85769 (589866), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

В реальной педагогической практике получили распространение два типа учебников. Электронный учебник может быть построен по принципу разветвленной компьютерной обучающей программы, так называемый многоуровневый электронный учебник. В таком учебнике, рассмотрение учебного материала предусматривает несколько возможных путей: по первому, второму и т.д. уровням. Первый - низший - базовый уровень должен содержать основные понятия, определения предмета и иллюстрации этих понятий и определений. Составляя не более четверти от общего объема учебника, этот уровень, тем не менее, должен давать законченную целостную картину предмета. Второй - основной уровень может составлять примерно половину учебного материала и содержать подробное изложение всех вопросов учебной программы курса. Наконец третий уровень включает углубленное изложение отдельных вопросов для тех студентов, которые желают расширить свои знания в данном вопросе. Обучаемый сам выбирает уровень сложности изложения учебного материала.

Учебники второго типа построены по линейному принципу: информационный блок, контрольный блок, практическое задание.

Основной – информационный блок содержит изложенный в сжатой форме учебный материал (он включает основные понятия, определения, таблицы, графики охватывающие все разделы данного курса). Каждый раздел информационного блока заканчивается контрольными вопросами, которые позволяют обучаемому выяснить, насколько глубоко он усвоил учебный материал. Таким образом, контрольные вопросы фиксируют переход от данного раздела учебного материала к следующему. В результате функционирует постоянная обратная связь обучаемого с компьютером, позволяющая повысить эффективность процесса усвоения знаний. В конце каждого раздела электронного учебника достаточно запланировать 5-6 контрольных вопросов и несколько практических заданий. Результаты самоконтроля нигде не учитываются, они выполняют функцию обучения. На этой стадии студент мог еще недостаточно глубоко изучить учебный материал, поэтому он может ошибаться при ответах на поставленные вопросы, однако он должен знать правильные ответы на все поставленные вопросы, иначе переходя к изучению следующего раздела курса он будет иметь пробелы в знаниях предыдущих разделов.

Блок зачетного задания функционирует в режиме диалога обучаемого с компьютером. Работа в этом режиме позволяет студенту закрепить знания, полученные при работе с информационным блоком. Система навигации, при этом, позволяет при необходимости обратиться к любому разделу учебного материала.

Построение учебника по линейному принципу является наиболее распространенным способом, так как такой вариант является более мобильным, простым и преподаватель может создать такой учебник самостоятельно, учитывая цели изучения конкретной дисциплины, учебный план и, принимая во внимание, все особенности процесса обучения.

§3. Описание технологии изучения курса «Математическое моделирование 3D объектов»

Еще совсем недавно компьютеры являлись лишь объектом изучения. Учащиеся получали элементарные навыки работы на компьютере только на уроках информатики. В последнее время ситуация резко изменилась в связи с быстрым развитием информационных и компьютерных технологий и их распространением во многие сферы жизни человека, особенно в образование. Можно утверждать, что обучение с помощью компьютерных обучающих программ при целесообразном их применении может являться эффективным способом обучения. В современном процессе обучения компьютер - это не только объект, но еще и средство обучения. Сегодня с помощью компьютера можно изучать: иностранные языки, историю, географию, литературу и любую другую науку.

Предлагаемая технология также предусматривает использование компьютера и как объекта и как средства обучения.

При проектировании данной технологии в основу ее легли базовые принципы технологий программированного и компьютерного обучения, так как сама по себе технология компьютерного обучения развивает идеи программированного обучения и открывает совершенно новые, еще не исследованные технологические варианты обучения, связанные с уникальными возможностями компьютеров и телекоммуникаций, а технологии программированного обучения, в свою очередь, нашли широкое применение во многих современных обучающих программах.

Данная технология ориентирована на студентов педагогических специальностей – будущих учителей информатики.

