1.1.4 Виртуалды нақтылық (шындық)

Білім беру саласында жұмыс принципі виртуалды нақтылық технологиясына негізделген мультимедиалық құралдар да қолданылуда.

Нақты, бар нысандар мен процестерді бейнелейтін электрондық модельдер виртуалды нақтылықтың объектісі болып табылады.

„Виртуалды” сын есімі қағаз немесе басқа да әртүрлі заттық ақпарат тасымалдағыштарда ұсынылған мәліметтердің электрондық баламасын сипаттау үшін қолданылады.

Виртуалды нақтылық – пайдаланушыны стереоскопиялық негіздегі виртуалды кеңістікте нақыт уақыт кезеңінде жүргендей әсерге бөлейтін және сол кеңістікте пайдаланушыға әртүрлі типті ақпараттарды ұсына алатын мультимедиалық технология қызметі.

Виртуалды нақтылық адамды объектімен тікелей „байланыстыруды” қамтамасыз етеді. Мысалы, оқытушы немесе студент тіркегіш құралмен жабдықталған арнайы қолғап арқылы компьютер жадында сақталған электрондық объектіні монитор экранынан қолымен ұстап көреді және материалдық объектіні ұстағандай әсерде қалады. Виртуалды киімдер мен көзілдіріктер кию арқылы пайдаланушы виртуалды кеңістікте „қозғала алады”. Мұндай мультимедиалық технологиялар студенттердің, оқушылардың ақпаратты қабылдау және түйсіну механизмін өзгертеді және дамытады. Бұл кезде оқушылардың ақпаратты қабылдау процесі тек көру, есту көмегімен ғана емес, сонымен қатар, сипап сезу арқылы да жүзеге асырылады. Бүгiнгi күннiң өзiнде виртуалды нақтылықты иiс сезу рецепторларымен, үш өлшемдi кескiндермен, әртүрлi жиiлiктегi вибрациямен толықтыруға мүмкiндiк бар. Бұл жасанды орта кескiн мен дыбысты берiп қана қоймайды, оның физикалық әсерiн де бередi. Жасанды түрде автомобиль қозғалысын, кеме жүзуiн, желдiң әсерiн беруге болады, сондай-ақ, пайдаланушы бейнеленген затты экранда жылжыту мүмкiндiгіне ие бола алады. Сондықтан да, педагог ғалымдар виртуалды нақтылық технологиясын дидактиканың көрнекілік принципін толық іске асыра алатын құрал деген пікірлер білдіруде.

Визуалды (көрінетін) ақпаратты қабылдау жеңіл болғандықтан символдық ақпаратты қабылдау кезінде теориялық ойлауға қарағанда практикалық ойлау адамнан көп күш-жігерді қажет етпейді. Сол себептен де, виртуалды кеңістік жүйесінің көрнекілік-образдық, көрнекілік-әрекеттік сипаттағы ұсынатын ақпаратын пайдаланушылар барынша толық күйінде қабылдай алады.

Бақылау сұрақтары:

1. Виртуалды нақтылық дегеніміз не?

2. Виртуалды нақтылықтың оқыту процесінде қандай мүмкіндіктері бар?

3. Виртуалды нақтылықтың компьютерлік модельден айырмашылығы бар ма?

1.1.5 Модель. Модельдеу.

Модель – қандай да бір нақты объектінің қасиеттерін білу үшін, оны екінші бір объекті арқылы сипаттау. Басқаша айтқанда, модель – бір құрылымды екінші құрылым негізінде бейнелеудің нәтижесі. Кез келген модель белгілі бір гипотеза негізінде құрылады және зерттеледі.

Модельдеу – нақты объектіні жан-жақты сипаттайтын ақпараттарды модельге ауыстыру процесі мен әдісі.

Модельдерді пайдалану саласына байланысты былайша жіктеуге болады:

• оқытуға арналған (мысалы, көрнекілік құралдар);

• тәжірибелік мақсаттағы модель (мысалы, кеменің әртүрлі табиғи жағдайларға төзімділігін анықтау үшін оның модельі су қоймаларында сыналады);

• ғылыми зерттеу бағытында пайдаланылатын модельдер т.б.

Жалпы, қандай да бiр нысанды сипаттау материалдық және ақпараттық модельдеу негiзiнде жүзеге асырылады. Егер материалдық модель объектiнiң геометриялық формасын нақты жағдайда сипаттаса, ақпараттық модель объектiнiң қасиетi мен күйiн сипаттайтын ақпараттар жиынтығын құрайды. Ақпараттық модель белгiлiк және вербальды модельдерден тұрады. Вербальды модель деп объектiнiң ауызша сипатталуын айтуға болады. Ал, белгiлiк модель сурет, графика, сұлба сияқты арнайы белгiлермен берiлген ақпараттық модель болып табылады. Белгiлiк модельдер компьютерлiк және компьютерлiк емес болып бөлiнедi.

