyag, és meg van határozva, hogy kinek a számára és milyen céllal készülnek. Tartalmuk ehhez idomul, és a szerzó' a „címzett" mentális színvonalát figyelembe véve, annak megfelelő' formában tolmácsolja az információkat.
Az elektronikus t a n k ö n y v t u l a j d o n s á g a i és j e l l e m z ő i Az elektronikus tankönyv tulajdonságait és jellemzőit jelölhetnénk a „követelmé nyek" megnevezéssel is. Fontos jellemzője az elektronikus tankönyvnek a tudományos és szakmai jelleg, ami feltételezi a szerző tárgyi tudását. A helyes terminológia használa ta és a világos stílus szintén fontos követelmény. A szemléletesség növelésére az illuszt rációk és k é p e k mellett az elektronikus tankönyvben lehetőség van multimédia-jellegű elemek beépítésére is (Walat 2005). Az elektronikus prezentációk dinamikus jellegét animációk segítségével tudjuk biztosítani. A z animációval szemléltetett szimulációs kísérletek szimulációs modelle ken alapulhatnak. Az elektronikus tankönyv segítségével virtuális tanulási környezetet lehet kialakítani. A jól felépített hiperszerkezet megkönnyíti a tanulást, és elősegíti az új ismeretek rendszerezését (Feszterová 2007). A multimediális kifejezés a modern elektronikus tankönyvek esetében az infor mációk többféle formájára utal, amelyek ugyanazon a hordozón vannak tárolva, és meg jelenítésük a multimediális számítógép vagy speciális lejátszóberendezések segítségé vel történik. Archiválásukra belső és külső memóriák (a merevlemezek és különféle információhordozók, például C D - k vagy D V D - k ) szolgálnak, amelyek digitálisan rögzí tett szöveget, hangot, képet, mozgóképet és zenét is tartalmazhatnak. A tananyag feldolgozása során a szerző a modern és hatékony tanítási módszerek alkalmazása mellett figyelembe veheti az eltérő egyéni tanulási stílusokat is, mintegy „individualizálva" a tömeges tanítást. A rendszerbe foglalt elektronikus tankönyv hasz nálata közben nyomon követhető a tanuló aktivitása, és lehetőség nyílik a tanulás me netének irányítására. A tananyag feldolgozásához rendelkezésre álló eszközök módot nyújtanak változatos tanulási környezet kialakítására és az egyes érzékszervek igénybe vételének kiegyensúlyozására, például a szem védelmére hosszú szövegek olvasása he lyett hangszekvenciák beiktatásával (Sík-Lányi 2001). A tankönyv dinamikus strukturálása logikus hiperszerkezetek segítségével támo gatja a tananyag rendszerezését az individuális tudásrendszer kiépítése érdekében. L e hetőség van más információforrások online használatára vagy ezeknek a prezentált anyagba való beépítésére is. Aktív ismeretszerzésen a különböző forrásokból szerzett információk konfrontálását és értékelését értjük, ami kritikus gondolkodást követel a felhasználótól, és az új is meretek egységbe foglalását támogatja. Az elektronikus tankönyv feldolgozását több fázisra bonthatjuk. Feltételezzük, hogy a téma és a címzett már ismeretes. A z első fel adat az alapanyag (az információk, képek, gráfok stb.) összegyűjtése, értékelése, kivá lasztása és egyesítése. Ezt a fázist gyakran „tervezésnek" nevezzük. A második fázis az 116
AZ
ANIMÁCIÓ
S Z E R E P E AZ E L E K T R O N I K U S
TANKÖNYVEKBEN
összegyűjtött anyag átdolgozása, egyesítése és transzformálása, a forgatókönyv megírása. Ez magában foglalja nemcsak a tankönyv szövegének megírását, hanem a képeknek és gráfoknak a címzett számára érthető', egységes formába való áttételét is. A forgatókönyv tartalmazza az egyes oldalak szerkezetét, a navigációs elemek ren deltetését és az egyes információs egységek összekovácsolására szolgáló elemeket is. A harmadik fázis a megvalósítás fázisa. Ebben a fázisban ki kell választanunk az elektro nikus tankönyv megvalósításához felhasználandó eszközöket. Ahhoz, hogy jó döntés szülessen, a tárgyi tudással rendelkező' szerkesztó'nek bizonyos mértékig ismernie kell az egyes eszközök lehetó'ségeit és korlátait is. Optimális esetben ebben a fázisban csa patmunkára kerül sor: a technikai munkatársak és a pedagógusok szoros együttműkö désben dolgozzák ki a megvalósítás koncepcióját. Ezt a fázist sokszor több lépésre bont ják fel. Ekkor készülnek el a hang- és videofelvételek, valamint az animációk is, amelyek később egy kompakt egységbe integrálódnak. A megvalósítás fázisa gyakran iterációs jellegű: a „végtermék" többszöri átdolgozás eredményeként alakul k i . A negyedik fázis a produktum tesztelésefiktív környezetben. A produktum kipróbálása arra szolgál, hogy kiszűrjük a hiányosságait, növeljük az alkalmazás biztonságát és korri gáljuk a tárgyi pontatlanságokat. Ezután következik az ötödik fázis, a reális környezetben való alkalmazás. Minden elekt ronikus tankönyv tartalmaz visszacsatolási lehetó'ségeket a felhasználók oldaláról. A vissza csatolás eredménye szolgál alapul az utolsó fázishoz, amelyben a tananyag aktualizálása, át dolgozása, finomítása és korrigálása történik. E z a fázis - a szoftverek életciklusaiból vett analógiával - kar/fantartás néven ismeretes. Az elektronikus tankönyvek felújítása, átdolgo zása és aktualizálása jóval egyszerűbb feladat, mint a nyomtatott tankönyveké.
