Создание практикума по 3d моделированию в среде Autodesk

Размещено на http://www.allbest.ru/

Создание практикума по 3d моделированию в среде Autodesk



Содержание

Введение

1. Теоретические основы обучения 3d моделированию на основе практикума с использованием Autodesk

1.1 Анализ изменения требований к результатам освоения основной образовательной программы в соответствии с ФГОС

основного общего образования

1.2 Роль 3D-моделирования в повышении эффективности учебного процесса

1.3 Практикум как эффективная организационная форма обучения 3D-моделированию

2. Методические аспекты создания практикума по 3d-моделированию в программной среде Autodesk

2.1 Принципы создания практикума по 3D-моделированию в программной среде Autodesk и критерии отбора практических заданий

2.2 Организация образовательного процесса на уроках информатики в основной школе

2.3 Результаты апробации практикума по 3D-моделированию в программной среде Autodesk в основной школе

Заключение

Список используемой литературы

Приложения



Введение

моделирование autodesk учебный практикум

Сравнивая основные компоненты парадигм учения в современном обществе не трудно заметить, что основной процесс обучения направлен на самореализацию учащегося в жизни и его дальнейшей личной карьеры.

По сравнению с предыдущими стандартами образования, в действующем стандарте акцент в обучении делается не на получение знаний, умений и навыков, как раньше, а на овладение основами общечеловеческой культуры и учебные, социальные, профессиональные и другие компетенции. Основной задачей педагога уже является не передача знаний, а создание условий для самостоятельного учения вследствие чего происходит смещение акцента на самоконтроль и самооценку обучающихся.

На данный момент главным направлением модернизации образования в России является обеспечение его нового качества. Использование информационных технологий определяет эффективность обучения, которая, в том числе, зависит от качества обучающей программы и степени её соответствия особенностям образовательного процесса. Несмотря на то, что задача создания полноценных обучающих систем была поставлена довольно давно, это не умоляет её актуальность на данный момент. Говоря

«полноценная» обучающая программа, имеется ввиду такая система, которая способна на себя взять большую часть работы учителя по передаче и контролю знаний, получаемых учащимся.

Исходя из вышеперечисленного, становится актуальным пересмотр

«стабильных» форм организации учебного процесса на «динамичные» с учетом смещения акцента на самостоятельную работу обучающихся.

Для такой организации познавательной деятельности на уроках используют систему взаимосвязанных заданий, которые чаще всего называют практикумом.

Актуальность исследования обусловлена тем, что мир развивается в условиях глобализации и появляется необходимость вносить коррективы в принципы подачи учебного материала. В обновлении нуждается так же роль

учителя в образовательном процессе. Подготовка учеников должна быть направлена на понимание информации и умение применять полученные знания в практической деятельности. Полагаясь на вышеперечисленное и учитывая стремительное развитие научного прогресса, следует вывод, что учебные материалы, которыми мы располагаем на данный момент, уже завтра могут стать не актуальными. В связи с этим в методике обучения информатики появляется проблема, которую необходимо решить.

Объект исследования - процесс обучения информатике в основной школе.

Предмет исследования - использование практических заданий по выбранной теме при обучении информатики.

Цель выпускной квалификационной работы - разработка электронного практикума по теме «Основы 3D-моделирования в программной среде Autodesk».

Для достижения поставленной цели в настоящей выпускной квалификационной работе необходимо решить следующие задачи:

1. проанализировать нормативные документы (ФГОС второго поколения, примерные программы), психолого-педагогическую и методическую литературу и описать оптимальные требования к составлению практических заданий в курсе информатики для достижения учащимися результатов, соответствующих образовательному стандарту;

2. подготовить тематический практикум, опираясь на описанные требования к практическим заданиям;

3. провести апробацию разработанного практикума, описать результат апробации подготовленных практических заданий для основной школы в ходе педагогической практики.

Применение разработанного практикума в процессе преподавания позволит упростить работу учителей и значительно повысить качество обучения по теме «3D-моделирование».



1. Теоретические основы обучения 3d моделированию на основе практикума с использованием Autodesk

1.1 Анализ изменения требований к результатам освоения основной образовательной программы в соответствии с ФГОС основного общего образования

Необходимость создания образовательного стандарта второго поколения была вызвана тем, что отечественное образование перестало соответствовать мировым фундаментальным ценностям в образовательной сфере, так как был изменён критерий качества. В связи с этим, произошел поворот от школы, передающей знания, к школе развития творческих способностей личности, сохраняя при этом основополагающее научное ядро, которые являлось сильной стороной отечественного образования. Таким образом, был получен новый образовательный стандарт, в основе реализации которого лежит системно- деятельностный подход, базирующийся на том, что учебная деятельность должна соответствовать возрастным особенностям обучающихся.

