Генезис проблемы компьютерной визуализации учебной информации в педагогическом знании

ГЕНЕЗИС ПРОБЛЕМЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ УЧЕБНОЙ ИНФОРМАЦИИ В ПЕДАГОГИЧЕСКОМ ЗНАНИИ

А.В. Полянская

Кафедра социальной и педагогической информатики Российский государственный социальный университет ул. В. Пика, 4, Москва, Россия, 129226

В статье анализируются направления педагогических исследований компьютерной визуализации учебной информации. В рамках каждого из описываемых теоретических подходов раскрыты содержание и когнитивно-образовательный потенциал компьютерной визуализации учебной информации в контексте профессиональной подготовки.

Ключевые слова: компьютерная визуализация учебной информации, когнитивно-образовательный потенциал компьютерной визуализации учебной информации, компьютерная графика, технологии мультимедиа и телекоммуникации, виртуальная реальность.

В условиях разворачивающегося процесса информатизации образовательной сферы визуализация рассматривается в качестве удачного обобщения разных способов подачи учебной информации в неразрывной связи с информационными и коммуникационными технологиями, более точно отражающими сущность рассматриваемого понятия, заключающегося в углублении представлений о наглядном восприятии как обязательно зримом процессе, который альтернативно строится на основе слуховых, осязательных и иных ощущений. Данные ощущения трансформируются в мыслеобразы внутреннего плана деятельности, которые могут выноситься во внешний план в виде структурированных образно-смысловых конструкций [6. С. 25].

В педагогической сфере широко распространен технократический подход к определению понятия компьютерной визуализации учебной информации, ориентированный на раскрытие технологической природы данного явления. По мнению его сторонников (В.Л. Авербух, А.Ю. Байдалин, И.В. Баландина, А.Ю. Казанцев и др.), компьютерная визуализация — процесс перевода учебной информации из абстрактно-логической формы в наглядно-образную с использованием информационных и коммуникационных технологий [1. С. 26].

Однако «делая значение видимым», компьютерная визуализация мобилизует ресурсы образного, логического, комплексного мышления человека, его эстетический, культурный, художественный потенциал и другие важные свойства и качества.

Приведенная трактовка не отражает в полной мере когнитивно-образовательную ценность указанного феномена в связи с отсутствием описания его социогу-манитарной составляющей, исследуемой О.И. Елховой, Н.Н. Манько, А.Г. Рапуто, А.В. Солововым и др.

Трудности в раскрытии глубинного смысла компьютерной визуализации определяются сложностью, многоплановостью в ее онтологическом понимании,

а также гносеологическим плюрализмом исследовательских подходов дидактов к ее трактовке. В то же время можно выделить следующие признаваемые педагогическим сообществом аспекты. Использование компьютерной визуализации в целях наглядной демонстрации материала предполагает осуществление информационного обучения, акцентирующего внимание на усвоении, запоминании учебной информации. В данном случае неоценимый вклад в совершенствование теоретико-методологической основы образовательного процесса вносят работы И.Ф. Гер-барта, В.И. Жуковского, П.Ф. Каптерева, Я.А. Коменского, И.Г. Песталоцци,

B.С. Степина и др., посвященные проблеме наглядности в обучении и познании.

Обеспечивая внутреннюю наглядность учебного материала, компьютерная визуализация позволяет достичь целей, соответствующих познавательному, репро-дуктивно-преобразовательному, продуктивному мышлению, интеллектуальным возможностям обучаемых. Организация учебно-познавательного процесса в этом контексте предполагает обращение к идеям Э. Гомбриха, Дж. Дебса, Д.А. Дондиса,

C. Росса, Р. Синатры и др., заложивших теоретико-методологическую и методическую базу привлечения в подготовку подрастающего поколения возможностей визуализации знания.