Az a n i m á c i ó j e l e n t ő s é g e az elektronikus t a n k ö n y v e k b e n Az animáció leggyakrabban a szemléletesség fokát növeli az elektronikus tan könyvben. Felgyotsítja a megértés folyamatát és a dinamikus jelenségek helyes értel mezését. Az animációnak többféle célja lehet: Az illusztratív animáció dinamikus kép formájában szemlélteti az információt és élénkebbé teszi az elektronikus prezentációt. Legtöbb esetben motivációs szerepet tölt be. Példa erre különböző mozgóképek beiktatása a prezentációba, amelyek videoszekvenciával is helyettesíthetők. Ebben az esetben sokszor olyan animációkról van szó, amelyek navigációs elemek segítségével kezelhetők. Ennek a lehetőségnek azonban nincs irányító jellege, mert az aktív elem (hivatkozás, hiperlink) az animációt csak indít ja, megállítja, felgyorsítja vagy lelassítja. Ilyen animációk vannak például az olvasókönyvekben, nyelvkönyvekben, mese könyvekben stb., hogy dinamikusabbá, élénkebbé, színesebbé, é r d e k e s e b b é tegyék a tananyagot. A 2. ábrán egy gyermekeknek írt, animációval átszőtt nyelvkönyv két olda lát látjuk. A z ábrán látható képernyőmásolatok sajnos csak jelezni tudják az oldalakon található animációkat, amelyek nagy számban gazdagítják a könyvet (Lísková 2003). A nyitóoldalon az érdeklődést felkeltő animációk vannak elhelyezve, amelyek bemu tatják a könyv szereplőinek jellegzetes tevékenységeit: a postás nyomja a pedált a ke rékpárján, a boszorkány repked a seprűjén, a mackó tornászik stb. A jobb oldali képen (a 117
AZ
ANIMÁCIÓ
SZEREPE
AZ ELEKTRONIKUS
TANKÖNYVEKBEN
postás kerékpározik) a kép dinamikája szemlélteti a történtek „folyamatos jelen idó'be" való besorolását. így a tanuló különösebb magyarázat nélkül megérti, hogy mikor me lyik igeidót kell használni az angol nyelvben.
2. ábra
Animációval
gazdagított
angol nyelvkönyv két oldala
Az animáció dinamikus jelenségek megértésére is szolgálhat. Megmagyarázza, milyen működési elven alapul bizonyos jelenség. Sokszor találkozunk ilyen fajta ani mációval például az elektronikus fizikatankönyvekben. A 3. ábra bal oldali része az elektromos feszültség fogalmának magyarázatára szolgál. A jobb oldali kép azt illusztrál ja, hogyan vezeti az elektromos áramot az elektrolitként m ű k ö d ő konyhasóoldat.
3. ábra
Animációval gazdagított szlovák elektronikusfizikatankönyvkét oldala
Maga az animáció sok esetben egy gombra való rákattintással indítható, aktiválva valamilyen hivatkozást (hiperlinket). Ilyen megoldást választottak az optika tanításához készült elektronikus tankönyv szerzői, akik bőven iktattak be animációkat a tananyag ba bizonyos jelenségek és alapelvek megértésének elősegítése céljából.
