Совершенствование методических подходов к формированию умений и навыков информационного моделирования органических объектов

Евдокимова, Наталья Анатольевна

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: Совершенствование методических подходов к формированию умений и навыков информационного моделирования органических объектов

Автореферат

Автор научной работы: Евдокимова, Наталья Анатольевна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Москва
Год защиты: 2005
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование методических подходов к формированию умений и навыков информационного моделирования органических объектов"

( к

На правах рукописи

Евдокимова Наталья Анатольевна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ К ФОРМИРОВАНИЮ УМЕНИЙ И НАВЫКОВ ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

(на примере раздела курса информатики для архитектурно-художественных специальностей)

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

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Москва -2005

Работа выполнена на кафедре графики и информационных технологий архитектурного проектирования Ростовской государственной академии архитектуры и искусства

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Иевлева Ольга Тихоновна Научный консультант - кандидат педагогических наук, Мартиросян Лора Пастеровна

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук,

Ведущая организация: Ростовский государственный строительный университет

Защита состоится «25» февраля 2005 г. в «15» часов на заседании диссертационного совета Д 008.004.01 в Институте информатизации образования Российской академии образования по адресу: 119121, Москва, ул. Погодинская, д.8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института информатизации образования РАО.

Автореферат разослан «24» января 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

профессор Лагунова Марина Викторовна кандидат технических наук, доцент Пантюхин Павел Яковлевич

кандидат педагогических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность исследования. Современный уровень становления общества характеризуется бурно развивающимся процессом внедрения средств и методов информатики во все сферы деятельности человека. Для адаптации будущего специалиста к жизни в современном обществе ему необходима подготовка в области информатики и информационных технологий (ИТ), а также к их применению в своей профессиональной деятельности. В настоящее время обучение информатике становится необходимым для всех областей деятельности, в том числе и для таких слабо формализуемых областей, как искусство, архитектура и дизайн. Изучение основ информатики, информационного моделирования и компьютерной графики становится одним из важнейших направлений подготовки специалистов художественно-графического профиля.

Проблемам обучения информатике в вузе художественно-графической и архитектурной направленности посвящены работы Бермус А.Г., Иевлевой О.Т., Гришина В.А., Смолова З.С. и др. Практике обучения информатике в вузе художественно-графической и архитектурной направленности посвящены работы Готской И. Б., Иевлевой О.Т., Кислюк М.У., Котова Ю.В., Книяц В.А., Марченко М.Н., Нодельмана Л.Я., Соловьевой В.В., Сухлоева М.П., Тюрина П.Е., Хабарова В.И., и др. Вопросами организации образовательного процесса на уроках информатики и компьютерной графики занимались Браун Ю.С., Голубева С.К., Касторнова ВА., Лагунова М.В., Мартиросян Л.П., Марченко М.Н., Нодельман Л.Я., Софронова Н.В., Соловьева В. В., Пантюхин П.Я., Широкова Н.Г. и др. Методическими аспектами обучения информационному моделированию в профильном курсе информатики занимались Бешенков С.А., Кузнецов А.А., Леднев B.C., Панюкова С. В. , Шутикова М.И. и др.

Вместе с тем, одной из целей профильного курса информатики для архитектурно-художественных специальностей является обеспечение прочного освоения теоретических знаний в области компьютерной графики и на этой основе - обеспечение получения умений и навыков применения компьютерной графики как в учебной, так и в дальнейшей профессиональной деятельности, в частности, при создании информационной модели органического объекта. Информационная модель органического объекта - это трехмерная форма живого мира, которая отличается от технической конструкции легкой асимметрией частей и разнообразием текстур и фактур. Создание объемно-пространственной информационной модели органического объекта, полученной путем преобразования реального органического объекта в информационную трехмерную компьютерную модель с использованием средств ИТ, является одним из приоритетных направлений при обучении студентов архитектурно-художественного профиля. Под термином «объемно-пространственное моделирование» понимается каркасное и твердотельное выявление объемной формы предмета в программах, предназначенных для трехмерного моделирования (Маров М.А.).

Одной из задач информатики является обучение моделированию объектов, процессов и явлений в соответствии с профилем подготовки обучаемых. Однако существующая сегодня практика преподавания студентам направлений «Архитектура» и «Искусство» дисциплины «Информатика и основы компьютерных технологий» нуждается в совершенствовании методических подходов к подготовке специалистов, занимающихся информационным моделированием органических объектов.

Следует отметить недостаточное внимание со стороны специалистов к межпредметным связям между общепрофессиональной дисциплиной «Информатика и основы компьютерных технологий» и такими базовыми дисциплинами, как «Рисунок», «Композиция» и т.д. Последние преподаются по традиционным методикам без использования ИТ.

Одним из требований современной педагогики является учет личностных качеств обучаемого. Педагогической концепции личностно ориентированного обучения посвящены работы Бондаревской Е.В., Якиманской И.С., Алексеева Н.А., Лейбоновича А.Н., Карповой Г.Ф. Однако четко сформулированных личностно ориентированных методик формирования умений и навыков моделирования органических объектов предметного мира до сих пор не существует.

Таким образом, проблема исследования обусловлена противоречиями между: существующими возможностями средств ИТ в области моделирования объектов, модификации их поверхностей с дальнейшим наложением текстур и фактур, их визуализации и методами преподавания информатики на архитектурно-художественных специальностях, не реализующими эти возможности в должной мере и не учитывающими межпредметные связи и личностно ориентированную направленность процесса обучения.

Актуальность исследования определяется необходимостью совершенствования существующих методических подходов к подготовке студентов-архитекторов и дизайнеров в области информатики при информационном моделировании органических объектов на основе использования методов и средств трехмерной компьютерной графики, а также визуализации объемно-пространственных изображений в аспекте формирования межпредметных связей и личностно ориентированной направленности процесса обучения.

Цель исследования состоит в научном обосновании и разработке методических подходов формирования умений и навыков информационного моделирования органических объектов в процессе преподавания раздела профильного курса «Информатика и основы компьютерных технологий» для студентов-архитекторов и дизайнеров в аспекте формирования межпредметных связей и личностно ориентированной направленности процесса обучения.

Объект исследования - процесс обучения студентов архитектурно-художественных специальностей информационному моделированию органических объектов на примере профильного курса «Информационное моделирование органических объектов» в рамках

моделирование органических объектов» в рамках раздела «Компьютерная графика» дисциплины «Информатика и основы компьютерных технологий».

Предмет исследования - организационные формы и методы формирования умений и навыков студентов в области объемно-пространственного информационного моделирования органических объектов средствами трехмерной компьютерной графики.

Гипотеза исследования заключается в том, что совершенствование методических подходов к формированию у студентов умений и навыков информационного моделирования органических объектов на основе формирования межпредметных связей и личностно ориентированной направленности процесса обучения с помощью средств трехмерной компьютерной графики обеспечит:

- приобретение устойчивых умений и навыков создания информационной модели органического объекта, полученной путем преобразования реально существующего пространственного тела в информационную графическую модель с помощью средств ИТ, и достижения адекватности созданной информационной модели и объекта моделирования;

- формирование умений и навыков информационного моделирования органических объектов с использованием средств ИТ с учетом реализации личностно ориентированной направленности процесса обучения и формирования межпредметных связей

В соответствии с целью и гипотезой были поставлены следующие задачи исследования:

1) провести анализ научно-методических подходов к обучению студентов архитектурно-художественных специальностей традиционному и информационному моделированию органических объектов;

2) сформулировать требования к формированию умений и навыков информационного моделирования органических объектов у студентов на основе личностно ориентированного подхода с учетом межпредметных связей;

3) разработать организационные формы и методы формирования умений и навыков информационного моделирования органических объектов у студентов; методы и формы итогового контроля умений и навыков студентов в рассматриваемой области;

4) разработать структуру и содержание курса «Информационное моделирование органических объектов» для развития у студентов умений и навыков информационного моделирования органических объектов живой природы;

5) провести оценку результатов экспериментальной работы предложенных методических подходов к совершенствованию информационной подготовки будущих специалистов в области информационного моделирования органических объектов.

Методологической основой исследования являются работы в области личностно ориентированного обучения: Выготского Л.С, Рубинштейна С.Л., Бондаревской Е.В., Якиманской И.С., Алексеева Н.А., Лейбоновича А.Н., Карповой Г.Ф.; методики преподавания рисунка: Барщ А.А., Дейнеки А.И., Зинченко В.П., Ростовцева Н.Н., Тихонова СВ., Демьянова В.Г., Под-резкова В.Б.; теория и практика обучения информатике: Бешенкова С.А., Козлова О.А., Кузнецова А.А., Леднева B.C., Панюковой СВ. и др.; методические подходы к обучению компьютерной графике: Рис С, Флеминга Б. Лейна Р.К., Крамера Дж., Давида Ф. Роджерса; вопросами налаживания межпредметных связей информатики с базовыми дисциплинами занимались: Голубева С К., Кахтанова Ю.В., Нодельман Л.Я., Соловьева В.В. и др.; организации образовательного процесса на уроках информатики и компьютерной графики посвящены работы: Брауна Ю.С., Готской И.Б., Го-лубевой С К., Кахтановой Ю.В., Касторновой В.А., Лагуновой М.В., Мартиросян Л.П., Марченко М.Н., Нодельмана Л.Я., Софроновой Н.В., Соловьевой В.В., Роберт И.В., Пантюхина П.Я., Широковой Н.Г., Шишковского СА. и др.