Впервые подход, лежащий в основе ФГОС, начали использовать в конце двадцатого века как понятие. В нём пытались объединить сразу два подхода: системный и деятельностный, несмотря на то, что последний по своей сути можно было всегда считать системным.

Системный подход - направление методологии научного познания, где в качестве системы может быть рассмотрено любое явление, в котором объект представим в виде совокупности взаимосвязанных элементов. Данный подход нашёл своё место в научной сфере из-за бурного роста объема информации.

«Преодоление противоречия между ростом количества информации и ограниченными возможностями её усвоения может быть достигнуто с помощью системной реорганизации знания.»[30, с. 219]

При системном подходе слушателю предоставляется, во-первых, нужная информация, во-вторых, достаточная для нахождения пути решения проблемы, поставленной перед учащимся.

В свою очередь, при деятельностном подходе психологи рассматривают формирование и развитие личности с точки зрения практической деятельности как определенной формы психической активности. В педагогике данный подход предполагает организацию и управление учебно-воспитатетельной деятельностью учащегося при общем рассмотрении его жизнедеятельности. Концептуальная идея рассматриваемого подхода основана на том, что в качестве главного образовательного результата выступают уже не знания, умения, навыки, а способность и готовность учащегося к высокоэффективной и результативной деятельности во всевозможных жизненных обстоятельствах. При этом основной акцент делается на невербальные методы и на отличные от догматической, формы передачи готовой информации, исключая обезличенность словесного преподавания и пассивность в обучении.

В сочетании с системным, деятельностный подход становится более эффективным, методологически усиливается. В то время, когда принципы системного подхода используются для того, чтобы построить предметные конструкции, связанные с исследованием деятельности, получается системно- деятельностный подход.

Отличительной особенностью данного подхода по сравнению с другими является то, что путём постепенных преобразований из внешней предметной деятельности психологические функции и способности переходят во внутреннюю психическую деятельность. Отказ от «ЗУНов» не происходит, поскольку при их отсутствии невозможно добиться поставленной цели на операционально-технологическом уровне. Под компетентностью подразумевается знание в действии. При системно-деятельностном подходе содержание образования дополняется компонентой, направленной на активную деятельность учащегося, отражая при этом представление о содержании учебной деятельности в определенные моменты обучения, используя индивидуальную или групповую форму организации образовательного процесса.

Исходя из сказанного выше, можно сделать вывод о том, что системно- деятельностный подход являет собой результат тщательной работы и содержит в себе лучшие аспекты в сфере дидактики и психологии.

Федеральный государственный образовательный стандарт опирается именно на системно-деятельностный подход, поскольку главным образовательным результатом является развитие личности обучающегося путём усвоения универсальных учебных действий и совокупности предметных умений, обеспечивающих научное мировоззрение.

В отличие от стандарта первого поколения, новый стандарт не диктует содержание образования, а ставит своей первоочередной задачей достижение результатов образования и деятельности, а так же определение к ним системы требований.

Новый образовательный стандарт предусматривает определенную систему требований, выдвигаемых к образовательным результатам, а именно: личностным, метапредметным, предметным.

Личностные результаты предусматривают развитие внутреннего мира учащегося, его способность к саморазвитию и самообразованию, готовность и желание к познавательной деятельности, а так же способность ставить перед собой цели и строить жизненные планы. Данные результаты могут быть реализованы как при использовании программы отдельно взятого учебного предмета, так и при программах, ориентированных на духовное развитие и воспитание общепринятых нравственных ценностей, призывая учащихся к ведению здорового образа жизни по средствам поддержания физической культуры.

Предметные результаты содержат конкретные умения, характерные для определенной предметной области; возможность применение учебного предмета не только во время обучения, но и в социальной практике; сформированность определенного типа мышления, а именно научного, а так же общее представление о ключевых научных теориях, знание и умение применять научную терминологию.

Метапредметные результаты включают в себя овладение межпредметными компетенциями и универсальными учебными действиями, способность их использования, как в процессе образования, так и в личных целях.

У учащегося в сфере личностных УУД формируется внутренняя позиция, учебные и познавательные мотивы и установка на нормы морали.

Обращаясь к регулятивным УУД, следует заметить, что по выпуску учащийся будет владеть всевозможными типами учебных действий, направленными на построение собственной деятельности, как в учебном учреждении, так и вне его стен, включая способность решать задачи, сохраняя при этом цели, поставленные в процессе обучения. Не стоит забывать, что помимо прочего, обучающийся должен быть способен контролировать свои действия и давать им здравую оценку, внося соответствующие поправки при их исполнении.

