1. зміст Вступ
2. 1. Актуальність теми
3. 2. Мета і завдання дослідження, плановані результати
4. 3. Огляд досліджень та розробок
5. 3.1 Огляд міжнародних джерел
6. 3.2 Огляд національних джерел
7. 3.3 Огляд локальних джерел
8. 4. Аналіз аналогічних систем
9. 5. Методологія підвищення наочності
10. висновки
11. Список джерел

зміст

Вступ

За останні роки в суспільстві складається абсолютно нове розуміння основної мети освіти. Викладач в першу чергу повинен замислюватися про формування у студента здатності до саморозвитку і самореалізації.

Ушинський К. Д. до основних дидактичним принципам відносив: свідомість і активність навчання; наочність; послідовність; міцність знань і навичок. Ці принципи і сьогодні є основними в навчанні.

Наочні методи - це ті, при яких засвоєння необхідного матеріалу в значній мірі залежить від використання наочних посібників, а також технічних засобів, що використовуються в даному процесі [ 1 ]. Використовуються зі словесними і практичними методами навчання, для наочно-чуттєвого ознайомлення з описаними процесами, об'єктами, явищами.

1. Актуальність теми

Висока навчальна мотивація є запорукою успішності засвоєння навчального матеріалу і підвищення якості знання. Застосування наочності є прекрасним засобом, що впливає на навчальну мотивацію. Наочність викликає інтерес і спонукає до діяльності, сприяє переходу навчальної мотивації на вищий щабель - внутрішню мотивацію, що створює умови для становлення духовності особистості.

Наочність - один з провідних принципів навчання. Наочність у навчанні сприяє формуванню уявлення, правильно відображає об'єктивну дійсність, і в той же час сприймаються явища, предмети і процеси аналізуються і узагальнюються в зв'язку з навчальними завданнями [ 2 ].

Розвиток і широке поширення комп'ютерних технологій дозволяє педагогам активно використовувати їх під час пояснення. Використання мультимедіа технологій допоможе вчителю уявити матеріал більш значущим і доступним чином, використовуючи різні елементи мультимедіа. Завдяки включенню в лекцію цифрових медіа-елементів учні краще засвоюють матеріал, оскільки вони використовують кілька сенсорних відчуттів, що допомагає приділяти більше уваги представленої інформації і краще зберігати цю інформацію в пам'яті.

Засоби і форми навчання, засновані на нових інформаційних технологіях, стають важливою складовою будь-якого процесу навчання. Розвиток комп'ютерних технологій вплинуло на виникнення нового виду освітнього процесу - дистанційного навчання. Дистанційне навчання забезпечується застосуванням сукупності таких освітніх технологій, при яких взаємодія учня і викладача здійснюється незалежно від місця їх знаходження і розподілу в часі на основі педагогічно організованих телекомунікаційних засобів [ 3 ].

Незважаючи на те, що в основному комп'ютерні технології включаються в навчальний процес в якості «підтримує» кошти для підвищення наочності в рамках історично сформованої системи навчання, цілком очевидно, що в майбутньому процес навчання буде вже неможливий без сучасних інформаційних технологій.

2. Мета і завдання дослідження, плановані результати

Метою роботи є: дослідження, аналіз і розробка комп'ютерно-орієнтованих інтерактивних засобів підвищення наочності навчання при викладанні графічних дисциплін для студентів ВНЗ.

Для виконання поставленої мети необхідно вирішити такі завдання:

1. Огляд і аналіз методів та інструментів інтерактивного компьютеро-орієнтованого навчання.
2. Аналіз комп'ютерних систем, як засобу підвищення наочності і підвищення якості викладання графічних дисциплін.
3. Огляд і аналіз існуючих засобів підвищення наочності.
4. Розробка електронного підручника, із застосуванням методів і засобів підвищення наочності.

Об'єктом дослідження є засоби підвищення наочності.

Предмет дослідження - визначення оптимальних методів і засобів підвищення наочності викладання графічних дисциплін.

3. Огляд досліджень та розробок

Електронні навчальні посібники та навчальні системи в області графічної підготовки студентів активно розробляються і впроваджуються в навчальний процес, що пояснюється необхідністю в якісній графіці і забезпеченні інтерактивної взаємодії з учнем. Розроблялися в деяких вищих навчальних закладах навчальні системи пропонують навчальний матеріал у вигляді електронних підручників і тестові завдання у вигляді текстів і статичних зображень.

