Виртуальная реальность

Оглавление

Введение

Сегодня в наше время все большее количество отраслей жизни, так или иначе, связано с компьютерными технологиями. Все чаще и чаще мы слышим такие слова, как виртуальная реальность, смысл которых уже понятен большинству людей. Многие элементы виртуальной реальности могут быть использованы и в сфере образования.

Таким образом, мы рассмотрим изучение виртуальной реальности на уроках в школьном курсе информатики.

Основные задачи данной статьи:

-Дать определение виртуальной реальности и выявить ее основные свойства и признаки;

-Показать прямое отношение  элементов виртуальной реальности к урокам информатики;

-Выявить  взаимосвязь между объектом данной работы и  Интернетом;

-Показать другие современные  и перспективные возможности виртуальной реальности.

 Нынешнее развитие современных компьютерных технологий стремительно растет, а их влияние все более находит свое применение во многих отраслях жизни, в частности, в области науки и образования. Кроме того политика государства в области компьютеризации и информатизации нашего общества уже затронула многих и дальнейшее ее развитие, я надеюсь, даст положительный эффект в развитии и получении  квалифицированных работников и специалистов многих специальностей, что  также позволит укрепить и экономическое положение нашей страны.

Современное понимание  виртуальной реальности и ее основные свойства

Виртуальная реальность, как много неизвестного и загадочного вложено в эти 2 слова. Что же понимают люди, когда говорят об этом?  Еще в недалеком прошлом, каких-то 15 лет назад, мы и не подозревали, что эти слова окажутся вполне реальными и используемыми не только в рассказах фантастов, но и  в обычной, повседневной жизни. Недаром говорят, что XXI век – это век высоких технологий! В наше время многие уже подметили, как быстро появляются и развиваются всё новые и новые технологии. Особое  развитие получили так называемые нанотехнологии, т.е. технологии, связанные с использованием мельчайших микросхем и процессоров, а в частности, современные настольные компьютеры и ноутбуки, мобильные телефоны, КПК (карманные персональные компьютеры), смартфоны,которые сочетают возможности КПК и мобильного телефона. С развитием же нанотехнологий развивалось и программное обеспеченье, игры, обучающие и развивающие программы, которые на данный момент из-за своих ресурсных требований используются только в компьютерах. Кроме всего этого, хотелось бы отметить и нынешнее прогрессирующее развитие всемирной поисковой сети Интернет. Ежедневно все большее количество людей становятся участниками и пользователями этой сети. Вместе с тем увеличиваются и разновидности услуг, которые предоставляетИнтернет. Можно сказать, что помимо основных функций, которые дает Интернет (поиск информации, общение посредством текстовых сообщений (почта и чат), многопользовательская игра), сегодня получают свое развитие и такие функции как: просмотр кинофильмов и прослушивание музыки вместо телевизора и радио, покупка товаров, оплата коммунальных услуг, оформление кредитов, видео-общение с друзьями, виртуальные экскурсии и путешествия по разным историческим местам. В скором будущем появятся и другие возможности сети Интернет, например, возможность скачивать различные запахи, которые можно будет по-настоящему нюхать через специальное, совмещенные с компьютером устройство.

А теперь вернемся все-таки к понятию виртуальная реальность, что это такое? Как было сказано ранее, единого определения этому понятию до сих пор никто не знает и каждый понимает это по-своему. Многие, например, считают, что это понятие непременно связано с играми-стрелялками, в процессе которой игроком используется специальный шлем, датчики движения, крепящиеся к телу и оружие-джойстик. Аналогично и с симуляторами автогонок, где есть шлем, руль-джойстик, педали, и даже рычаг переключения передач. Все это так, человек действительно попадает в виртуальную реальность, в которой он от 1-го лица, как и в настоящей реальности может ходить, бегать, смотреть по сторонам, стрелять, водить машину и т.д. Но кроме этого многие люди и не догадываются, что само по себе взаимодействие с компьютером, т.е. работа с различными программами, выход в Интернет  и др. это тоже есть виртуальная реальность.

Таким образом, можно сказать, что виртуальная реальность – это объединение аппаратных (компьютер, шлем, джойстик и др.) и программных средств (программное обеспеченье, игры, различные программы, Интернет), которые при согласованном взаимодействии позволяют человеку выполнять с ними какую-либо работу и действия, посредством визуального, слухового и осязательного контакта.

Из данного определения следует, что современная виртуальная реальность должна включать в себя следующие элементы:

1)Компьютер;

2)Соответствующее программное  обеспеченье;

3)Необходимые и вспомогательные  устройства: монитор, виртуальный шлем, звуковые колонки и наушники, костюм с датчиками движения  и управления телом, различные  манипуляторы (мышка, клавиатура джойстик, пистолет, руль и т.д.);

Каковы же свойства виртуальной реальности?