При рассмотрении сферы познавательных УУД, мы заметили, что акцент делается на то, что учащийся в процессе обучения и при его завершении в рамках образовательного учреждения должен научиться воспринимать поступающие сообщения, анализировать их, обладать широким спектром логических действий и операций, а так же овладеть таким действием, как моделирование.

Умение слушать собеседника, умение построения дружественных и деловых отношений со сверстниками и учителем являются одними из главных качеств, формирующихся в сфере коммуникативных УУД.

Из вышеперечисленного следует вывод, что системно-деятельностный подход направлен на достижение учащимся поставленных учебных и личных целей, освоение основной образовательной программы основного общего образования, самостоятельного усвоения новых компетенций, а так же различных видов деятельности.

В процессе обучения учащимся ставится и решается основная задача - создание условий для развития личности гармоничной, нравственно

полноценной, социально активной, профессионально компетентной, которая продолжит саморазвитие вне стен образовательной организации.

Всего этого при системно-деятельностном подходе не получиться добиться без профессиональной подготовки учителя, его умения строить образовательный процесс, соответствуя требованиям стандарта нового поколения.

В качестве основных задач образования сегодня уже не выступает только процесс передачи знаний, сейчас является необходимым помимо этого формировать у него умение и желание учиться на протяжении всего жизненного пути, умение сплоченно работать в команде, умение ставить и добиваться поставленных целей и всесторонне развиваться на основе рефлексивной самоорганизации.

Системно-деятельностный подход не предполагает предоставление информации в чистом виде, учащиеся выступают в роли исследователей, где в свою очередь учитель принимает следующую позицию: к классу обращаться не с ответом, а с вопросом. Учащийся выступает как личность только в условиях деятельностного подхода, а не обрушивающегося потока информации и нравоучений.

Когда речь идет о системно-деятельностном подходе, не забывают так же процесс воспитания. Учащийся при взаимодействии с миром стремиться к определению самого себя, своего места в жизни; учиться оценивать свои возможности и проводить анализ собственных действий. Следовательно, такая деятельность как проектная, а так же всевозможные деловые игры и коллективное творчество направлены на практическое общение, что в свою очередь мотивирует учеников и дает установку на самостоятельность, готовя их к жизни.

Задача учителя теперь сводится к организации исследовательской деятельности учащихся, ставя перед ними проблему, решение которой они самостоятельно находят в процессе обучения, анализируя свою деятельность и объясняя при этом как необходимо действовать в новых условиях. Причем преподаватель должен вести образовательный процесс так, чтобы у учеников по итогу была сформирована потребность и способность к такому преобразованию учебного материала, при котором целью ставится овладение новыми компетенциями в результате самостоятельно проделанной работы.

Во время выбора и сочетания методов обучения необходимо учитывать следующие критерии:

· соответствие изучаемого материала возрастным особенностям обучающихся;

· соответствие целям и задачам обучения, воспитания и развития;

· соответствие содержанию изучаемого материала (сложность, новизна, научность, доступность, наглядность);

· соответствие технической оснащенности кабинета (наличие персональных компьютеров, проектора, Smart-доски);

· соответствие эргономическим особенностям (проведение урока в установленное время, наполняемость класса выше установленного минимума, учет безопасности жизнедеятельности в кабинете информатики);

· соответствие индивидуальным особенностям и профессиональной компетентности учителей (педагогическое образование; знание ФГОС, примерных образовательных программ; соответствие уровню психолого-педагогической, методической и информационно- технологической подготовки; владение методами и умение выбирать формы обучения, которые будут необходимы в течение образовательного процесса).

По своему усмотрению учитель вправе выбирать форму организации учебной деятельности, будь то групповая, фронтальная или же работа в парах. При этом очень важно отметить, что учитель не должен выступать в роли лектора и только излагать подготовленный материал, задавать вопросы по уже изученной теме. Напротив, процесс обучения должен строиться таким образом, чтобы учащиеся принимали участие в обсуждении предложенной проблемы, искали пути и решения поставленной задачи. Наилучшим методом является беседа.

Можно сказать, что планируемые образовательные результаты делают установку и описывают задачи, предъявляемые учащимся во время обучения, а именно:

· овладение системой знаний по средствам формирования и оценки умений и навыков (освоение общенаучных и базовых понятий, характерных для выбранного предмета; осознание сути и специфики изучаемого объекта или процесса; создание и использование модели изучаемого объекта; выявление и анализ связи между объектом и процессом);

· знания самостоятельно приобретаются и объединяются в результате проведения логических операций (сравнение, анализ, синтез, обобщение, интерпретация, оценка, классификация), при этом от учащихся требуется более глубокое восприятие изучаемого материала с возможностью взглянуть на поставленную проблему с другой точки зрения, представляя поступающую информацию в новой форме;

