Графическое моделирование процессов и явлений средствами анимации в профессиональной подготовке учителей-предметников

Софронова, Татьяна Витальевна

Темы диссертаций по педагогике » Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Графическое моделирование процессов и явлений средствами анимации в профессиональной подготовке учителей-предметников

Автореферат

Автор научной работы: Софронова, Татьяна Витальевна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Санкт-Петербург
Год защиты: 2006
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Графическое моделирование процессов и явлений средствами анимации в профессиональной подготовке учителей-предметников"

На правах рукописи УДК:378.016:681

Софронова Татьяна Витальевна

ГРАФИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ И ЯВЛЕНИЙ СРЕДСТВАМИ АНИМАЦИИ В ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКЕ УЧИТЕЛЕЙ-ПРЕДМЕТНИКОВ

Специальность: 13.00.02- теория и методика обучения и воспитания (информатика, уровень профессионального образования)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Со

Саюсг-Петербург 2006

Работа выполнена на кафедре информатики государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский государственный педагогический университет имени А.И.Герцена».

Научный руководитель Анисимова Наталья Сергеевна

Ведущая организация: Санкт-Петербургский государственный

университет информационных технологий, механики и оптики

Защита состоится «I» июня 2006 года в 11.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.199.03 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора педагогических наук в Российском государственном педагогическом университете имени А. И,Герцене по адресу 191186, Санхт-Петербург, наб. Р.Мойки, 48, корп 1, ауд 237.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке РГПУ им. А.И Герцена

Автореферат разослав «28» 04:2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор педагогических науг

доктор педагогических наук, доцент

Официальные оппоненты: Жучков Владимир Михайлович

доктор педагогических наук, профессор

Ларнстов Александр Иванович кандидат технических наук, доцент

профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Актуальность исследования В настоящее время информатизация сферы образования вступает на качественно новый уронен» решается задача массового использования компьютерных технологий в общем и профессиональном образовании.

Одной из главных целей информатизации является повышение качества образовании во всех регионах России, создание условий для поэтапного перехода к новому уровню образования на основе информационных технологий, которые должны обеспечить свободный доступ учащихся и преподавателей к высококачественным локальным и сетевым образовательным электронным информационным ресурсам по основным изучаемым предметам.

С этой; целью при поддержке Министерства образования предполагается создать единую, общедоступную для системы образования коллекцию цифровых образовательных ресурсов. Поэтому актуальным представляется усовершенствование профессионально - педагогической подготовки будущих учителей в педвузах, особенно в области информатики и информационных технологий. Соответствующая подготовка важна еще и потому, что имйнно педагогам отводится решающая роль в проектировании и содержательном наполнении информационной образовательной среды Представляется важным - включать студентов, будущих учителей-предметников в процесс создания цифровых образовательных ресурсе» как на основе интеграции содержимого информационных образовательных порталов, так и на основе самостоятельных разработок

Одним из методов, позволяющих проектировать высококачественные, активные информационные образовательные материалы является использование анимационного графического моделирования, которое является необходимой базой для освоения новых информационных технологий и использования компьютера в профессиональной педагогической деятельности, особенно при дистанционной форме обучения. Изучение анимационного графического моделирования открывает широкие возможности для осознания связи информатики с другими науками — естественными и социальными.

Применение анимационного графического моделирования в учебном процессе позволяет визуализировать явления, ироцессы, динамику изменения объектов, труднодоступных для наблюдения в реальном мире, позволяет представить движущееся элементы устройств, показания приборов, отразить существенные стороны объектов, выдвинуть на передний план наиболее важные с точки зрения учебных целей и задач характеристики» изучаемых объектов и процессов. Учитель может представить изучаемый материал более наглядно, продемонстрировать его новые и кеожидатые стороны.

Однако анализ литературы и информационных источников по этой проблеме показал, что в настоящее время незначительный процент учителей-предметников использует гари обучении гр|^гт^от>диг^^гт11ППП|п т

БИБЛИОТЕКА С.-Петербург

_03 200 <%кт

анимационные графические модели Во-первых, это связано с незнанием педагогических возможностей средств создания графических моделей, во-вторых, - с отсутствием методик обучения созданию анимационных графических моделей, в-третьих, - с отсутствием у учителей умений установить межпредметные связи между графическим моделированием и преподаваемым предметом. Поэтому нами сделан вывод о необходимости обучения будущих учителей-предметников созданию графических моделей и их использованию в профессиональной педагогической деятельности

Таким образом, становится актуальной проблема обучения будущих учитешей-предметников графическому моделированию, которое позволит им создавать электронные образовательные ресурсы в рамках любых предметмых областей для различных форм обучения.

Цель исследования' обосновать и разработать методику обучения учителей-предметников компьютерному графическому моделированию средствами анимации.

Гипотеза исследования' если обучать будущих учителей-предметников компьютерному графическому моделированию средствами анимации, то это приведет к

развитию у них модельного стиля мышления; • усилению межпредметных связей и повышению мотивации изучения конкретной дисциплины;

участию учителей-предметников в создании и использовании электронных информационных образовательных ресурсов.

Обьект исследования, ироцесс обучения будущих учителей-предметииков созданию анимационных графических моделей.

Предмет исследования: методика обучения созданию графических моделей в виде интерактивной двумерной анимации

В соответствии с целью н гипотезой определены следующие задачи исследования.

1. обосновать актуальность обучения учителей-предметников графическому моделированию в профессиональной падготовке;

2. определить содержание понятия модельного стиля мышления в контексте информационных технологий и понятия обучающей анимационной графической модели;

3 провести анализ программных средств создания двумерной ани-мааии с целью выбора средства для обучения графическому моделированию;

4 определить психолого-педагогические требования к компьютерным анимационным моделям;

5. разработать методику обучения учителей-предметников созданию графических моделей в Macromedia Flash MX и сформулировать учебно-методические рекомендации по созданию моделей в Macromedia Flash MX

Дня решения поставленных задач использовались следующие методы анализ научно-методической, психолого-гаедагогической литературы по проблемам, связанным с информатизацией образования Относительно поставленной цели исследования, информационных источников, доступных через информационную сеть Интерне!, анализ программ модернизации и информатизации образования, изучение и обобщение педагогического опыта, педагогический эксперимент.

Научная идоирзвр исследования состоит в следующем-определено содержание понятия модельного стиля мышления в контексте информационных технологий;

предложен метод количественной оценки развития модельного стиля мышление;

выявлено, что создание анимационных графических моделей по конкретному предмету повышает мотивацию его изучения; определены методы и формы реализации межпредмегных связей между учебными процессами по графическому моделированию и конкретным предметом.

Теоретическая значимость исследования состоит в следующем-определен набор базовых понятий графического моделирования; определено содержание понятия обучающей анимационной графической модели;

• определены психолого-педагогическме требования к обучающим анимационным графическим моделям,

теоретически обосновано, что процесс создания обучающих анимационных графических моделей развивает модельный стиль мышления.

Практическая значимость исследования состоит в том, что разработана методика обучения студентов созданию новых электронных ресурсов в виде анимационных графических моделей;

• на основе созданной методики разработаны учебно-методические рекомендации для будущих учителей-предметников «Моделирование процессов и явлений в Macromedia Flash МХ», позволяющие самостоятельно создавать анимационные модели в рамках конкрегной предметной области;

результаты исследования могут быть использованы для повышения квалификации учителей;

• основные результаты и материалы исследования могут быть использованы для создания методик обучения различным предметам

Обосиоваияость я достоверность полученных результатов обеспечивается научной состоятельностью исходных теорегических положений, выбором методе® исследования, адекватным поставленным целям и задачам, результатами экспериментальной проверки, подтвердившей справедливость основных положений выдвинутой гипотезы

Теоретико-методологической базой исследования являются работы

• по общей теории обучения (Ю К Бабанский. П В.Беспалов, В П Беспалько, И Я Лернер, П И Пидкасистый, Д В Чернмлевский);

• по теории использования информационных технологий в образовании (Г Н.Александров, H В Бордовская, Б С Гершунскмй, ТВДобудько, И Г Захарова, КККолин, ИИМархель, ЕИМашбиц, ОВОколелов, А В Осин, Е С.Полат, И В Роберт, В.А.Сластенин, А В Уваров*,

■ в области методологии и методики обучения информатике (Н С Анисимйва, Е В Баранова, А А. Безруков, H П Безрукова, € А Бешенков, И Б Готская, В А Далингер, В M Жучков, А А Кузнецов. В В Лаптев, МПЛапчик, И В Макарова, Е. А.Ракитииа, И А.Румянпеи, НИ.Рыжова, И.В Симонова, M В Швецкий);

• в области теории и практики моделирования (В А Веников, Г В Веников, В.М.Казиев, КВ.Казиев. А В Копыльцов, H И Пак, Б Я.Советов);

в области компьютерной графики и графического моделирования (В.В Александров, M Б Бурлаков, А.К.Гультяев, ВАДронов, А.А.Зенкин, Е МРазинкина, В Рейнбоу, А.В Соловов, С В Симаноаич);

• концепция информатизации сферы образования Российской Федерации.