118
AZ
ANIMÁCIÓ
SZEREPE AZE L E K T R O N I K U S
TANKÖNYVEKBEN
A tankönyv szövegének olvasása közben a tanuló bármikor, akárhányszor elindít hatja a számmal bejelölt animációt ( « H » ) . A 4 , ábra bal oldalán az animációk lejátszására külön tér van kijelölve. Az ábrán ezen a területen a szemmel (az emberi látással) foglal kozó fejezet 11. számú animációja látható, amely a két szemmel megvalósuló térlátás működési elvét szemlélteti. A tankönyvben a tananyag bó'vítésére speciális jelölésű, kattintásra reagáló gombok («•• <•*•) vannak elhelyezve.
GEOMETRICKA OPTIK 3
G •
5. Kapitola О К О SoSovky a okiajini pmlmetii. Cím je l«i isly pmhncl hliííie к okú, tyii: jc zorny iihol T vŰlí. Око je schopné rozlí&t' dva prcdmcry (body), kcd' ich vidi pod zomym iihlom t > 1V_» (ked* t < Г. vnlma ich ab jeden bod i, «g» N ajmenSi zonry uhol, ktory dobàze око rozozn; У, «9» pretoze wdialetiosl" dvoch na svetlo ciriivy inikrornetiov, со /ixlpovetla /oniéniu iihlu 1'. «10» Ki-átkotrvajúci zrakovy vncin sa pri beznom osvcticnf predmetu /iiciiovâ ;isi 0,1 s. Toto zachovaitJe viieuiu (l/v. . • ' • v - ; . . - .) je velrni vyhodiié pre kaAdodennyftvora umoiniye v i i i m a f postupni rí'chíc за btriedajúcich obrazov (film, Idevïzia) ako plyuuly dej. <•* PozOfOVMfe oboinn ocairri a iiaslediíjúce s-pracovaiiie shniàlov
Animációt indító gomb
S z ö v e g e s magyarázat megjelenítése
i-bi.tli ( l è i v ni"', k'U UlllO/IItljc | Р П Г 1 И : . n e Litlrtne. «
> I I n i e s a K l r à c a
N a v i g á c i ó s elemek
a? pri vzdiakfiostîach predmetov vűfcSích око 450 m. <•» <•» w
listája
s le
Н
И
И
4. ábra Л szem (a látás)
működési
elvének magyarázata
animáció
segítségével
Numerikus eredmények szemléltetéseesetében gráfok, függvények dinamikus kirajzolásá ról van szó. A kirajzolást irányítani lehet, ha a görbének van matematikai leírása: bármelyik paraméter megváltoztatásával azonnali hatást tudunk gyakorolni a kapott görbe formájára. Ez lehet például idó'függvény, dinamikus eseményt leíró differenciálegyenlet vagy egyen letrendszer megoldása stb. Az ilyen görbék megadhatók táblázatba foglalt mérési adatok ér téktáblázatával is, ilyenkor a numerikus értékek alapján extrapolációs vagy interpolációs el járások segítségével tudjuk levezetni a keresett függvényt. Az ábrázolás 2D vagy 3D számítógépes grafikai megoldásokon alapul: az idő függvényében alakuló görbe egyes diszkrét pontjait koordinátái segítségével ábrázoljuk. Derékszögű koordináta-rendszer hasz nálatakor a beépített matematikai modell alapján síkbeli (2D) ábrázolás esetében az egyes pontok x(t) és y(t), térbeli (3D) ábrázolás esetében pedig az x(t), y(t) és z(t) koordináták érté két kell megadni. Ezeket a meghatározott (leggyakrabban szabályos) időközökben (t t ,... t„ időben) a használt ábrázolás szabályai alapján kell megjeleníteni a képernyőn. Már az ilyen egyszerű grafikus ábrázolás esetében is alkalom nyílik bizonyos jelenségek és tulajdonsá gok elemzésére, amelynek alapján esetleg prognózisjellegű információkhoz is juthatunk. b
2
Az 5. ábrán egy egyszerű képlet alapján számítjuk ki és ábrázoljuk a kilőtt ágyúgo lyó pályáját. A pálya alakját két megválasztható paraméter szabályozza: a golyó kezdőse bessége és az ágyúcsőnek a talajjal bezárt szöge (a lövés iránya). A golyó útjának ábrázo lásánál a vízszintes tengelyen az idő, a függőleges tengelyen pedig a golyó pozíciója (az adott időpontban elért magassága) szerepel. A képernyőmásolaton látható, hogy a be épített matematikai modell interaktív módon kezelhető, és egyszerű szimulációs kísér letek elvégzésére ad lehetőséget. A golyó magassága számértékben is megjeleníthető bármely megválasztott időpontban. így tudjuk a fizikaórán szemléltetni a ferde hajítás elveit és fizikai szabályait.