Методы исследования: изучение психолого-педагогической, методической и специальной литературы по проблематике исследования; психолого-педагогический анализ учебного процесса и учебно-познавательной деятельности; педагогические наблюдения; изучение, анализ и обобщение передового опыта использования методов математической статистики при обработке результатов эксперимента; беседы со студентами и преподавателями; подготовительный анализ работ, уточнение методики; педагогический эксперимент в процессе практической апробации методического подхода и констатация результата.

Опытно-экспериментальной базой послужили Ростовская государственная академия архитектуры и искусства и Ростовский государственный строительный университет.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования состоят: в разработке организационных форм и методов формирования умений и навыков информационного моделирования органических объектов у студентов на основе личностно ориентированного подхода с использованием методов и средств ИТ, а также методов и форм итогового контроля умений и навыков студентов в рассматриваемой области; в формировании межпредметных связей дисциплин «Информатика и основы компьютерных технологий» и «Рисунок».

Практическая значимость исследования заключается в разработке структуры и содержания профильного курса «Информационное моделирование органических объектов» в рамках раздела «Компьютерная графика» дисциплины «Информатика и основы компьютерных технологий». Разработаны мультимедиа-приложения (лазерный диск с видеороликами, наглядными пособиями и описанием). Разработанный курс может быть использован на практике при обучении студентов архитектурно-художественных вузов, а также в

системе довузовского и дополнительного образования, на курсах повышения квалификации специалистов направлений «Искусство» и «Архитектура».

Апробация и внедрение результатов исследования. Результаты исследования докладывались и обсуждались: на 11-й международной конференции по компьютерной графике и визуализации GRAFICON'2001, ^ Новгород, Нижегородский государственный университет; на Всероссийской научно-практической конференции «Художественно-педагогическое образование», Ростов-на-Дону, Ростовский государственный педагогический университет; на семинаре-совещании заведующих кафедрами графических дисциплин вузов Российской Федерации «Совершенствование графо-геометрической подготовки студентов в современных условиях», Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщений, 2001 г.; на Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы образования студентов гуманитарных вузов в свете развития современных информационных технологий», Таганрог, Таганрогский государственный педагогический институт, 2001 г.; на конференциях и научно-методических семинарах Ростовской государственной академии архитектуры и искусства, 2001-2004 гг., на заседаниях ученого совета ИИО РАО в 2003-2005 гг.

Результаты диссертационного исследования внедрены в учебный процесс в Ростовском государственном строительном университете. Результаты авторского педагогического эксперимента по внедрению курса «Информационное моделирование органических объектов» положительно оценены преподавателями и методистами в Ростовского государственного строительного университета.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертационном исследовании, обусловлены: методологической и теоретической опорой на современные теоретические разработки в области психологии, педагогики, методик преподавания рисунка, ИТ и использования информационных технологий в обучении; совокупностью разнообразных методов исследования, адекватных сути проблемы; положительной оценкой преподавателями и методистами учебных материалов; результатами авторского педагогического эксперимента, проведенного в Ростовской государственной академии архитектуры и искусства, внедренными в Ростовском государственном строительном университете.

Положения, выносимые на защиту:

1. Реализация требований к структуре, содержанию учебного материала по информатике и организации учебной деятельности с использованием информационных технологий в аспекте адаптации графических пакетов для учебных целей, формирования межпредметных связей и личностно ориентированной направленности процесса обучения обеспечит совершенствование методических подходов к объемно-пространственному информационному моделированию органических объектов.

2. Реализация методических подходов к преподаванию информатики, основанных на адаптивном алгоритме обучения, блочно-модульной структуре содержания обеспечивает формирование умений и навыков у студентов в области информационного моделирования органических объектов на основе объемно-пространственного каркасного моделирования и визуализации органических объектов средствами ИТ.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка используемой литературы и приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано краткое обоснование актуальности исследования, определены объект, предмет, цель, гипотеза, задачи и методы исследования, его научная новизна и практическая значимость, приведены выносимые на защиту положения.

В первой главе - «Анализ научно-методических подходов в области объемно-пространственного информационного моделирования органических объектов» - осуществлен анализ психолого-педагогических и методических аспектов существующих подходов и методик, применяемых в вузах рассматриваемого профиля; выявлены современные проблемы, возникающие при обучении студентов; предъявлены требования к структуре, содержанию учебного материала и организации учебной деятельности.

Результаты анализа современных методических приемов использования ИТ и компьютерной графики в процессе обучения студентов рассматриваемых специальностей показали, что в настоящее время в этом направлении существуют различные образовательные тенденции: автоматизированные обучающие системы, личностно ориентированные методики и технологии обучения, а также разнообразные формы организации и структура занятий. Целый ряд авторов (Гейн А.Г., Голубева С. К., Нодельман Л.Я, Соловьева В.В. и др.) отмечает, что овладение ИТ имеет смысл начинать параллельно или уже после овладения на базовом уровне традиционными технологиями (рисунок, живопись и т.д.).

В настоящее время компьютерная графика преподается практически во всех ведущих отечественных архитектурно-художественных вузах: ВГИК, Красноярском ГТУ им. А.Н. Туполева и Кубанском ГУ, Марийском ГУ, Московской архитектурной академии, Московском ПГУ, Московском государственном институте печати, Нижегородском ГПУ, Ростовской государственной академии архитектуры и искусства, Художественно-промышленном Московском институте им. С. Г. Строганова и др. Основной используемый методический материал состоит из конспектов лекций и копий руководств по использованию программного продукта. При этом целью обучения является освоение конкретного графического пакета на примерах объектов предметного мира. Обучение объемно-пространственному моделированию органических объектов осуществляется исключительно традиционными методами без использования ИТ да-

же в качестве дополнительного средства; отсутствуют методики обучения пространственному моделированию с использованием компьютерной графики как наиболее эффективного средства для интенсификации профессиональной художественно-графической подготовки студентов.

В процессе анализа графических пакетов, применяемых при обучении студентов архитектурно-художественных специальностей, сформулированы основные требования, выполнение которых необходимо для изображения сложных органических объектов. Результаты исследования выявили, что многие российские вузы используют систему 3DS МАХ для геометрического моделирования объектов предметного мира. Этот пакет отвечает большей части сформулированных требований, в связи с чем может быть использован в учебных целях для формирования у обучаемого умений и навыков моделирования объектов. Однако для его применения с целью выработки у студентов умений и навыков конструктивного изображения органических объектов, придания им характера объемного тела, графической передачи пространства требуется внесение изменений в существующую программу курса «Информатика и основы компьютерных технологий».

Проведен анализ существующих подходов к обучению базовой профильной дисциплины (академическому рисунку, рассматриваемому как информационный объект), результаты которого позволили выявить два основных подхода: живописно-тональный и линейно-конструктивный. Анализ литературных источников и работ студентов показал, что обучаемые при выполнении заданий используют как линейно-конструктивный (наиболее характерен для архитектурно-художественных вузов), так и живописно-тональный (преобладает у художественных вузов) подходы к рисунку. Наиболее сложным заданием для построения графической модели являются органические объекты. В учебной программе для 1-го курса органические объекты представлены следующими постановками: стилизованная голова или обрубовка, гипсовая голова, голова натурщика. В связи с этим в качестве объекта для реализации предлагаемого подхода принято построение головы человека. Несмотря на имеющиеся недостатки, связанные с организацией студентами свето-теневой проработки, линейно-конструктивный метод рисунка имеет преимущества перед живописно-тональным, поскольку позволяет понять конструктивное строение объекта и уже вслед за этим дать тональную проработку с целью создания имитации объема. Этот же метод перекликается с одним из видов моделей трехмерной конструкторской графики - каркасной, представляющей объемное тело в виде прозрачной структуры, состоящей из вершин (характерных точек) и соединяющих их ребер. Учитывая цели настоящего исследования, в качестве методической основы разрабатываемого подхода принята ориентация на линейно-конструктивное моделирование органического объекта.

Сформулированы требования к структуре и содержанию учебного материала: блочно-модульная структура курса с адаптивным алгоритмом обучения, деление на базовый и основной этапы обучения, порционность пода-

чи учебного материала; для освоения конструкции объекта должна быть принята каркасная пространственная модель, которая по своей сути перекликается с линейно-конструктивным подходом к рисунку; последовательность выполнения заданий должна соответствовать заданиям программы по рисунку за 1 курс: стилизованная голова или обрубовка, гипсовая голова, голова натурщика.