• материалы Центра дистанционного образования Инсттуга общего среднего образования РАО;

• основные положения концепции образовательных электронных изданий и ресурсов (ФЦП РЕОИС>

На защиту выносяггся улщющиенручны? «ЛОУ^ШВ компьютерная анимация как модель является важным средством обучения в традиционной и дистанционной формах;

• обучение графическое моделированию в среде Macromedia Flash MX развивает модельный стиль мышления;

• создание обучающих графических моделей будущими учителями-предметниками при изучении конкретной дисциплины усиливает межпредметные связи;

обучение графическому моделированию учителей способствует развитию информационной обравовательной сети.

Апробация и внедрение результатов. Исследование осуществлялось в процессе преподавания курса информатики в Поморском государственном университете г Архангельска, в курсе ('Мультимедиа технологии» для учителей математики в РГПУ им А И Герцена, в курсе <ЛУеЬ-дизайн» для специальности «Прикладная информатика в экономике» в Санкт-Петербургском финансово-экономическом университете Основные положения и результаты эксперимента докладывались на 1Х-Санкт-Петербургской международной конференции «Региональная информатика -2004», они также опубликованы в форме статей в сборнике трудов к конференции, сборниках научных трудов.

Общий объем н структура исследования диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложения Объем диссертации - 155 страниц Список литературы включает 152 наименования. Диссертационная работа илшострироваиа 6 рисунками, 7 таблицами

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений

Во> введении обоснована актуальность выбранной темы исследования, определены объект, предмет, цель, задачи исследования, выдвинута гипотеза, сформулированы положения, выносимые на защиту, обоснована научная новизна и практическая значимость работы, представлены внедрения результант исследования.

В первой главе «Использование электронных изданий и ресурсов в образовательном процессе» проанализированы современные тенденции информатизации системы образования, одним из направлений которой является создание, распространение и сопровождение электронных изданий и ресурсов для их внедрения! и активного использования в работе образовательных учреждений Анализируется понятие электронных изданий и ресурсов (ЭИР), выделяются их типы

В результате диссертационного исследования установлены следующие виды ЭИР:

■ Электронные издания и ресурсы дня поддержки и развития учебного процесса (учебные ЭИР), которые представляют собой электронные учебные пособия, содержащие систематизированный материал в рамках программы учебной дисциплины.

" Электронные издания и ресурсы, обеспечивающие общую информационную поддержку.

■ Электронные издания и ресурсы общекультурного характера, предназначенные дня создания культурной среды

На основе изучения материалов проекта «Информатизация системы образования», выявлено, что в настоящее время ведется работа по созданию единой, общедоступной для системы образования коллекции электронных образовательных ресурсов Для реализации целей обучения разработка учебных ЭИР должна основываться иа новейших технологиях, даюшнх возможность решать такие педагогические задачи, которые невозможно решить традиционными методами Одной из таких технологий «шляется графическое моделирование средствами анимации.

Для разработки эффективной методики обучения будущих учителей графическому моделированию в диссертации вводится и определяется понятие обучающей анимационной графической модели. Обучающая анимационная графическая модель ~ это представление объекта или процесса предметной области с использованием различных видов информация с целью изучения или воспроизведения каких-либо свойств реального объекта, способное выполнять когнитивную функцию.

В исследовании на основе проведенного., обзора педагогической и методической литературы по теме диссертации выделены значимые психолого-педагогические требования к анимационным графическим моделям:

1) Мультимедийное™ графических моделей В анимационных графических моделях используются такие элементы мультимедийных технологий как графику анимация, звук, текст, видео Этим обеспечивается равнообразие форм передачи одного и того же блока информации Доказано, чгго информация, доносимая до учащегося одновременно в нескольких видах, воспринимается более эффективно В анимационных графических моделях эти информационные потоки можно синхронизировать

2) Интерактивного. графических моделей. Наилучшая; форма представления материала - когда каждый объект на экране доступен для изучения, видоизменения, комбинирования с другими объектами Существуют различные струкгуры управления представлением информации в графических моделях Линейная структура предоставляет учащемуся возможность выполнять только пассивный просмотр сцен, и последовательность просмотра определяется сценарием Если учащемуся предоставляется возможность выбора путей просмотра и управления объектом с помощью интерактивных элементов, то модель становится нелинейной и интерактивной Таким образом, использование интерактивных графических моделей в обучении позволяет учащемуся занять позицию активного участника учебного процесса, выбирать индивидуальный темп и траекторию изучения материала.

3) Универсальность графических моделей, т.е. возможность проиллюстрировать практически каждый элемент изучаемых процессов и явлений. С помощью анимационных моделей можно показать то, что в обычных условиях увидеть или услышать нельзя

4) Коммуникативность графических моделей. Двумерные анимироваиные модели, создаваемые на основе векторной графики, имеют маленький размер, что играет существенную роль при передаче по сети, размещении на образовательном сервере, использовании при дистанционном обучении.

В процессе исследования нами выделены еле,дующие функции графических моделей в образовательном процессе:

1) обучение т.е. сообщение суммы знаний, формирование умений и навыков учебной и практической деятельности и обеспечение необходимого уровня усвоения;

2) имитация т.е. представление в модели определенного аспекта реальности дня изучения его основных структурных или функциональных характеристик с помощью некоторого ограниченного числа параметров;

3) моделирование. Такие модели предназначены для создания модели объекта, явления, процесса или ситуации (как реальных, так и виртуальных) с целью их изучения, исследования,

4) демонстрация т> е обеспечение в модели наглядного представления учебного материала, визуализации изучаемых явлений, процессов и взаимосвязей между объектами;

5) интеграция, т.е реализация » модели межпредметных связей

В диссертации показано, что графические модели должны создаваться с учетом следующих дидактических принципов повышения познавательной активности, сознательности, учета возрастных и индивидуальных особенностей, научности, наглядности Также при создании анимационных графических моделей необходимо учитывать эргономические, эстетические требования к содержанию и оформлению модели.

Использование интерактивных графических моделей имеет огромное значение в. дистанционном обучении, тгак как они являются важным средством, позволяющим наиболее полно передать информацию обучаемому, с их помощью происходит непосредственное участие учащегося в получении знаний^ частично решается проблема отсутствия реального общения с преподавателем.

Вторая глава «Использование анимации как средства компьютерного графического моделирования содержания обучения» посвящена рассмотрению основных понятий и средств создания графических моделей Мы считаем, что для создания полноценной графической модели необходимо знание базовых понятий, как в области моделирования, так и в области компьютерной графики и анимации Нами рассматриваются понятая модели, моделирования, графического моделирования, модельного стиля мышления, обучающих анимационных графических моделей, определяются функции компьютерной графики при моделировании Во 2 главе осуществлен сравнительный анализ средств создания двумерных графических моделей и обоснован выбор Macromedia Flash MX в качестве средства обучения учителей-предметников графическому моделированию.

Как уже отмечалось, многие виды ЭИР включают в себя интерактивные фафические модели Во ?ьмем за основу определение понятия модели, введенное ВЯ.Советовым в учебном пособии «Моделирование систем». «Модель — это объект или описание объекта, системы доя замещения одного объекта (т. е. оригинала) другим для изучения оригинала или воспроизведения каких-либо его свойств» Замещение одного объекта другим с целью получения информации о важнейших свойствах объекта-оригинала с помощью объекта-модели есть моделирование Остановимся подробнее на понятии графического моделирования, т.к оно составляет основу данного исследования.

Компьютерное графическое моделирование является подклассом информационного моделирования и представляет собой моделирование объектов средствами компьютерной графики Графическое модеюроваиие -это замещение реального объекта аудио-визуальным графическим образом (В А.Веников) Графическая модель, как и всякая другая,' Описывает реальный объект лишь с некоторой степенью приближения к действительности. Объект может быть воссоздан в модели как с фотографической точностью, гак и в схематичном виде Графические модели могут быть двумерные и трехмерные, статичные, дающие изображение моделируемого объекта в конкретный момент времени и динамические

Динамическое графическое моделирование воспроизводит процесс функционирования и развития объектов во времени и в пространстве

Аналвзируя роль графического моделирования в обучении, приходим к выводу, что графические модели выполняют два вида функций иллюстративную и когнитивную. Графические модели, интегрирующие в себе графическую, текстовую и звуковую информацию позволяют создавать целостный образ объекта При визуализации некоторого процесса образы на экране помогают учащемуся увидеть новые данные и пути дня решения задачи. Графические модели позволяют изучать не только готовые научные результаты, но и рассматривать процессы их получения, исследования, формируют способности, позволяющие обучаемому улавливать неочевидные ассоциации, продуцировать нестандартные идеи и решения проблем, способствуют развитию интуиции Поэтому при разработке методики обучения будущих учителей-предметников графическому моделированию, необходимо уделять особое внимание реализации когнитивной функции графических моделей.

