Разработка обучающих программ с помощью инструментов для создания компьютерных игр | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Педагогика

Опубликовано в Молодой учёный №3 (62) март 2014 г.

Дата публикации: 15.02.2014

Статья просмотрена: 1274 раза

Библиографическое описание:

Данилов О. Е. Разработка обучающих программ с помощью инструментов для создания компьютерных игр // Молодой ученый. — 2014. — №3. — С. 899-901. — URL https://moluch.ru/archive/62/9423/ (дата обращения: 18.07.2018).

Статья посвящена решению проблемы создания обучающих приложений, похожих на компьютерные игры. Для создания таких приложений предлагается использовать программу TGF(TheGamesFactory). Описан процесс подготовки к созданию обучающего приложения-игры. Приведен пример программы, моделирующей тепловое движение молекул газа, которая создана с помощью TGF.

Ключевые слова:обучающая программа, компьютерная игра, компьютерное моделирование, компьютерная модель, газ, молекулы, молекулярно-кинетическая теория, TFG, TheGamesFactory.

Компьютерные игры сейчас очень популярны. Их использование в обучении может привести к преобразованию современных педагогических технологий. Специфика этих игр заключается в том, что в игре участвует компьютер, с помощью которого играющие взаимодействуют с заложенной в него программой [3, с. 79]. В играх используются следующие преимущества современных компьютеров:

-          быстродействие;

-          автоматизация рутинных вычислений;

-          хранение больших объемов информации;

-          точность действий;

-          наглядность представляемой информации;

-          способность к выполнению логических операций;

-          возможность диалогового режима работы;

-          имитация внешних воздействий.

Сейчас практически каждый желающий может создать компьютерную игру, используя доступный метод drag-and-drop (перетащить и бросить). Этот метод позволяет создавать приложения без программирования в традиционном его понимании (без составления текста программы на языке программирования высокого уровня). Он используется во многих областях применения компьютерной техники: создании сайтов, обработке текстов, редактировании звука и видео. Пользователю не нужно больше создавать код программы, он только оперирует объектами с помощью мыши, перемещая их внутри окна [4, с. 20].

Процесс подготовки к созданию обучающего приложения, похожего на игру, может включать следующие действия:

-          выделение общего замысла программы-игры;

-          разработку описания игры (заголовок, игровой жанр, краткий сценарий, описание предметов и персонажей, описание параметров настройки и интерфейса, требования к компьютеру, список необходимых инструментальных средств и т. п.);

-          описание игры (основные ситуации и цели игры; стиль программы в целом; описание пространства, в котором происходит обучающая игра; художественное описание; разбиение на части и описание этих частей и их целей; звуковое сопровождение; степень реализма, эмоциональное воздействие на обучающихся и т. п.).

Для создания обучающих приложений в виде игр мы используем программу TGF (The Games Factory) [2]. В ней как раз и реализована идея графического программирования, которая заключается в том, что составитель программы не пишет программный код в виде текста, а использует для создания игр-приложений описанный выше метод drag-and-drop. Приложения, созданные с помощью TFG, предназначены для операционных систем семейства Windows. Например, одной из таких программ является приложение, моделирующее движение молекул газа в замкнутом пространстве. В нем моделируются следующие явления и процессы, наблюдаемые в газах (рис. 1):

-          свободное движение и столкновения молекул газа друг с другом и со стенками сосуда (на рисунке не показано);

-          зависимость скоростей молекул газа от его температуры (на рисунке не показано);

-          смешивание двух газов (рис. 1б);

-          броуновское движение (рис. 1в);

-          движение частиц разреженного газа (рис. 1г);

-          диффузия (рис. 1д);

-          самодиффузия (рис. 1е);

-          расширение газа в пустоту (рис. 1ж);

-          сжатие и расширение газа (рис. 1з);

-          выравнивание концентрации молекул газа (рис. 1и);

-          пространственное распределение частиц газа согласно формуле Больцмана (рис. 1к).

