Интерактивные программные решения как визуальное сопровождение силлогических теорий
Аннотация
В современном мире социокультурная роль визуализации очень велика, информация, при поддержке технологий, распространяется по большей части в визуальной форме. Причем, речь в данном случае идет не только и не столько об искусстве, зрелищных его видах, и средствах массовой коммуникации, а о роли визуальных представлений в научной сфере. «Визуализация предоставляет способ увидеть незримое». Особенно актуальным вопрос использования графических репрезентаций является в науках, аппарат которых является полностью символьным, таких как математика и логика. Данные области знаний оперируют сущностями, никак не связанными с физическим миром, и сильно опираются на визуализацию в ее различных фор-мах, в том числе в сферах, далеких от тех, в основе которых лежит обращение с графическими объектами (геометрия). В статье «The Role of Visual Representations in the Learning of Mathematics» Arcavi A. приводит следующее определение: «Визуализация – это способность, процесс и результат создания, интерпретации, использования и осмысления изображений, образов, и диаграмм в нашем сознании, на бумаге или с применением технологий, с целью представления и обмена информацией, выявляя таким образом и развивая прежде неизвестные идеи и формируя понимание». Существует множество вариантов визуального представления данных, динамических и статических: графики, диаграммы, изображения 3D-объектов, и так далее.
Графическая репрезентация информации позволяет более явно увидеть данные и лучше их запомнить, выявить причинно-следственные связи и облегчить их восприятие, сделать их самоочевидными. В формальных областях науки визуализация играет не просто иллюстративную роль, но также может рассматриваться как ключевой компонент рассуждения (работая как на уровне восприятия, так и на понятийном), процесса принятия решений и построения доказательств. Она помогает выявлять контексты и значения, которые могут быть легко упущены при чисто символьном подходе к решению 4 задачи. В статистике графики способны представлять информацию с большей точностью, нежели традиционные вычисления.
Благодаря современным компьютерным технологиям, ученые получи-ли новый мощный инструмент визуализации, позволяющий формировать более сложные графические представления, в том числе с использованием динамических и интерактивных элементов. Возможность взаимодействия с визуальной репрезентацией данных, изменения параметров отображения, открывает новые возможности для исследований, подобный подход позволяет проследить динамику изменения данных; определить тенденции; выявить влияние на результат отдельных факторов и его силу; прояснить структуру данных и отношения между объектами; проследить шаги выполнения алгоритма.
Особенную роль графические представления играют для людей, начинающих освоение символьных форм. Выделяют три аспекта, в которых визуализация играет значительную роль, с точки зрения учащихся:
- поддержка и иллюстрация чисто символьных результатов (в том числе представление доказательства как такового);
- способ разрешения конфликта восприятия между правильными символьными решениями и неправильными интуитивными представлениями;
- помощь в выявлении таких концептуальных основ, которые легко упустить при формальном решении.
На этапе обучения графические репрезентации особенно важны, поскольку помогают начальному формированию представлений, как о простых объектах, так и о сложных математических абстракциях. К тому же, помимо визуализации, в настоящее время в образовании появились другие новые тенденции, такие как геймификация, использование проектных и интерактивных подходов.
Силлогистика, как одно из направлений логики, долгое время игравшее ведущую роль в ее становлении и развитии, является одной из областей формальных наук, где визуальные представления давно зарекомендовали себя как эффективное средство поддержки рассуждений. В качестве средства графической репрезентации, как правило, используются линейные и круговые диаграммы (Эйлера и Венна).
Круговые диаграммы такого рода, как один из способов визуализации, к текущему моменту послужили основаниями для множества визуальных языков, значительно облегчили моделирование, анализ и логический вывод в рамках сложных систем и наборов данных, зарекомендовав себя в широком спектре областей, от естественных и формальных наук до бизнеса и обеспечения национальной безопасности. Множество исследований посвящено актуальным проблемам круговых диаграмм: свойствам протяженности («draw-ability») и читаемости, генерации и особенностям расположения элементов относительно друг друга, логике и рассуждениям, визуализации информации, эстетике, и сравнению с другими визуальными репрезентациями.
В связи с обозначенными тенденциями в сфере визуализации данных в формальных научных областях и образовании – повышении роли компьютерных технологий, использования интерактивности и геймификации – представляется интересным рассмотреть особенности применения программных решений в качестве инструмента визуальной поддержки на этапе освоения построения силлогистических рассуждений.
Таким образом, объектом исследования является силлогистический вывод, предметом – программные решения как инструмент его визуальной поддержки.
Цель работы: рассмотрение применения интерактивных программных реализаций визуализации на материале силлогистических теорий.
В качестве гипотезы данного исследования выдвигается следующий тезис: программные решения являются эффективным инструментом в построении интерактивной визуальной среды освоения базовых принципов силлогистического рассуждения.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующий ряд задач:
1. Рассмотреть силлогистику в исторической перспективе, в том числе ее место в современной науке.