Условием эффективного обучения графическому моделированию учитклей-предмегников является развитие у них модельного стиля мышления в контексте информационных технологий Содержание понятия модельного стиля мышления можно определить исходя из тех знаний, умений и навыков, которыми должен обладать обучаемый для создания анимационной модели Будем говорить, что студент обладает модельным стилем мышлением, если ои может.

1 структурировать информацию об объекте в пространстве: <

2 структурировать информацию об объекте во времени; ,

3 определить логическую структуру,

4. создавать графические образы элементарных явлений.

составляющие процесс; 5 выявить основные изменения состояния объекта или процесса; б. представить взаимодействие объектов и процессов в пространстве и времени.

Для развития модельного стиля мышления) в методику обучения графическому моделированию введены этапы разработки формальной модели При разработке графической модели студент должен производить следующие действия с информацией о моделируемом объекте или процессе-1 Выбирается исходный объект для моделирования, устанавливаются его

свойства и определяются требования к качеству готовой модели. 2. Производится абстракция - выделяется набор существенных характеристик некоторого объекта, которые отличает его от других объектов Абстракция определяет специфику рассматриваемого объекта для его дальнейшего использования; в модели Абстракции должяы содержать самые существенные свойства объекта данного вида, игнорировать его случайные или второстепенные для цели моделирования свойства.

3. Проводится модельный анализ. Выделяются отдельные элементы модели, взаимосвязанные во времени и взаимосвязанные в пространстве, определяются отношения между ними.

4 Разрабатывается распределенная в пространстве и времени структура элементов и взаимосвязей.

5 Проводится модельный синтез - процесс проектирования, но уже другого объекта, отличного от исходного. Во время проектирования происходит многократное моделирование и фигурирует ряд моделей Далеко не всегда отдельные процессы складываются в единый и приводят к искомому результату Осмысленная направленность модельного стиля мышления к целостному проекту — это основа процессов анализа и синтеза.

6 Осуществляется доступ к структуре и связям объектов в модели для реализации их взаимодействия

Модель должна адекватно отображать объект, следовательно, при разработке модели объектов какой-либо предметной области необходимо глубокое понимание сути моделируемых явлений и процессов. Особенно это важно при разработке и использовании графических моделей в обучении

Для выбора средства обучения графическому моделированию средствами анимации были проанализированы и исследованы возможности известных средств создания двумерной анимации Показано, что среди сравнительно широкого спектра средств создания двумерной анимации, используемых в настоящее время, среда Macromedia Flash MX обладает рядом преимуществ и позволяет удовлетворить психолого-педагогическим требованиям, выдвинутым ранее к обучающей анимационной графической модели:

• наличие временной шкалы и диспетчера слоев позволяет структурировать информацию о процессе или явлении во времени и в пространстве, что способствует развитию модельного стиля мышления;

разнообразие форм передачи информации и синхронность их представления реализует требования мультимедийное™; мощный событийно-управляемый язык позволяет удовлетворить требованию интерактивности В Macromedia Flash MX используется специальный язык Actiomcript, при помощи которого можно создавать эффективные сценарии для управления анимацией; компактность - маленький размер получающихся файлов. Macromedia Flash использует векторный формал- изображений и сжимает импортированные растровые рисунки и звуковые файлы. Этим обеспечивается возможность их распространения в сети, что реализует свойство коммуникативности. Таким образом, в камесгве средства создания анимационных графических моделей и разработки методики обучения созданию графических моделей нами выбрана среда Macromedia Flash MX

В третьей главе «Методика обучения будущих учителей-предметников графическому моделированию и результаты педагогического эксперимента» описана методика обучения графическому моделированию в средё Macromedia Flash MX, даны рекомендации учителям-предметникам по созданию и использованию таких моделей в образовательном процессе, описана организация поискового, констатирующего и формирующею этапов педагогического эксперимента и проанализированы его результаты

Основной принцип проектирования содержания курса обучения учителей-предметников графическому моделированию в среде Flash -испо'лйбваяие технологического подхода, который ориентирован на достиж&ние диагностично поставленных целей обучения Нами предложена реализаций таксономии целей обучения студентов, будущих учителей-предметников. графическому моделированию, включающих формирование умений:

1 Реализовать отдельные элементы учебного моделируемого процесса, яаления или образа в виде статической графики в Macromedia Flash MX

"2. Реализовать отдельные элементы учебного моделируемого процесса явления или образа в виде динамической графики.

3 Реализовать отдельные элементы учебного моделируемого процесса, явления или образа средствами звука

4 Реализовать интерактивное взаимодействие отдельных элементов учебного моделируемого процесса, явления или образа.

5. Использбвагь глобальную сеть для поиска и размещения электронных ресурсов.

6. Интегрировать вышеназванные компоненты в единую учебную модачь

7. Самостоятельно составить формальную модель процесса, явления ши образа и реализовать ее в Macromedia Flash MX.

8 Использовать созданную модель в будущей профессиональной деятельности.

Каждая цель обучения представлена набором конкретных знаний и умений учащегося в зависимости от ожидаемого уровня усвоения учебного материала по Блуму, а совокупность знаний и умений определяет достижение будущими учителями-предметниками каждой цели обучения графическому моделированию

Для выбора' методов обучения графическому моделированию мы руководствовались fft соответствием целям обучения и уровням усвоения (табл.1).

_ ______________ _______________Таблица 1

Уровень ' ' Методы и приемы обучения 1

усвоения______________ _________________ _____ „J

Знание, Применяются словесные (лекции), наглядные, продуктивные, j понима- j практические методы, лабораторные работы, метод обучения на! ние_______j примерах, метод контроля и оценки________________________;

изложение, объяснение материала по графическом}' моделированию преподавателем,

демонстрация преподавателем на экране Элементов излагаемого материала и способов действий в Macromedia Flaeh MX;

запись основных моментов теоретического материала, способов практических действий; запоминание действий преподавателя;

самостоятельная работа с текстом лекций, литературой, лабораторные работы;

структурирование материала, способствующее его воспроизведению в памяти; воспроизведение теоретическою материала, выполнение и отработка действий по созданию анимации по пошаговым рекомендациям на примере эталона; выполнение тех же действий самостоятельно; выполнение заданий для повторения выполненных действий;

_наблюдение за действиями студентов и корректировка. ___

Применяются словесные, наглядные, продуктивные, практические метода, лабораторные работы, метод контроля и оценки-■ воспроизведение и обобщение ранее приобретенных теоретических знаний и практических умений по созданию графических моделей;

осмысление студентами с помощью объяснения и показа преподавателем необходамых связей между действиями по созданию анимации,

выполнение заданий по созданию отдельных составных элементов целостной графической модели;

выполнение четко структурированных заданий по созданию модели, позволяющих использовать изученный материал, преподавателем проводится планирование их выполнения, управление процессом выполнения;

формулирование задания по созданию модели преподавателем, расчленение его на последовательность этапов и шагов, выполнение задания проводится; студентом самостоятельно (чаетинио-поисховый метод);

' выполнение заданий, требующих самостоятельного применения усвоенных действий для создания графической модели; ' наблюдение за работой студентов, оказание им оперативной помощи;

проверка преподавателем выполнения зад аний, ' анализ и самоанализ созданной анимации, выявление недостатков

и их причин.___________________

Применяются словесные, наглядные, продуктивные метода, лабораторные работы, индуктивный метод, метод стимулирования познавательного процесса, метод проектов, метод контроля и оценки

работа с литературой по моделируемому процессу, выделение главных моментов, логических связей, составление плана описания процесса в Macromedia Flash, выполнение графического изображения

на бумаге;

■ выполнение заданий, требующих выделения частей целого и взаимосвязей между ними, определения логики связей (метол конкретных ситуаций);

■ самостоятельная разработка плана графической модели и его реализация в Macromedia Flash;

• самоконтроль за выполнением задания, самоанализ и коррекция модели,

• наблюдение за деятельностью студентов,

- проверка выполнения задания по моделированию процесса;

• защита студентом созданной графической модели с содержательной, методической, психологической точки зрения,

• самостоятельная формулировке задания, выбор моделируемого процесса создание модели, ее представление на лабораторной работе по биологии, амалич и обсуждение представленного- проекта (метод проектов);

, • обсуждение актуальности работы по созданию модели для .изучения биологии (метод стимулирования познавательного процесса), развивающего и воспитывающего влияния моделей при ____их дспольэовании в обучении______________ _________

При обучении графическому моделированию нами использованы следующие формы обучения: классическая лекция, лабораторные работы, самостоятельная работа. Также были определены средства обучения:

*•> дидактические средства' описание лабораторных работ, которые были разработаны в результате внедрения методики, тексты Лекций, а при выполнении творческой работы - соответствующая литература по моделируемому процессу,

технические средства' компьютер, звуковые колонки, микрофон, сканер;

• программные средства: среда Macromedia Flash MX, стандартная программа записи и воспроизведения звука «Звукозапись», программы сканирования и редактирования изображений

В .соответствии с компонентами методики определена последовательность обучения.

