REFERATUA.ORG.UA — База українських рефератів



Головна Математика, Геометрія → Комп’ютерні ігри на уроках фізики

Реферат на тему:

Комп'ютерні ігрина уроках фізики.

Одним з перспективних шляхів впровадження нових інформаційних технологій у методику викладання фізики є застосування мультимедійних можливостей комп'ютерів для створення високоякісних, естетично оздоблених навчально-ігрових програм. Використання ігрової компоненти сприяє активізації пізнавальної діяльності учнів і дозволяє подолати певні психологічні бар'єри як на шляху формування інтересу до навчання, так і в плані спілкування з комп'ютером.

Авторами була розроблена і успішно впроваджена технологія створення складних тривимірних (3D) віртуальних світів, насичених дидактично навантаженими об'єктами, які реалізують різноманітні якісні та напівкількісні фізичні (і не тільки фізичні) задачі.

Створення гри, здатної зацікавити учня, вже знайомого з фірмовими продуктами, на зразок Doom або Quake становить достатньо складну проблему, яка звичайно вирішується великими колективами авторів, які спираються на міцну економічну підтримку і витрачають на таку роботу кілька місяців або років. Зрозуміло, що для звичайного вчителя, студента чи викладача такий шлях не є реальним.

Надзвичайна популярність 3D ігор призвела до появи редакторів сценаріїв. Спочатку, такі редактори нелегально створювалися найзавзятішими гравцями, для задоволення власних потреб і фірми розробники ігрових програм виступали проти такої діяльності. Але пізніше останні зрозуміли, що таке "піратство" сприяє росту популярності їх продуктів і стали відкривати певні секрети щодо форматів даних та інших подробиць своїх програм. В результаті зараз існують і досить доступні редактори сценаріїв для більшості популярних ігор.

За основу сценарію було взято подорож у віртуальному лабіринті з досить складною топологією. На певних вузлових ділянках, в точках розгалуження, розміщаються "дороговкази" у вигляді фізичних задач, правильне розв'язання яких підказує вірну дорогу, або відкриває доступ до певних життєво необхідних ресурсів: енергії, зброї, спорядження, які стануть у нагоді на подальших етапах. Невірна відповідь, навпаки, веде до витрати сил, подовження шляху, зустрічі з небезпечними об'єктами чи суб'єктами, зайвих додаткових запитань, а при потребі, наприклад в навчальному варіанті, до корегуючих підказок.

В результаті, загальний час, а можливо і здатність подолання лабіринту залежить від рівня знань фізики і вміння розв'язувати задачі. Блукання навмання в таких умовах є безумовно програшною стратегією.

Рівень складності завдань може змінюватися на етапі проектування. Найпростіший варіант, це вибір однієї з кількох готових відповідей, придатний для початкового навчання і тренування. В екстремальних варіантах, наприклад олімпіадного призначення, навіть умова задачі може формулюватися неявно, в стилі відомих "кросвордів з фрагментами", і вимагати від гравця вміння самостійно визначити проблему і сформулювати умову задачі, а тільки потім приступити до пошуку відповіді, що стимулює розвиток креативного мислення.

Практична реалізація описаної ідеї була здійснена за допомогою спеціалізованого редактора WEB 3D Game Studio фірми Conitec GmbH. Зразок вигляду робочого столу і план одного із ранніх зразків створених авторами лабіринтів наведено на мал.1. Лабіринт складається з 10 кімнат, кожна з яких має один вхід і три виходи. Посередині кімнати розміщена додаткова стіна, на якій написано питання чи умову задачі. На вихідних стінах, через які гравець може проходити наскрізь, написані варіанти відповідей, при чому тільки одна з них вірна – вона і вказує правильний шлях до наступної кімнати. Обравши невірну відповідь, гравець потрапляє до підземелля. Зворотний шлях заблоковано, через різницю рівнів підлоги підвалів та кімнат. Повертаючись до єдиних сходів, що ведуть нагору, гравець витрачає час, і вимушений починати подорож спочатку. На стінах підвалу, при потребі, можуть бути розміщені додаткові коментарі та підказки.