Одним из главных свойств является ее интерактивность, т.е. способность взаимодействовать с ней в реальном времени. Ведь и в настоящей жизни при взаимодействии с чем-то мы тоже выполняем что-либо, и внешняя среда сразу же, в тот же самый момент отвечает на все наши действия.

Помимо этого для виртуальной реальности характерна взаимозаменяемость, т.е. способность заменять собой  некоторые действия и способы взаимодействия с информацией, характерные для настоящей жизни. Так, например, при моделировании какого-нибудь объекта, мы вместо бумаги с карандашом и линейкой, воспользуемся компьютером с соответствующим программным обеспеченьем. Следует отметить, что с использованием современных компьютерных технологий моделирование значительно облегчается.

Еще одним из свойств виртуальной реальности является способность к исправлению какого-либо действия и возвращение к первоначальному его состоянию за короткое время. Приведу простой пример с печатающей машинкой, где в случае ошибки нам пришлось бы перепечатывать весь текст заново; в компьютере же достаточно нажать Back Space и все проблемы решены. Все это позволяет нам экономить не только время, но и расходные материалы, в частности, бумагу и краску (чернила, тонер).

Существуют и другие характерные признаки виртуальной реальности, тесно связанные с вышеназванными свойствами, а именно:

-         моделирование в реальном масштабе времени;

-         имитация окружающей обстановки с высокой степенью реализма;

-         возможность воздействовать на окружающую обстановку и иметь при этом обратную связь.

Каждый из этих перечисленных признаков многим из нас уже понятен, поэтому в данном случае, я не вижу необходимости их пояснять.

О свойствах виртуальной реальности можно долго говорить, как и о  ней самой. Тем более с учетом ее непрерывного развития и совершенствования, изменяются и взаимно дополняются ее свойства. Поэтому, исходя из цели своей курсовой работы, я непосредственно перехожу к основным вопросам виртуальной реальности в обучении и образовании школьного курса информатики.

Виртуальная реальность в школьном курсе информатики

Компьютерные программы на уроках информатики как часть виртуальной реальности.

Сегодня во многих школах курс информатики начинают преподавать детям с 5-6 классов. Ученики знакомятся как с теорией, так и практикой данной дисциплины, и постепенно из года в год узнают все больше о различных способах работы и взаимодействии с виртуальной реальностью. Уже на первых уроках информатики учащиеся начинают осваивать компьютер. Они открывают программы, копируют файлы, создают папки, играют в игры и т.д. Все это помогает им понять сущность работы на компьютере в дальнейшем, так как многие операции по работе с программами и файлами строятся по аналогии. Можно сказать, что дальнейшее освоение различных элементов виртуальной реальности осуществляется лишь посредством предыдущего опыта и интуиции. Именно с помощью них у учеников строятся последующие успехи в освоении более сложных программ, совершенствуются методы работы с ними. Но это касается лишь практической части.

Не стоит забывать и о том, что теоретическая часть в школьном курсе информатики, значительно помогает улучшить и углубить знания учащихся в изучении составляющих элементов виртуальной реальности. Само понятие «виртуальная реальность» позволяет детям, не знакомым с компьютером, заранее представить себе первоначальную модель своего поведения и взаимодействия с изучаемым компьютером. С помощью абстрактного и образного мышления, школьникам легко можно будет сделать первые шаги на пути освоения компьютера.

Но вернемся все-таки к практическому изучению основ информатики, т.к. именно оно составляет всю сущность виртуальной реальности.

Все программы, с которыми сталкивается ученик в обучении информатике, являются составными элементами виртуальной реальности. Такие программы, как Paint, MicrosoftWord, Excel, PowerPointсоставляют основу изучения информатики в школе. С их помощью ученики решают ряд полезных и интересных задач, которые могут пригодиться им в дальнейшем. Так, с помощью графического редактора Paint учащиеся учатся рисовать и изменять (редактировать) рисунок: делать его шире, переворачивать, быстро и точно раскрашивать, вырезать, копировать и вставлять определенные части рисунка и т.д. Все действия направлены на получение красивого рисунка, так же как и в настоящей жизни, но с помощью элементов виртуальной реальности: компьютера, монитора, мышки и самой программы. Тем самым после работы в программе ученик бывает даже  и не задумывается, что побывал в виртуальной реальности, но это действительно так.

Другим примером работы учащихся с виртуальной реальностью служит  многофункциональная и, пожалуй, самая интересная из всех остальных,  программа Excel. Что же в ней интересного и полезного, особенно для школьника? Известно, что Excel – это довольно обширная и не совсем простая программа, как например Paint, и на ее изучение в школьном курсе информатики отводится самое большое количество часов. Само обучение работы в данной программе начинается уже с 9-го класса, и продолжается вплоть до конца 11-го. Именно здесь учителю важно уделить наибольшее внимание по подготовке и обучению учащихся работе в программе. В процессе обучения и работы в Excel, школьники впервые на практике сталкиваются со специальным формализованным языком программирования, в виде взаимосвязанных пустых ячеек, строк ввода формул для каждой ячейки и самих формул. Ученику важно не только запомнить наименование и значение определенной формулы, но и понять данный синтаксический язык с последующим осмыслением принципа работы того или иного выражения, где использовано сразу несколько формул. Таким образом, с помощью этих формул ученики присваивают каждой ячейке определенное значение и тем самым, не осознавая этого, знакомятся первым азам настоящего программирования. Ко всему прочему учащиеся при работе  в программе могут создавать графики функций и диаграммы по заполненным ячейкам, что помогает им легче понять и усвоить полученный материал, а также уловить взаимосвязь между отдельными  математическими величинами. Т.е. ученик может быстро представлять аналитические данные в наглядной и более понятной для себя форме, на что в обычных рассуждениях и таких же представлениях на бумаге уходит гораздо больше времени и умственной деятельности.