Технология изучения курса «Матемотические основы моделирования 3Dобъектов» представляет педагогическую технологию частнопредметного уровня, которую мы рассматриваем в процессуально-описательном аспекте, то есть описываем цели, содержание, методы, средства и предполагаемые результаты достижения целей после изучения курса.

В основу технологии легли следующие концептуальные положения личностно-ориентированной педагогики:

• Обучение – это общение студента с компьютером.

• Принцип адаптивности: приспособление компьютера к индивидуальным особенностям студента.

• Диалоговый характер обучения.

• Управляемость: возможна коррекция преподавателем процесса обучения.

• Взаимодействие студента с компьютером может осуществляться по всем типам: субъект – объект, субъект – субъект, объект – субъект.

• Оптимальное сочетание индивидуальной и групповой работы.

• Поддержание у студента состояния психологического комфорта при общении с компьютером.

• Неограниченное обучение: содержание, его интерпретации и приложения как угодно велики.

Курс «Математическое моделирование 3D объектов» имеет целью: дать представление о возможностях математического представления трехмерных объектов в среде 3DsMax; сформировать практические навыки работы вданной среде; научить создавать трехмерные объекты с помощью среды программирования 3DsMax 5.

Учебные занятия по курсу организованы в форме лабораторных работ. Большую роль в изучении курса имеет электронный учебник, главной задачей которых является обучение студентов в процессе их самостоятельной работы на компьютерах навыкам применения разнообразного инструментария компьютерных технологий для решения профессиональных задач.

Содержание курса включает следующие темы:

• предположения и соглашения в трехмерной графике;

• основы 3D графики, задание объектов и сцен, проецирование;

• матричные преобразования;

• рисование одноцветного треугольника;

• работа с произвольной камерой;

• удаление невидимых частей, отброс нелицевых граней;

• алгоритм художника;

• Z- буфер, Z- отсечение.

Студент, успешно освоивший курс должен:

- Иметь представление: о способах реализации математических моделей в среде 3DsMax 5 и использовании среды для решения своих профессиональных задач.

- Знать: принципы проецирования в трехмерном пространстве; что из себя представляет сцена, объект моделирования, источник света, текстура и камера, их правила задания; основные методы, свойства и поведение объектов; правила построения в среде 3DsMax 5.

- Уметь: реализовывать знания в среде TurboPaskal, создавать и управлять объектами сцен.

- Иметь навыки: объектно-ориентированного программирования - устанавливать для объектов свойства, события и методы, разрабатывать собственные сцены.

Изучение курса рассчитано на 16 часов, из них 8 часа выделяется на изучение теоретической части, 8 часов на выполнение практических заданий и проверку знаний с помощью теста.

Промежуточный контроль осуществляется с помощью проверки ответов на вопросы контрольного теста к занятиям и выполнения практических заданий. Итоговый контроль проходит в форме зачета.

Предполагается, что учащиеся, которые будут обучаться по данной технологии, освоили основной курс работы на компьютере (работа с клавиатурой и мышью), владеют навыками работы в операционной системе Windows (работа с окнами, с технологией OLE, принцип Drug & Drop), в текстовом и графическом редакторах.

§2. Структура электронного учебника «Математические основы компьютерного моделирования 3D объектов»

Основным средством обучения при изучении курса является электронный учебник, главной задачей которого является обучение студентов в процессе их самостоятельной работы и с учетом индивидуальных психофизических особенностей усвоения навыкам создания приложения в среде 3DsMax 5.

Электронный учебник «Математические основыкомпьютерного моделирования 3D объектов» состоит из следующих блоков: блок учебной информации, блок контрольных вопросов и практических заданий, блок зачетного задания.

Содержание учебной информации разбито на 8 занятий, каждое из которых представлено несколькими страницами, соответствующими конкретной теме.

Электронный учебник «Основы компьтерного моделирования 3D объектов» построен по линейному принципу: содержание каждого следующего информационного блока зависит от того, как студент усвоил содержание предыдущего.

