USING MYIMLE SYSTEM. Abstract

Transkript

1 USING MYIMLE SYSTEM FOR INTERACTIVE WHITEBOARD IN EDUCATION Jiří Hrbáček Masaryk university, Faculty of education, Czech republic Abstract MyIMLE is a multimedia interactive educational environment which makes possible a direct connection of Flash interactive study supports with real systems connected to users computers. This way of using Flash animations is not so widespread nowadays but it brings many advantages which had been offered only by expensive systems until now. It is possible an interconnection of software applications and their control of a real electronic system connected to a computer of a user. A universality of using this solution, an easy way of creating applications and almost no requirements of HW offer a user almost unlimited possibilities of using these systems in creating study supports. The aim of this contribution is to show one of many ways of using these systems using them together with interactive whiteboards. You can see the principle of controlling a real system and the structure of an interactive animation at the example of the animation A model of Tsunami its beginning, behavior and its consequences connected to a real model of an ocean and a coast. This animation can also work independently as a simulation without a real system connected. The application can run on web, it can be embedded into the working environment of the interactive whiteboard, or it can run as an independent desktop application. Keywords: interractive animation, multimedia, hardware systems, interractive whiteboard. Popis systému MyIMLE Didaktické hry, výukové programy, multimediální encyklopedie i různé multimediální studijní opory se v současné výuce již hojně vyskytují. Díky dostupnosti vývojových systémů je dokáží velmi často tvořit i sami pedagogové. Nemusí nutně jít jen o specialisty na IT. Dokonce i dobrý uživatel může kvalitní interaktivní oporu vytvořit například v Captivate, nebo pomocí autorských nástrojů LMS či interaktivní tabule. Do interaktivních tabulí je možné interaktivní aplikace vytvářet pomocí Flash. V současné době je to jediný efektivní způsob. Technická zařízení, jako jsou měřící a řídící systémy, vzdálené laboratoře apod. vhodně doplňují studijní opory. Zatím však nejsou obvykle přímo integrovány do interaktivních animací. Přímé začlenění může velmi významně interaktivní animace zkvalitnit a doplnit o velmi důležitý aspekt, kterým je přímé propojení teoretického výkladu s reálným systémem. Studentům se tím také umožní pomocí vnějšího systému ovládat přímo hru či animaci. I sebelepší videonahrávka, interaktivní animace či simulace na počítači nikdy plně nenahradí práci se skutečným zařízením či systémem. Na katedře Technické a informační výchovy, Masarykovy univerzity je vyvíjen systém, který je nazván MyIMLE (My Interactive Multimedia Learning Environment). Jde o modulární (systém složený ze spolupracujících modulů (objects) ) systém vyvíjený ve Flash.

2 Pro použití ve spojení s interaktivní tabulí je interaktivní animace tvořena jednou nebo více Flash animacemi (Video screen (projecting screen), Animation, Application), které mohou vzájemně komunikovat a spolupracovat. Uvnitř animací mohou být například audio nebo video nahrávky s přehrávači, animace, simulace, může zde být zobrazen obraz připojené kamery (Michalko, Biňas, 2008), zobrazena webová stránka, nebo dokonce grafický interface připojeného elektronického měřícího, či řídícího sytému. Figure 1 - Blokové schéma MyIMLE systému Flash animace komunikují s připojeným hardwarem prostřednictvím SW connection modulu nazvaného MyCOMPort. Tento komunikační modul umožňuje připojení více aplikací ke COM portu (například osciloskop zobrazující průběh měřených hodnot, modul pro zápis dat do databáze apod.). Dalšími aplikacemi může být například modul připojení joysticku, modul který bude realizovat sběr dat HW systému. Lze připojit i on-line kamery přes Flash Media Server, nebo přímo PC klienta. Můžeme tento systém propojit i se vzdálenou laboratoří, pomocí Socket serveru umožnit, aby aplikaci řídilo i několik uživatelů, třeba i žáků ve tříde. Lze tak vytvořit víceuživatelskou síťovou výukovou aplikaci. Aplikace mohou podle potřeby i vzájemně komunikovat. Tato spojení na obrázku, kvůli přehlednosti, nejsou nakreslena. Možností je mnoho a jejich využití závisí vždy na konkrétních potřebách. Od konfigurace bez modulů komunikujících s klientským počítačem až po plně funkční multimediální systémy komunikující s připojenými HW systémy ke klientskému PC. Lze také využívat animace i různé aplikace vytvořené pro MyIMLE zcela samostatně. Flash v interaktivní tabuli "Flash je JEDINÝM formátem, který může do aplikací SMART Notebooku vnést pohyb" (Kyslinger, 2006). Toto však platí nejen pro SMART Notebook, což je software interaktivních tabulí SMART Board, ale i pro ostatní typy interaktivních tabulí. Aby Flash animace v nich pracovaly, je třeba mít nainstalovaný Flash player v počítači připojeném k interaktivní tabuli. Flash animace uvnitř výukové opory pro interaktivní tabuli je tedy přehrávána ve Flash playeru, který je do stránky interaktivní tabule vložen pomocí volby Panel nástrojů - Flash