Работы С.Г. Григорьева, В.В. Гриншкуна, Н.Н. Манько, А.В. Осипова, А.Г. Ра-путо, Л.М. Фридмана, В.Э. Штейнберга и др. обогащают описываемую образовательную практику инновационными идеями, разработками, воплощающими тенденции современного этапа информатизации образования, в том числе в контексте визуализации образовательного пространства. Совершенствование подходов к разработке, внедрению и использованию технологий и средств визуализации научно-учебного контента представляется актуальной основой эффективного применения методов и средств сбора, хранения и распространения информации в целях систематизации имеющихся и формирования новых знаний в рамках достижения психолого-педагогических целей обучения и воспитания [3, 5].

Согласно Г.В. Лаврентьеву, Н.Б. Лаврентьевой, Н.А. Неудахиной, И.С. Тем-никовой и др., особое значение проблема компьютерной визуализации приобретает в профессиональном образовании в связи с расширением спектра профессий и специализаций, предполагающих работу с образами, создаваемыми или воспроизводимыми компьютерными средствами.

Различные аспекты реализации когнитивно-образовательного потенциала компьютерной визуализации учебной информации в профессиональной подготовке представлены в работах И.А. Гончаровой, П.В. Казарина, Д.И. Троицкого (техническое образование), М.С. Богдановой, Д.А. Картежникова, А.П. Малькиной, М.С. Потахина, А.В. Толстикова (гуманитарное образование) и др.

Кроме того, указанная проблематика находит отражение в актуальных отечественных диссертационных исследованиях, рассматривающих компьютерную визуализацию учебной информации в профессиональном образовании в качестве дидактического средства представления и анализа изучаемого материала (Н.М. Ежова, М.Г. Князева, А.Ю. Лихачев, Е.В. Никольский, Н.Г. Широкова и др.); средства формирования и актуализации учебных способностей, профессиональных умений

и навыков (Е.Б. Ермилова, В.О. Кушев, Н.В. Ткачева и др.); инструмента формирования знаний и умений в области разработки средств визуализации учебной информации, проектирования и проведения занятий с их использованием (С.М. Ку-ценко, О.Г. Ревинская, Л.В. Сидорова и др.).

С компьютерной визуализацией обучающиеся в системе профессионального образовании взаимодействуют в рамках различных дисциплин. Определить содержание и особенности применения ее возможностей при изучении предметных областей позволяют исследования, отражающие теории и методики обучения точным (Н.Г. Широковой и др.), естественным (Н.М. Ежовой, М.Г. Князевой, Е.В. Никольского, Н.А. Резник и др.), гуманитарным (Д.А. Деминой, С.В. Титовой и др.), общественным (Л.В. Гурьяновой и др.) наукам. При этом в рассматриваемом контексте особого внимания заслуживают курсы информатики, информационных технологий в профессиональной деятельности, ориентированные на интенсивное, многоаспектное взаимодействие с компьютерной визуализацией учебного контента, изучение которого осуществляется И.В. Баландиной, Г.А. Красновой, О.А. Орешкиной и др.

Важную часть педагогического знания о компьютерной визуализации составляют разработки в области внедрения в образовательную практику технологии мультимедиа, среди которых ключевой интерес составляют исследования проблем реализации возможностей мультимедиа-визуализации в учебно-познавательном процессе М.И. Беляева, Л.Х. Зайнутдиновой, В.А. Касторновой, А.И. Каптерева,

A.В. Осина, А.В. Соловова и др.; а также концепции и определения явления представления учебного материала в мультимедиа-форме с преобладанием интерактивных визуальных образов, разрабатываемые Т.С. Антоновой, С.Е. Вершининым, Д.Н. Гординым, А.В. Прохоровым, А.Н. Пятницким и др.

Дидактическая ценность визуализации учебной информации посредством технологии мультимедиа раскрывается в создании прогрессивной, природосообраз-ной среды для отображения учебного контента, его наглядного интерактивного моделирования и изучения. Педагогическое знание о компьютерной визуализации обогащают исследования проблем обучения с использованием возможностей технологических составляющих мультимедиа.