Электронный учебник реализован в среде MS Frontpage, которая поставляется как программный продукт для создания Web-сайтов вместе с программным пакетом MS Office. Мощность Office в создании информационного наполнения в сочетании со средствами управления сайтом и средствами генерации страниц Frontpage дает широкие возможности конструирования Web-сайтов, в том числе предназначенных для обучения. Его клиентское программное обеспечение состоит из Проводника и Редактора. Проводник предоставляет полный и мощный спектр возможностей, необходимых разработчику в управлении электронными страницами.

В арсенале программы есть возможности проверки корректности ссылок на страницах, автоматическая корректировка ссылок при изменении структуры сайта (в нашем случае учебника), стандартные методы управления страницами, возможность автоматической публикации на рабочий web-server или локальный диск. Также есть возможность импорта электронного учебника с локального диска.

К числу положительных сторон редактора можно отнести поддержку всех элементов HTML, очень хорошую поддержку таблиц, мощные возможности по форматированию текста и других объектов, качественное и быстрое отображение HTML при редактировании, поддержку трех режимов просмотра при редактировании. Он может работать практически с любым графическим редактором.

Немаловажным является тот факт, что MS Frontpage не требует от пользователя наличия мощного компьютера и дорогих, труднодоступных программ.

Согласно требованиям наш учебник содержит следующие компоненты:

Рис. 4. Обложка электронного учебника «Основы математического моделирования 3D объектов»

- Обложка включает в себя его название, презентационный логотип системы программирования 3DsMax, сведения об авторах, аннотацию и гиперссылку на страницу содержания (Рис. 2.1).

- Пункты оглавления представляют собой гиперссылки перехода к занятиям. На странице оглавления перечисляются темы занятий и учащийся может самостоятельно выбрать тему, которая ему необходима (Рис. 2.2). Со страницы оглавления можно вернуться на обложку электронного учебника.

Рис. 5. Оглавление электронного учебника «Основы математического моделирования 3D объектов»

• Каждая страница учебника состоит из теоретическикого и практический материал по выбранной теме. Пункты тем представлены в виде ссылок на страницы с теоретическим материалом. Каждая страница также содержит ссылки на теоретические вопросы по данному занятию и практические задания по данной теме, и кнопку, позволяющую вернуться в оглавление.

- После того как учащийся завершил изучение теоретического материала, он переходит к контрольному и практическому блокам.

Вопросы и задания предлагаются в конце каждого занятия, а также в конце учебника в качестве итогового контроля.

Рис. 6. Четвертая страница первого занятия электронного учебника «Основы математического моделирования 3D объектов»

- Система управления работой с учебником:

• названия занятий выделены полужирным текстом, а название тем, изучаемых в каждом занятии, выделены синим цветом;

• текст, на который есть гиперссылки, выделен подчеркиванием и написан синим курсивным шрифтом;

• для навигации между страницами оглавления и занятий на каждой странице учебника содержится гиперссылка, при наведении курсора на такую гиперссылку включается подсветка. Такой прием позволяет привлечь внимание обучающегося, активизировать работу с учебником.

Таким образом, электронный учебник «Основы математического моделирования» построен так, что обучающийся, переходя по гиперссылкам от урока к уроку, может просмотреть содержание всего учебника, вернуться к предыдущему или перейти к последующему урокам, обратиться к контрольным вопросам и заданиям по изучаемой теме. Находясь в любом разделе учебника, по ссылке Оглавление можно вернуться к странице оглавления, которая является в некотором роде упрощенным схемокурсом электронного учебника.

§3. Методика проведения занятий с использованием электронного учебника

Для более подробного описания были выбраны занятия разные по типу проведения, в первом занятии изучается теоретический материал, а в последнем учащимся предлагается выполнить практическое задание, создать объект в среде TurboPaskal.

Характеристики

Список файлов ВКР