Таким образом, целью существующих подходов к обучению студентов ИТ является, как правило, обучение конкретному графическому пакету или его использование для решения конкретных профессиональных задач. При этом не поддерживаются межпредметные связи с профильными дисциплинами, возможности ИТ не применяются при освоении базовых дисциплин, а используемые методические средства представляют собой конспекты лекций и инструкции по применению программного продукта; в наибольшей степени изобразительным и педагогическим требованиям соответствует пакет компьютерной графики - 3DS МАХ. Недостатки в работах абитуриентов и студентов, связанные с непониманием конструкции и объема объекта, могут быть преодолены на основе сочетания традиционного линейно-конструктивного метода моделирования и средств трехмерной компьютерной графики.

Во второй главе - «Использование средств информационных технологий для формирования у студентов умений и навыков информационного моделирования органических объектов» предложена личностно ориентированная педагогическая технология формирования умений и навыков информационного моделирования органических объектов у студентов на основе использования средств и методов компьютерной графики, структура и содержание курса «Информационное моделирование органических объектов» в рамках дисциплины «Информационные технологии», осуществлена разработка методов и форм контроля и усвоения полученных умений и навыков для студентов направлений «Архитектура» и «Искусство».

С целью разработки базовых положений построения личностно ориентированного подхода для рассматриваемого аспекта обучения студентов архитектурно-художественных специальностей на основе результатов проведенного нами анализа существующих методик обучения ИТ и базовых дисциплин (на примере дисциплины «Рисунок»), психолого-педагогического исследования подходов к организации учебного процесса предложена авторская личностно ориентированная педагогическая технология формирования у студентов умений и навыков информационного моделирования органических объектов, интенсифицирующая образовательный процесс.

Технология отражает структуру, характер и наиболее существенные свойства исследуемого процесса. Поскольку речь идет о педагогической технологии, то, опираясь на результаты проведенных исследований, предлагается структура, состоящая из психолого-дидактического, методического блоков и учебно-материальной базы. Она основана на психолого-

дидактической (личностно ориентированное содержание заданий, взаимодействие преподавателя с обучаемым, контроль) и методической (блочно-модульная структура курса с адаптивным алгоритмом обучения, программно-методические материалы) составляющих, а также на учебно-материальной базе (техническое и программное обеспечение). Между компонентами технологии имеют место иерархические связи, которые проявляются в том, что содержание, принципы обучения, методы педагогического воздействия детерминируются целями и во многом определяются дидактическими условиями и особенностями образовательного пространства. В свою очередь, технология предполагает адаптивный алгоритм обучения и блочно-модульный подход, поскольку диагностико-результативный компонент влияет на изменение содержания и выбор методов и организационных форм учебного процесса.

Предложенная технология реализована в рамках раздела «Информационное моделирование органических объектов» дисциплины «Информатика и основы компьютерных технологий» и способствует формированию художественно-графических умений и навыков у студентов в области моделирования органических объектов, а именно графического построения органических объектов на основе создания их каркасной конструкции и осуществления реалистической светотеневой визуализации объема компьютерными средствами, что в сочетании с личностно ориентированной направленностью учебного процесса и реализацией межпредметных связей между дисциплинами «Информатика и основы компьютерных технологий» и базовых дисциплин (на примере дисциплины «Рисунок») повышает результативность учебного процесса.

Параллельно с «Информатикой и основами компьютерных технологий», в рамках дисциплины «Рисунок» приобретаются умения и навыки традиционного моделирования объемно-пространственных объектов, при этом рисунок в современных условиях представляет собой объект информационного воздействия. В процессе информационного моделирования объекты создаются с помощью различных компьютерных моделей (каркасных, твердотельных, поверхностных), но первоначально просматриваются в виде каркаса, на который затем натягивается поверхность, осуществляется присвоение участкам поверхности свойств различных материалов, расстановка источников света и фотореалистическая визуализация с собственными и падающими тенями, то есть практически решаются задачи, аналогичные дисциплине «Рисунок», но другими, компьютерными средствами. Таким образом, если в рамках дисциплины «Информатика и основы компьютерных технологий» в процессе изучения компьютерной графики ввести раздел «Информационное моделирование органических объектов», то одновременно повышаются умения и навыки конструктивного моделирования живой натуры (на что не хватает часов в дисциплине «Рисунок») и формируются межпредметные связи между указанными дисциплинами.

Студент, прошедший обучение по разделу «Информационное моделирование органических объектов», должен будет: иметь представление об особенностях анатомического строения органического тела; знать средства выбранного пакета для трехмерного моделирования, применяемые для построения пространственных информационных моделей органических объектов; иметь умения и навыки построения объекта с помощью его конструктивного каркаса, передачи пространства средствами компьютерной графики.

Поскольку выбранный графический пакет создан с целью дальнейшего профессионального использования, его освоение требует значительных усилий и временных затрат. Для достижения поставленных целей исследования необходимо адаптировать технические правила применения пакета к учебным целям: формированию умений и навыков в информационном моделировании органических объектов средствами компьютерной графики.

Виртуальная модель объекта создается с помощью трехмерной каркасной сетки, образованной кривыми линиями, ограничивающими вертикальные и горизонтальные сечения (профили), рассекающие объект в характерных плоскостях. Для получения реалистичной визуализации объекта на созданную каркасную сетку натягивается поверхность, различным частям которой могут быть присвоены текстуры и фактуры. Имитация оперирования с реальными объектами (имитация кинестатических ощущений) реализуется выгибанием каркасных пространственных линий связи в трех проекциях с дальнейшей возможностью просмотра создаваемой модели с любых видовых точек не только в каркасе, но и в объеме. Это позволяет получить умения и навыки конструктивного представления объекта, его моделирования, а также дает возможность корректировки пространственного восприятия.

С целью создания компьютерного интерфейса, направленного на получение необходимых умений и навыков, но не отвлекающего обучаемого от выполнения заданий создана «виртуальная студия» - специальный вид экрана, в котором осуществляется процесс обучения. Для формирования у обучаемых умений и навыков реализации конструктивно-пространственной сущности объекта, а также придания моделируемому объекту объемного характера, графической передачи пространства используются сплайны и модификатор Surface.

В процессе моделирования применяется две модели, присутствующие на экране: 1 - каркасная модель головы человека, состоящая из сплайнов (для редактирования), 2 - копия (reference) этого же каркаса, но уже с применением модификатора Surface, позволяющего натянуть по каркасу поверхность. Все изменения, производимые на объекте 1, автоматически отображаются на объекте 2 в объемном виде. Такое построение экрана позволяет студенту осуществлять автоматический контроль правильности моделируемого изображения и дает имитацию кинестатических ощущений.

Для облегчения процесса моделирования разработаны рекомендации для преподавателя, позволяющие ему привить обучаемому умения и навыки

рационального выбора количества и формы граней, обеспечивающих удовлетворительное воспроизведение изображения головы человека средствами компьютерной графики.

Построение головы средствами ИТ предлагается осуществлять подобно ее построению на занятиях по рисунку: сначала изображается сплайн профиля (аналог - средняя линия головы), далее строятся горизонтальные и вертикальные пространственные линии связей, на пересечении которых размещаются глаза, губы, уши, нос, выступающие точки подбородка, скул, лобных и затылочных бугрсв и т.д. Если классический рисунок дальнейшей своей стадией (после построения) предполагает моделирование тоном, то графический пакет позволяет получить цветное, объемное изображение с применением текстур и фактур.

С целью реализации личностно ориентированного методического подхода перед освоением раздела «Информационное моделирование органических объектов» в рамках часов по дисциплине «Информатике и основам компьютерных технологий» осуществляется проверка начального уровня подготовки студентов по предыдущему разделу дисциплины - «Твердотельное моделирование объектов». Общий набор и сложность заданий определяются индивидуально для каждого студента и зависят от результатов входного и текущего контроля полученных умений и навыков: студенты, получившие по результатам входного контроля «отлично» и «хорошо», выполняют весь набор заданий; студенты, получившие «удовлетворительно» и имеющие слабый уровень информационной подготовки - базовые задания.

Процесс формирования умений и навыков в области информационного моделирования органических объектов разделен на два этапа: базовый (основной) - вводное занятие, I и II модули; дополнительный (творческий) -III и IV модули. Принцип такого разделения основан на результатах начального уровня подготовки студентов и заключается в следующем: базовые задания обязательны для всех студентов, дополнительные задания предусмотрены специально для успевающих студентов; при этом используется принцип исчерпывающего контроля, когда невозможно выполнение следующего задания без предыдущего.

Для формирования системы итогового контроля полученных студентами умений и навыков проведен анализ существующих подходов к выбору методов и форм контроля умений и навыков, выявлены «технические» и художественно-эстетические составляющие, влияющие на конечный результат обучения. Результаты исследования показали, что на приобретенные качества влияют следующие параметры: симметрия частей головы, анатомическая грамотность, имитация объема, конструктивность.