1 Освоение базовых зданий и умений по созданию графической модели.

2 Выполнение самостоятельной творческой работы по созданию модели процесса конкретной предметной области и ее частичная апробация на лабораторных занятиях по предмету

Педагогический эксперимент определялся гипотезой исследования, осуществлялся в 3 этапа и проводился в 2003-20(>5 годах на базе Поморского государственного университета В эксперименте участвовало 180 студентов естественно-географического факультета и факультете физической культуры Проведение педагогического эксперимента позволило прийти к следующим результатам;

■ Результаты поискового этапа выявлены основные направления развития информационной образовательной среды; обоснована необходимость разработки методики обучения учителей-предметников графическому моделированию; определены требования к обучающим графическим моделям, выявлена в качестве базовой и изучена среда Macromedia Flash MX, необходимая для разработки озвученных интерактивных анимационных моделей.

■ Результаты констатирующего этапа: определены затруднения, возникающие у будущих учителей при создании графических моделей, с целью преодоления этик затруднений был® определено понятие модельного стиля мышления и разработана методика его развития с помощью временной шкалы и диспетчера слоёв среды Macromedia Flash MX Было разработано содержание обз'чающего курса изучения основ графического моделирования в Macromedia Flash MX для учителей-предметников, изучающих биологию; проведена апробация разработанных лабораторных работ

Проведение формирующего этапа эксперимента было направлено на подтверждение гипотезы исследования

Используя таксономию учебных целей, были сконструированы задания для проверки достижения целей обучения Каждое задание соответствует конкретной цели обучения, и при оценке их выполнения проверялось усвоение соответствующих знаний и умений Каждому заданию соответствует определенное количество баллов, которое назначается и обосновывается исходя из когнитивной сложности задания, его операциональной ценности, необходимым для его выполнения уровням усвоения по Блуму

В процессе обучения студенты выполняли творческую работу на основе заданий для проверки достижения поставленных целей обучения графическому моделированию После выполнения творческой работы нами проводилась ее экспертиза, оценивалось выполнение каждого задания, выставлялся суммарный балл.

Уровень сформированное™ модельного стиля мышления определялся на основе суммы баллов 82% студентов полностью овладели знаниями, умениями и навыками по созданию и использованию графических моделей, сумели составить и реализовать модель некоторого процесса или явления, которая полностью описывает процесс, что свидетельствует о развитии модельного стиля мышления.

Для доказательства положения гипотезы о том, что изучение графического моделирования способствует усилению межпредметных связей, повышает мотивацию изучения конкретной дисциплины, были проанализированы экзаменационные оценки по биологии в контрольной и экспериментальной группах

С помощью метода математической статистики - критерия у? для независимых выборок было показано, что на начальный период эксперимента контрольная и экспериментальная группы имеют одинаковый

уровень знаний по биологии В ходе проведения эксперимента студенты экспериментальной группы на занятиях по информатике учились создавать графические модели по биологии' в соответствии с предложеннбй методикой обучения, а в контрольной группе студенты получачи пользовательские навыки рботы в различных средах \Vindows С'нрименением того же метода, было показано, что после проведения эксперимента, уровень знаний по биологии в экспериментальной группе повысился ио сравнению с контрольной.

То, что студенты экспериментальной группы сдали экзамен по биологии значительно лучше, свидетельствуют средние оценки за экзамен в контрольной и Экспериментальной группах (см Рисунок 1).

до эксперимента после

эксперимента О контрольная группа ■экспериментальная группа

Рис 1. Средние оценки за экзамен по биологии в контрольной и экспериментальной группах

Для выяснения влияния занятий по моделированию биологических процессов на экзаменационную оценку по биологии, была установлена зависимость между этими двумя показателями Для установления связи между признаками был использован коэффициент ранговой корреляции Спирмена Выяснено, что между количеством баллов за творческую работу и оценкой за экзамен по биологии существует статистически значимая положительная корреляция, те студенты, освоившие моделирование в Macromedia Flash MX и успешно выполнившие индивидуальное задание имеют более высокую оценку на экзамене Этот результат закономерен, т к создавая графическую модель, студент более глубоко проникает в суть моделируемых явлений и процессов, производит их анализ и синтез Это способствует развитию модельного стиля мышления и в дальнейшем приводит к более успешному изучению других биологических процессов и явлений Таким образом, подтверждается положение гипотезы о том. что изучение графического моделирования способствует усилению межпредметных связей, повышает мотивацию изучения конкретной дисциплины

Созданные н процессе обучения лучшие анимационные графические модели включены в коллекцию -электронных ресурсов университета и стали

доступными для использования в учебном процессе, а будущие учителя получили знания и навыки создания ЭИР с использованием графического моделирования Таким образом1, подтверждается положение гипотезы о том, что изучение графического моделирования способствует участию учителей-предметников в создании и использовании электронных образовательных ресурсов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Проведенное теоретическое исследование и экспериментальная проверка разработанной методики позволяют сформулировать следующие выводы:

1 На основе анализа тенденций развития современной информационной образовательной среды обоснована актуальность построения методики обучения студентов созданию электронных образовательных ресурсов в виде анимационных графических моделей. 2. Графическое моделирование средствами анимации является методом создания» новых электронных изданий и ресурсов учебного назначения дтя традиционной и дистанционной форм ©бучения. Поэтому обучение будущих учителей-предметников созданию анимационных графических моделей должно быть включено в курс профессиональной подготовки учителей.

3 Обучающая анимационная графическая модель должна удовлетворять психолого-педягогаческим требованиям интерактивности, мультимедийное!«, коммуникативности, универсальности, выполнять когнитивную функцию.

4 Доказано, что обучение созданию обучающих анимационных графических моделей способствует развитию модельного стиля мышления и усилению межпредметных связей.

!. В результате диссертационного исследования спроектирована методика обучения будущих учителей-предметников графическому моделированию средствами анимации, разработаны учебно-методические рекомендации по созданию графических моделей в Macromedia Plash MX. 6. Экспериментальные исследования подтвердили, что выбранный подход к построению методики обучения графическому моделированию является эффективным, продемонстрировали полное соответствие разработанной методики гипотезе, поставленным целям и задачам

Основное содержание дясс«ртанив отражено а следующих работах

явтора:

1. Анисимова Н.С., Софронова Т В. Использование интерактивной компьютерной графики учителями предметниками ) Вестник математического факультета: Межвузовский сборник научных трудов. Вып.6/ Отв. ред. Э.О Зеель. Е'Ф.Фефилова-Архангельск ПТУ, 2004.-0,19/0,095 п.л.

2 Ависимова Н.С, Семенова Т.В., Софронова Т В. Использование зрительных, и слуховых модальностей для формирования денотагга обучаемых IX-Санкт-Петербургская международная конференция «Региональная информатика - 2004», С-Пб, 22-24 июня 2004 Материалы конференции - СПб, 2004.-0,06/0,02 п.л.

3. Анисимова Н.С., Семенова Т В., Софронова Т В. Использование графического моделирования н среде Macromedia Flash для описания биологических объектов в процессе школьного курса естествознания. 1Х-Сдакт-Петербургская международная конференция «Региональная информатика - 2004», С-Пб, 22-24 июня 2004 Материалы конференции - СПб, 2004.-0,06/0,02 п.л.

4 Анисимова Н.С., Софронова ТВ. Таксономия целей обучения учителей-предметников графическому моделированию в среде Flash / Теоретические и методические проблемы обучения в школе и вузе. Межвузовский сборник научных трудов С -Петербург-Мурманск, 2005.-0,5/0,25 пл.

Подписано в печать 27.04,2006 г. Формат бумаги 60х84\16 Бумага офсетная. Объем 1,13 печ. л. Тираж 100 экз.

___;_Заказ № 18._

191023,Санкт-Петербург, наб. р. Фонтанки д. 78, Ризограф НОУ «Экспресс»

i t

f i

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Софронова, Татьяна Витальевна, 2006 год

ВВЕДЕНИЕ.

• ГЛАВА

• ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ ИЗДАНИЙ И РЕСУРСОВ В

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ.

§ 1. Учебные электронные издания и ресурсы.

1.1. Классификация учебных электронных издании и ресурсов, инструменты и перспективы их создания

1.2. Хранение и доступ к учебным электронным ресурсам, содержащим графические модели.

§ 2.Анимационная графическая модель как элемент мультимедийных технологий.

§ 3. Психолого-педагогические основы использования графического моделирования в обучении.