· разрешение проблемной ситуации, при которой необходимо принять решение в случае неопределенности или выбрать наиболее эффективный путь к достижению поставленной цели;

· реализация групповой работы в целях формирования навыка содружества и взаимопомощи, умения построения различного рода отношений, неся при этом ответственность за собственные действия и поступки;

· умение формирования и изложения собственных мыслей в письменной или устной форме, опираясь на предъявляемые требования, а так же способность подводить итог и давать оценку собственной деятельности;

· формирование и оценка навыка самоорганизации путём планирования собственной образовательной деятельности, учитывая необходимые ресурсы для её осуществления;

· самостоятельная оценка производимой учащимся учебной деятельности, выявление сильных и слабых сторон, соблюдение соответствия поставленным целям и выдвинутым требованиям, использование запланированных средств для достижения поставленной задачи удаётся путём формирования навыка рефлексии;

· формирование ценностно-смысловых установок, что достигается путём высказывания собственной позиции или отношения к представленной проблеме, опираясь на личное представление о нормах морали, эстетических ценностях, аргументируя при этом свою позицию;

· формирование ИКТ-компетентности обучающихся, достигаемое при рациональном использовании ИКТ со стороны педагога для того, чтобы повысить эффективность формирования навыков, перечисленных выше и непосредственно навыков использования ИКТ.

Согласно ФГОС, при реализации деятельностной парадигмы образования построение системы требуемых результатов происходит на основе уровневого подхода, а именно выделяя уровень актуального развития учащихся и ближайшей будущности их развития. Учитывая это, будет возможным строить индивидуальные пути решения, определять степень продвижения обучающихся в познавательной деятельности, вследствие чего поощрять их продвижения.

1.2 Роль 3D-моделирования в повышении эффективности учебного процесса

Прогресс не стоит на месте, и становление постиндустриального общества диктует новые веяния в жизни самого общества, а в частности и человека. А именно, ценность сейчас определяют: высокий уровень качества знания, информации; особая роль отводится личным качествам во всевозможных проявлениях человеческой активности; полноту и расширение информационного пространства. В тоже время модернизация образования происходит не только внутри отдельно взятого государства, но и по всему миру, поэтому нельзя рассматривать её локально.

Несомненный статус образования в новом обществе состоит в том, что принципы развития новейших образовательных процессов могут привести к формированию еще одной функции человека, которая заключается в глубоком изменении внутреннего мира человека, что позволяет эффективно использовать информационно-интеллектуальный ресурс.

Главной задачей в совершенствовании отечественного образования на данный момент выступает обеспечение его нового качества. Включая актуальное содержание и используя современные средства обучения, тем самым модернизируя методическую структуру образовательного процесса, можно добиться поставленной цели.

В тоже время, современные школы ставят перед собой важную задачу, заключающуюся в развитии творческого потенциала учащихся. Ученики, помимо всего прочего, должны быть готовы к новизне, к альтернативному изложению проблемы, должны уметь ориентироваться в предоставляемом материале и выделять в нём главную мысль.

Так или иначе, в процессе обучения учащиеся представляют поступающую информацию, оперируют абстрактными фигурами. При этом, одним из важных способов реализации этой деятельности выступает воображение.

«Воображение - это психический процесс создания нового в форме образа, представления или идеи.»[10, с. 186]

Прежде, чем совершить какое-то действо, человеку необходимо представить, что и как он будет делать, построить план и мысленно увидеть конечный продукт. Данное явление присуще только людям и выступает основополагающим условием их деятельности.

Можно сказать, что воображение это способность, позволяющая спроектировать новую модель постепенно перерабатывая психологические компоненты, которые человек получил в прошлом опыте. В процессе проектирования модели задействуется часть сознания человека, отвечающая за познавательную деятельность, для которой свойственна высокая степень детальности и наглядности.

Воображение учащегося основного звена представимо в качестве способа познания им сферы проектируемого будущего, что придает его деятельности целеполагающий и расчетный характер.

В процессе воображения, окружающий мир представляется неординарно, проявляется образное отображение результатов, которые возможно достичь, прибегая к тем или иным действиям.

Воображение выражается:

1) в построении плана действий, которые необходимо применить для нахождения выхода из неопределенной проблемной ситуации;

2) в проектировании модели желаемого по итогу продукта деятельности и определении необходимых для этого средств;

3) в проектировании образа, соответствующего общепринятому описанию рассматриваемого объекта или процесса.

Так же, воображение различают по принципу действенности:

1) воображение активное;

2) воображение пассивное.

При решении творческих или личностных задач задействуется активное воображение. Человек при этом использует лишь малую часть точно определенной информации в конкретной сфере.

Так же данный вид воображения можно разделить на воссоздающее и творческое.