Компьютерлiк модель - бағдарламалық жабдықтардың көмегiмен ұсынылған модель.

Компьютерлiк модельдеу ұғымдардың мағынасын тереңiрек ашуға, процестер мен құбылыстарды зерттеу әдiстерiн толық түсiндiруге мүмкiндiк бередi. Мысалы, компьютерде модельденген демонстрациялық тәжiрибелер, зертханалық жұмыстар студенттер мен оқушыларға заңдылықтар мен құбылыстардың табиғатын ғылыми тұрғыдан түсiне бiлуге бейiмдейдi. Бiр жағдайда олар көзбен көруге мүмкiн болмайтын құбылыстарды экранда бақылауға мүмкiндiк берсе, екiншi жағдайда, ғылымда күрмеуi қиын мәселелердi графика, анимация, бейнекөрiнiс түрiнде бақылап, шешiмiн табуға көмектеседi. Сонымен қатар, компьютерлік модельдер оқытудың сабақ барысындағы немесе сабақтан тыс формалары мен әдiстерiн жетiлдiруге және оқу-тәрбие процесiн қызықты әрi мазмұнды етiп жүргiзуге көмектеседі. Оқытушының жұмысын жеңiлдетедi. Бұл, оқытушы сабақтан тыс қалады деген сөз емес, оқытушы қай кезде де оқыту процесiндегi басты тұлға болып табылады.

Қуатты процессормен, жедел жадымен, кескiн бейнелеудi жылдамдатқыш құрылғылармен жабдықталған компьютерлiк технологиялардың үш өлшемдi кескiндермен жұмыс iстеу мүмкiндiгi оларды оқыту процесiнде қолданудың тиімді бiр бағытын айқындап бердi. Ол - ақпараттың виртуалды модельi. Арнайы модельдеуші бағдарламалар көмегiмен дайындалған виртуалды модель пайдаланушының интерактивтi қарым-қатынасына динамикалық түрде әсер етедi. Мысалы, виртуалды модельдердiң оқытуда жиi қолданыла бастаған дидактикалық мүмкiндiгi жоғары түрi - виртуалды эксперимент те студенттер мен оқушылардың эксперименттiк дайындығын арттыратын бiрден-бiр құрал болып табылады. Әсiресе, эксперименттiк ғылымдарды оқытуда виртуалды эксперименттердi тиiмдi пайдалануды дұрыс жолға қою қажет. Себебi, орта мектептер мен жоғары оқу орындарындағы зертханалық кабинеттердегi жарамсыз болуға айналған құрал-жабдықтарды, аспаптарды жаңарту көп қаржыны қажет етедi. Мұндай қиындықтан шығудың бiр жолы - компьютерлiк виртуалды эксперименттердi пайдалану. Бiрақ виртуалды эксперименттер iс жүзiнде жасалынған қандай да бiр тәжiрибелiк жұмыстардың орнын толтыра алмайды. Себебi, мұндай ортада нақты материалдық зерттеу объектiсi жоқ.

Виртуалды эксперименттiң бағдарламалық жабдығы эксперименттiк мәндердi графикалық интерпретациялау, виртуалды „өлшеулердiң” нәтижесiн өңдеудi жүргiзетiн математикалық есептеулер әдiстерiмен жабдықталады. Виртуалды эксперименттердiң рөлi мен орнын айқындау оқу практикасында жалпылай (дидактикалық аспектiлерi бойынша) және зертханалық жұмыстарда жекелей (әдiснамалық аспектiлерi бойынша) түрде жүргiзiледi.

Виртуалды эксперимент имитациялық және сандық есептеу эксперименттерi болып бөлiнедi. Имитациялық эксперимент дисплей экранындағы эффектiлер мен нақты материалдық объектiдегi байқалатын эффектiлердiң тек сыртқы ұқсастығын қамтамасыз етедi. Мысалы, математикалық маятниктiң қозғалысы. Бұл жағдайдағы компьютерлiк эксперименттi қамтамасыз ететiн бағдарламалық жабдық сүйенген заңдылық, табиғаттағы заңдылықпен мүлде үйлеспейдi. Ал, сандық есептеу экспериментi табиғаттағы процестер мен құбылыстардың заңдылығы негiзiнде жүргiзiледi. Мұндағы бағдарламалық жабдық табиғаттағы заңдылыққа сүйенедi. Мұндай эксперимент құбылыстардың математикалық модельi көмегiмен ұйымдастырылады.

Бақылау сұрақтары:

1. Модель және модельдеу дегеніміз не?

2. Пайдалану саласына байланысты модельдерді қалай жіктеуге болады?

3. Қандай модельдің түрлерін білесіз?

4. Имитациялық модельдеуді қалай түсінесіз?

5. Оқытуда компьютерлік модельді пайдаланудың қандай тиімділігі бар?