3.1. Психологические основы использования компьютерной графики в обучении.

3.2. Педагогические требования к обучающим графическим моделям.

3.3. Реализация принципов обучения и воспитания в обучающих анимационных графических моделях.

3.4. Возможности графических моделей в дистанционном обучении.

§ 4. Место графического моделирования в системе компетептностей учителейпредметников.

ГЛАВА

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АНИМАЦИИ КАК СРЕДСТВА КОМПЬЮТЕРНОГО

ГРАФИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ОБУЧЕНИЯ.

§ 1. Особенности применения интерактивных графических моделей при обучении.

1.1. Модель как средство познания в обучении.

1.2. Обучающие функции компьютерной графики при моделировании.

§ 2. Основные понятия графического моделирования.

2.1. Виды графики, используемой при создании графических моделей.

2.2. Сущность и понятийный аппарат 2D анимации.

§ 3. Программные средства создания 2D анимации.

3.1. Обзор программ двумерной анимации, используемых для графического моделирования.

3.2. Основные понятия Macromedia Flash MX.

ГЛАВА

МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ-ПРЕДМЕТНИКОВ ГРАФИЧЕСКОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ И РЕЗУЛЬТАТБ!

ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА.

§ 1. Таксономия целей обучения графическому моделированию.

§ 2. Методика обучения созданию графических моделей и их использованию в обучении.

§ 3. Организационно-структурные основы педагогического эксперимента.

§ 4. Итоги педагогического эксперимента и анализ результатов.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Графическое моделирование процессов и явлений средствами анимации в профессиональной подготовке учителей-предметников"

В настоящее время информатизация сферы образования вступает на р качественно новый уровень: решается задача массового использования ® компьютерных технологии в общем и профессиональном образовании. В этих условиях необходимо отчетливо представлять роль информационных компьютерных технологий в образовательном процессе.[84]

Информатизация образования - это процесс изменения содержания, методов и организационных форм обучения в условиях становления школы, которая решает задачи подготовки молодежи к жизни в условиях информационного общества [28,57,121].

Одной из главных целей информатизации является повышение качества ® образования во всех регионах России, создание условий для поэтапного перехода к новому уровню образования на основе информационных технологий, доступ учащихся и преподавателей к высококачественным •f локальным и сетевым образовательным информационным ресурсам, в том числе к системе современных электронных учебных материалов по основным изучаемым предметам.

При поддержке Министерства образования предполагается создать единую, общедоступную для системы образования коллекцию цифровых образовательных ресурсов, обеспечить основные потребности в цифровых ® образовательных ресурсах общего образования и профессионального образования. Ресурсы коллекции позволят также расширить возможности использования информационных технологий при обучении всем учебным предметам. [143]

В этой связи актуальным представляется обновление профессионально -щ педагогической подготовки учительских кадров в педвузах, в особенности в области информатики и информационных технологий [64,85]. Требуется подготовка качественно нового учителя, готового к работе в новых условиях, способного адаптироваться к педагогическим новациям и быстро реагировать па современные и перспективные процессы социального и экономического развития общества. Таким образом, чрезвычайно актуальным становится такое обучение будущих учителей школ и преподавателей вузов, которое основано не только на фундаментальных знаниях в избранной области (математика, химия, биология, литература и т.д.), в педагогике и психологии, но и на общей культуре, включающей информационную. То есть необходима основательная подготовка в сфере современных информационных и коммуникационных технологий. Педагоги нового поколения должны уметь квалифицированно выбирать и применять именно те технологии, которые в полной мере соответствуют содержанию и целям изучения конкретной дисциплины, способствуют достижению целей гармоничного развития учащихся с учетом их индивидуальных особенностей [101,110].

Соответствующая подготовка важна еще и потому, что именно педагогам отводится решающая роль в проектировании и содержательном наполнении информационной образовательной среды. Представляется важным включать студентов, будущих учителей-предметников в процесс создания цифровых образовательных ресурсов как на основе интеграции содержимого информационных образовательных порталов, так и на основе самостоятельных разработок.

Моделирование вообще и компьютерное графическое моделирование, в частности, используется в таких информационных технологиях как:

1. Коллекция цифровых информационных ресурсов для системы образования.

2. Системы на базе мультимедиа технологий, построенные с использованием персональных ЭВМ, видеотехники.

3. Интеллектуальные и обучающие экспертные системы, широко использующие имитационный подход в различных предметных областях.

4. Средства телекоммуникации, включающие в себя электронную почту, телеконференции, локальные и региональные сети связи. [108]

Актуальной стала задача разработки методик внедрения графического моделирования в процесс познания, использование которых в образовании может внести значительный вклад в эффективность обучения. Эта задача может быть решена совместными усилиями педагогов разных дисциплин. Но для этого необходимо включить в образовательную подготовку учителей всех предметов основы использования графического моделирования. Учителям для внедрения информационных технологий в учебный процесс приходится работать с программным обеспечением, созданным инженерами для всеобщего использования. Как правило, оно не учитывает ни психолого-педагогических, ни методических, ни организационных особенностей учебного процесса, оно не поддерживает школьных стандартов, не связано с учебными и рабочими планами. Это означает, что учителям для использования мультимедийных технологий самим придется адаптировать их для интеграции в учебный процесс. [6]

Поэтому при подготовке педагогических кадров особое внимание следует уделить приобретению навыков работы с программными и аппаратными средствами компьютерного графического моделирования, которые в будущем позволят по-новому организовать учебно-информационную деятельность.

Использование компьютерных моделей подразумевает, что выпускники педагогических университетов должны иметь специальную информационную подготовку, в совершенстве владеть механизмами поиска, анализа, сбора и использования ресурсов для целей моделирования, уметь зрительно воспринимать выражение идей, понятий, процессов и уметь выражать свои идеи через использование различных видов информации. Графическое моделирование соединяет в себе возможность одновременного получения образа объекта, процесса в различных информационных представлениях: графика, текст, звук, видео, и реализации динамики движения, преобразования объектов в виде анимации. Наибольший интерес вызывает применение анимации, так как она позволяет визуализировать явления, процессы и динамику изменения объектов, труднодоступные для наблюдения или не существующие в реальном мире, позволяет представить движущиеся элементы устройств, показания приборов, динамические модели процессов. Использование анимированных моделей позволяет интенсифицировать деятельность учителя и школьника, повысить качество обучения предмету, отразить существенные стороны объектов, выдвинуть на передний план наиболее важные с точки зрения учебных целей и задач характеристики изучаемых объектов и процессов, учитель может представить изучаемый материал более наглядно, продемонстрировать его новые и неожиданные стороны неизвестным ранее способом.

В связи с активным развитием дистанционных форм обучения приобретает все большее значение исследование компьютерных графических моделей как средств, в том числе служащих для смягчения отсутствия личного общения учащегося и преподавателя. В дистанционном обучении важным средством, позволяющим наиболее полно передать информацию обучаемому являются компьютерные модели на основе мультимедиа. Учитывая особенности дистанционного обучения, наиболее рациональным становится использование двумерной анимации, в частности, векторной анимации как наиболее компактной и предоставляющей широкие возможности по созданию автоматической анимации. В качестве инструмента для создания таких моделей можно использовать Macromedia Flash - очень мощное, при этом простое в использовании, средство создания двумерных анимированных проектов на основе использования векторной графики с встроенной поддержкой интерактивности. Используя возможности Flash - технологий, школьный учитель может создавать электронные учебники, виртуальные лабораторные работы, демонстрации, интерактивные мультимедиа-презентации. Векторная графика - это объекты, определяемые математическими уравнениями, или векторами, которые содержат информацию о размере, форме, цвете, границе и местоположении. Это эффектный способ обращения с графикой, в результате которого получаются файлы относительно небольших размеров даже при работе со сложными рисунками. Более того, векторная графика не зависит от разрешения, с которым просматривается объект.

Однако анализ литературы и информационных источников по этой проблеме показал, что в настоящее время незначительный процент учителей-предметников использует при обучении самостоятельно созданные анимационные графические модели. Во-первых, это связано с незнанием педагогических возможностей средств создания графических моделей, во-вторых, - с отсутствием методик обучения созданию анимационных графических моделей, в-третьих, - с отсутствием у учителей умений установить межпредметные связи между графическим моделированием и преподаваемым предметом. Поэтому нами сделан вывод о необходимости обучения будущих учителей-предметников созданию графических моделей и их использованию в профессиональной педагогической деятельности

Таким образом, становится актуальной проблема обучения будущих учителей-предметников графическому моделированию, которое позволит им создавать электронные образовательные ресурсы в рамках любых предметных областей для различных форм обучения.

Цель исследования: обосновать и разработать методику обучения учителей-предметников компьютерному графическому моделированию средствами анимации.