Различные аспекты привлечения в профессиональную подготовку визуальной информации, представленной средствами компьютерной графики, рассматриваются О.В. Арефьевой, К.А. Гребенниковым, А.А. Зенкиным, Н.П. Петровой,

B.Я. Цветковым и др. При этом визуализированный образ определяется в качестве целенаправленно создаваемой конструкции, преобразующей научное знание в зрительно воспринимаемую форму для отображения главного, существенного в изучаемом объекте [8. С. 16].

Особое место в данном направлении занимают концепции В.В. Александровой, Н.С. Анисимовой, П.А. Журбенко, И.И. Зайцевой, Т.В. Софроновой, Е.И. Шан-гиной и др., предлагающие сценарии обучения с использованием возможностей графического моделирования, связанного с математизацией и формализацией областей знаний, объединением их в системы по структурно-функциональным признакам, отражающим всеобщие связи и зависимости разнородных объектов [5.

C. 82—83].

Обладая уникальным набором свойств, графические модели создают образ объекта, визуализация которого дает учащимся возможность изучать готовые научные результаты и участвовать в процессе их получения, исследования, формировать способности, позволяющие улавливать неочевидные ассоциации, продуцировать новые, оригинальные идеи и решения проблем, развивать интуицию, образное мышление.

Развитие мультимедиа расширило возможности компьютерного моделирования в качестве действенного инструмента познании и обучения, что нашло отражение в исследованиях Л.А. Жукова, А.Л. Королева, С.В. Макаровой, А.В. Могилева, Е.К. Хеннера и др.

Новая моделирующая образовательная среда, предполагающая формирование когнитивно-визуальных образов изучаемых объектов и оперирование их свойствами для рационализации познания, применения и преобразования действительности, позволила создать семантическое пространство исследования, обеспечить возможность экспериментирования на модели, включая логическое обобщение, рефлексию и другие формы мыследеятельности [6, 18]. Главным результатом обучения в данном случае стало знание, получаемое учащимися активным творческим путем и исключающее пассивное восприятие.

Образовательная практика реализации потенциала компьютерной визуализации предполагает обращение к педагогическому опыту в области компьютерной анимации И.В. Баландиной, В.А. Касторновой, Н.П. Петровой, В.В. Ищука, Т.В. Софроновой и др.

Компьютерная анимация — средство всестороннего развития личности субъекта образовательного процесса и мощный прикладной инструмент его творческой деятельности по созданию и исследованию медиасообщений и виртуальной реальности. Важную роль здесь играет специфика мира анимации, через иносказательность которого постигается суть реальности. В результате визуализация учебной информации анимационными средствами способствует воспитанию у обучаемых устойчивой потребности в интеллектуальном творчестве путем оптимального использования их внутренних возможностей и резервов [7].

Ценен вклад в развитие педагогического знания о компьютерной визуализации в профессиональном образовании исследований темы виртуальной реальности в рамках направлений: виртуальное образование (Л.Г. Ахметов, Ю.С. Брановский, Я.А. Ваграменко, А.И. Каптерев, Е.С. Полат и др.) и компьютерные виртуальные технологии в образовании (М.И. Беляев, Г.А. Краснова, В.А. Грицык, С.Л. Сурмен-ко, О.М. Сурменко, М.С. Цветкова и др.).

Указанная технология неконтактного информационного взаимодействия реализует с помощью мультимедиа технологий иллюзию непосредственного вхождения и присутствия в реальном времени в стереоскопически представленном «экранном мире» при обеспечении тактильных ощущений в ходе взаимодействия пользователя с объектами виртуального мира. Возникающие в рамках этого взаимодействия сложные отношения системы, составляющей которой является сознание человека, трансформируются в визуализированные виртуальные образы, име-

нуемые «законченной наглядностью виртуальной реальности». Понятие же визуализации представляет объективно-вещественный эквивалент мысленных образов [4. С. 44] и подразумевает процесс, обладающий сложным содержанием и техническими характеристиками.

