Н.М. Токарев, преподаватель кафедры ИОТ КубГУ;
А.В. Красных, студентка ФМиКН, направление подготовки
«Педагогическое образование», 5 курс.
Приведем пример визуализации доказательства задачи планарной геометрии школьного курса из задачника «ЕГЭ 2019. Математика. Книга 2. Профильный уровень», авторы Мальцев Д.А. и др. Условие задачи:
В прямоугольном треугольнике ABC отрезок CH – высота к гипотенузе AB, точки I и J – центры вписанных окружностей треугольников ACH и BCH соответственно, M и N — точки касания вписанной окружности треугольника ABC с катетами AC и BC соответственно.
- Докажите, что четырехугольник IMNJ параллелограмм.
- Найдите площадь четырехугольника IMNJ, если AC=12, BC=5.
Реализация по ссылке: https://youtu.be/hQu0ej9o_0s
Объяснение решения в геометрии сложно технически и требует от учителя умение точно рисовать на доске. А также есть класс трудных геометрических задач, где очень много дополнительных построений. Поэтому, процесс решения в классическом виде (на доске) становится трудоемким и длительным.
Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи:
- Обзор и анализ имеющихся решений по созданию образовательного контента с визуализаций;
- Создание геометрических сцен в Wolfram Mathematica;
- Дополнительная обработка сцен в Adobe Illustrator;
- Визуализация в Adobe After Effects.
Выбор программ обусловлен их возможностями. Мы используем Wolfram Mathematica потому, что в новой 12ой версии этой программы добавили возможность создавать геометрические сцены. И этот способ имеет ряд преимуществ с другими системами. Например, тоже самое можно реализовать в любом векторном редакторе: Corel Draw, Adobe Illustrator, GIMP и т.д. Но процесс построения будет требовать от чертежника понимания решения задачи. Wolfram Mathematica предлагает кардинально другой подход создания. Поэтому мы выбираем именно его. На сегодняшний день существуют два разных подхода по созданию анимации. Это программы, которые используют идею узлов (node) и программы, которые используют идею слоев (layer). Для двухмерной анимации геометрических сцен объективно лучше программы, которые работают со слоями. И среди всех таких программ Adobe After Effects является самой признанной.
Актуальность использования видеоуроков пользователями возрастает по нескольким причинам:
- при изучении урока в видео-аудио формате изучающий может регулировать просмотром видео, пересматривать видеоматериал с необходимого места, тем самым детально изучить непонятные ему моменты;
- эффективность аудио-видео уроков возрастает благодаря тому, что пользователь воспринимает данный ему материал двумя органами чувств – зрение и слух;
- изучение видео уроков позволит пользователю увидеть теоретическую и практическую часть урока, тем самым понять и закрепить продемонстрированный материал.
Всевозможные курсы, вебинары набирают стремительную популярность. Больше всего ресурсов имеет тип — вебинары преподавателей, которые решают задачи на доске или с ручкой и бумагой. С помощью обычной камеры записывают видео и выкладывают в интернет. Например, канал Бориса Трушина (МФТИ).) Канал Lomonosovclub.com. Этот тип не несет какой-то инновации в информационных технологиях преподавания.
Другой тип подачи материала – это вебинары с использованием специальных программ захвата изображения с экрана с использованием сенсорных экранов, стилусов или планшетов. Этот тип подачи материала стал очень популярен, так как прост в использовании и дает возможность довольно качественно донести не сложный материал.
Следующий тип, это эволюция предыдущего. Все тоже самое, только преподаватель еще и обрабатывает записи с экрана, дополняя нужной информацией содержимое.
Наконец, самый редкий и трудоемкий тип – это полностью созданные визуализации в специальных программах моушен-графики. Нам хотелось сделать курс, удовлетворяющий запросам пользователя. Что бы он был наглядным, современным, и максимально информативным, больше информации на секунду времени. Для этого мы создаем полностью анимированное видео и прикладываем голос диктора. Полная визуализация процесса доказательств в школьной геометрии – это редкий продукт. А редкий он по двум причинам:
1) процесс создания видео сложный и занимает много времени;
2) мало задач такой сложности, что полная визуализация действительно нужна.