Проблемами методології наочності і візуалізації навчальної інформації займалися класики світової та вітчизняної дидактики Я. А. Коменський, Дж. Дьюї, К. Д. Ушинський, І. Я. Лернер, М. І. Махмутов.

Питання проектування візуально-інформаційної моделі розглянуті в педагогічних працях С. В. Гаранового, А. А. Вербицького, М. К. Мамардашвілі і теоретика візуальних досліджень Дж. Мітчелла [ 4 - 7 ]. Проблеми розгляду способу інформатизації та візуалізації вивчалися такими вченими, як Р. Крам, Д. Желязни, Д. Ланка, Е. тафти [ 8 - 11 ].

3.1 Огляд міжнародних джерел

В даний час в усьому світі активно ведуться дослідження і розробки в області застосування візуалізації, підвищення наочності в викладанні.

Пет Ханрахан займається Наукової візуалізацією, розглядає використання образів в науці і методи, використовувані для наукової ілюстрації [ 12 ].

Курс електронного навчання Visual-Literacy.org про візуальної грамотності, оцінки, застосування або створення концептуальних візуальних уявлень для студентів бізнесу, спілкування та інженерії [ 13 ].

3.2 Огляд національних джерел

Питаннями підвищення наочності, підвищення якості знань і використання мультимедійних технологій при викладанні графічних дисциплін займається величезна кількість вчених і викладачів вищої школи країн СНД (Александрова Е. П., Носов К. Г., Столбова І. Д., Слобідської Р. Б, Тормосов Ю. М., Швайгер А. М., Вольхін К. А., Юсупова М. Ф., Карабчевский В. В.). Розглянемо докладніше результати роботи деяких з них.

Вольхін К. А. в своєму електронному навчально-методичному комплексі «Нарисна геометрія» використовує різні види роботи теоретичні основи нарисної геометрії, індивідуальні графічні завдання різних рівнів складності, практикум з розв'язання задач, тести, контрольні запитання та список літератури. При роботі з посібником передбачена можливість використання прикладних графічних програм AutoCAD, bCAD-Студент і Компас для перегляду тривимірних геометричних моделей, представлених на малюнках об'єктів. Посібник може використовуватися як в автономному, так і в мережевому режимі.

Виклад теоретичних основ курсу нарисної геометрії традиційно супроводжується малюнками (рис. 3.1). Більшість малюнків, які ілюструють поняття і методи вирішення завдань, представлені і в наочному зображенні, і на епюрі (плоскому кресленні). Використання прикладних графічних програм для перегляду тривимірних моделей дозволяє змінювати масштаб зображення і напрям погляду на об'єкт, що вивчається [ 14 ].

Малюнок 3.1 - Приклад наочного подання матеріалу в розробці Вольхін К. А.

Швайгер А. М. є автором електронного підручника з нарисної геометрії. Дана робота є комп'ютерною версією конспект лекцій Сенігова Н. П., Гусятнікова Т. В., Ларионовой Н. В., Дукмасовой В. С., випущеного в ЧПІ (ЮУрГУ) в 1989 році. Ряд слайдів (динамічних і статичних) до розділу Криві поверхні люб'язно були надані доцентом Хейфецом А. Л. Розділ текстових вправ розроблений спільно з інженером ЦДО Шаврин А. Б.

Поряд з лекційним матеріалом конспект містить велику кількість прикладів розв'язання конкретних геометричних задач. Конспект відрізняється від відомих підручників з нарисної геометрії насамперед раціональною компоновкою навчального матеріалу, великим обсягом ілюстративного матеріалу, в тому числі динамічного (рис. 3.2). [ 15 ].

Малюнок 3.2 - Сторінка з електронного конспекту Швайгера А. М.

Юсупова М. Ф. впровадила в навчальний процес інтерактивний курс Нарисна геометрія з використанням мультимедіа. Інформаційна частина зазначеного інтерактивного курсу супроводжується анімаційними роликами, які наочно демонструють перетворення просторових моделей в епюр, сутність перетворення комплексного креслення, правила і порядок побудов з дисципліни [ 16 ].

Демонстрація анімаційних малюнків супроводжується текстом, що описує процеси, зображені на цих малюнках. Для кращого сприйняття інформації, наданої на виведеної сторінці, передбачено озвучені виведеного тексту. Функція управління переглядом анімаційних малюнків дозволяє багаторазово переглядати той же малюнок, зупиняти його в будь-який момент з подальшим продовженням його перегляду.