119
AZ A N I M Á C I Ó S Z E R E P E AZ E L E K T R O N I K U S
TANKÖNYVEKBEN
Ugyanezt meg lehet valósítani háromdimenziós térben is. A z ágyúgolyó pályájá nak idófjeli kirajzolásához ekkor azonban az x(t|), y(tj) és z(ti) kifejezése szükséges a ti, t ,.. t„ diszkrét idó'pontokban. Használhatunk pontosabb matematikai modellt is, amely számításba veszi például az időjárás befolyását, a levegő' közegellenállását, továbbá a go lyó tömegét, méreteit és egyéb tényezőket is, amelyek befolyást gyakorolhatnak a go lyó pályájára. Ugyanígy figyelembe lehet venni a környezet sajátosságait is, ha például épületek, fák vagy más akadályok találhatók a közelben. 2
Magyarázat: Rychlosf strely - a golyó sebessége Uhol strely - a lövés
szöge
Dolet strely - a lövés hossza M a x i m á l n a vyska - maximális Cas dolctu - a földre Casovy okamih -
magasság
érés ideje időpont
Vyska V casovom okamihu - az adott időpontban
elért
magasság
.'T BellstitkáltrivHJ)
R y c h l o s í strely ; | *
m/s
Uhol strely :
stupíinv
fari
( p r í g r a v i t á l n o m z r y c h l B f i l g = 9.81 OK
m.s "
2
)
j
dulet strely :
251.9
m
Maximálni) vyïka :
357,14
m
C a s dolctu :
17.07
Vytka V kcfikiémont íavo
s
|
C a s » o v y n k a m i h : flfl
к
OK Vysk.i V Casnvam okamihu :
1 * Kon«
346,59
m
\ j 10*
5 ábra Az ágyúból hilőtt golyó
útvonala
Az irányított animációknak van egy különleges csoportja, amikor nem a matemati kai modellből adódó numerikus eredményeket ábrázoljuk valamely függvény két- vagy háromdimenziós görbéjével, hanem maga a modellezett objektum, a reális világ része van ábrázolva vagy elképzelésünk alapján szemléltetve paraméterekkel irányítható gra fikus ábrázolás révén. Ilyenkor a reális objektumot saját képével vagy prototípusával helyettesítjük, hasonlóképpen ahhoz, amikor a fizika tanítása során anyagi modelleket használunk például a négyütemű robbanómotor működési elveinek bemutatására. A 6. ábra a véletlenszerű e s e m é n y e k normális eloszlását a Galton-deszka segítségével mu tatja be, nem a valószínűség számértékeivel, bár a lefelé haladó golyó útja ezek segítsé120
AZ ANIMÁCIÓ S Z E R E P E A Z E L E K T R O N I K U S
TANKÖNYVEKBEN
gével is irányítható. A kísérlet folyamán a lefelé haladó golyó akadályhoz érve jobbra vagy balra egyaránt 0,5 valószínűséggel folytatja útját. Az egyes réseken való áthaladás valószí nűségét a deszka geometriája alapján lehet levezetni. Például a jobb és bal oldali szélső tartályokba a golyó (((((1: 2) : 2) : 2) : 2) : 2) = 0,03125 valószínűséggel jut el. A következő' „célpontok" elérésének valószínűsége a deszka szélétől a közepe felé haladva növeke dik, mert bizonyos rések előtt az útirányok valószínűségének összege van megadva. A második szint középső résén a lefelé haladó golyó 0,25 + 0,25 = 0,5 valószínűséggel ha lad át, tehát ezen a szinten az egyes rések használatának valószínűsége: 0,25 + 0,5 + 0,25 = 1. Az egy szinten található rések valószínűségének összege mindig 1, hiszen nem feltéte lezzük, hogy bármelyik golyó elakadhat, mindig mindegyik eljut valamelyik tartályba. A harmadik szinten a valószínűség értékei így alakulnak: 0,125 + 0,375 + 0,375 + 0,125 = 1.