Итоговый контроль предлагается осуществлять по 10-балльной системе. При этом студенты, успешно выполнившие I и II задания, оцениваются в пределах от 1 до 8 баллов (8 баллов соответствует 5 баллам по пятибалльной системе); а выполнившие III и IV задания - от 8 до 10 баллов. Такой принцип итогового контроля студентов должен учитывать результаты

входного и промежуточного контроля: студент, уже имеющий опыт работы с графическими пакетами, быстрее справится с базовыми этапами, поэтому ему можно предложить этапы III и IV. Для студента с низким уровнем художественной и компьютерной грамотности допустима оценка «отлично» за базовые этапы.

Для успешной реализации обучения в рамках курса, «Информационное моделирование органических объектов» предлагается следующее методическое обеспечение: методические указания (краткое изложение анатомических особенностей конструкции головы и правил использования графического пакета); сценарий обучения, реализованный демонстрационными компьютерными видеороликами (поэтапная демонстрация действий, необходимых для успешного выполнения задания); компьютерная графическая библиотека, содержащая наглядные пособия и заготовки для выполнения заданий.

В третьей главе - «Оценка результатов экспериментальной работы по формированию у студентов умений и навыков информационного моделирования органических объектов» - приводятся разработка и обоснование плана проведения эксперимента, а также итоговый контроль эффективности разработанного методического подхода.

Педагогический эксперимент проходил в два этапа:

- первый (констатирующий) этап длился с 1999-2002 гг.;

- второй этап (2002-2003 гг.) заключался в опытной проверке эффективности разработанной методики при обучении студентов специальностей: 052300, 052400, 052500, 290100, 290200, 521700. Эксперимент проводился на базе Ростовской государственной академии архитектуры и искусства (РААИ) по следующему плану.

1. Проведение занятий по моделированию органических объектов (головы человека) на занятиях по «Информатике и основам компьютерного проектирования» (16 часов практических и самостоятельных занятий).

2. Проведение контрольного среза остаточных умений и навыков, которое также осуществлялось в 2 этапа.

Первый этап контрольного среза умений и навыков был проведен перед обучением по предлагаемой методике у поступивших абитуриентов.

Второй этап проведен у студентов 1 и 2 курсов: в форме итогового контроля за программное задание (у 1 курса) - 4 часа; в форме контрольного среза остаточных знаний, умений и навыков (у 2 курса) при выполнении задания на тему «Линейно-конструктивное рисование античной головы» - 4 часа. Этот этап проводился для сравнения успехов контрольной группы с общим уровнем по рисунку на курсе.

Итоговый контроль студентов осуществлялся по выполненным работам на основании обязательных для профессионального художника параметров (по каждому выставлялась отдельная оценка и выводилась общая). Рисунок при этом рассматривался как объект информационного воздействия. Итоговый контроль проводился комиссией в составе преподавателей кафедры

«Изобразительного искусства» РААИ. В настоящем исследовании каждый из параметров: анатомия, симметрия, конструктивность и объем оценивается отдельной оценкой и на основе этих оценок выставляется итоговая. Согласно полученным результатам рост успеваемости (изменение значений выборочного среднего оценок) по вышеуказанным параметрам у студентов, изучивших методический курс «Информационное моделирование органических объектов», по сравнению со студентами, обучающимися по традиционным методикам, в процентном соотношении существенно возрос.

Средняя оценка экспериментальной группы 1 в процентах по анатомии возросла на 16, 67 %, в контрольных же группах средняя оценка возросла незначительно (1.1 - 2,33 %, 12 - 4,63%). Средняя оценка экспериментальной группы 1 в процентах по симметрии возросла на 4, 35 %, в контрольных же группах средняя оценка возросла незначительно (1.1 --0,72 %, 12 - 0,93 %). Средняя оценка экспериментальной группы 1 в процентах по конструктивности возросла на 54,46 %, в контрольных же группах средняя оценка возросла незначительно (1.1 - -4,8 %, 12 - 5,38 %). Средняя оценка экспериментальной группы 1 в процентах по объему возросла на 9,09 %, в контрольных же группах средняя оценка возросла незначительно (1.1- -9,29 %, 12 - 0,85 %).

Средняя оценка экспериментальной группы 1а в процентах по анатомии возросла на 19,51 %, в контрольных же группах средняя оценка возросла незначительно (1.1а - 5,74 %, 12а - 4,8 %). Средняя оценка экспериментальной группы 1а в процентах по симметрии возросла на 18,75 %, в контрольных же группах средняя оценка возросла незначительно (1.1а - 4,76 %, 1.2а - 4,24 %). Средняя оценка экспериментальной группы 1а в процентах по конструктивности возросла на 27,05 %, в контрольных же группах средняя оценка возросла незначительно (1.1а- 8,68 %, 1.2а - 10,08 %). Средняя оценка экспериментальной группы 1а в процентах по объему возросла на 11,59 %, в контрольных же группах средняя оценка возросла незначительно (1.1а-6,63 %, 1.2а- 8,33 %). Для подтверждения значимости полученных результатов педагогического эксперимента и проверки нулевой гипотезы об однородности независимых выборок итоговых оценок был использован критерий Вилкоксона. Полученные результаты позволяют подтвердить нулевую гипотезу об однородности выборок итоговых оценок экспериментальных и контрольных групп до эксперимента и опровергнуть эту гипотезу после эксперимента. Из этого следует, что эксперимент проводился корректно; экспериментальные группы (1; 1а) качественно изменились по сравнению с контрольными (1.1; 2.2; 1.1а; 2.2а). Было проанализировано изменение средней итоговой оценки в процентах экспериментальных и контрольных групп до и после обучения с применением методического курса «Информационное моделирование органических объектов». Средняя итоговая оценка экспериментальной группы 1 (поток 2002) в процентах выросла с 5,48 % до 6,95 % , в контрольных же группах средняя итоговая оценка осталась на прежнем уровне и немного упала (1.1 - с 6,29 % до 5,76 %, 1.2 - с 5,68 % до 5,11 %).

Средняя итоговая оценка экспериментальной группы 1а (поток 2003) в процентах выросла с 5,82 % до 7,27 %, в контрольных же группах средняя итоговая оценка осталась на прежнем уровне и немного упала (1.1а - с 5,09 % до 5,14 %, 1.2а - с 5,39 % до 4,86 %).

Чтобы убедиться в том, что был получен качественный и равномерный рост умений и навыков студентов в информационном моделировании органических объектов, подсчитана выборочная дисперсия выборочных средних значений итоговых оценок экспериментальных групп (табл. 1).

Таблица 1

До эксперимента После эксперимента

Экспер. гр. 1 (поток 2002 г.) 0,0886 0,0679

Экспер. гр. 1а (поток 2003 г.) 0,1109 0,0395

Полученное значение МУнабл находится внутри доверительного интервала, что говорит о том, что нет основания отвергнуть нулевую гипотезу об однородности данных двух выборок. Уменьшение значения дисперсии после эксперимента позволяет говорить о качественном росте умений и навыков студентов в экспериментальных группах. Это означает, что чем меньше значение выборочной дисперсии выборочного среднего итоговых оценок, тем больше студентов в группе учатся примерно на одном уровне в диапазоне оценок от 5 до 8 (по 10-балльной системе) вместо диапазона от 3 до 8 (по 10-балльной системе).

Таким образом, повысилось качество выполнения заданий по базовым дисциплинам (на примере дисциплины «Рисунок»; рисунок - объект информационного воздействия). В процессе экспериментального обучения установлена положительная динамика уровня усвоения знаний в экспериментальных группах потоков 2002-2003 гг. Так, средний балл экспериментальной группы 1 (2002) увеличился от 5,48 до 6,95. Средний балл экспериментальной группы 1а (2003) увеличился от 5,82 до 7,27. Студенты в экспериментальных группах стали учиться ровнее, в диапазоне оценок от 5 до 8 (по 10-балльной системе) вместо диапазона от 3 до 8 (по 10-балльной системе). Возросло число студентов, получивших более высокий балл.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В ходе проведенного исследования были выполнены все поставленные задачи и получены следующие результаты.

1. На основании проведенного анализа научно-педагогической литературы, современных педагогических тенденций, существующих методов и опыта преподавания ИТ и базовой профильной дисциплины, работ абитуриентов выявлено, что перспективным направлением для преодоления существующих противоречий в обучении студентов архитектурно-художественных специальностей является формирование умений и навыков студентов в области информационного моделирования органических объек-

тов на основе личностно ориентированного подхода при поддержке межпредметных связей и использовании ИТ.

2. Определены требования к формированию умений и навыков информационного моделирования органических объектов у студентов на основе личностно ориентированного подхода и формирования межпредметных связей на основе использования средств и методов ИТ: блочно-модульная структура курса с адаптивным алгоритмом обучения, деление на базовый и основной этапы обучения, порционность подачи учебного материала; для освоения конструкции объекта должна быть принята каркасная пространственная модель, которая по своей сути перекликается с линейно-конструктивным подходом к рисунку; последовательность выполнения заданий должна соответствовать заданиям программы по рисунку за 1 курс: стилизованная голова или обрубовка, гипсовая голова, голова натурщика.