Слобідської Р. Б. і Тормосов Ю. М. створили мультимедійний підручник з курсу Нарисна геометрія, який містить понад 200 анімаційних та статичних ілюстрацій, за допомогою яких підтверджуються і роз'яснюються основні положення дисципліни, демонструється хід різних процесів за участю геометричних об'єктів, проводиться пооперационное виконання геометричних побудов, які використовуються при вирішенні складних для розуміння завдань. Підручник побудований таким чином: читачеві надається текст, що містить виділені кольором ключові слова, які є гіперпосиланнями (рис. 3.3). При зверненні до гіперпосиланнями здійснюється висновок на екран поряд з текстом відповідних відеофрагментів.

Малюнок 3.3 - Інтерфейс мультимедійного підручника

3.3 Огляд локальних джерел

У Донецькому національному технічному університеті Карабчевский В. В. вважає, що студенти погано уявляють просторову сутність побудов, виконуваних на ортогональних площинах відповідно до методу Монжа. Будь-які підручники та інші посібники, так само як і статичні комп'ютерні ілюстрації не вирішують цю проблему в повній мірі. Тому була розроблена навчальна система, що дозволяє виконувати побудови на епюрі Монжа і при цьому одночасно породжувати тривимірні представлення об'єктів і переглядати результати в аксонометрии.

Система може застосовуватися як для роботи під управлінням користувача, так і в режимі програвання навчальних уроків. Для створення уроків використовується спеціальна мова, що описує геометричні фігури і операції над ними. При вирішенні завдань студенти можуть застосовувати різні методи перетворення креслення. Опускаючи на площину перпендикуляр, можна спостерігати окремі етапи вирішення і бачити, чи дійсно побудований відрізок перпендикулярний площині (рис. 3.4). [ 17 ]

Малюнок 3.4 - Побудова перпендикуляра з точки до площини в одній з версій навчальної системи Карабчевського В. В

Карабчевського В. В. був розроблений електронний підручник з курсу Нарисна геометрія (рис. 3.5) в якому застосовується ранішеописана система. Кожен розділ підручника містить інформацію в традиційній формі (тексти та зображення), сценарії і тести з застосуванням вищеописаних систем, а також вказівки щодо застосування AutoCADа для практичного вирішення завдань. Головною перевагою цього підручника є анімовані зображення, які показують перетворення креслення з двомірного в тривимірне зображення.

Малюнок 3.5 - Інтерфейс електронного підручника Карабчевського В. В

4. Аналіз аналогічних систем

Проаналізувавши результати роботи всіх перерахованих вище вчених, можна зробити висновок, що електронні навчальні матеріали (підручники, конспекти лекцій, навчально-методичні комплекси) актуальні в сучасному світі і роблять позитивний вплив на засвоєння навчального матеріалу і активізацію навчальної діяльності студентами при навчанні графічним дисциплінам. Всі вони є конкурентоспроможними у вітчизняному освітньому просторі. Але вибір все-таки залишається за ВУЗом і викладачем, зокрема.

Але в більшості розглянутих матеріалів наочне уявлення і візуалізація побудованих моделей організована на досить низькому рівні. Особливо страждає анімаційне уявлення моделей, розгортка 2D-креслень в 3D-моделі, інтерактивна взаємодія зі студентом.

5. Методологія підвищення наочності

Процес навчання студентів передбачає передачу знань від викладачів до учнів. Відомі різні форми передачі цих знань. З методичної точки зору дані форми об'єднуються в три методу взаємної комунікації навчального (викладача) і тих, хто навчається (студентів) [ 18 ]. це:

• одностороння форма, яка визначає пасивний метод навчання;
• обопільна форма, яка визначає активний метод навчання;
• багатостороння форма, яка визначає інтерактивний метод навчання.

Перший метод передбачає авторитарну форму взаємодії, коли студенти слухають викладача, конспектують інформацію слідом за ним у вигляді тексту або зображень. Зворотній зв'язок викладача зі студентами здійснюється за допомогою контрольних опитувань та робіт. Такий метод не розвиває самостійність мислення учнів.

Другий метод передбачає активність кожного учня, а не тільки викладача, відсутність авторитарного тиску і заходів управління і контролю з його боку, студенти і викладач знаходяться на рівних правах. Студенти активно задають питання, висловлюють свою думку, не є пасивними учасниками заняття.

В даний час, у зв'язку з розвитком засобів комп'ютерної комунікації, отримав широкий розвиток інтерактивний метод навчання. Він передбачає багатостороння взаємодія навчальної та навченою сторін. Побудований на взаємодії учня з навчальним оточенням, навчальної середовищем, яка служить областю освоюється досвіду. У порівнянні з традиційним навчанням в інтерактивному методі змінюється взаємодія педагога і учня: активність педагога поступається місцем активності учнів, а завданням педагога стає створення умов для їх ініціативи.