Благодаря преимуществам и свободе образной разработки творческих идей виртуальные технологии представляются эффективным инструментом подготовки специалистов, развития у них наглядно-образного, наглядно-действенного, интуитивного, творческого, теоретического мышления.

Исследовательский поиск в области компьютерной визуализации в профессиональном образовании расширяет дивергенция описанных свершений и их воплощение в сетевых технологиях. Подтверждением тому служат труды И.В. Баландиной, Г.П. Блуднова, А.С. Голуминой, Е.П. Круподеровой, К.Г. Куподеровой и др., посвященные возможностям и особенностям привлечения визуализации, реализуемой в сети Интернет, в подготовку разнопрофильных специалистов. Интернет-технологии и средства визуализации создают доступную, многофункциональную, насыщенную, интерактивную информационную среду, которая активизирует творческий подход педагогов и обучаемых к информационной деятельности и взаимодействию, развивая у них мыслительные умения, стимулируя формирование и совершенствование навыков проектной деятельности, постижения сложных идей в сотрудничестве. В данном случае визуализация — инновационный инструмент интерактивного и динамичного визуального отображения процесса мышления субъектов образовательного процесса [2].

Раскрытие в подготовке специалистов потенциала компьютерной визуализации в силу символичности, многозначности, необычайности ее природы предполагает обращение к медиаобразовательным аспектам взаимодействия педагогов и обучаемых с рассматриваемым явлением, исследуемым Л.М. Баженовой, Е.А. Бондаренко, Д. Букингэмом, К. Бэзэлгэтом, Н.Б. Кирилловой, Л. Мастерма-ном, Ю.Н. Усовым, Н.Ф. Хилько и др.

Модели и подходы медиапедагогов обосновывают ценность материалов экранных искусств для профессионального образования. В данном контексте сущность визуализации учебного контента объясняется посредством своеобразной стилистики привлекаемых в образовательный процесс обобщенных образов, связанной с коммуникативной визуально-знаковой системой.

Реализация медиаобразовательных аспектов применения компьютерной визуализации обеспечивает формирование культуры общения учащихся с медиа, их творческих, коммуникативных способностей, критического мышления, умений полноценного восприятия, интерпретации, анализа и оценки медиатекстов, обучение различным формам самовыражения при помощи медиатехники. Приобретенная медиаграмотность/медиакомпетентность позволит будущему специалисту понимать язык медиакультуры [9. С. 6] и активно использовать возможности средств массовой коммуникации в решении любых задач.

Неотъемлемой частью педагогического знания, обогащающей описанные теории и подходы компьютерной визуализации учебной информации, являются исследования ее когнитивного потенциала и новых свойств компьютерных дидактических визуальных средств, активизирующих личностное развитие субъектов об-

разовательного процесса. Их результаты отражены в идеях и концепциях инструментальной дидактики и дидактического дизайна (Р.С. Андерсона, Ф. Бартлертта, С.Г. Григорьева, В.В. Гриншкуна, А.А. Зенкина, Е.Н. Ильина, Г.А. Красновой, Д.А. Поспелова и др.), посвященных когнитивной природе компьютерной визуализации, и научных и методических разработках (О.И. Елховой, Н.Н. Манько, А.Г. Рапуто, А.В. Соловова, Е.В. Ткаченко, А.В. Тюлюкина В.Э. Штейнберга и др.), затрагивающих проблемы формирования и развития у обучаемых навыков зрительного восприятия учебного материала; образного мышления; образного представления знаний и учебных действий, передачи и распознавания образов [5. С. 10], а также творческих и иных способностей, необходимых для успешной самореализации в эпоху «визуальной цивилизации».