3. Разработаны организационные формы и методы формирования у студентов умений и навыков информационного моделирования органических объектов в аспекте формирования межпредметных связей и личностно ориентированной направленности процесса обучения: авторская личностно ориентированная педагогическая технология формирования у студентов умений и навыков информационного моделирования органических объектов, интенсифицирующая образовательный процесс; профильный курс «Информационное моделирование органических объектов» (24 часа); обучающие виртуальные мультимедиа-приложения (видеоролики с поэтапной демонстрацией необходимых построений: создания виртуальной студии; формирования сплайнов профиля и фаса; зеркального отражения и склеивания половинок; наложения surface; наложения карт материала, текстуры и блеска); наглядные ИТ пособия, методическое пособие.

4. Разработаны структура и содержание ИТ курса «Информационное моделирование органических объектов» в аспекте формирования межпредметных связей и личностно ориентированной направленности процесса обучения, состоящего из двух этапов: базового (вводное занятие; построение модели обрубовки, построение модели слепка античной головы без подробностей прически) - предлагается для всех студентов и дополнительного (моделировка античной головы с наложением текстур, моделировка головы натурщика) - для успевающих студентов и студентов направления «Искусство».

5. Проведен педагогический эксперимент по использованию предложенных подходов в процессе обучения студентов архитектурно-художественных специальностей в рамках курса «Информатика и основы компьютерных технологий».

навыки создания информационной модели органического объекта; разработанная педагогическая система совершенствования умений и навыков информационного моделирования органических объектов у студентов с использованием средств ИТ способствует реализации личностно ориентированного подхода в обучении.

Основные результаты проведенных исследований опубликованы в следующих публикациях:

1. Евдокимова НА. Рисунок полуфигуры мягкими материалами: Методические указания для студентов 3 курса архитектурных институтов, специальностей 281300,052300,052400,052500. -Ростов-н/Д.: Рост. арх. ин-т,

2000. - 8 с.

2. Евдокимова НА. Краткий обзор использования компьютерной графики в обучении студентов вузов / Материалы юбилейной конференции. -Ростов-н/Д,: Рост. гос. акад. арх-ры и ис-ва, 2000. - С. 173-176.

3. Евдокимова Н.А Использование информационных технологий в обучении студентов архитектурно-художественных специальностей/ Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Художественно-педагогическое образование». - Ростов-н/Д.: Рост. гос. пед. ун-т, 2001. - С. 240-244.

4. Иевлева О.Т., Евдокимова Н.А. Использование 3D компьютерной графики для совершенствования процесса обучения рисунку студентов направлений «Архитектура» и «Искусство»/ Материалы семинара-совещания заведующих кафедрами графических дисциплин вузов Российской Федерации «Совершенствование графо-геометрической подготовки студентов в современных условиях». - Ростов-н/Д.: Рост. гос. ун-т путей сообщений,

2001.-С. 20-23.

5. Иевлева О.Т., Евдокимова Н.А., Методика использования 3D компьютерной графики для развития профессиональных графических умений и навыков студентов архитектурно-художественных специальностей/ Международная конференция по компьютерной графике и машинному зрению GRAPHICON'2001. - Н. Новгород: Нижегор. гос. ун-т, 2001. - С. 279-282.

6. Евдокимова Н.А. Методика использования 3-мерной компьютерной графики для активизации процесса профессионального обучения студентов архитектурно-художественных специальностей/ Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы образования студентов гуманитарных вузов в свете развития современных информационных технологий». - Таганрог: Таганрогский гос. пед. ун-т, 2001. - С. 5-6.

7. Евдокимова Н.А., Использование 3-х мерной компьютерной графики для активизации процесса профессионального обучения студентов архитектурно-художественных специальностей/ Материалы научно-метод. конференции. - Ростов - н/Д. : Рост. гос. акад. арх-ры и ис-ва, 2001.-С. 112-115.

8. Иевлева О.Т., Евдокимова Н.А., Исследование особенностей использования , компьютерной 3D графики для совершенствования профес-

сиональных художественно-графических умений и навыков студентов/ Материалы научно-практической конференции. - Ростов-н/Д.: Рост. гос. акад. арх-ры и ис-ва, 2002. - С. 125-134.

9. Евдокимова Н.А. Методическое пособие по использованию компьютерной графики для освоения конструктивной сущности органического объекта для студентов направлений «архитектура» и «искусство». Специальности 281300, 052300, 052400, 052500. - Ростов-н/Д.: Рост. арх. ин-т, 2003.-37 с.

10. Евдокимова Н.А. Особенности использования компьютерной 3D графики для совершенствования профессиональных умений и навыков студентов/ Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы художественно-педагогического образования». -Ростов-н/Д.: Рост. гос. пед. ун-т, 2003. - С. 190-195.

Издательство Института содержания и методов обучения РАО Москва, 103062, ул. Макаренко, д.5/16. Тираж 100 экз.

22 0F°?(IO5

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Евдокимова, Наталья Анатольевна, 2005 год

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ В ОБЛАСТИ ОБЪЕМНО-ПРОСТРАНСТВЕННОГО ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ j j ОБЪЕКТОВ.

1.1. Анализ современного состояния изучения и применения существующих методических подходов и опыта использования компьютерной графики в обучении студентов архитектурно-художественных специальностей.

1.2. Анализ методической литературы применительно к традиционным методам обучения базовым дисциплинам (на примере дисциплины «Рисунок»).

1.3. Требования к структуре, содержанию учебного материала и организации учебной деятельности с использованием информационных технологий, формированием межпредметных связей и личностно-ориентированной направленностью процесса обучения.

1.4. Выводы по главе 1.

2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СРЕДСТВ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Д ЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ У СТУДЕНТОВ УМЕНИЙ И НАВЫКОВ ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ.

2.1. Формирование умений и навыков информационного моделирования органических объектов на основе личностно-ориентированного подхода.

2.2. Структура и содержание курса "Информационное моделирование органических объектов" дисциплины "Информационные технологии".

2.3. Разработка методов и форм контроля и усвоения полученных умений и навыков информационного моделирования органических объектов

2.4. Выводы по главе 2.

3. ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ФОРМИРОВАНИЮ У СТУДЕНТОВ УМЕНИЙ И НАВЫКОВ ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ.

3.1. Разработка и обоснование плана проведения эксперимента.

3.2. Оценка результатов апробации разработанного профильного ИТ курса "Информационное моделирование органических объектов" к интенсификации формирования умений и навыков объемно-пространственного информационного моделирования у студентов архитектурно-художественных специальностей.

3.3. Выводы по главе 3.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Совершенствование методических подходов к формированию умений и навыков информационного моделирования органических объектов"

Проблемам обучения информатике в вузе художественно-графической и архитектурной направленности посвящены работы Бермус А.Г., Иевлевой О.Т., Гришина В.А., Смолова З.С. и др. Практике обучения информатике в вузе художественно-графической и архитектурной направленности посвящены работы Готской И. Б., Иевлевой О.Т., Кислюк М.У., Котова Ю.В., Книяц В.А., Марченко М.Н., Нодельмана Л.Я., Соловьевой В.В., Сухлоева М.П., Тюрина П.Е., Хабарова В.И., и др. Вопросами организации образовательного процесса на уроках информатики и компьютерной графики занимались Браун Ю.С., Голубева С.К., Кастор-нова В.А., Лагунова М.В., Мартиросян Л.П., Марченко М.Н., Нодельман Л.Я., Софронова Н.В., Соловьева В. В., Пантюхин П.Я., Широкова Н.Г. и др. Методическими аспектами обучения информационному моделированию в профильном курсе информатики занимались Бешенков С.А., Кузнецов А.А., Леднев B.C., Панюко-ва С. В., Шутикова М.И. и др.

В соответствии с целью и гипотезой были поставлены следующие задачи исследования:

Методологической основой исследования являются работы в области личностно ориентированного обучения: Выготского J1.C., Рубинштейна СЛ., Бонда-ревской Е.В., Якиманской И.С., Алексеева Н.А., Лейбоновича А.Н., Карповой Г.Ф.; методики преподавания рисунка: Барщ А.А., Дейнеки А.И., Зинченко В.П., Ростовцева Н.Н., Тихонова С.В., Демьянова В.Г., Подрезкова В.Б.; теория и практика обучения информатике: Бешенкова С.А., Козлова О.А., Кузнецова А.А., Лед-нева B.C., Панюковой С.В. и др.; методические подходы к обучению компьютерной графике: Рис С., Флеминга Б. Лейна Р.К., Крамера Дж., Давида Ф. Роджерса; вопросами налаживания межпредметных связей информатики с базовыми дисциплинами занимались: Голубева С. К., Кахтанова Ю.В., Нодельман Л.Я., Соловьева В.В. и др.; организации образовательного процесса на уроках информатики и компьютерной графики посвящены работы: Брауна Ю.С., Готской И.Б., Голубевой С. К., Кахтановой Ю.В., Касторновой В.А., Лагуновой М.В., Мартиросян Л.П., Марченко М.Н., Нодельмана Л.Я., Софроновой Н.В., Соловьевой В.В., Роберт И.В., Пантюхина П.Я., Широковой Н.Г., Шишковского С.А. и др.