6. ábra Galton-deszkával kísérlet
végzett
eredménye
A két irányított animációtípus között nehéz különbséget tenni, hiszen az előbbi esetben elég lett volna a golyót ábrázolni, amely voltaképpen röptében leírja a kijelölt utat, de konkrét időben annak mindig csak egy diszkrét pontjában tartózkodik. Földet érése után már nem tudnánk értékelni, hogy milyen utat tett meg. A Galton-deszkán is a kísérlet e r e d m é n y é t látjuk, és nem tudjuk visszapörgetni a golyók útját (vagyis hogy milyen utat tettek meg, míg a tartályba kerültek), de akárhányszor megismételhetjük a kísérletet. A grafikus kivitelezés célszerű formáját mindig maga a forgatókönyvíró (vagyis a tanár) dönti el. A használt modell sokszor interaktív editorként működik. A következő példa egy animációval kísért, sztenderdizált dinamikus adatszerkezetek tulajdonságait és alapmű veleteit bemutató interaktív rendszer. Tartalmazza a vermet, a sort és az egy- és kétirá nyú láncolt listát. Szemléletesen bemutatja ezek felépítését, operációit és függvényeit (6. ábra). A felhasználó három kommunikációs nyelv (magyar, szlovák és angol) közül választhat. A rendszer büszkesége egy interaktív editor, amelynek a dinamikus adat szerkezetek kiépítésére és kezelésére szolgáló utasításokból álló eszköztára van. Ennek segítségével a felhasználó különböző utasítássorozatokat állíthat össze, amelyeknek a végrehajtását az alul elhelyezett „vetítővásznon" tudja szemmel követni (7. ábra). Ha az eredmény különbözik az elvárttól, és nem felel meg, akkor visszaléphet. így interaktív módon programot tud szerkeszteni, és értelmezni tudja az egyes utasításokat (StoffaVégh 2006, Végh 2006a, Végh 2006b).
,
,
121
AZ ANIMÁCIÓ S Z E R E P E AZ E L E K T R O N I K U S TANKÖNYVEKBEN
A fentiekben bemutatott animációs modellek vagy önálló alkalmazások, vagy elektronikus tankönyvek részei. A szerző a saját maga által kidolgozott alkalmazásokból vagy a vezetésével készült szakdolgozatok és diplomamunkák eredményeiből mentett (Stoffa 1994, Stoffová 1995, Stoffa-Stoffa 2005).
6. ábra Egyirányú
láncolt lista dinamikus adatszerkezetek esetében
ш
Újelemléuetroiia ás etem törlése я
* 'р1 mufti
beíllltisa-
metr/oriébót:
beclvaiéser
Elem értekének
p1 := p1\kov
dispose ( p1 )
p-1 := p2
.vitt ( p1 .ertek )
A
л
write ( р 2 . e r t e k )
л
read ( р 2 . e r t e k } Köva-tkczä elemre mutató pointer ЬеаПШш fVrov" mutáló) !
„àit i-egutotjara паалглп
L
e
a
u
t
o
l
i
á
r
a
hasi
.itssitásak « ш к
A
p1 — p2 .kov
dispose ( p2 )
р1
p1 •= NIL
Az "e/so" mutató beéilltá&a:
A ~p2~ mutató
el so
л
A
.kov
p2 .kov := p1
A
p1 .kov - p 2 beállítása;
A
e l s ő = p2 A
p1 .kov - p2 .kov
new ( p1 )
p2 := elso
p1 kov " NIL
read ( р 1 . é n e k )
első := p1 .kov
p2:=p2\kov
p2\kov
p1".kov := p2
else = p2
p2
p2 .kov - p 1
A
п а н
mama
p1
p2 : = p T k o v
el so .- NIL
p2 := NIL
NIL
apa
A
л
A
р2
л
elso := p1 A
kov - p1 .kov
iew ( p2 ) A
read ( p2 .ertek )
= NIL
Feri
..••/ I
7 ábra Dinamikus adatszerkezetek kialakítására
122
kltrése:
A
read ( p1 .ertek ;
new ( p1 ;
new ( p2 )
Elem ertekének
és kezelésére szolgáló editor
AZ
A N I M Á C I Ó
S Z E R E P E AZ E L E K T R O N I K U S
T A N K Ö N Y V E K B E N