Гипотеза исследования: если обучать будущих учителей-предметников компьютерному графическому моделированию средствами анимации, то это приведет к:

• развитию у них модельного стиля мышления;

• усилению межпредметных связей и повышению мотивации изучения конкретной дисциплины;

• участию учителей-предметников в создании и использовании электронных информационных образовательных ресурсов.

Объект исследования: процесс обучения будущих учителей-предметников созданию анимационных графических моделей.

Предмет исследования: методика обучения созданию графических моделей в виде интерактивной двумерной анимации.

В соответствии с целью и гипотезой определены следующие задачи исследования:

1. обосновать актуальность обучения учителей-предметников графическому моделированию в профессиональной подготовке;

3. провести анализ программных средств создания двумерной анимации с целью выбора средства для обучения графическому моделированию;

4. определить психолого-педагогические требования к компьютерным анимационным моделям;

Для решения поставленных задач использовались следующие методы: анализ научно-методической, психолого-педагогической литературы по проблемам, связанным с информатизацией образования относительно поставленной цели исследования, информационных источников, доступных через информационную сеть Интернет, анализ программ модернизации и информатизации образования, изучение и обобщение педагогического опыта, педагогический эксперимент.

Научная новизна исследования состоит в следующем: определено содержание понятия модельного стиля мышления в контексте информационных технологий; предложен метод количественной оценки развития модельного стиля мышления; \/ выявлено, что создание анимационных графических моделей по конкретному предмету повышает мотивацию его изучения; определены методы и формы реализации межпредметных связей между учебными процессами по графическому моделированию и конкретным предметом.

Теоретическая значимость исследования состоит в следующем: ■ определен набор базовых понятий графического моделирования; \J

• определено содержание понятия обучающей анимационной графической модели;

• определены психолого-педагогические требования к обучающим анимационным графическим моделям;

• теоретически обосновано, что процесс создания обучающих анимационных графических моделей развивает модельный стиль мышления. J

Практическая значимость исследования состоит в том, что:

• разработана методика обучения студентов созданию новых электронных ресурсов в виде анимационных графических моделей;

• результаты исследования могут быть использованы для повышения квалификации учителей;

• основные результаты и материалы исследования могут быть использованы для создания методик обучения различным предметам.

Обоснованность и достоверность полученных результатов обеспечивается научной состоятельностью исходных теоретических положений, выбором методов исследования, адекватным поставленным целям и задачам, результатами экспериментальной проверки, подтвердившей справедливость основных положений выдвинутой гипотезы

Теоретико-методологической базой исследования являются работы: по общей теории обучения (Ю.К.Бабанский, П.В.Беспалов, В.П.Беспалько, И.Я.Лернер, П.И.Пидкасистый, Д.В. Чернилевский); по теории использования информационных технологий в образовании (Г.Н.Александров, Н.В.Бордовская, Б.С.Гершунский, Т.В.Добудько, И.Г.Захарова, К.К.Колин, И.И.Мархель, Е.И.Машбиц, О.В.Околелов,

A.В.Осин, Е.С.Полат, И.В.Роберт, В.А.Сластенин, А.В.Уваров); в области методологии и методики обучения информатике (Н.С.Анисимова, Е.В.Баранова, А.А.Безруков, Н.П.Безрукова, С.А.Бешепков, И.Б.Готская, В.А.Далингер, В.М.Жучков, А.А.Кузнецов,

B.В.Лаптев, М.П.Лапчик, И.В.Макарова, Е.А.Ракитина, И.А.Румянцев, Н.И.Рыжова, И.В.Симонова, М.В.Швецкий); в области теории и практики моделирования (В.А.Веников, Г.В.Веников, В.М.Казиев, К.В.Казиев, А.В.Копыльцов, Н.И.Пак, Б.Я.Советов); в области компьютерной графики и графического моделирования (В.В.Александров, М.В.Бурлаков, А.К.Гультяев, В.А.Дронов, А.А.Зенкин, Е.М.Разинкина, В.Рейнбоу, А.В.Соловов, С.В.Симанович); концепция информатизации сферы образования Российской Федерации; материалы Центра дистанционного образования Института общего среднего образования РАО; основные положения концепции образовательных электронных изданий и ресурсов (ФЦП РЕОИС).

На защиту выносятся следующие научные положения:

- компьютерная анимация как модель является важным средством обучения в традиционной и дистанционной формах;

• обучение графическому моделированию в среде Macromedia Flash MX развивает модельный стиль мышления; создание обучающих графических моделей будущими учителями-предметниками при изучении конкретной дисциплины усиливает межпредметные связи;

• обучение графическому моделированию учителей способствует развитию информационной образовательной сети.

Апробация и внедрение результатов

Исследование осуществлялось в процессе преподавания курса информатики в Поморском государственном университете г.Архангельска, в курсе «Мультимедиа технологии» для учителей математики в РГПУ им.А.И.Герцена, в курсе «Web-дизайн» для специальности «Прикладная информатика в экономике» в Санкт-Петербургском финансово-экономическом университете. Основные положения и результаты эксперимента докладывались на IX-Санкт-Петербургской международной конференции «Региональная информатика - 2004», они также опубликованы в форме статей в сборнике трудов к конференции, сборниках научных трудов. Работы по теме диссертации:

1. Анисимова Н.С., Софронова Т.В. Использование интерактивной компьютерной графики учителями предметниками / Вестник математического факультета: Межвузовский сборник научных трудов. Вып.6/ Отв. ред. Э.О.Зеель, Е.Ф.Фефилова.-Архангельск: ПГУ, 2004.-0,19/0,095 п.л.

2. Анисимова Н.С., Семенова Т.В., Софронова Т.В. Использование зрительных и слуховых модальностей для формирования денотата обучаемых. IX-Санкт-Петербургская международная конференция «Региональная информатика - 2004», С-Пб, 22-24 июня

2004.:Материалы конференции.- СПб, 2004.-0,06/0,02 п.л.

3. Анисимова Н.С., Семенова Т.В., Софронова Т.В. Использование графического моделирования в среде Macromedia Flash для описания биологических объектов в процессе школьного курса естествознания. IX-Санкт-Петербургская международная конференция «Региональная информатика - 2004», С-Пб, 22-24 июня 2004.:Материалы конференции.- СПб, 2004.-0,06/0,02 п.л.

4. Анисимова Н.С., Софронова Т.В. Таксономия целей обучения учителей-предметников графическому моделированию в среде Flash / Теоретические и методические проблемы обучения в школе и вузе. Межвузовский сборник научных трудов. С.-Петербург-Мурманск,

2005.-0,5/0,25 п.л.

Общий объем и структура исследования: диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложения. Объем диссертации составляет 155 страниц. Список литературы включает 152 наименования. Диссертационная работа иллюстрирована 6 рисунками, 7 таблицами.

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)"

выводы:

1. На основе анализа тенденций развития современной информационной образовательной среды обоснована актуальность построения методики обучения студентов созданию электронных образовательных ресурсов в виде анимационных графических моделей.

2. Графическое моделирование средствами анимации является методом создания новых электронных изданий и ресурсов учебного назначения для традиционной и дистанционной форм обучения. Поэтому обучение будущих учителей-предметников созданию анимационных графических моделей должно быть включено в курс профессиональной подготовки учителей.

3. Обучающая анимационная графическая модель должна удовлетворять психолого-педагогическим требованиям интерактивности, мультимедийное™, коммуникативности, универсальности, выполнять когнитивную функцию.

4. Доказано, что обучение созданию обучающих анимационных графических моделей способствует развитию модельного стиля мышления и усилению межпредметных связей.

5. В результате диссертационного исследования спроектирована методика обучения будущих учителей-предметников графическому моделированию средствами анимации, разработаны учебно-методические рекомендации по созданию графических моделей в Macromedia Flash MX.

6. Экспериментальные исследования подтвердили, что выбранный подход к построению методики обучения графическому моделированию является эффективным, продемонстрировали полное соответствие разработанной методики гипотезе, поставленным целям и задачам.

7. Экспериментальные исследования подтвердили, что выбранный подход к построению методики обучения графическому моделированию является эффективным, продемонстрировали полное соответствие разработанной методики гипотезе, поставленным целям и задачам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенное теоретическое исследование и экспериментальная проверка разработанной методики позволяют сформулировать следующие

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Софронова, Татьяна Витальевна, Санкт-Петербург

1. Аверьянов Л.Я. Рунов А.В. Современные проблемы интернет-обучения // Информатика и образование. 2002. № 4

2. Александров В.В., Горский Н.Д. Представление и обработка изображений. Рекурсивный подход. Л.:Наука, 1985.-190 с.

3. Александров Г.Н. Программированное обучение и новые информационные технологии обучения. // Информатика и образование, №5, 1993, с.7-21

4. Андреев А.А. Дидактические основы дистанционного обучения http://www. teacher, fio.ru.