Апробация и внедрение результатов исследования. Результаты исследования докладывались и обсуждались: на 11-й международной конференции по компьютерной графике и визуализации GRAFICON'2001, Н. Новгород, Нижегородский государственный университет; на Всероссийской научно-практической конференции «Художественно-педагогическое образование», Ростов-на-Дону, Ростовский государственный педагогический университет; на семинаре-совещании заведующих кафедрами графических дисциплин вузов Российской Федерации «Совершенствование графо-геометрической подготовки студентов в современных условиях», Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщений, 2001 г.; на Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы образования студентов гуманитарных вузов в свете развития современных информационных технологий», Таганрог, Таганрогский государственный педагогический институт, 2001 г.; на конференциях и научно-методических семинарах Ростовской государственной академии архитектуры и искусства, 2001-2004 гг., на заседаниях ученого совета ИИО РАО в 2003-2005 гг.

Положения, выносимые на защиту:

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

3.3. Выводы по главе 3

Проведенная экспериментальная апробация разработанного профильного ИТ курса "Информационное моделирование органических объектов", в учебном процессе, а также исследование его эффективности позволяют сделать ряд выводов.

Проведен педагогический эксперимент применения разработанного ИТ курса "Информационное моделирование органических объектов" (создание в графическом пакете 3DS МАХ каркасной геометрической модели головы человека) -24 часа, а оставшиеся 32 часа, согласно традиционной программе, изучать CorelDraw). Эксперимент проводился в 2 этапа: обучение с применением методики; проведение контрольных срезов знаний студентов 1 и 2 курсов направлений «Архитектура» и «Искусство». Итоговый контроль студентов осуществлялся по выполненным работам на основании обязательных для профессионального художника параметров (по каждому выставлялась отдельная оценка и выводилась общая). Рисунок при этом рассматривался как объект информационного воздействия. Итоговый контроль проводился комиссией в составе преподавателей кафедры «Изобразительного искусства» РААИ. В настоящем исследовании каждый из параметров: анатомия, симметрия, конструктивность и объем оценивается отдельной оценкой и на основе этих оценок выставляется итоговая. Согласно полученным результатам рост успеваемости (изменение значений выборочного среднего оценок) по вышеуказанным параметрам у студентов, изучивших методический курс «Информационное моделирование органических объектов», по сравнению со студентами, обучающимися по традиционным методикам, в процентном соотношении существенно возрос.

Для подтверждения значимости полученных результатов педагогического эксперимента была использована проверка гипотезы об однородности двух независимых выборок по критерию Вилкоксона Полученные результаты позволяют подтвердить нулевую гипотезу об однородности выборок итоговых оценок экспериментальных и контрольных групп до эксперимента и опровергнуть эту гипотезу после эксперимента. Из этого следует, что эксперимент проводился корректно; экспериментальные группы (1; 1а) качественно изменились по сравнению с контрольными (1.1; 2.2; 1.1а; 2.2а). Чтобы убедиться в том, что был получен качественный и равномерный рост умений и навыков студентов в информационном моделировании органических объектов, подсчитана выборочная дисперсия выборочных средних значений итоговых оценок экспериментальных групп. Студенты в экспериментальных группах стали учиться ровнее в диапазоне оценок от 5 до 8 (по 10-ти бальной системе), вместо от 3 до 8 (по 10-ти бальной системе). Повысилось качество выполнения заданий по базовым дисциплинам (на примере дисциплины «Рисунок»; рисунок - объект информационного воздействия). В процессе экспериментального обучения установлена положительная динамика уровня усвоения знаний в экспериментальных группах потоков 2002-2003 гг. Так, средний балл экспериментальной группы 1 (2002) увеличился от 5,48 до 6,95. Средний балл экспериментальной группы 1а (2003) увеличился от 5,82 до 7,27. Студенты в экспериментальных группах стали учиться ровнее, в диапазоне оценок от 5 до 8 (по 10-балльной системе) вместо диапазона от 3 до 8 (по 10-балльной системе). Возросло число студентов, получивших более высокий балл.

Использование компьютерной графики (моделирование головы человека в 3-х мерных программах) активизирует за короткий срок и способствует совершенствованию и приобретению устойчивых умений и навыков создания объемно-пространственных информационных моделей органических объектов у студентов архитектурно-художественных специальностей: 052300, 052400, 052500, 290100, 290200, 521700. Разработанная педагогическая система совершенствования умений и навыков информационного моделирования органических объектов у студентов с использованием средств ИТ способствует реализации личностно ориентированного подхода в обучении.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненные в диссертационной работе теоретические исследования современных образовательных тенденций, существующих подходов к использованию компьютерной графики в обучении студентов архитектурно-художественных специальностей традиционных методов обучения базовым дисциплинам, методических подходов к оценке знаний студентов и организации образовательного процесса, а также методические, практические разработки автором профильного ИТ курса "Информационное моделирование органических объектов" для формирования умений и навыков объемно-пространственного моделирования у студентов архитектурно-художественных специальностей, экспериментальная апробация результатов внедрения методического курса в учебный процесс, позволяют сделать ряд выводов.

В ходе проведенного исследования были выполнены все поставленные задачи и получены следующие результаты.

2. Определены требования к формированию умений и навыков информационного моделирования органических объектов у студентов на основе личностно ориентированного подхода и формирования межпредметных связей на основе использования средств и методов ИТ: блочно-модульная структура курса с адаптивным алгоритмом обучения, деление на базовый и основной этапы обучения, порци-онность подачи учебного материала; для освоения конструкции объекта должна быть принята каркасная пространственная модель, которая по своей сути перекликается с линейно-конструктивным подходом к рисунку; последовательность выполнения заданий должна соответствовать заданиям программы по рисунку за 1 курс: стилизованная голова или обрубовка, гипсовая голова, голова натурщика.

По предложенным параметрам и показателям результаты формирования у студентов первой и второй экспериментальных групп умений и навыков информационного моделирования органических объектов в ходе анализа оценены положительно, что подтверждает гипотезу нашего исследования, согласно которой: студентами приобретаются устойчивые умения и навыки создания информационной модели органического объекта; разработанная педагогическая система совершенствования умений и навыков информационного моделирования органических объектов у студентов с использованием средств ИТ способствует реализации личностно ориентированного подхода в обучении.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Евдокимова, Наталья Анатольевна, Москва

1. Алексеев Н.А. Личностно-ориентированное обучение: Вопросы теории и практики. Тюмень: ТОГИРРО, 1996, 216с.

2. Ананьев Б.Г. Избранные психологические произведения: В 2 томах. Том II, Москва "Педагогика", 1980,- 288с.

3. Аристова Е.В., Зудин А.А., Лабутич С.Е., Митин С.В., Ротков С.И., Шубин В.П. Система геометрического моделирования пространственных объектов "Китеж", НГАСА, НИИ Механики, Н. Новгород, РоссСИСЧОМа // Материалы 4-й

4. Международной конференции по компьютерной графике и визуализации, "Графи-кон-94", Н. Новгород, 1994.-- С. 147

5. Бабанский Ю.К. Педагогика: Учеб. Пособие для студентов пед. ин-тов/ Под ред. Ю.К. Бабанского.-М: Просвещение, 1983.-608с.

6. Бабанский Ю.К. Оптимизация процесса обучения в вопросах и ответах. М: Просвещение, 1984.-80с.

7. Бажин И.И. Информационные системы менеджмента, М. 2000:ГУ-ВШЭ, 2000.-688с.

8. Барчаи Е., Анатомия для художников. Будапешт, Венгрия, 1975, 320с.

9. Барщ А., Рисунок в средней художественной школе. М., 1957, с.263

10. Барщ А., Рисунок в высшей художественной школе. М., 1958, с.265

11. Байрамуков И.Х., Карачаево-Черкесский государственный педагогический университет, Россия// Материалы всероссийской научно-практической конференции "Художественно-педагогическое образование", РГПУ ХГФ, Ростов-на-Дону, с.74-77

12. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. Москва: Педагогика, 1995. -336с.

13. Беспалько В.П. Стандартизация образования: основные идеи и понятия.// Педагогика, № 5, 1993, С.16-15.

14. Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии./ М.: Педагогика, 1989, -234 с.

15. Большой Энциклопедический Политехнический словарь. Под редакцией Илишинского А.Ю. Научное издательство "Большая Российская энциклопедия", Москва, 1998, 655с.

16. Бондаревская Е.В. Теория и практика личностно-ориентированного образования. Ростов -на- Дону, издательство Ростовского педагогического университета, 2000.-352с.