Befejezés Az elektronikustankönyv-készítés teammunkát követel. Szükség van egyrészt tárgyi tudásra, pedagógiai, pszichológiai és módszertani ismeretekre, másrészt a megvalósításhoz felhasznált technológiai eszközrendszer ismeretére és annak kezelésében való jártasságra, szakmai tapasztalatokra. Mindezek a követelmények csak nagyon ritkán teljesülnek egyet len szakember személyében, ezért a tanárok és a programozók szoros együttműködésére van szükség. Maga az alkalmazott keretrendszer csak nagyon ritkán ad lehetó'séget a tan anyag szimulációs és animációs modellek segítségével töfténó' prezentálására. Ezért sokszor más eszközt választ a programozó a forgatókönyvben található információs egységek kiépí tésére, az elemi és a magasabb oktatási szinteken egyaránt. A gyakran választott eszközök közé tartozik például a /*7W/-környezet és a különféle mikrovilág-környezetek (Com Logo, Image, Game Maker) (Borsuková- Gabalbvá 2008, Gabalbvá 2008). Az elektronikus tananyag feldolgozására érvényesek a Skinner által a programo zott tanítás alapelveiként megfogalmazott elvek. Ezeket azonban a számítógéppel tá mogatott multimediális elektronikus tanítás és tanulás esetében az információs és kom munikációs technológiák lehetó'ségei alapján pontosítani és aktualizálni szükséges (Stoffová 2004). • A z elektronikus tananyag kisebb információs egységekből épül fel, és így meg felelő'mennyiségekben lehet adagolni. • Egy bizonyos információs egység prezentálása után visszacsatolás következik, amely alapulhat begyakorláson, teszten vagy más felhasználói aktivitáson. • A z információk tolmácsolása multimediális formában történik, hogy az informá ció befogadásában minél több érzékszerv vegyen részt. • A tananyagnak támogatnia kell (só't meg kell követelnie) a felhasználó aktív részvételét a tanulás folyamatában. • Kölcsönös visszacsatolásról kell gondoskodni: nemcsak a felhasználó reagál a prezentációba beiktatott feladatokra, kérdésekre és utasításokra, hanem maga a rendszer is reagál a felhasználó válaszaira és beavatkozásaira. • Ahol lehetó'ség nyílik rá, a tanulás/tanítás hatékonyságának növelése érdekében célszerű animációs és szimulációs modelleket beiktatni a tananyag prezentálásá ba. • A modelleket úgy kell kivitelezni, hogy a felhasználó kísérletezhessen velük, és saját megfigyelései, tapasztalatai alapján jusson új tudás birtokába. • A tanár (szerzó') pedagógiai tudása a tartalom, a szöveg, a képek, a gráfok és a mo dellek pedagógiailag megfelelő' kialakításában nyilvánul meg. • Az alkalmazásnak lehetó'séget kell nyújtania a tanulás minden fázisának megva lósítására, beleértve a motiválást, az információk és ismeretek ötletes prezentálá sát, a begyakorlást és a tudás tesztelését is. • Modern, aktuális és hatásos tanítási és tanulási eljárásokat kell beépíteni. • Lehetó'séget kell adni a konstruktív gondolkodási és problémamegoldási képes ségek kibontakozásának, az aktív tanulásnak és az együttműködésnek. • Fejleszteni kell a felhasználó kritikus gondolkozását, tanulási fegyelmét és a műveltségéért, tudásának színvonaláért való felelősségvállalását. • A tanulásnak és műveló'désnek egész életen tattó szükségletté kell válnia. 123
AZ ANIMÁCIÓ
SZEREPE AZ ELEKTRONIKUS
TANKÖNYVEKBEN
Az elektronikus tanulás és oktatás előtt nagy kihívások és nagy lehetőségek áll nak. A szükséges műszaki eszközök már mindenki számára hozzáférhetők. A távoktatás és az e-learning kutatásával foglalkozó szakemberek, tananyagfejlesztők, oktatástech nológusok felelőssége, hogy felhasználják ezeket a nagyszerű lehetőségeket a hatéko nyabb oktatás megvalósítása érdekében. így az érdekeltek minél gazdagabb kínálatból tudnak majd válogatni.