3 player. Blokové schéma přehrávání SWF uvnitř instance Flash playeru v aplikaci interaktivní tabule je na následujícím obrázku. Figure 2 - Přehrávání Flash animace uvnitř interaktivní tabule Pokud potřebujeme na tabuli současně provozovat dvě Flash animace, pak je zapotřebí dvou instancí Flash playeru a každá přehrává jeden SWF soubor (Flash animaci). Interaktivní animace MyIMLE není závislá na tom, kde přesně pracuje. Může být spuštěna v prostředí interaktivní tabule, může být součástí webové stránky, nebo publikována jako desktop aplikace. Dokonce lze všechny tyto způsoby vzájemně kombinovat. Figure 3 - Blokové schéma MyIMLE při spolupráci s interaktivní tabulí Možnosti, které MyIMLE poskytuje ve spojení s interaktivní tabulí jsou znázorněny na obrázku. Řešení aplikace tsunami pro interaktivní tabuli Aby bylo možné lépe demonstrovat činnost MyIMLE ve spolupráci s interaktivní tabulí, je vhodné k tomu využít konkrétní aplikaci. Tsunami vzniká několika způsoby. Jedním z nich je sesuv půdy. Sesouvající se půdu simuluje závaží, které sjede po šikmé ploše do akvária. Výška, z jaké je závaží pouštěno může řídit velikost vzniklé vlny. Aby bylo možné přesně

4 vysvětlit mechanizmus vzniku krok za krokem, je pohyb závaží řízen HW (hardwareovým) systémem. Blokové schéma celého systému je na následujícím obrázku. Figure 4 Konkrétní řešení aplikace tsunami pomocí MyIMLE Software interaktivní tabule umožní učiteli vytvořit kvalitní kompletní studijní oporu. Tato může obsahovat i multimediální prvky, jako jsou videa a audionahrávky. V závislosti na tom, pro jaké studenty je opora vytvořena, pak může být více odborná, nebo naopak vytvořená populárnější formou. I když použijeme velké množství různých videí či animací, nikdy nedocílíme větší názornosti, než když vše doplníme o kvalitní a názorný reálný pokus. Co student vidí na vlastní oči, čeho se může dotknout a dokonce i zkoušet různé alternativy a modifikace pokusu, to jej mnohem více zaujme a vlastní zkušenost přispěje k mnohem hlubšímu proniknutí do problému a zapamatování si důležitých informací. Proto přímé rozšíření kvalitní multimediální studijní opory o reálný model, spolupracující s animací, tuto oporu velmi zkvalitní. Tyto hypotézy jsou v současné době ověřovány na výukové opoře vysvětlující vznik, průběh a následky tsunami. Interaktivní animace velmi názorně ukazuje celý děj od vzniku tsunami, přes její průběh (behaviour) až po důsledky, které má na pobřeží, či na lodi, se kterými se setká. Animaci lze krokovat po dílčích sekvencích, nebo ji můžeme spustit celou. K animaci je připojen HW systém spolu s akváriem a systémem vytvářejícím tsunami. Vše, co se děje v animaci celý systém provádí na modelu s akváriem. V akváriu lze měnit profil dna, tvar pobřeží i používat různé modely domů, či lodí. HW systém realizuje one chip microcontroller. K počítači může být připojen pomocí COM portu, USB portu, či bluetooth. Sytém je levný a proto dostupný nejen školám, ale i studentům. Jeho vybavení je různorodé. HW systém, který je využit v našem případě,