Из собственного опыта нам известно, что изучение основ молекулярно-кинетической теории в школе является довольно сложным в плане преподавания процессом. Связано это с тем, что многие явления и процессы изучаются на умозрительном уровне, так как постановка учебного эксперимента, визуализирующего молекулярную структуру вещества чаще всего невозможна. В этом случае учителю может прийти на помощь компьютерная модель газа, выполняющая функцию визуализации, которая помогает сформировать у учащихся наглядные образы молекулярных картин [1]. Компьютерные модели представленных выше явлений и процессов являются интерактивными, что делает процесс их изучения динамичным и интересным для учащихся. Например, учащиеся могут нагревать и охлаждать газ, наблюдая, как при этом изменяется средняя скорость его молекул; изменять ширину щели, оказывая таким образом влияние на скорость протекания диффузии; перемещать подвижную перегородку в сосуде переменного объема, изменяя давление газа и концентрацию его молекул внутри этого сосуда; и т. п.

Важно отметить следующее. Учитель физики должен понимать, что компьютерное моделирование появилось в процессе обучения не для того, чтобы заменить собой реальный учебный эксперимент. В этом процессе оно занимает свою определенную нишу и чаще всего уместно тогда, когда по тем или иным причинам не может быть продемонстрирован учащимся или выполнен ими учебный натурный эксперимент. Но, в то же время, моделирование физических явлений и процессов, доступных непосредственному наблюдению и экспериментированию с ними, также имеет определенную педагогическую ценность. В нашем случае оно позволяет изучать явления изнутри (на микроуровне), в отличие от возможного в современных условиях учебного натурного эксперимента, который дает возможность наблюдать и экспериментально изучать их только на макроуровне. Тем не менее, учитель должен сам понимать и объяснять учащимся: на экране компьютера они наблюдают не анимацию реальных явлений и процессов, а лишь их модельное (в нашем случае существенно упрощенное) представление. Таким образом, используя компьютерные модели на уроках физики, учитель знакомит учащихся с одним из важнейших современных инструментов науки, облегчающим понимание физической картины окружающего нас мира.

Рис. 1. Кадры приложения, моделирующего тепловое движение молекул газа

Литература:

1.   Данилов О. Е. Компьютерное моделирование движения молекул газа / О. Е. Данилов // Проблемы учебного физического эксперимента: Сборник научных и методических работ. Выпуск 2. — Глазов: ГГПИ, 1996. — С. 78–80.

2.   Данилов О. Е. Компьютерное моделирование идеального газа с помощью метода drag-and-drop / О. Е. Данилов // Учебный физический эксперимент: Актуальные проблемы. Современные решения: Программа и материалы одиннадцатой Всероссийской научно-практической конференции. — Глазов: ГГПИ, 2006. — С. 32.

3.   Трайнев В. А. Дистанционное обучение и его развитие (Обобщение методологии и практики использования) / В. А. Трайнев, В. Ф. Гуркин, О. В. Трайнев; Под общ. ред. В. А. Трайнева. — М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°», 2010. — 294 с.

4.   Эхерн Л. Создание компьютерных игр без программирования / Л. Эхерн. — М.: ДМК Пресс, 2001. — 304 с.

Основные термины (генерируются автоматически): TGF, TFG, процесс, компьютерное моделирование, молекулярно-кинетическая теория, компьютерная игра, процесс подготовки, расширение газа, тепловое движение молекул газа, учебный натурный эксперимент.


Ключевые слова

газ, компьютерное моделирование, обучающая программа, компьютерная игра, компьютерная модель, молекулы, молекулярно-кинетическая теория, TFG, Фабрика игр.

Похожие статьи

Моделирование газа в физическом симуляторе

Учебные компьютерные модели (программы, предназначенные для обучения) позволяют наблюдать явления и процессы в

Напомним, что идеальный газ — это математическая модель газа (то есть абстракция), в которой в рамках молекулярно-кинетической теории...

Учебное моделирование явлений самодиффузии и диффузии...