5. Анисимова П.С. Подготовка учителей-предметников в области мультимедийных технологий. 6-я С-Петербургская международная конференция «Региональная информатика 98»: Тезисы докладов. СПб., 1998

6. Анисимова Н.С. Мультимедиа-технологии в образовании: понятия, методы, средства: Монография / Под ред. Г.А.Бордовского.- СПб.: Из-во РГПУ им. А.И.Герцена, 2002. 89 с.

7. Анисимова Н.С. Теоретические основы и методология использования мультимедийных технологий в обучении. Дисс. д-ра пед. наук. М., 2002.-329 с.

8. Антонова Т. С., Харитонов A. J1. Мультимедийный учебник. Поиски жанра // Компьютер Пресс. 1998. №9.

9. Апатова Н.В. Влияние информационных технологий на содержание и методы обучения в средней школе. Дисс. д-ра пед. наук. М., 1994. - 217 с.

10. Апатова Н.В. Информационные технологии в школьном образовании. -М.: ИОСО РАО, 1994. 228 с.

11. П.Балашов К. 10. О достижении максимальной степени сжатия на основе LZW-алгоритма. http:// www.compression.graphicon.ru.

12. Баранов Г. Обзоры методов сжатия данных, http://www.pcclub.com.ua

13. З.Безруков А. А., Безрукова Н. П., Формирование информационной культуры студентов естественнонаучных факультетов педагогического вуза // Информатика и образование- 2004. №2. стр.86-95.

14. Белошапка В.К. Информационное моделирование в примерах и задачах. -Омск, 1992. 163 с. ил.

15. Беспалов П.В. Компьютерная компетентность в контексте личностно ориентированного обучения М.:Педагогика. 2003. №4

16. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. М., 1995.-336 с.

17. Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии. М.: Педагогика, 1989. 192 с.

18. Бордовская I I.В., Реан А.А. Педагогика. Учебник для вузов. СПб., 2000.

19. Брановский 10.С. Введение в педагогическую информатику. Учеб. пособие. Ставрополь: СГПИ, 1994. - 37 с.

20. Братчиков Л.И., Марусева И.В., Казаков АЛО. Теория и практика информатизации учебного процесса. СПб.: Образование, 1993.- 52с.

21. Бурлаков М.В. Самоучитель Macromedia Flash МХ.-СПб.:БХВ-Петербург, 2003.-656с.:ил

22. Ваганов А., «Мультимедийный вариант наскальной живописи. Визуализация математических абстракций обещает революцию в научном познании». // Интервью с Зенкипым А.А.-"Независимая газета" от 22 марта 2000 г. Приложение "НГ-НАУКА". Электронная версия

23. Ватолин Д. и др. Методы сжатия данных. Устройство архиваторов, сжатие изображений и видео. М.: Диалог-МИФИ, 2002. - 384 с.

24. Веников В. А., Веников Г. В. Теория подобия и моделирования.— М.: Высшая школа, 1984. 439 с.

25. Вербицкий А.А. Психолого-педагогические особенности контекстного обучения. Сборник «Дидактические основы компьютеризации обучения», ЛГПИ, 1989

26. Вострокнутов И.Е. Теория и технология оценки качества программных средств образовательного назначения. Монография . — М.: Госкоорцентр, 2001, 300 стр.

27. Галкина А.И., Вострокпутов И.Е. Реесты сертификатов на программные средства образовательного назначения. 2001 — 2003. // Internet: http://vvvvw.ofap.ru/reestlb.htm.

28. Гершунский Б.С. Философия образования. М., 1998.

29. Грабарь М.И, Краснянская К.А. Применение математической статистики в педагогических исследованиях. Непараметрические методы. М., Педагогика, 1977,- 135 с.

30. Гультяев А. К. Macromedia Flash MX: Практическое пособие. СПб.: 2001.

31. Гусак А.А. Приближение фкнкций. Минск, Из-во «Университетское», 1989

32. Далингер В.А. Компьютерная компетентность основа профессионализма современного учителя математики http://ito.edu.ru/2003/II.html

33. Деннинг A. ActiveX для профессионалов. Пер. с англ. — СПб.: Питер, 1998.-624 с.

34. Дерек Франклин, Брукс Паттон Flash 4. Анимация в Интернете -.: СПБ: Символ Плюс Санкт- Петербург, 2000.

35. Дистанционное обучение: Учебное пособие / Под ред. Е. С. Полат. М., 1998.

36. Добудько Т.В. Формирование профессиональной компетентности учителя информатики в условиях информатизации образования. Самара: Изд-во СамГПУ, 1999. - 340 с.

37. Дронов В. A. Macromedia Flash MX. СПб.: БХВ - Петербург, 2002. - 848 с.

38. Дьяконов В., Новиков Ю., Рынков В. Компьютер для студента. — СПб., 2000.

39. Дьяченко М. И., Кандыбович Л. А. Краткий психологический словарь: Личность, образование, самообразование, профессия. Мн.: Хэлтон, 1998.-399 е., С. 108-109.

40. Елисеева И. И. Дистанционное обучение в среде мультимедиа-технологий // Дистанционное образование. 1997. № 2. http://www.mesi.ru.

41. Ермолаев O.IO. Математическая статистика для психологов: Учебник.-2-е изд., испр.- М.: Московский психолого-социальный институт: Флинта, 2003.-336 с.

42. Зимина О.В., Кириллов А. И. Рекомендации по созданию электронного учебника. Академия XXI век. http://www.academiaxxi.ru/methJapersl А Orecomt. h tm

43. Зимняя И. А. Лингвопсихология речевой деятельности. М.: Московский психолого-социальный институт, Воронеж: НПО «МОДЭК», 2001. — 432с.

44. Зимняя И.А. Педагогическая психология. М., 2000.

45. Иванов А. Г., Пятницкий А. А., Филинов Ю. Е. Объектно-ориентированный подход технологии программирования, http://www.math.rsu.ru.

46. Иванова Е.В. Информационная компетентность учителя в современной школе. //Развитие научного педагогического знания: проблемы, подходы, результаты. Выпуск 1 Сборник научных статей аспирантов./ Под ред. Тряпицыной А.П. и др.-СПб.: НИИХ СпбГУ, 2003

47. Иванова Е.В. Формирование информационной компетентности -важнейшая задача профессиональной подготовки учителя. http://ito.edu.ru/2003/II.html

48. История педагогики и образование/Под ред. А.И. Пискунова. М., 2001.

49. Казаков В. Г., Дорожкин А. А., За дорожный А. М., Князев Б. А. Лекционная мультимедиа аудитория// Мир ПК 1995. № 3.

50. Казиев В.М., Казиев К.В., Основы математического и инфологического моделирования в примерах // Информатика и образование.- 2004. №1. стр. 39-47.

51. Карелов С. «Храните информацию в правом полушарии» Независимая Газета. Сетевая версия. 22 марта 2000 http://science.ng.ru/policy/2000-03-22/ lmmedia.html

52. Кирмайер М. Мультимедиа: Пер. с нем. СПб.: BHV - Санкт-Петербург, 1994- 192с.

53. Кларин М.В. Педагогическая технология в учебном процессе. М.: Знание, 1989.

54. Кобцева Л.И. Формирование навыков использования медиаресурсов в профессиональной деятельности учителя-предметника//ХП конференция-выставка «Информационные технологии в образовании»: Сборник трудов участников конференции. Часть П.- М.: МИФИ, 2002. 84 с.

55. Колин К. К. О структуре и содержании образовательной области «Информатика» // Информатика и образование.- 2000. № 10.

56. Концепция информатизации сферы образования Российской Федерации. Проблемы информатизации высшей школы. М.: 1998.

57. Кузнецов А.А., Бешенков С.А. Ракитина Е.А. Современный курс информатики: от элементов к системе //Информатика и образование, -2004. №1,2

58. Лаптев В.В., Рыжова Н.И., Швецкий М.В. Методическая теория обучения информатике. Аспекты фундаментальной подготовки. СПб.: Изд-во С.-Петерб.ун-та, 2003.-352 с.

59. Лапчик М.П., Семакин И.Г., Хеннер Е.К. Методика преподавания информатики. Учебное пособие для студ. пед. вузов. — М.: Издательский центр «Академия», 2001. — 624 с.

60. Макарова Н.В., Титова Ю.Ф. Методика формирования представления об объекте и модели па уроках информатики //XII конференция-выставка «Информационные технологии в образовании»: Сборник трудов участников конференции. Часть II.- М.: МИФИ, 2002. 84 с.

61. Мархель И.И. Перспективы развития дидактических средств компьютерной технологии обучения. Дисс.д-ра. пед. наук. -М., 1991.