2. Обозначить основные принципы силлогистического вывода.
3. Исследовать силлогистический вывод с точки зрения когнитивных процессов, а также проблемы, возникающие в данной области.
4. Рассмотреть роль визуальных, интерактивных и игровых подходов к решению обозначенных когнитивных проблем.
5. Проанализировать особенности, преимущества и недостатки различных подходов к визуализации силлогистического рассуждения.
6. Предложить проект программного решения для визуальной поддержки процесса построения и проверки правильности силлогизма.
Графическая репрезентация информации позволяет более явно увидеть данные и лучше их запомнить, выявить причинно-следственные связи и облегчить их восприятие, сделать их самоочевидными. В формальных областях науки визуализация играет не просто иллюстративную роль, но также может рассматриваться как ключевой компонент рассуждения (работая как на уровне восприятия, так и на понятийном), процесса принятия решений и построения доказательств. Она помогает выявлять контексты и значения, которые могут быть легко упущены при чисто символьном подходе к решению 4 задачи. В статистике графики способны представлять информацию с большей точностью, нежели традиционные вычисления.
Благодаря современным компьютерным технологиям, ученые получи-ли новый мощный инструмент визуализации, позволяющий формировать более сложные графические представления, в том числе с использованием динамических и интерактивных элементов. Возможность взаимодействия с визуальной репрезентацией данных, изменения параметров отображения, открывает новые возможности для исследований, подобный подход позволяет проследить динамику изменения данных; определить тенденции; выявить влияние на результат отдельных факторов и его силу; прояснить структуру данных и отношения между объектами; проследить шаги выполнения алгоритма.
Особенную роль графические представления играют для людей, начинающих освоение символьных форм. Выделяют три аспекта, в которых визуализация играет значительную роль, с точки зрения учащихся:
- поддержка и иллюстрация чисто символьных результатов (в том числе представление доказательства как такового);
- способ разрешения конфликта восприятия между правильными символьными решениями и неправильными интуитивными представлениями;
- помощь в выявлении таких концептуальных основ, которые легко упустить при формальном решении.
На этапе обучения графические репрезентации особенно важны, поскольку помогают начальному формированию представлений, как о простых объектах, так и о сложных математических абстракциях. К тому же, помимо визуализации, в настоящее время в образовании появились другие новые тенденции, такие как геймификация, использование проектных и интерактивных подходов.
Силлогистика, как одно из направлений логики, долгое время игравшее ведущую роль в ее становлении и развитии, является одной из областей формальных наук, где визуальные представления давно зарекомендовали себя как эффективное средство поддержки рассуждений. В качестве средства графической репрезентации, как правило, используются линейные и круговые диаграммы (Эйлера и Венна).
Круговые диаграммы такого рода, как один из способов визуализации, к текущему моменту послужили основаниями для множества визуальных языков, значительно облегчили моделирование, анализ и логический вывод в рамках сложных систем и наборов данных, зарекомендовав себя в широком спектре областей, от естественных и формальных наук до бизнеса и обеспечения национальной безопасности. Множество исследований посвящено актуальным проблемам круговых диаграмм: свойствам протяженности («draw-ability») и читаемости, генерации и особенностям расположения элементов относительно друг друга, логике и рассуждениям, визуализации информации, эстетике, и сравнению с другими визуальными репрезентациями.
В связи с обозначенными тенденциями в сфере визуализации данных в формальных научных областях и образовании – повышении роли компьютерных технологий, использования интерактивности и геймификации – представляется интересным рассмотреть особенности применения программных решений в качестве инструмента визуальной поддержки на этапе освоения построения силлогистических рассуждений.
Таким образом, объектом исследования является силлогистический вывод, предметом – программные решения как инструмент его визуальной поддержки.
Цель работы: рассмотрение применения интерактивных программных реализаций визуализации на материале силлогистических теорий.
В качестве гипотезы данного исследования выдвигается следующий тезис: программные решения являются эффективным инструментом в построении интерактивной визуальной среды освоения базовых принципов силлогистического рассуждения.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующий ряд задач:
1. Рассмотреть силлогистику в исторической перспективе, в том числе ее место в современной науке.
2. Обозначить основные принципы силлогистического вывода.
3. Исследовать силлогистический вывод с точки зрения когнитивных процессов, а также проблемы, возникающие в данной области.
4. Рассмотреть роль визуальных, интерактивных и игровых подходов к решению обозначенных когнитивных проблем.
5. Проанализировать особенности, преимущества и недостатки различных подходов к визуализации силлогистического рассуждения.
6. Предложить проект программного решения для визуальной поддержки процесса построения и проверки правильности силлогизма.