5 obsahuje PWM zdroj napětí, třiceti dvou bitový čítač a čtyři paralelní vstupy a čtyři paralelní výstupy. Jejich použití lze programově měnit z Flash animace. Všechny jeho systémy však v této aplikaci nejsou využity. Softwarovy connection modul realizuje EXE soubor, který je ve skutečnosti pouze Flash playerem, ve kterém běží SWF. Toto SWF má za úkol předávat data mezi interaktivní animací a HW systémem. Prostřednictvím tohoto modulu řídí interaktivní animace HW systém a také HW systém předává data do interaktivní animace. Aby všichni žáci dobře viděli na model, lze použít visualizér. Ten je však drahý a ne všechny softwary tabule mohou jeho obraz vložit do stránky zobrazené v interaktivní tabuli. Flash nám však dává velmi levnou a poměrně kvalitní alternativu. Použijeme druhou Flash animaci, ve které bude pouze zobrazen obraz z webové kamery. Kamera ukazuje co se děje v akváriu. Může však také umožnit pedagogovi zobrazit dílčí část modelu, která je v té chvíli důležitá pro kvalitní vysvětlení probíraného jevu. Zdůrazní se tím důležité detaily potřebné pro výklad, nebo zvětší velmi malé detaily, které by při běžném pohledu unikly pozornosti studenta. Díky kameře je vše zobrazováno v reálném čase. Závěr Interaktivní Flash animace výrazně zlepšují možnosti vysvětlit i velmi složité jevy (Stuchlíková, 2007). Videokamera ve spojení s výukovými oporami zlepšují názornost výkladu a umožňují pozornost studentů soustředit na požadované části reálného pokusu. Reálný model integrovaný do studijní opory spolupracující s interaktivní animací přináší nový rozměr do výukových opor. Vlastní tvorby takovýchto animací nevyžaduje profesionální tým, ale mohou ji zvládnout kreativní pedagogové sami po absolvování kurzu práce s Flasí se zaměřením na vytváření animací a rozšířeným o část, vysvětlující práci se SWF connection modulem. References [1] Kyslinger, L: Flashové trable [online] in - portál na podporu interaktivní výuky, [cit ]. Dostupný z WWW: < >. [2] Stuchlíková, Ľubica - Gron, Michal: Aktívna spoluúčasť študentov pri tvorbe interaktívnych e-learning materiálov v rámci inovácie vzdelávania. In: Konkurenceschopnost jako produkt inovací v celožinotním vzdělávaní : Mezinárodní vědecká konference. Ostrava, Czech Republic, Ostrava : VŠB - TU Ostrava, CD-Rom. [3] Michalko Miroslav, Bača Ján, Jakab František, Biňas Miroslav: Video Streaming Challenges in Mobile Networks, Proceedings of CSE 2008 International Scientific Conference on Computer Science and Engineering, Stará Lesná, The High Tatras, Slovakia, September 24-26, 2008, Košice, elfa s.r.o., 2008, pp , ISBN

6 Acknowledgements Příspěvek vznikl v rámci výzkumného záměru - kód: MSM , Speciální potřeby žáků v kontextu Rámcového vzdělávacího programu pro základní vzdělávání.