У сучасному інтерактивному навчанні значну роль відіграють комп'ютерні засоби навчання та підвищення наочності.

Виділяють такі категорії навчальних засобів:

• натуральні предмети;
• зображення і відображення об'єктів (візуальні, аудитивні і аудіовізуальні);
• опис предметів і явищ (книги, довідники, збірники завдань і вправ, керівництва, програмовані посібники);
• технічні засоби навчання.

З огляду на, глобальну інформатизацію та модернізацію навчального процесу, можна виділити нові категорії наочних засобів навчання (рис. 5.1).

Малюнок 5.1 - Схема наочних засобів навчання

До натуральних речовим моделям відносять реальні предмети, муляжі, геометричні тіла, макети об'єктів і т.д. Друковані посібники або умовні графічні зображення - це креслення, ескізи, схеми, графіки, географічні карти, плани, діаграми і т.д. Екранно-звуковими засобами наочності є кіно і телефільми, діапозитиви, анімація, 3d-моделі, інтерактивна графіка і ін.

Графіки і схеми спрощують сприйняття і полегшують сприйняття тексту людиною. Іноді декількох схем досить для того, щоб зрозуміти сенс викладеного на декількох сторінках проекту.

Бурхливий розвиток 3-х мірної графіки - наукова візуалізація сформувалася в самостійну галузь науки, увібравши в себе основи диференціального обчислення, геометрії, програмування. Перехід на 3D-технології перетворив графіком із засобу уявлення в потужний метод вирішення наукових проблем. Тривимірна візуалізація може широко застосовуватися для освітніх систем в різних областях науки. Навчання з використанням тривимірних моделей дуже наочно і дозволяє урізноманітнити форми подачі матеріалу і підвищувати інтерес слухача.

Найбільше значення віртуальна візуалізація має в інтерактивних системах навчання, таких, як різноманітного виду тренажери.

Тенденції розвитку сучасних інформаційних технологій приводять до постійного зростання складності інформаційних систем (ІС), і відповідно до змісту дисциплін їх вивчення для різних спеціалізацій. Сучасні дисципліни в області ІКТ характеризуються такими особливостями: складність опису (велика кількість функцій, процесів, елементів даних і складні взаємозв'язки між ними), що вимагає вивчення законів і методик моделювання і аналізу даних і процесів, а також нових інтелектуальних інструментів.

Методика сучасного викладання з Використання комп'ютерної графіки та аудіовізуальніх ЗАСОБІВ винна орієнтуватіся на майбутні и сучасні технології, в тому чіслі и на Тенденції розвитку способів использование інформаційно-комп'ютерних ЗАСОБІВ и технологій. У сучасній методіці Звичайно повінні буті представлені необхідні технічні умови, програмне забезпечення та вимоги до користувача, Які створюють умови для Звернення до цифрової графіку и комп'ютерного дизайну. Але ще більш важливо те, що до складу навчально-методичних комплексів повинна бути закладена спочатку можливість їх модернізації та інтеграції з динамічним зміною інформаційного ресурсу.

Фундаментом сучасної інженерної діяльності є компетенції в області сучасних програм CAD, які дозволяють створювати віртуальні параметричні моделі твердотільних об'єктів. Звідси розділ «Комп'ютерна графіка» має практичну спрямованість сучасного процесу навчання графічним дисциплінам, і в програмі навчання він представлений обов'язковим лабораторним практикумом. Даний вид навчальної діяльності передбачає організувати первинну інструментальну підготовку учнів, щоб подальша самостійна робота студентів над навчальними проектами була більш наближена до професійних дій. Тому окремо необхідно зупинитися на розробці ефективної методики формування у студентів початкових навичок роботи в графічних середовищах. При обмеженому часу, що відводиться в програмі навчання на лабораторні заняття в комп'ютерному класі, студентам важливо дати оперативні установки використання основного спектра можливостей редактора при графічних побудовах, підготувати рекомендації по раціональним алгоритмам проектування 3D-об'єктів, продемонструвати дозволяє комп'ютеру варіативні способи вирішення завдань геометричного моделювання [ 19 ].