62. Материалы Центра дистанционного образования Института общего среднего образования РАО. http://www.ioso.iip.net/distant/

63. Машбиц Е.И. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации обучения. М.:1988

64. Мельников А. В., Цытович П.Л. Принципы построения обучающих систем и их классификация // Электронный журнал «Педагогические и информационные технологии». — 2001. — № 4. http://scholar.urc.ac.ru/ pedjournal/numero4/pedagftsit3.html.ru

65. Митенева Т. А., Соколова С.В. Возможности использования Flash-технологий в профессиональной деятельности учителя. http://ito.edu.ru/2003/II

66. Мук К. ActionScript. Подробное руководство. Пер. с англ. СПб.:2001

67. Муранов А.А. Создание цифровых образовательных ресурсов в проекте ИСО Санкт-Петербург, 7-10 июня 2004 r.XI Всероссийская научно-методическая конференция "Телематика 2004" http://tm.ifmo.ru/tm2004

68. Нестерова Л.В. Реализация межпредметных связей в школьном курсе Интернет-технологий //XII конференция-выставка «Информационные технологии в образовании»: Сборник трудов участников конференции. Часть II.- М.: МИФИ, 2002. 84 с.

69. Ожегов С.И. Словарь русского языка. Гос. изд-во иностр. и науч.словарей.- М., I960 .-900 с.

70. Пак Н.И., Хегай Л.Б. Курс «Обучение для будущего» как фактор профессионально-ориентированной подготовки студента педвуза. XIII конференция «Информационные технологии в образовании»: Сборник трудов участников конференции. http://ito.edu.ru/2003/II.html

71. Пашокова С.В. Концепция реализации личиостно-ориентированного обучения при использовании, информационных и коммуникационных технологий. М.;Изд-во;ИОСО РАО, 1998. -120с:

72. Педагогика: Учебное пособие для студентов педагогических учебных заведепий/В.А.Сластении, И.Ф.Исаев, А.И.Мищенко, Е.Н.Шияиов. —4-е изд. — М.: Школьная Пресса, 2002.—512с.

73. Пейперт С. Переворот в сознании: дети, компьютеры и плодотворные идеи. М.:Педагогика, 1989.

74. Переверзев И. Macromedia Flash в школе //Информатика и образование. 2004. №2

75. Пидкасистый П.И., Фридман Л.М., Гарунов М.Г. Психолого-дидактический справочник преподавателя высшей школы. М., 1999.

76. Пискунова Е. В. Педагогические аспекты информационной компетентности учителя. http://ito.edu.ru/2003/II.html

77. Пискунова Т.Г. Методика обучения и использования мультимедиа в курсе информатики средней школы. Дисс. канд. пед. наук. М., 1999. -183 с.

78. Полат Е.С., Бухаркина М.Ю., Моисеева М. В., Петров А.Е. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования: Учеб. пособие. — М., 2001.

79. Полляк 10. Г., Филимонов В. А. Статистическое машинное моделирование средств связи.— М.: Радио и связь, 1988.— 176 с.

80. Полякова Н. Дистанционное образование // Наука и жизнь. 2000. № 1.С. 89-90.

81. Полякова Т.М., Лобова И.И., Николаев В. О., Суслов Д. С. Разработка обучающих курсов в среде мультимедиа // Дистанционное образование. 1997. №1. http://wvvvv.mesi.ru

82. Разинкина Е. М., Курс по основам компьютерной графики// Информатика и образование. 2004. № 1

83. Рейнбоу В. Компьютерная графика. Энциклопедия. СПб.: Питер, 2003.768 с.

84. Рейнхард Р., Лотт Д. Macromedia Flash MX ActionScript. Библия пользователя.: Пер.с англ.- М.:Издат. дом «Вильяме», 2003.- 1280 с.:ил

85. Роберт И.В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы; перспективы использования. М.: Школа-Пресс, 1994.

86. Роберт И.В. Учебный курс «Современные информационные и коммуникационные технологии в образовании» //ИНФО, 1997, № 8. С. 77-81.

87. Роберт И.В., Самойленко П.И. Информационные технологии в науке и образовании. М.: МГЗОИПГ1, 1998. - 177 с.

88. Рубина Г.В. Дидактические основы применения информационных технологий в графической подготовке студентов педвуза. Дисс. д-ра пед. паук.-М. 1995.

89. Сандерс Б. Эффективная работа: Flash 5. Пер. с англ. — СПб.: Питер, 2001.-352 с.

90. Сергеева Т., Чернявская А. Дидактические требования к компьютерным обучающим программ//ИНФО, 1988, №1. С. 48-51.

91. Симапович С. В. Введение в компьютерную графику, http:// www.phys.bspu.unibel.by

92. Сковородкина И.З. Основы дидактики с элементами преподавания естественнонаучных дисциплин. Учебное пособие. — Архангельск: ПГУ им. Ломоносова, 1995

93. Соловов А. В. Введение в проблематику дистанционного обучения, http:// www.cnit.ssau.ru.

94. Соловов А. В. Информационные технологии обучения в профессиональной подготовке // Информатика и образование. — 1996. — № 1.

95. Соловов А. В. Когнитивная компьютерная графика в инженерной подготовке // Высшее образование в России. 1998. №2. С. 90-96.

96. Соловов А. В. Мифы и реалии дистанционного обучения // Высшее образование в России. 2000. №3. С. 121-126.

97. Соловов А. В. Проектирование компьютерных систем учебного назначения: Учебное пособие. Самара: СГАУ, 1995. - 138 с.

98. Соловов А.В. Проектирование компьютерных систем учебного назначения: Учебное пособие. Самара: СГАУ, 1995. 138с. http://www.informika.ru/windows/inftech/edu/design/part4.html

99. Солсо Р. Л. Когнитивная психология: Пер. с англ. М.: Тривола, 1996.-600 с.

100. Стародубцев В. А., Использование информационных технологий на лекциях но естественно-научным дисциплинам// Информатика и образование. 2002. № 4

101. Стародубцев В. А., Малютин В. М. Зауеаева Н. II. Компьютерное моделирование процессов движения: Практикум Томск: Изд-во Томск, политех, ун-та, 1998 (без №)

102. Сушенцов А.А. Теория и методика преподавания численных методов оптимизации с использованием программно-методических комплексов. Дисс. канд. пед. наук. Йошкал-Ола , 2003. - 147 с.

103. Тихонов A.M., Уфимцев М.В. Статистическая обработка результатов экспериментов: Учеб.пособ.- М.: Из-во Моск.ун-та, 1988.174 с.

104. Толлингерова Д.Г., Голоушева Д., Канторкова Г. Психология проектирования умственного развития детей / Под ред. В.Я. Ляудис. М; Прага. 1994

105. Уваров А.В. Современные подходы к разработке учебных материалов // Тезисы докладов на семинаре «Современные подходы к разработке электронных учебных материалов для общего образования» 11-12 марта 2004 г.- СПб.- 2004

106. Ханова А. А. Интерполяция функций, http://www.nnspu.ru.

107. Цыба В.Т. Математико-статистические основы социологических исследований.- М.:Финапсы и статистика, 1981.-255с., ил.

108. Чернилевский Д.В. Дидактические технологии в высшей школе: Учеб. пособие для вузов. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2002. - 437 с.

109. Чернышев Л. Н. Интерпретируемые компоненты в технологиях ActiveX, http://www.nit7.artdesign.ru

110. Шабанова М.В., Патронова Н.Н. Педагогический эксперимент и обработка его результатов // Метод, разраб.для студ,и аспирантов матем. фак-та.-Архангельск, 1999

111. Шампанер Г.М. Дидактические условия построения электронных учебников па основе технологии мультимедиа/ Всероссийская научная конференция в «Наука и образование» г.Белово. 2003 http://belovo.kemsu.rU/conferens/conferensl/tezis/Sek4/3.html

112. Щукина Г.И. Проблемы формирования познавательных интересов учащихся. М.1988

113. Юрзанова Т.К. О курсе компьютерное моделирование в ПедВУЗЕ. http://ito.edu.ru/2003/II.html

114. Bemers-Lee Т., Cauiliau R. World Wide Web: Proposal for a HyperText Project. — CERN, 1990. http://www.w3.org/hyper text/WWW/Proposal.html

115. Blackstock S. LZW and GIF explained, www.compression.graphicon.ru

116. Blinn J.F. The World of Digital Video, IEEE Computer Graphics and Application,September 1992. Pp. 106-112. (Rating 3.5)

117. Bloom B.S. Taxonomy of Education objectives; the Classification of Educational Goals (Hand book №1, Cognative Domain),-NY.: Me Kay, 1956. -207 p.

118. Doolittle P. E. Multimedia Learning: Empirical Results and Practical Applications, http://www.ipfw.edu.

119. Landa, L.N. Landmatics Ten Years Later An Interview with Lev N. Landa // Educational technology, USA June, 1993

120. Reeves Т. C. The Impact of Media and Technology in Schools. http://www.athensacademy.org.

121. Утверждаю проректор по учебной работе им. М.В.Ломоносова1Ьиент Шестаков Л.Н.200 г.1