17. Браун Ю. С. Модульное обучение мультимедийным технологиям // Информатика и образование. №5/2002-С.62-70

18. Бухаркина М.Ю. Школьное информационное пространство// Материалы 2-й областной конференции "Информационные технологии в образовании ростовской области", сборник тезисов, г. Ростов-на-Дону, 2002, 9-10 октября.- С. 22-25

19. Варламова С. А. Методологические приемы преподавания информатики. //Информатика и образование №3 2000, е.-11-18

20. Викторова Л.Г. Теоретические основы становления интеллигенции в образовательной системе высшей школы: Автореферат диссертации д-ра пед.наук-Ростов-на-Дону, 1999, 172с.

21. Воловикова М.Л. Понятие "педагогическая технология" в современной педагогике// Материалы международной научно-практической конференции: "Межкультурная коммуникация: глобальные и региональные аспекты", РГПУ, Ростов-на-Дону, 2000, с. 117-121.

22. Выготский Л.С. Педагогическая психология. Москва "Педагогика-Пресс", 1989.- 536с.). Леонтьев А.Н. Избранные психологические произведения: В 2 томах. Том II, Москва "Педагогика", 1989,- 320с.

23. Гейн А.Г. Изучение информационного моделирования как средство реализации межпредметных связей информатики с дисциплинами естественнонаучного цикла. Автореферат. Москва, 2000, 47 с.

24. Гончарова Е.Б. Формирование мотивации учебной деятельности подростков// Вопросы психологии, 2000, N 6, с. 21-26

25. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. Учебное пособие для вузов. Издание 5-е, переработанное и допущенное М., "Высшая школа", 1977, 479с.

26. Голубева С.К. Содержательные и организационные аспекты информационной подготовки студентов гуманитарного направления педагогических вузов. М.: МПГУ, 1999

27. Готская И.Б. Методическая система обучения информатике студентов педвузов в условиях рыночной экономики (теоретические основы, практика проектирования). 13.00.02 (информатике). СПб.: РГПУ, 1999.

28. Горшков А.С. Высокопроизводительная алгоритмическая технология для 3D графики// 9-я Международная конференция по компьютерной графике и машинному зрению графикон-99 Труды конференции МГУ им. Ломоносова, Москва 1999.--С. 272-277.

29. Гришин В.А. Особенности системы методов компьютерной и графической подготовки в НГПУ, ПГАСА// Актуальные проблемы теории и технологии графических дисциплин. Материалы семинара-совещания заведующих графических кафедр вузов России. Пенза, 1999.-- С. 8-9

30. Дейнека А. Учитесь рисовать, М., Просвещение, 1961, 222с

31. Другие берега.Английский феномен ждет исследования. // Компью Арт, 8, 1998, с.28-38

32. Евдокимова Н.А. Рисунок полуфигуры мягкими материалами. Методические указания для студентов 3 курса Архитектурных институтов, Специальностей N: 281300, 052300, 052400, 052500, РАИ, Ростов на - Дону 2000, 8с.

33. Евдокимова Н.А. Краткий обзор использования компьютерной графики в обучении студентов вузов// Материалы конференции РААИ, Ростов на - Дону 2000, Зс.

34. Евдокимова Н.А., Использование 3-Х Мерной Компьютерной Графики Для Активизации Процесса Профессионального Обучения Студентов Архитектурно-Художественных Специальностей// Материалы конференции РААИ, Ростов на -Дону, 2001, Зс

35. Зинченко В.П. Развитие творческих способностей в процессе обучения рисунку .-Ростов н/Дону: РГПИ, 1987.-67с

36. Зинченко В.П. Развитие творческих способностей на занятиях академическим рисунком.-Ростов н/Дону: РГПУ, 1996.-126с.

37. Иевлева О.Т. Исследования и применение информационных технологий в Ростовской архитектурной школе. Архитектон, №2, 1998, - С.22.

38. Иевлева О.Т. Компьютерные технологии при многоуровневой подготовке студентов-архитекторов// Материалы 5-ой Всероссийской научно-методической конференции: Проблемы многоуровневого технического образования,-Н.Новгород: НГАСА, 1996, С.25.

39. Итпекова Г.С. Методические аспекты подготовки учителя информатики //Информатика и образование №3, 1998, с.40-43

40. Кандинский В.И. Точка и линия на плоскости.- Азбука, СПБ, 2003, 236 с.

41. Карпова Г.Ф. Динамика образовательных ориентаций и парадигм в образовании России XX века// Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион, 2000, № 1, с.97-100.

42. Караваев И. Н. Технология использования средств информационных технологий в процессе формирования готовности военного специалиста к реализации военно-педагогической функции. 13.00.08. Тамбов: ТГТУ, 1999.

43. Касторнова В.А. Технология создания и использования прикладных программ на основе мультимедиа технологии в обучении информатике. 13.00.02 (информатике). М.: МПГУ, 1999.

44. Кахтанова Ю.В. Развитие творческих способностей школьников и студентов художественно-графического факультета в графической деятельности. Диссертация на соискание д.п.н., Москва, 1994, 318с.

45. Кендел М. Ранговые корреляции.М.: Статистика, 1975, 245 с.

46. Кирсанов Д. Веб-дизайн. СПб: Символ-Плюс, 1999,-376с.

47. Кислюк М.У. Технология преподавания курса компьютерная графика для студентов ХГФ // Научные труды МПГУ, серия Гуманитарные науки, М.: МПГУ, 1997. 56с

48. Концепция информатизации сферы образования Российской Федерации. Под ред. Козлова О.А., Скубаева В.И. и др.Москва, "Просвещение", 1999, 322 с.

49. Кудряшов К.В., Катышев Е.В. Средства и приемы изображения в архитектурной школе: Учебное пособие/ МАРХИ-М, 1988, 48с.

50. Кузнецов А. А. Формирование профессиональной компетенции учителя информатики в условиях информатизации образования. Самарский государственный педагогический университет Москва, Автореферат диссертации д.п.н. Москва 13.00.02, 1999

51. Куриакин В., Мартинова Е., Миндлина О., Жислина В., Intel Nizhny Novgorod Laboratory, MPEG-4 compliant 3D Face animation// Международная конференция по компьютерной графике и машинному зрению Графикон-2001.—С. 54-58

52. Куриакин В., Мартинова Е., Миндлина О., Жислина В., и др., Intel Nizhny Novgorod Laboratory, MPEG-4 Sinthetic Video in real implementation// Международная конференция по компьютерной графике и машинному зрению Графикон-2001.--С. 203-207

53. Леднев В.С.О теоретических основах содержания обучения информатике вобщеобразовательной школе/ B.C. Леднев, Кузнецов А.А., Бешенков С.А. // Информатика и образование. -2000. -N 2. С. 13-16

54. Леонтьев А.Н. Избранные психологические произведения: В 2 томах. Том II, Москва "Педагогика", 1989,- 320с.

55. Лернер И.Я. Дидактические основы методов обучения, Москва: Педагогика, 1981.-185C.

56. Лейбонович А.Н. Структура и содержание государственного стандарта профессионального образования. -М., 1996,-22 8с.

57. Лихачев Б.Т. Педагогика. Курс лекций: Учебное пособие для Л65 студентов педагогических учебных заведений и слушателей ИПК и ФПК.-М.: Юрайт, 1998.464 с.

58. Макаренко А. С. Опыт технологии работы детской трудовой колонии.— Соч., т. 5, 560 с.

59. Максимов О.Г. Рисунок в профессии архитектора. Москва, "Стройиздат", 1999, 379с.

60. Маров М. Энциклопедия 3D Studio МАХ, Издательство "Питер", Санкт-Петербург, 2000,1179с.

61. Машбиц Е. Н. Методологические рекомендации по проектированию обучающих программ / Составил Машбиц Е.М. Киев, 1986- 87с.

62. Неменский Б.М. Мудрость красоты М., 1987, 276с.

63. Нодельман Л.Я. Технология обучения студентов художественно-графического факультета компьютерной графике. Диссертация на соискание ученой степени канд. пед. наук. Москва, 2000. - 218 с.

64. Основы рисунка. Печатается по изданию: Dibujo у Pinta las Bases del Dibujo Artistico, Barselona, Spain 1992, АОЗТ "Мишель", С-Петербург, 1994, 126c.

65. Педагогика: Учебное пособие для студентов педагогических учебных заведений/ Сластенин В.Д., Исаев И.Ф., Мищенко А.И., Шиянов Е.Н.-З-е издание.-М.: Школа-Пресс, 2000-512 с.

66. Петрусенко П.Г. Рисунок гипсовой головы человека: Методические указания/ Ростов-на-Дону: РАИ, 1999,-24с.

67. Петров Ю.Н., Червова А.А., Лагунова М.В. Теоретические основы формирования графической культуры инженера-педагога: Монография. Н. Новгород: ВГИПИ, 2001, 185с.

68. Павлов А.А. Автоматизированные системы. Учебник ч.1, ч.2.Серпухов, издат. Мин. Обороны, 1997.

