קורס: שילוב מודלים בהוראת מדעים

1. הצגת המאמר: Animation: can it facilitate?By B. Tversky, B. Morrison &M. BetrancourtJ. Human-Computer Studies (2002) 57, 247–262 קורס: שילוב מודלים בהוראת מדעים מציגה: סווטה צ'רנוב

2. מאמר תיאורטי ושטחי, המכיל סקירה ספרותית על הצגות ויזואליות מסוגים שונים עם דוגמאות מגוונות, רב המאמר דן על הצגה גרפית ואנימציה. • הרצף במאמר בהתאם להתפתחות ההיסטורית והטכנולוגית של הוויזואליזציה. • בנוי בצורה ברורה, המשכית והגיונית. • המטרה של המאמר להשוות בין אנימציה לגרפיקה סטטית ולדון על היתרונות והחסרונות של האנימציה. על המאמר

3. 4. Implicationsהשלכות- 3. Why do animation fail? 2. Selective review of research on animation 1. Graphics: the congruence principle מספר תכונות של גרפיקה מבנה המאמר הבדלי תוכן בין גרפיקה סטטית ואנימציה אנימציה עשוייהלהיות קשהלתפיסה ויזואליזציה של דברים נראים ומופשטים אנימציה יכולה להיתפס כדיסקרטית הבדלי ביצועים בין גרפיקה סטטית ואנימציה NATURAL COGNITIVECORRESPONDENCES IN GRAPHICS: עקרון התאמה אינטראקטיביות אזהרות כישלונות האנימציה יתרונות וחסרונות של גרפיקה אנימציה PREVIEW סוגי אנימציות

4. גרפיקה מאפשרת דרך נוספת של הצגת מידע: הצגה מילולית וגרפית יחד עדיפה על סוג הצגה אחד בלבד. • גרפיקהיכולהלהיותמושכת מבחינהאסתטיתאוהומוריסטית, למשוךתשומתלב ולשמורעלהמוטיבציה. • שימושי הגרפיקה: • רישום מידע (מסלולים וכד') • ארגון מידע ע"מ להקלעלהזיכרוןועלתהליך ההסקה גרפיקה

5. מציגיםגרפייםניתןלחלקבאופןרופףלשניסוגים: • אלהשמתאריםאתהדברים החזותיים, כגון: מפות, מולקולות, שרטוטיםאדריכליים ועוד. • אלהשמייצגיםדבריםשאינםחזותייםמטבעם, כמותרשימיםארגוניים, דיאגרמות, גרפים ועוד. • מציגים גרפייםהמתאריםדבריםשאינםחזותיים מטבעם מסתמכים עלמטאפורותמרחביות, למשל, "הביתהלבן"מרמז עלהנשיאות או זוג מספריים אומר "לגזור" במחשב. • היבטיםמסוימיםשלמפותקשיםלילדים (De Loach, Miller & Rosengren, 1997; Liben, 1999). גרפיקה- המשך

6. גרפיקה- קצת היסטוריה- המשך • הצגה גרפית עתיקה ונרחבתעלפניתרבויותרבות • (e.g. Mallery, 1893/1972; Gelb, 1963; Harley & Woodward, 1987, 1992; Coulmas, 1989; DeFrancis, 1989; Woodward & Lewis, 1994). • מקורותיהשלהשפההכתובהנמצאים בתמונות. • דוגמאות לייצוג גרפי: • שפותציוריותנמצאות בכלרחביהעולם, • ציורים סכמתיים של אנשים, בע"ח, נהרות, הרים, מזונות- בעלי דמיוןרבביןהתרבויות • (Kellogg, 1969; Goodnow, 1977; Tolchinsky-Landsman & Levin, 1987).

7. גרפיקה- המשך • גרפיקה לא תמיד יעילה או לא כל הייצוגים הגרפיים יעילים בכל המצבים • Levin & Lesgold, 1978; Levie & Lentz, 1982; Mandl & Levin, 1989)). • ישנה סקירה של מספר מאמרים אשר משווים בין ייצוג דו-מימדי ותלת-מימדי. עדיין לא ברור במה כל אחד עדיף על השני • (Carswell et al., 1991; Spence & Lewandowsky, 1991; Levy et al., 1996) (Zacks, Levy, Tversky & Schiano,1998).

8. עקרון התאמה: המבנהוהתוכןשלהייצוגהחיצוניצריכיםלתאיםלמבנהולתוכןשלהייצוגהפנימי. לדוגמא, כבישים במפה מצוירים כקווים עם פניות (נוסעים ישר ופונים כשצריך). • עקרון התפיסה: המבנהוהתוכןשלהייצוגהחיצוניצריכים להיתפסבקלותובמדויק (בדוגמא עם הכבישים, לערך המדויק של הזווית בפניה אין משמעות). שני עקרונות חשובים

9. אנימציה צריכה, בעקרון, להיותיעילהעבורהבעת תהליכים,כגון: דפוסי מזגהאוויראודיאגרמותמעגלאומערכתהדםאואתהמכאניקהשלמשאבתאופניים. • השינויצריךלהיותטבעי כדילהוביל לשינויקבוע כמו במקרים שלהתפשטותהמצאותתרבותיותכמוחקלאות,כתיבה או מטלורגיה. • השימוש באנימציות הינו בלימוד מערכות מורכבות, מכאניות, ביולוגיות, פיזיות, תפעוליות, חישוביות וכד'. אנימציה