При воссоздающем воображении на начальном этапе происходит проектирование новых моделей, изображений у людей, соответствующих принятой звуковой, текстовой или графической информации.

Такое воображение вступает в силу в тот момент, когда нужно воссоздать образ модели наиболее точно соответствующий описанию, содержащемуся в полученном сообщении.

Воссоздающее воображение наиболее часто употребляется в различных видах деятельности людей, например, в обучении. Главное место в нём занимают образы памяти. Рассматриваемое воображение, несомненно, оказывает большое влияние на процесс взаимодействия между учащимися и усвоения социального опыта.

Одним из видов действенных воображений является творческое воображение, при котором человек самостоятельно проектирует новые модели и понятия, являющиеся важными для коллектива или в частности для конкретного человека, которые будут воплощены в определенные не стандартные продукты деятельности.

Данное воображение подразумевает самостоятельное проектирование новой модели, предмета, абстрактной фигуры не имеющих аналогов, которые будут реализованы в качестве оригинального и ценного продукта деятельности. Творческое воображение выступает в качестве необходимого компонента и основы всех видов творческой деятельности человека.

Модели данного воображения проектируются использованием разнообразных средств интеллектуальных процессов.

В конструкции творческого воображения выделяют следующие виды таких интеллектуальных процессов:

1) процессы, в течение которых происходит формирование идеальных моделей;

2) процессы, на основе которых заново изготавливается представленная продукция.

Теодюль Рибо, французский психолог, изучал эти процессы. Он отметил две главные операции: диссоциация и ассоциация. «Диссоциация - первый этап творческого воображения, этап подготовки материала. Без предварительной диссоциации творческое воображение немыслимо. Невозможность диссоциации - существенное препятствие для творческого воображения. Ассоциация - создание целостного образа из элементов вычлененных единиц образов. Ассоциация дает начало новым сочетаниям, новым образам.»[34, с. 364]

По степени действенности также выделяют пассивное воображение, при котором созданные модели не воплощаются в жизнь, программы не выполняются и так далее. Представления при пассивном воображении всплывают неожиданно, не учитывая желания человека.

Подводя итог, можно сказать, что воображение занимает большое место в жизни учащихся, потому что посредством воображения ученики развиваются в процессе создания и совершенствования различных образов и моделей.

При воплощении и изучении моделей используется метод познания, который называется «моделирование».

«Моделирование - важный метод научного познания и сильное средство активизации учащихся в обучении.»[36, с. 325]

На данный момент моделирование широко используется в большинстве научных сфер, начиная различными гуманитарными направлениями, заканчивая разделами физики.

При моделировании используется модель оригинала для того, чтобы изучить разнообразные свойства оригинала или заменить его созданной моделью в целях эксплуатации при определенной деятельности.

Понятие «модель» часто употребляется в разнообразных областях деятельности людей и трактуется весьма не однозначно, в зависимости от контекста.

В качестве модели воспринимается система, которая будучи представленная мысленно или реализованная материально отображает или воспроизводит объект изучения, замещая его таким образом, что её изучение способно дать иную информацию об объекте изучения.

«Модель - это целевой образ объекта оригинала, отражающий наиболее важные свойства для достижения поставленной цели.»[33, с. 5]

В условиях современного мира создание и использование его моделей зачастую упрощает работу. Наглядные модели широко применяются в образовательном процессе. Компьютер выступает как новое динамичное, развивающее средство обучения. Его использование для построения моделей применимо в изучении школьного предмета «Информатика».

Компьютерное моделирование начинает занимать важное место в современном мире. Методология и технология создания трехмерных моделей начинают отображать, а отчасти и соприкасаться с общенаучными подходами в осознании и модернизации мира вокруг. Вследствие чего формирование целостного восприятия изучаемых при этом объектов должно происходить не только изучая школьный курс информатики - необходимо производить интеграцию полученных знаний относительно других школьных предметов или при использовании проектной деятельности.

При создании компьютерных моделей происходит углубление в их восприятие, развиваются интеллектуальные умения в сфере моделирования, что положительно влияет на развитие творческих способностей личности и помогает с определением будущей профессиональной деятельности.

Создание трехмерных объектов изучения при использовании компьютера непременно обуславливается процессом их проектирования. Следовательно, трехмерное моделирование неразрывно связано с использованием проектной деятельности в процессе обучения.

С помощью трехмерного компьютерного моделирования можно получить наиболее усовершенствованный, относительно требований ФГОС, и действенный предмет по информатике относительно школьного курса. Он будет отличаться заметной полнотой и позволит максимально использовать межпредметные связи информатики при интеграции с другими школьными предметами, например, с биологией, химией, математикой и с другими науками. Немало важно, что данные связи будут базироваться на успешно испробованной методологии моделирования с использованием математических и инженерных моделей, с помощью которой предмет приобретет целостный характер. Ставя перед собой целью получение полноценного научного мировоззрения, развитие творческих способностей, желание быть востребованным специалистом в дальнейшем, учащиеся овладевают основами трехмерного моделирования и учатся использовать полученные знания на практике при учебной или личной деятельности.