Для підвищення ефективності подачі і сприйняття матеріалу планується розробка електронного навчального посібника з наочним поетапним побудовою моделей, перетворення просторових моделей в епюр, керівництвом щодо виконання демонстраційних завдань. На рис. 5.2 приведена схема підготовки наочності по графічним дисциплінам у вигляді електронного підручника.

Малюнок 5.2 - Схема підготовки наочності по графічним дисциплінам
(Анімація: 7 кадрів, 7 циклів повторення, 16 кілобайт)

Розробка подібного роду навчальних посібників із застосуванням сучасних інформаційних технологій, дозволить поліпшити ефективність не тільки лекційних та лабораторних занять, а й організувати самостійну роботу студентів. Для цього в такі інформаційні системи повинен бути доданий модуль тестування і контролю знань.

висновки

В ході науково-дослідної роботи була докладно вивчена і проаналізована предметна область комп'ютерних систем, як засобу підвищення наочності і підвищення якості викладання графічних дисциплін. Було проведено огляд теоретичних і практичних досягнень вчених з проектування електронних мультимедійних засобів навчання і контролю знань. Детально розглянуто функціонал, інтерфейс цих програм і проведений їх аналіз.

Були зроблені висновки про низьку якість графічної частини подібних програмних продуктів. Для подальшої роботи над дипломним проектом було поставлено завдання розробки засобів підвищення наочності при навчанні графічним дисциплінам, визначено основну схема підготовки наочності.

При написанні даного реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: травень 2018 року. Повний текст роботи та матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його керівника після зазначеної дати.

Список джерел

1. Наочні методи навчання: види, класифікація та особливості [Електронний ресурс]. - Режим доступу: https: //www.syl.ru/article/36 ... .
2. Артемов В.А. Психологія наочності при навчанні // М .: Просвещение, 1998, 176 с.
3. Вздорнова Л. С. Застосування інформаційних технологій навчання та вдосконалення системи професійної підготовки фахівців залізничного транспорту [Електронний ресурс]. - Режим доступу: https: //refdb.ru/look/16784 ...
4. Гаранового С. В. До методології візуалізації навчальної інформації. Інтеграція художнього і логічного // Вісник Адигейського державного університету. Серія 3: Педагогіка і психологія. - 2011. - No2. - с.18 -24.
5. Вербицький А. А. Активне навчання у вищій школі: контекстний підхід // М .: Вища. шк., 1991
6. Мамардашвілі М. К. Проблема свідомості і філософське покликання // Як я розумію філософію. Вид. 2-е. - М., 1992.
7. Mitchell WJT What is visual culture? // Irvin Lavin, ed. Meaning in the Visual Arts: Views from the Out-side. - Princeton, NJ: Institute for Advanced Study, 1995.
8. Желязни Д. Говори мовою діаграм // М .: Манн, Іванов і Фербер, 2012.
9. Lankow J., Ritchie J., Crooks R. Infographics: the Power of Visual Storytelling // - New Jersey: John Wiley & Sons Inc, 2012.
10. Tufte E. Beautiful Evidence // Cheshire: Graphic Press, 2006. - 213 p.
11. Крам Р. Інфографіка. Візуальне представлення даних // СПб .: Питер, 2015. - 384 с.
12. Hanrahan P. Teaching Visualization // ACM Siggraph Computer Graphics, vol. 39, no. 1, 2005.
13. Курс електронного навчання Visual-Literacy.org [Електронний ресурс]. - Режим доступу: www.visual-literacy.org
14. Вольхін К. А. Нарисна геометрія [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http: //ng.sibstrin.ru/wolchin ...
15. Швайгер А. М. Конспект лекцій. Нарисна геометрія [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http: //fet.mrsu.ru/text / ...
16. Юсупова М. Ф. Методика інтерактівого навчання графічних дисциплін у Вищих технічних навчальний заклад.
17. Карабчевский В. В. Мультимедійний підручник з нарисної геометрії. // Освіта і віртуальність-2002. Збірник наукових праць 6-й Міжнародній ВИРТ-2003 конференції Української асоціації дистанційної освіти. Харків-Ялта: УАДО, 2002. - с. 198 - 203.
18. Хрящів В. Г., Морозова Н. В., Суркова Н. Г. Способи активної та інтерактивної підготовки студентів технічного вузу з інженерної графіки // Альманах сучасної науки і освіти Тамбов: Грамота, 2016. № 6 (108). c. 106 - 111.
19. Александрова Е. П., Носов К. Г., Столбова І. Д. Організація графічної підготовки студентів на основі інформаційно-комунікаційних технологій [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http: //dgng.pstu.ru/conf ...