Irodalom B o r s u k o v á , H . - G a b a l b v á , V. 2008. Informatická gramotnosf a ja/.yková kompetencia = nevy-
hnutnosf. XXVI. International colloquium on the Management of Educational Process: Proceeding
of abstracts and electronic version of reviewed contributions on CD-ROM. Editori E . H á j k o v á - R V é m o l o v á . Brno. Brno, University of Defence, Faculty of Economics and Management. I S B N 978-80-7231-511-6. Chráska, M . jun., 2005. I n f o r m a c n í vychova, informacní technologic. In: P r o c h á z k o v á , I. et al.: Technická vychova soucást humanistického
modelupregraduálnípfípravy
ucitelû. 1. vyd. Olomouc
: Votobia Praha, s. 69-98. I S B N 80-7220-213-8. Chráska, M . , 2007. M é n í c í se role ucitele a záka v nastupující i n f o r m a c n í spoleenosti - vyslcdky vyzkumu. In XX. DIDMATTECH,
DilII. Editori Ján Stoffa - Veronika Stoffová - Miroslav
C h r á s k a jun. 1. vyd. Olomouc, Votobia Olomouc, 458-463. I S B N 80-7220-296-0. F e s z t e t o v á , M . 2007. Príprava na laboratórne cvicenia s pomocou e - v z d e l á v a n i a . XXV. mezindrodni kolokvium о fízeniosvojovacího
procesu, zamifené к aktucílním problémü
védy, vychovy,
vzdéldvaní
a rozvoje trarvtho myslení. S b o r n í k abstraktú a elcktronickych verzí recenzovanych p f í s p é v k ú na C D - R O M u . Brno, Univerzita obrany, Fakulta ekonomiky a managementu, 51, I S B N 978-80-7231-228-3. Gabalbvá, V. 2008. Mikrosvct - vhodny prostriedok na vyueovanie z á k l a d o v programovania In Huraj, L . (ed.): D I D I N F O 2008. Banská Bystrica, Univerzita Mateja Bela, Fakulta prírodnych vied. Abstract on 16., Conttibutions on C D - R O M I S B N 978-80-8083-556-9. L í s k o v á , К. 2003. Multimediaina ucebnica anglictiny pre n a j m e n s í c h na C D - R O M ( d i p l o m o v á práca) Nitta, U K F - Fakulta prírodnych vied, 48. Kocíková, E . - S t e f k o v á , M . 2007. E-Lcarning Concept and Implementation at Universities, In:
Informatics '2007: Proceeding of the Ninth International Conference on Informatics. - Bratislava, Slovak Society for Applied Cybernetics and Informatics. I S B N 978-80-969243-7-0
-
216-221. Kocíková, E . : 2007. Analyza m o z n o s t í vyuzitia L M S vo v z d c l á v a c o m procese. In Infotech 2007, Modernt informacní
a komunimacní
technologie ve vzdéldvaní.
Olomouc, P e d a g o g i c k á fakulta
Univcrzity P a l a c k é h o , M o r a v s k á v y s o k á skola. I S B N 978-80-7220-301-7 - 327-332. Kropác, J. et al. 2004. Didaktika technickychpfedmëtù,
vybranékapitoly.
1. vyd. Olomouc, Univerzita
P a l a c k é h o v Olomouci, 224. I S B N 80-244-0848-1. L i b , W. 2005. Projektowanie multimedialnych s l o w n i k ó w technieznyeh zagadnenia podstawowe. Trendy technického vzdéldvaní
2005. Editoti Miroslav Chráska jun. a Jifí Kropác. 1. vyd.
Olomouc, Votobia Praha, 327-329. Serafín, C . 2002. Budoucnost t e c h n o l ó g i í ve v z d é l á n í . In S b o t n í k p f í s p e v k u : XX. Mezindrodni kolokvium о fízeni
osvojovacího
procesu. Vyskov, V y s o k á v o j e n s k á skola p o z e m n í h o vojska,
362-364. I S B N 80-7231-090-9. S í k - L á n y i C . 2001. M u l t i m é d i á s o k t a t ó p r o g r a m o k t e r v e z é s é n e k e r g o n ó m i a i k é r d é s e i . In A G R I A M E D I A 2000. Eger, E K T F , 189-201. ISSN 1417-0868.
124
AZ
ANIMÁCIÓ SZEREPE
Stoffa, V. 1994. Számítógépes
modellezés
és szimuláció
AZ ELEKTRONIKUS
az oktatásban.
TANKÖNYVEKBEN
AGRIAMEDIA
'94. Eger,
I C E M - H U N D I D A C , 133-137. Stoffa, V. - Stoffa, J.: 2005. S z i m u l á c i ó s é s a n i m á c i ó s modellek az elektronikusan t a n k ö n y v e k b e n . In Agriamedia
2004. Eger E K T F , 419-427. I S B N 963-9417-09-2.
Stoffová, V. 2004. P o c í t a c - u n i v e r z á l n y didakticky prostriedok. 1. vyd. Nitra, Univerzita Konstan t i a Filozofa, Fakulta prírodnych vied, 172. I S B N 80-8050-450-4. Stoffová,
V. 1995. Simulation
and animation
models as didactic tools. E U R O S I M
'95, European
Simulation Congress. Vienna, Technical University of Vienna, 1277-1280. Stoffová, V. - K i s - T ó t h , L . 1998. T h e Training of Expectant Teachers for Accpairing new Instructional and Informatic Technologies. In Technológia
vzdelávania:Zväzok 1
Educational
Technology, Volume 1. 1. vyd. Nitra, Slovdidac, 151-163. Stoffová, V. - V é g h , L . 2006. Guided animation of dynamic data structures. In Third European
Multimedia
Centred
and Virtual Reality Conference. Eger, 175-179. I S B N 963-9495-89-1.