69. Пустошкина А.А., Бондаренко И.С. Реализация программы информатизации г. Аксая// Материалы 2-й областной конференции "Информационные технологии в образовании ростовской области", сборник тезисов, г. Ростов-на-Дону, 2002, 9-10 октября.-- С. 48-50

70. Репин Н.Н. Еремеев О.А., Королев В.А. Учебный рисунок. Москва "Изобразительное искусство", 1995,-209с.

71. Рис С. Анимация персонажей в 3D Studio МАХ/ Перевод с англ.-СПб.: Питер, 1997.-416с.

72. Ростовцев Н.Н. Очерки по истории методов преподавания рисунка. Москва,

73. Изобразительное искусство, 1983, С.-286

74. Рубинштейн C.JI. Основы общей психологии: В 2 томах. Том II, Москва "Педагогика", 1989.- 328с.

75. Роберт И.В. Реализация возможностей технологии "мультимедиа" в образовании// Материалы конференции "Информационные и коммуникационные технологии в общем, профессиональном и дополнительном образовании " РАО ИИО Ученые записки, выпуск 9, с.93-105.

76. Роберт И.В. Информатика, информационные и коммуникационные технологии. Раздел 1. Учебно-методическое пособие.-М.: Изд-во УРАО, 2001.

77. Роберт И.В., Мартиросян Л.П., Широкова Н. Г. Рабочая программа профильного курса информатики «Основы технологий компьютерной графики», Изд-во УРАО, 2000.-12с.

78. Рябых А. В. Методика преподавания раздела «Математическое моделирование и организация вычислительного эксперимента». 13.00.02 (информатике). СПб.: РГПУ, 1998.

79. Справочник по машинной графике в проектировании / В.Е. Михайленко, В.А. Ампилогова, JI.A. Кириевский и др.; Под ред. В.Е. Михайленко, А.А. Лященко. -К.: Будивельник, 1984. 184 с.

80. Словарь по кибернетике.: Св. 2000 ст. / Под ред. B.C. Михалевича. 2-е изд. -К: Гл. ред. УСЭ им. М.П. Бажана, 1989. - 751 с.

81. Советский Энциклопедический словарь/ под ред. Прохорова A.M., Москва, "Советская Энциклопедия", 1985.- 1600 с.

82. Савельев А .Я. Автоматизированные обучающие системы на базе ЭВМ. (Выпуск 1), Издательство "Знание", Москва 1977, 46с.

83. Селевко Г.К. Современные образовательные технологии. Москва: Народное образование, 1998. -256с.

84. Сериков В.В. Личностный подход в образовании: концепция и технологии. Волгоград:Перемена, 1994, 295с.

85. Сериков В.В. Образование и личность. Теория и практика проектирования педагогических систем., M.'UIoroc", 1999, 271с.

86. Системы обработки информации. Компьютерная технология обучения: определение терминов. Киев, 1993- 265с.

87. Скаткин М.Н. Методология и технология педагогического исследований: (В помощь начинающему исследователю), Москва: Педагогика, 1986.-150с.

88. Смолов З.С. Повышение эффективности преподавания информатики в вузе как педагогическая проблема. Автореферат. Чебоксары, 1999, 20с.

89. Смирнов С. Технологии в образовании// Высшее образование в России.-1999 №1, с.109-112

90. Соловьева В. В. Содержание информационно-технологической подготовки дизайнера (на примере специальности 0514). 13.00.08. М.: ИРПО, 1999.

91. Соловьев A.M. Школа изобразительного искусства. В 9 выпусках, выпуск 3, Издательство Академии Художеств СССР, Москва, 1961, с.5-57

92. Соловьев A.M. Основные понятия о рисовании с натуры. Школа изобразительного искусства. В 9 выпусках, выпуск 1, Издательство Академии Художеств СССР, Москва, 1960, с. 15-74

93. Соловьев А. М. "Учебный рисунок". М., 1953, 245с.

94. Софронова Н.В. Теоретические и технологические основы обеспечения учебного процесса программно-методическими средствами. Автореферат диссертации д.п.н. (на примере общеобразовательной области "Информатика"). Моск-ва13.00.01,1999

95. Столяренко Л.Д. "Основы психологии. "- Логос, Ростов-на-Дону, 1995 г; 646с.

96. Талызина Н.Ф. Технология составления обучающих программ. Издательство Московского университета, 1964,- 88 с.

97. Талызина Н.Ф. Теоретические проблемы программированного обучения. Издательство Московского университета, 1969,- 189с.

98. Татлин В.Е.: Каталог выставки произведений. М., 1977, 76 с.

99. Тихонов С.В., Демьянов В.Г., Подрезков В.Б. Рисунок, Москва Стройиздат,1983, 294с.

100. Теория статистики: Учебник/ под ред.проф.Громыко.-М.: ИНФРА-М., 2000.414 с.(серия "Высшее образование")

101. Тюрин П.Е. Инструментальная система создания и исследования геометрических моделей, ИИСИ// Материалы 4-й Международной конференции по компьютерной графике и визуализации, "Графикон-94", Н. Новгород, 1994.-- С. 143

102. Тюрин Ю. Н., Макаров А.А. Статистический анализ данных на компьютере. -М.: ИНФРА-М., 1998-528 с.

103. Философский словарь/ под ред. И.Т. Фролова, Москва, "Советская Энциклопедия", 1987.-3 54с.

104. Флеминг Б. Создание трехмерных персонажей. Издательство ДМК, Москва, 1999.- 444с.

105. Фоменко В.Т. Современный образовательный процесс: содержание, технологии, организационные формы.- Ростов-на Дону, 1996.-62с.

106. Фрэнк Мак-Мэхон, Simply 3D, Pixel 3D и Ray Dream 3D // Publish №4, 1998, с. 22-25

107. Хворостов А.С., Как реабилитировать "Рисование", Орловский государственный университет Россия// Материалы всероссийской научно-практической конференции "Художественно-педагогическое образование", РГПУ ХГФ, Ростов-на-Дону, с.64-66

108. Широкова Н.Г. Содержание подготовки учащихся к применению технологий компьютерной графики. Автореферат, Москва, 2000. 15с.

109. Шишковский С.А. Роль информационных технологий в творческом развитии учащихся// Материалы 2-й областной конференции "Информационные технологии в образовании ростовской области", сборник тезисов, г. Ростов-на-Дону, 2002, 9-10 октября.— С. 55-56

110. Шолохович В.Ф. Общие вопросы //Информатика и образование №3 2000, с,-5-13.

111. Чубанова Н.В. Рисунок (Рисунок фигуры человека): Практикум.-Ростов-на-Дону: РАИ, 1992,-113с.

112. Юсеф Е.К. Личностная ориентация обучения как условие компетентности студентов технического университета (на материале иностранного языка) дисс. Канд пед. наук, 2001-164с.

113. Якиманская И.С. Разработка технологии личностно-ориентированного обучения// Вопросы психологии.-1995, № 2, с.31-42

114. Cinema 4D XL 6*// Компьютер пресс 2000 №8 с.43-45

115. David F. Rogers; Rae A. Eamshaw, Editor. State of the Art in Computer Graphics; Visualisation and Modeling."Springer-Verlag", New York, 1991, inc.-361 p.

116. Dibujo у Pinta las Bases del Dibujo Artistico- 1992, 126c.

117. De Floriani L., Magillo P., Puppo E. Buildingand traversing a surface at variable resolution,Proceedings IEEE Visualization'97, Phoenix, AZ

118. De Floriani L., Magillo P., Puppo E. A Formal Approach to Multiresolution Hyper-surface Modeling 1997

119. De Floriani L., Magillo P., Puppo E. Selective Refinement of Surface Meshes: Data

120. Structures and Algorithms, 1998.

121. Houdini 4.0*//Компьютер пресс 2000 №8 c.46-52

122. Klein R, Kramer.J., Multiresolution representations for surfaces meshes. In Proceedings of the SCCG, pp. 57-66, 1997

123. Lightwave 6*//Компьютер пресс 2000 №8 c.40-43164. lein R.K., Kramer J. Building multiresolution models for fast interactive visualization, In Proceedings of the SCCG, 1997

124. Maya 3.0 Unlimited*//KoMnbK)Tep пресс 2000 №8 c.28-34

125. Myers R.E.// Fundamental concept of microcomputer graphics; Computer and mathematics with applications, Pensilvanian university, New Kengsinton, USA, 1987, p-33-42

126. Puppo E., Variable Resolution of Terrain Surfaces. Proceedings Eight Canadian Conf. onComp. Geom.,pp.202-210,1996

127. Sandro Sozzy. Встреча в Атланте по вопросам компьютерной графики //Appuntamento ad Atlanta per la computer graphica// Inerfaccia, 1988-89, p.54-60

128. Softimage|XSI*//KoMnbiOTep пресс 2000 №8 c.34-36

129. Zorin D., Schroder P., Sweldens. Interactive Multiresolution Mesh Editing. Сотр. Grapf. Proc., 1997, pp.259-268.171. 3D Studio MAX// Компьютер пресс 2000 №8 c.36-40