Процесс обучения станет более интенсивным, если учащиеся будут владеть инструментарием в выбранной программной среде 3D моделирования и уметь решать задачи, которые будут поставлены на уроке.

Мы получаем необходимый научно-методологический аппарат, применяемый для анализа и обновления средств информатизации в образовании при их активном и целенаправленном применении, что позволяет нам с иной стороны взглянуть на педагогический процесс. Путём информатизации образования изменения происходят не только в способах передачи знаний, но в и самих знаниях, что существенно оказывает влияние на содержание и направление образования, и, конечно, на управление процессом обучения. Внедрение инновационных технологий в учебный процесс российских школ должно сопровождаться необходимыми изменениями в методологии преподавания всех межпредметных дисциплин. Если делать анализ необходимых методологических преобразований на практике, то можно заметить, что они существенно отстают от быстро развивающейся сферы трёхмерного моделирования, которая в последнее время стало занимать достаточно большую часть в окружающем мире.

Информация об объекте может быть получена множеством способов: путём описания объекта через текст или слуховое восприятие, полученное от собеседника, звукозаписывающего или воспроизводящего устройства; увидев этот объект на иллюстрации или в реальном мире; получить информацию с помощью тактильных ощущений и так далее. Всё сводится к тому, что информацию люди получают с помощью органов чувств. В свою очередь, при внедрении информационных технологий построения трёхмерных моделей в образовательный процесс школы позволяет переосмыслить сложившиеся традиции, так как 3D-модель объекта является полноценным, точным и наглядным способом передачи информации, так как во время её построение у учащегося возникает глубокое осознание данной модели и он наиболее чётко представляет её в реальном мире. При использовании прикладных компьютерных технологий будет происходить не простая замена построения модели обычным образом, используя подручные материалы, на модель, строящуюся в программной среде. По сути, это будет смена парадигмы образования, связанная с переходом от чертежей и других бумажных вариантов к электронным версиям, используя различные модели жизненных процессов. Современный уровень развития информационных технологий позволяет существенно расширить ассортимент проектной деятельности учащихся не только в школе, но и в жизни.

Путём визуализации учебной информации с использованием компьютера повышается значительная активность со стороны средств обучения, обусловлено это осуществлением дидактических возможностей ИКТ в образовании. Данное преимущество в обучении с использованием компьютерных технологий при построении 3D-моделей очевидно. В отличие от примитивных иллюстраций, с объемными 3D-моделями можно сделать любое преобразование, рассмотреть с любой точки обзора практически не прилагая усилий. Это означает, что учащимся и учителям удастся активно взаимодействовать с этими средами.

При учебном диалоге-взаимодействии, одним из «участников» является трёхмерная модель. Отличительной особенностью компьютерных моделей на начальном этапе построения является возможность выбирать и изменять свойства, как элементов, из которых состоит модель, так и всей модели полностью, в зависимости от того, какая задача перед создателем стоит. Таким образом, мы получаем возможность менять внешний вид объекта, его расположение или же отдельных элементов в пространстве, добавлять дополнительные объекты и так далее.

Проанализировав необходимую литературу, можно прийти к выводу о том, что процесс моделирования оказывает положительное влияние на развитие воображения, поскольку при создании модели необходимо иметь представление о том, какой продукт деятельности будет получаться в момент работы над объектом и о том, что будет получено в конце. Всё это ведет к развитию творческих способностей учащихся, что является в свою очередь одним из требований ФГОС основного общего образования.

Опираясь на то, что на данный момент бурно процветает сфера создания специализированных программных средств для построения трехмерных моделей во множестве областей деятельности: электронике, искусстве, строительстве, медицине, и так далее, приходим к выводу о том, что современная школа должна способствовать развитию воображения учащихся, и подготавливать всесторонне развитую личность, которая будет способна использовать специализированное программное обеспечение в целях создания трехмерных моделей для дальнейшего использования построенных объектов в различных сферах деятельности.