газ, компьютерное моделирование, стенка сосуда, часть сосуда, модель, молекула газа, концентрация частиц, движение частиц, идеальный газ, распределение молекул.

Молекулярно-кинетическая теория. Внутренняя энергия тела

Молекулярно-кинетической теорией называется учение о строении и свойствах вещества, использующее представления о существовании атомов и молекул как наименьших частиц химического вещества. Существует два способа для того, чтобы описать процессы...

Моделирование физических процессов | Статья в сборнике...

3. Компьютерное моделирование и реальный эксперимент на уроках физики как повышение мотивации к изучению предмета. (http

Математическое моделирование кинетических процессов в дисперсных системах.

Технология модульного обучения в школе | Статья в журнале...

При разработке модуля «Молекулярно-кинетическая теория» выдвигались следующие цели, которые должны быть достигнуты учеником в процессе обучения [74]

− смысл физических законов: основное уравнение идеального газа; уравнение состояния идеального газа

Компьютерное моделирование гидравлических систем

Ключевые слова: гидравлическая система, моделирование, движение жидкости. Введение.

Учебное пособие для вузов Москва, «Высшая школа», 1977–519с.

Компьютерное моделирование процессов распыла и дисперсии капель жидких топлив в камере сгорания.

Особенности преподавания компьютерного моделирования...

‒ продемонстрировать, что моделирование в любой области знаний имеет схожие черты, зачастую для различных процессов удается получить очень

‒ выделить преимущества и недостатки компьютерного эксперимента по сравнению с экспериментом натурным

Численное моделирование трехмерных турбулентных струй...

...моделирование, которое в отличие от физического эксперимента нередко экономически

Исследование процессов горения натурального топлива под ред.Г. Ф. Кнорре

Некоторые численные результаты исследования трехмерных турбулентных струй реагирующих газов.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Моделирование газа в физическом симуляторе

Учебные компьютерные модели (программы, предназначенные для обучения) позволяют наблюдать явления и процессы в

Напомним, что идеальный газ — это математическая модель газа (то есть абстракция), в которой в рамках молекулярно-кинетической теории...

Учебное моделирование явлений самодиффузии и диффузии...

газ, компьютерное моделирование, стенка сосуда, часть сосуда, модель, молекула газа, концентрация частиц, движение частиц, идеальный газ, распределение молекул.

Молекулярно-кинетическая теория. Внутренняя энергия тела

Молекулярно-кинетической теорией называется учение о строении и свойствах вещества, использующее представления о существовании атомов и молекул как наименьших частиц химического вещества. Существует два способа для того, чтобы описать процессы...

Моделирование физических процессов | Статья в сборнике...

3. Компьютерное моделирование и реальный эксперимент на уроках физики как повышение мотивации к изучению предмета. (http

Математическое моделирование кинетических процессов в дисперсных системах.

Технология модульного обучения в школе | Статья в журнале...

При разработке модуля «Молекулярно-кинетическая теория» выдвигались следующие цели, которые должны быть достигнуты учеником в процессе обучения [74]

− смысл физических законов: основное уравнение идеального газа; уравнение состояния идеального газа

Компьютерное моделирование гидравлических систем

Ключевые слова: гидравлическая система, моделирование, движение жидкости. Введение.

Учебное пособие для вузов Москва, «Высшая школа», 1977–519с.

Компьютерное моделирование процессов распыла и дисперсии капель жидких топлив в камере сгорания.

Особенности преподавания компьютерного моделирования...

‒ продемонстрировать, что моделирование в любой области знаний имеет схожие черты, зачастую для различных процессов удается получить очень

‒ выделить преимущества и недостатки компьютерного эксперимента по сравнению с экспериментом натурным

Численное моделирование трехмерных турбулентных струй...

...моделирование, которое в отличие от физического эксперимента нередко экономически

Исследование процессов горения натурального топлива под ред.Г. Ф. Кнорре

Некоторые численные результаты исследования трехмерных турбулентных струй реагирующих газов.

Задать вопрос