Очевидно, проблематика компьютерной визуализации учебной информации в профессиональном образовании актуальна и представляет интерес для педагогического сообщества. При этом наиболее созвучны проблемному полю данного исследования научные изыскания авторов работ [1; 6; 8], раскрывающие когнитивно-образовательные возможности визуализации научно-учебной информации в контексте совершенствования образовательного процесса в целом. Однако рассмотренные идеи и концепции свидетельствуют об отсутствии концептуального единства педагогических основ использования потенциала визуализации, имеющей компьютерную поддержку, в воспитании разнопрофильных специалистов и его воплощения в отраслевых системах профессионального образования.

В этой связи в профессиональном образовании целесообразна реализация следующих направлений:

— уточнение понятия компьютерной визуализации учебной информации и категориального аппарата, отражающего содержательные, организационные аспекты взаимодействия субъектов образовательного процесса с данным феноменом;

— определение дидактических возможностей компьютерной визуализации учебной информации;

— раскрытие потенциала компьютерной визуализации учебной информации в подготовке разнопрофильных специалистов;

— решение вопросов адаптации технических средств и актуальных ресурсов, обеспечивающих визуализацию учебной информации, и создания специализированного содержания обучения будущих специалистов по профильным направлениям;

— совершенствование методических подходов к реализации компьютерной визуализации учебной информации и разработка методических систем обучения будущих специалистов различного профиля и квалификации с использованием возможностей рассматриваемого феномена.

ЛИТЕРАТУРА

[1] Баландина И.В. Обзор технологий компьютерной визуализации, применяемых для создания учебных наглядных материалов // Теоретические и методологические проблемы современного образования: материалы V международной научно-практической конференции. — М., 2011. — С. 24—28.

[2] Голумина А. С., Жаркова Д.В., Круподерова К.Р. Развитие познавательной активности студентов с помощью on-line средств визуализации // Студенческий научный форум: тезисы докладов IV Международной студенческой научной конференции. — URL: http://www.rae.ru/forum2012/10/801

[3] Гриншкун В.В., Заславская О.Ю. История и перспективы развития программ информатизации образования // Вестник Московского городского педагогического университета. Серия «Информатика и информатизация образования». — 2011. — № 1 (21). — С. 5—13.

[4] Елхова О.И. Виртуализация в образовательной сфере // Роль вуза в формировании социокультурного пространства: c6. науч. трудов и материалов Всероссийской научно-практической конференции. — Стерлитамак: СГПА, 2010. — Ч. 1. — С. 44—50.

[5] Зорин С.С. Формирование визуальной культуры. Кн. 2: Формирование визуальной культуры младших школьников в условиях нормального и нарушенного зрения. — Глазов: ГГПИ, 2008.

[6] Манько Н.Н. Когнитивная визуализация педагогических объектов в современных технологиях обучения // Образование и наука: Известия Уральского отделения РАО. — 2009. — № 8 (65). — С. 10—31.

[7] Петрова Н.П. Компьютерная графика и анимация как средство медиаобразования. — URL: http://phys.bspu.unibel.by/static/lib/inf/gr/kgabook/mediaeducation.html

[8] Сафронова Л.В., Рахматуллин Т.Р. Визуализация научного знания: дидактический аспект. — Уфа: УЮИ МВД РФ, 2008.

[9] Федоров А.В. и др. Научно-образовательный центр «Медиаобразование и медиакомпе-тентность». — М.: Информация для всех, 2012.

GENESIS OF THE PROBLEM OF COMPUTER VISUALIZATION OF EDUCATIONAL INFORMATION IN PEDAGOGICAL KNOWLADGE

A.V. Polyanskaya

Chair of social and pedagogical informatics Russian state social university V. Pika's str., 4, Moscow, Russia, 129226

The analysis of the basic directions of the pedagogical studies of computer visualization of teaching information is presented in the article. The content and the cognitive-educational potential of the computer visualization of teaching information are opened in the context of vocational education within the framework each of the described theoretical approaches.

Key words: computer visualization of the teaching information, cognitive educational potential of the computer visualization of the teaching information, computer graphics, multimedia and telecommunication technologies, virtual reality.