Занимаясь трехмерным моделированием в 3DS Maya, учащиеся создают мысленные модели процессов, объектов, предметов (используя при этом воображение), чтобы затем создать трехмерную графическую модель. Данную модель можно перемещать в пространстве, задавая координаты с клавиатуры или перемещая в окнах проекций. Также для модели, изготовленной в 3DS Maya можно задавать различные параметры: длину, ширину, высоту, количество сегментов, сглаживание, цвет и т.д. К 3D модели можно применять различные модификаторы, меняя ее форму, размер. Существует возможность наложения текстур на модель, а также сохранение полученного результата, как в статическое изображение, так и в анимационный ролик. Мы предполагаем, что занятия по 3D моделированию позволят повысить уровень воображения у учащихся, что в свою очередь позитивно скажется на их успеваемости и интересу к познавательной деятельности. [25, с. 138]

1.3 Практикум как эффективная организационная форма обучения 3D-моделированию

Урок - организационная форма обучения в рамках классно-урочной системы, характеризующаяся относительной завершенностью ограниченного во времени педагогического процесса, который проводит учитель по определенному расписанию с группой учащихся постоянного состава, одинакового возраста и уровня подготовки. [7, с. 96]

Во время урока педагогическое взаимодействие построено на личностном контакте учителя с учащимися. Педагог может не только направлять и контролировать деятельность каждого учащегося при общении с ними, но и обеспечивать взаимодействие между учениками. Следовательно, можно сказать, что процесс обучения в рамках урочной деятельности представляет собой систему сосредоточенных на достижении учебной цели взаимодействий между педагогом и учащимся.

«По сравнению с другими формами организации обучения, урок имеет специфические и неспецифические характеристики. К специфическим относятся: относительно постоянная на всех стадиях процесса обучения группа учащихся (класс); руководство учителем познавательной деятельностью учащихся с учетом их особенностей; соблюдение норм наполняемости класса; овладение основами изученного материала непосредственно во время урока. К неспецифическим характеристикам урока относятся те, которые проявляются и в других организационных формах: цель обучения, содержание и методы работы, место учебы, время обучения и др.»[11, с. 311]

Урок как основная форма обучения выполняет пять наиболее важных функций: образовательную, воспитательную, развивающую, стимулирующую (побуждающую), самообразовательную.

Образовательная функция урока включает в себя вооружение всех учащихся класса систематизированными знаниями, умениями и навыками по основам науки.

Воспитательная функция урока заключается в содействии осуществлению основной цели воспитания - всестороннему развитию личности всех учащихся класса: формирование у них научного мировоззрения, нравственного, эстетического, трудового воспитания; формирование волевых, эмоциональных качеств и таких черт характера, как трудолюбие и работоспособность, прилежание, аккуратность, целеустремлённость, дисциплинированность, желание и стремление учиться. Воспитательную нагрузку несут на уроке содержание, методы обучения и стиль, культура работы учителя, его личность.

Развивающая функция урока заключается в развитии у всех учащихся класса познавательных психических процессов (наблюдательность, память, внимание, мышление, речь, воображение, любознательность, заинтересованность) и приемов мыслительной деятельности (анализа-синтеза, сравнения, классификации, абстрагирования, обобщения).

Стимулирующая (побуждающая) функция - способность урока стимулировать, побуждать у всех учащихся класса устойчивую познавательную потребность, интерес к знаниям и к активной познавательной деятельности.

Главным признаком урока является его дидактическая цель, которая показывает направленность стремления учителя. Исходя из этого признака, выделяют следующие типы уроков:

· урок формирования знаний;

· урок закрепления знаний;

· урок преобразования знаний;

· урок по формированию умений и навыков;

· урок применения знаний;

· урок повторения и систематизации знаний;

· урок контроля знаний.

Структура урока отражает закономерность образовательного процесса как проявление действительности, логику процесса обучения; закономерность процесса освоения, логику освоения новых знаний как внутреннего психологического явления; закономерность самостоятельной мыслительной деятельности учащегося как способ его индивидуального познания, отражающего логику познавательной деятельности человека, логику преподавания; виды деятельности учителя и учащихся как внешние формы проявления сущности педагогического процесса. [13, с. 27]

«Элементами урока, которые при своем взаимосвязанном функционировании отражают эти закономерности, являются актуализация, формирование новых понятий и способов действий и применение усвоенного.»[15, с. 101]

В действительности, при осуществлении педагогического процесса они представимы в качестве этапов процесса обучения, в качестве основных, неизменных, обязательно присутствующих в течении всего образовательного процесса дидактических задач, а так же в качестве компонентов дидактической составляющей занятия. Благодаря этим компонентам на уроках происходит обеспечение необходимых и достаточных условий для освоения учениками научного материала, формирование ЗУНов, активизация мыслительной деятельности участников образовательного процесса при самостоятельном выполнении работы, расширение интеллектуальных способностей, одним словом того, что должна давать школа для подготовки своих выпускников к жизни.

Организационная особенность курса информатики в том, что учащиеся систематически работают на компьютерах. Можно выделить следующие основные виды организационного использования вычислительной техники: демонстрация, лабораторная (синхронная) работа, практическая работа, индивидуальный практикум.