10. סוגי האנימציות: • התנועההפשוטהביותרהיאנתיבאומסלול. יכולהלהיות אנימציה כתנועהשלנקודה, בתנאי כיהתכונותשלהאובייקטהזזאינם רלוונטיות. • אנימציות המייצגותאתהמהירותואת אופןהאובייקטהנע. • תנועת החלקיםשלאובייקטאומערכתעםהאינטראקציותביניהם. • התנועהאוהשינוי במערכתיכוליםלהיותבשנייםאושלושהממדים (התנועההיאשלהאובייקטאוהמערכתעצמה). • במקריםאחרים, אובייקטאומערכתיכוליםלהיותנייחים, והתנועההיאשלנקודתהמבטשלהצופה, ע"מ להראותהיבטיםאחריםשלהאובייקטאושל המערכת. • בכלמקרה, עלמנתלהיותמועילה, האנימציהחייבתלהיותמובנתכהלכה. אנימציה- המשך

11. החוקרים מהווים סקירה ספרותית בנושא ומסיקים כי יש נושאים בהן אין הבדל משמעותי בין השימוש באנימציה לעומת השימוש בגרפיקה סטטית. • לעומת זאת בלימוד על מערכת הדם אנימציה עדיפה כי ניתן לראות את כיוון זרימת הדם • (Large, Beheshti, Breuleux& Renaud, 1996). • בלימודעלחוקיהתנועהשלניוטון בשיעור מבוסס מחשב: ניתן להראות כוחות ואת התנועה של כדור הארץ ע"י גרפיקה סטטית, אךלאאתבעיטת הכדור, את תנועתו ועצירתו (את המושג אינרציה עדיף ללמד ע"י אנימציה) • (Riebers, 1990 & 1991a, b) השוואה בין אנימציה לגרפיקה סטטית דרך הדוגמאות

12. שימוש באנימציה מתאים כאשר מתבצע שינוי לאורך הזמן או המרחב ז"א במערכות דינאמיות. • על המעגליםהאלקטרונייםעדיף ללמוד בעזרתאנימציה, למרות שעל הרכיביםבתהליך עדיף ללמוד מגרפיקה סטטית(Gittelman ,1992) • אנימציה מאפשרת ללמוד על פעילות פרטנית של פריט. • לימוד של משפט פיתגורס בחט"ב (הוכחה ע"י 3 ריבועים).היו שלוש קבוצות הניסוי: אחת השתמשה רק בגרפיקה סטטית, השנייה רק אנימציה, והשלישית באנימציה ממושכת של השלבים- קיבלה תוצאות הכי טובות. • (Riding ,1990) השוואה בין אנימציה לגרפיקה סטטית דרך הדוגמאות- המשך

13. אנימציה מאפשרת אינטראקציה וגרפיקה סטטית לא • (Schnotz & Grzondziel, 1999) • בעניין של חיזוי התוצאות לא הגיע לקונצנזוס על העדיפות של שיטה אחת על השנייה, אולי דרך האנימציה מהר יותר ניתן לראות את התוצאות מאשר לרפרף בטקסט או בגרפיקה סטטית. • בלימוד של מערכת אנרגטית (Star Trek Phaser Bank) אנימציה עדיפה על טקסט או גרפיקה סטטית, גם כאן היו שלוש קבוצות הניסוי • (Kieras ,1992) • ביצוע ניסוי עם שלוש קבוצות כדי להשוות בין שיטות הלימוד בקשר לבעיות באלגברה. לא נמצאה העדפה • (Nathan, Kintsch and Young ,1992) השוואה בין אנימציה לגרפיקה סטטית דרך הדוגמאות- המשך

14. בלימוד של שרשרת פפטידיםלא היה הבדל בין לימוד ע"י אנימציה או גרפיקה סטטית, רק הרקע הקודם של התלמידים השפיע(ChanLin,1998) • גם בלימוד של אלגוריטמים ממוחשבים לא היה הבדל בין הלימוד בעזרת שיטות לימוד שונות • (Byrne, Catrambone and Stasko ,1999) • בניית אנימציה דורשת זמן ומשאבים הן כספיים והן של כ"א. השוואה בין אנימציה לגרפיקה סטטית דרך הדוגמאות- המשך

15. ע"מ לעשות אנימציה יעילה יש להתאים את המבנה שלה לתוכן המוצג, היא צריה להיות קלילה להבנה ולתפיסה • (e.g. Caramazza, McCloskey & Green, 1981; McCloskey, 1983a, b; Kaiser, Proffitt, Whelan & Hecht, 1992; Freyd & Jones, 1994). • בבחירה ובבנייה של האנימציה יש לדאוג שהיא לא תיצור אצל הלומד תפיסה שגויה ואף תראה כתעתועי ראייה. • כאשר נבחרה אנימציה חלקה, רציפה ונכונה היא יכולה לבנות אנאלוגיה בין המציאות לבין עצמה. • אנימציותמאפשרתלעשות תקריב, זום, נקודותמבטחלופיות על החומר הנלמד. אנימציה- השמך

16. סיכום הממצאים מהספרות

17. החוקרים מסכמים את המאמר בכך שלא הוכח בצורה מוחלטת יתרון של האנימציה על הגרפיקה סטטית. יש נושאים ומושגים שעדיף ללמד אותם בעזרת אנימציה והאחרים בעזרת גרפיקה סטטית. • הם ציינו מחקרים שמעידים על הווצרות של תפיסות שגויות בגלל השימוש באנימציות אצל הלומדים. • שימוש באנימציות עדיף כאשר יש שינוי זמני, מרחבי או סיבתי. • אורך אנימציה וביצועה אמור להספיק ללומד לא רק לראות ולהבין אותה אלא גם להביע עליה ביקורת. סיכום Like all good things, animation must be used with care