Комп’ютерні ігри на уроках фізики

Старт

Фініш

Комп’ютерні ігри на уроках фізикиКомп’ютерні ігри на уроках фізики

Мал.1 План одного з лабіринтів (знімок робочого столу редактора)

Процес створення лабіринту полягає переважно у встановленні кутових точок, поєднанні їх стінами і визначенні висоти стелі та підлоги утворених регіонів. Майже всі операції здійснюються у вікні редактора за допомогою миші. Стінам, стелі та підлозі призначаються текстури забарвлення, вказується місце старту та положення активних (акторів) та пасивних (речей) об'єктів, а також маршрути їх пересування. Змістовна інформація задається у вигляді малюнків широко відомого формату *.РСХ. Можливе включення мультиплікації, текстових та звукових повідомлень, додаткових меню, карт, зброї, тощо. Акторам можуть бути надані елементи штучного інтелекту, наприклад здатність переслідувати гравця, чи навпаки втікати від нього, в залежності від співвідношення сил. Об'єкти здатні реагувати на наближення до них (двері, ліфти), або на влучення пострілом (монстри). Редактор дозволяє створення лічильників подій, реєстрації часу, завдання фізичних умов руху (наприклад коефіцієнту тертя) і багато інших можливостей. Для їх повної реалізації потрібна деяка "ручна" робота по програмуванню файлів опису світу, але наявність кількох демонстраційних рівнів і досить детальна, (приблизно 200 сторінок), супроводжуюча документація робить цю задачу цілком реальною для вчителя інформатики, або студента старших курсів.

На мал.2 наведено один із інтер'єрів лабіринту, отриманий шляхом моментальної зйомки в процесі гри.

Комп’ютерні ігри на уроках фізики

Мал.2 Один з куточків наведеного лабіринту

Створення самих лабіринтів, з можливістю їх оперативної перевірки, є досить цікавим творчим процесом, цілком доступним учням навіть 8 класу і може стати предметом гурткової роботи з фізики та інформатики.

Мінімальні вимоги до апаратних ресурсів на рівні 486 процесора і 8Мбайт оперативної пам'яті. Підготовлений до роботи пакет програм редактору із двома демонстраційними лабіринтами займає на жорсткому диску приблизно 13Мбайт (6Мбайт в архіві). Програма працює як у DOS, так і у Windows95/98, але в останньому випадку можливе застосування більш потужних графічних редакторів і багатозадачний режим роботи, з одночасним редагуванням лабіринту, малюнків, звуків, тощо.

Створений віртуальний світ з усіма ресурсами може бути компактно скомпільований для подальшого поширення і використання окремо від редактора, але можливість внесення змін при цьому втрачається. Об'єм відкомпільованого модуля звичайно становить 13Мбайт, в залежності від кількості використаних текстур і об'єктів.

Зупинимося детальніше на характері фізичних завдань, які можуть бути включені до віртуального світу.

Найпростіший, але не самий цікавий, випадок, коли завдання у вигляді тексту з необхідними малюнками, кресленнями, схемами і можливі варіанти відповідей оформляються у вигляді малюнків і розміщуються у потрібних місцях на стінах лабіринту. Такий варіант нагадує механізований збірник тестів, хоча теж має право на існування, особливо з урахуванням можливості пакетної заміни одних завдань іншими.

Але можливості редактору світів дозволяють, а специфіка гри вимагає більш вишуканих, тонких способів подання і зворотного сприйняття інформації.

Один з таких підходів, назвемо його "пішки по... графікам" полягає в тому, що графіки потрібної фізичної залежності або процесу, наприклад зміни швидкості руху тіла з часом, або сімейство ізопроцесів в газах зображується як орнамент на підлозі досить великої кімнати. Кожна лінія графіка веде до певного виходу. Замасковане запитання, наприклад натяк на максимальний шлях, або на сталу температуру є підказкою: по якому графіку повинен рухатися гравець, щоб потрапити до потрібних дверей.


 
Загрузка...