Следовательно, Excel позволяет освободить учащихся от монотонной и долгой умственной работы в решении многих однотипных математических примеров и задач, и тем самым  увеличить их личное время. В программе достаточно будет лишь заменить начальные условия, и она сама за пару секунд подсчитает все промежуточные значения и выведет на экран окончательный ответ. В реальной же жизни учащимися, на подобные решения задач, тратятся большое количество времени и умственной энергии, которые  могли бы быть направлены на изучение чего-нибудь другого.

Таким образом, общие знания и успеваемость учеников по другим предметам, благодаря такой экономии, могли бы значительно повыситься. Для этого в наших школах учителя информатики и математики должны сотрудничать  между собой и согласовывать свой учебный материал так, чтобы работа учащихся оказалась более успешной и продуктивной. Так, например, если учитель математики видит, что ученики научились хорошо решать определенные задачи, он задает им домашнее задание по таким же однотипным задачам, но с условием выполнить их в Excel. Далее преподаватель согласовывает проверку домашнего задания с учителем информатики, и они вместе проверяют правильность работы учащихся, как с точки зрения математики, так и информатики. За проверенные работы выставление оценок идет как по математике, так и по информатике. При такой согласованной работе учителей и учеников, как говорится, «убивается сразу два зайца». Такой способ позволяет учителям одновременно проверить знания учащихся, а ученикам улучшить эти знания сразу по двум предметам, потратив наименьшее количество времени, но выполнив при этом больший объем работы.

Но вернемся к программе Excel. Хотелось бы отметить, что кроме вышеперечисленных операций и функций Excelпозволяет ученикам, посредством формул, редактирования формата ячеек и других инструментов, создавать различные тесты и простые игры, например, «Кто хочет стать миллионером?», «Сапер» и др. Можно сказать, что одна виртуальная реальность создает другую, где последняя является составным элементом первой.

Помимо программ Paint и Excel, как уже было сказано, учащиеся школ осваивают программы Word  и PowerPoint, которые являются неотъемлемой частью в изучении курса информатики и в знакомстве с виртуальной реальностью.

Так в программе MicrosoftWord, учащиеся могут набирать текст, создавать таблицы, вставлять картинки и делать для них красивые рамки, создавать простейшие 2-х и 3-х мерные геометрические фигуры, создавать несколько колонок текста, как  в профессиональных газетах, и т.д. Помимо этого ученики могут создавать таблицы Excel и гиперссылки на другие файлы и тексты, которые позволяют данному текстовому редактору взаимодействовать с другими частями себя и другими программами. Все это призвано для того, чтобы ускорить и облегчить работу школьников с большими объемами информации, а также для более быстрого ее поиска и удобной работы с ней.

В итоге получается, что школьники посредством различных виртуальных инструментов программы создают различные виртуальные объекты, аналогично реальным в обычной жизни. Кроме того, с помощью Word ученики, могут проверить себя по русскому языку на грамматические и синтаксические ошибки, где программа в случае обнаружения ошибки подчеркнет слово или пробел возле него в красный и зеленый цвет соответственно. Помимо этого ученики при работе вWord осваивают, не подозревая об этом, такие профессии как секретарь-машинист, редактор газет и журналов, и др.

Еще одной замечательной программой, представляющей интерес для изучения информатики и освоения виртуальной реальности, является PowerPoint. Каковы же ее основные особенности? Несомненно, главным и основным признаком данной программы является возможность создания и просмотра  в ней презентаций. Учащимся доступны многие аналогичные инструменты, как и в Word, но вдобавок ко всему, они могут применять к тексту, картинкам и самим слайдам презентации специальные анимационные эффекты, усиливающие общий эффект от просмотра их творческих работ. Школьники могут создавать свои презентации в зависимости от личных интересов и увлечений. Для этого им лишь достаточно создать несколько интересных слайдов, настроить общие параметры и свойства показа, например, общую скорость показа анимации, или указать общее время между сменой слайдов, а затем простым нажатием на просмотр презентации им останется только любоваться полученным «мини-фильмом». Работая в данной виртуальной реальности, и создавая в ней свою – презентацию, ученикам больше не понадобятся большие листы ватманов, краски и карандаши.