T u l i p á n , J. 2006. S t r u k t ú r o v a n é c l c k t r o n i c k é dokumenty v didaktickej p r e z e n t á c i i . XIX. MATTECH
DID-
2006. Editori Ján Stoffa a Veronika Stoffová. 1. vyd. K o m á r n o , Univerzita J.
Sclyeho, 2007, 153-157. I S B N 978-80-89234-23-3 (bibliograficky odkaz c. 8 na s. 157) V é g h , L . 2006. E l e k t r o n i c k á podpora vyucovania dynamickych údajovych struktur. XIX. TECH
DIDMAT-
2006. E d i t o r i j á n Stoffa-Veronika Stoffová. 1. vyd. K o m á r n o Univerzita J. Selyeho,
109-112. I S B N 978-80-89234-23-3 (citácia na s. 289, bibliograficky odkaz с. 1 na s. 292). V é g h , L . 2006. Vizualizácia algoritmov vo v y u c o v a n í programovania. In: Informatika
v skole
a v praxi. Ruzomberok, P c d a g o g i c k á fakulta Katolíckej univerzity v Ruzomberku, 65-69. I S B N 80-8084-112-8. Walat, W. 2005. Kuluturotworcze funkeje m e d i ó w w p o d r ç c z n i k a c h multimedialnych. Trendy technického
v z d é l á v á n í 2 0 0 5 . Editori Miroslav Chráska jun. a Jiff Kropác. 1. vyd. Olomouc,
Votobia Praha, 410^113.
Stoffa
Veronika
Informatikus, a Selye János Egyetem rektorhelyettesc. 1974-ben szerzett m é r n ö k i d i p l o m á t Po zsonyban a S z l o v á k M ű s z a k i Egyetem V i l l a m o s m é r n ö k i Karán a m ű s z a k i kibernetika irányzat s z á m í t á s t e c h n i k a s z a k á n . Ezzel p á r h u z a m o s a n megszerezte a p e d a g ó g i a i m i n ő s í t é s t is. A z abszol vált egyetemen kezdte pályafutását mint t a n á r s e g é d , doktorandusz é s k é s ő b b adjunktus. 1981 é s 1987 k ö z ö t t a d j u n k t u s k é n t t e v é k e n y k e d e t t L i p t ó s z e n t m i k l ó s o n a Katonai F ő i s k o l a Irányító cs S z á m í t á s t e c h n i k a i T a n s z é k é n . 1983-ban B r ü n n b e n a Katonai A k a d é m i á n k e r ü l t sor docensi kine v e z é s é r e m ű s z a k i kibernetika szakon. 1987-ben a Nyitrai P e d a g ó g i a i Kar Matematika, majd In formatika T a n s z é k é n folytatta p e d a g ó g i a i é s t u d o m á n y o s m u n k á s s á g á t , ahol szakmai garantálásá val egy új t a n u l m á n y i szak, a s z á m í t á s t e c h n i k a kezdhette meg sikeres m ű k ö d é s é t . 2000-ben habilitált a matematika tanításának m ó d s z e r t a n a szakon a Nyitrai Konstantin F i l o z ó f u s Egyete men. 2001-ben m e g v é d t e a professzori m i n ő s í t é s é t . 2004 s z e p t e m b e r é t ő l a Selye János Egyetem tanára, t a n s z é k v e z e t ő j e cs rektorhelyettese. Külsó' m u n k a t á r s k é n t a T r e n c s é n i Egyetemen, a Nvitrai S z l o v á k M e z ő g a z d a s á g i Egyetemen, valamint az Olomouci Palacky Egyetemen is t e v é kenykedett. P u b l i k á c i ó i magyar, szlovák é s angol nyelven jelennek meg, f ó l e g az informatika, s z á m í t ó g é p p e l t á m o g a t o t t tanítás, m o d e l l e z é s , s z i m u l á c i ó é s irányított a n i m á c i ó t á r g y k ö r é b e n . E d d i g 3 monográfiája, 5 egyetemi jegyzete, 2 t a n k ö n y v e é s t ö b b mint 150 cikke jelent meg. M u n káira t ö b b mint 150 h i v a t k o z á s t regisztrál. T ö b b n e m z e t k ö z i é s nemzeti t u d o m á n y o s konferencia m e g h í v o t t eló'adója. T ö b b doktori iskola tagja é s t é m a v e z e t ő j e . [email protected]
125