Сущность метода демонстрации заключается в наглядном представлении (показе) учащимся натуральных предметов, явлений, процессов или их макетов, моделей и изображений в зависимости от конкретных учебно-воспитательных задач. В отдельных случаях демонстрация предполагает постановку опытов, проведение несложных экспериментов, например, на уроках химии, физики или на занятиях кружка, факультатива. [16, с. 56]

Лабораторная работа является важным элементом образовательного процесса. На подобных занятиях учащиеся напрямую получают умения и навыки по работе с компьютером, учатся самостоятельно выполнять задания и давать оценку своей деятельности, что в свою очередь благоприятно способствует улучшению усвоения и закрепления пройденной теоретической части материала.

Лабораторная работа используется для закрепления определённых навыков работы с программными средствами, когда кроме алгоритмических предписаний в задании ученик вправе получать необходимые консультации со стороны учителя. Практическая работа включает в себя описание условия задачи без необходимых указаний, что делать, т.е. является формой контроля усвоения знаний. Следует отметить, что практическая работа связана не только с заданием на компьютере, но, например, может быть дано задание построения схемы, таблицы, написания программы и т.д.

«Индивидуальный практикум - более высокая форма работы по сравнению с фронтальными лабораторными работами, которая характеризуется разнотипностью заданий, как по уровню сложности, так и по уровню самостоятельности; большей опорой на учебники, справочный материал, возможно, ресурсы Интернет; более сложными вопросами к учителю.»[19, с. 71]

Также, необходимо учитывать и гигиенические требования. Организация учебной деятельности учащихся в компьютерном классе должна быть всегда под контролем учителя. Ученики не должны пребывать за компьютером время, превышающее рекомендуемые нормы. В ходе работы с практикумом педагог ведет наблюдение за достижениями учеников, всячески помогает им, и, видя необходимость, обсуждает возникшие вопросы со всеми учащимися в ходе беседы, делая акцент на типичных ошибках.

Исходя из вышеперечисленного следует то, что индивидуальный практикум будет отличаться от классно-урочной системы следующими признаками:

· содержание и принцип действий детально описан в учебном пособии;

· учитель выступает в роли консультанта;

· учащиеся самостоятельно определяют формы взаимодействия друг с другом в процессе обучения;

· оценивание знаний учащихся производится по средствам выполнения заданий в практикуме.

Для такой организации познавательной деятельности на уроках используют систему взаимосвязанных заданий, которые чаще всего называют практикумом.

На основании рассмотренных отличий, можно сделать вывод, что практикум будет являться средством самообразования учащихся.

Таким образом, предполагается организация учебного процесса с учетом индивидуальных особенностей учащихся; создаются благоприятные условия для раскрытия потенциала каждого из учеников.

В ходе анализа используемых в школьной практике учебников и учебных пособий были сформулированы основные требования к системе практических заданий, составляющих практикум. К ним относятся:

· важным звеном теории является обзор сферы применения изучаемых информационных технологий;

· задания, составляющие практикум должны быть тематически взаимосвязаны, то есть образовывать систему;

· теоретическое содержание должно небольшим объемом входить в каждую практическую работу;

· принцип обучения: от простого к сложному;

· в каждой работе постепенно и последовательно осваиваются возможности программы и реализована самостоятельная отработка навыков ранее встречаемых задач;

· изученные в предыдущей работе возможности уже не описываются

подробно, таким образом, не освоив теорию и не выполнив предыдущую работу невозможно двигаться дальше.

Электронный практикум, как и любое электронное издание, для достижения максимального эффекта должно быть составлено несколько иначе по сравнению с традиционным печатным пособием:

· главы должны быть более короткие, что соответствует меньшему размеру компьютерных экранных страниц по сравнению с книжными;

· каждый раздел, соответствующий рубрикациям нижнего уровня, должен быть разбит на дискретные фрагменты, каждый из которых содержит необходимый и достаточный материал по конкретному узкому вопросу. [40, с. 155]

Таким образом, для учащихся представляется не сплошной текст, а череда последовательных частей, которые следуют друг за другом. Основываясь этими фрагментами, мы получаем разноуровневую структуру учебного материала, состоящую из:

· уровень обязательного изучения;

· уровень более высокого уровня для уверенный пользователей;

· углубленный уровень для изучения профильных разделов;

· уровень, содержащий вспомогательный материал.

Организуя учебный материал таким образом, можно обеспечить дифференцированный подход к учащимся, опираясь на их уровень подготовленности. Вследствие чего повышается уровень интереса к образовательному процессу, что положительно сказывается на скорости и качестве усвоения программы.

В связи с различной природой печатного материала и электронного издания, в последнем возникают две новые и существенные проблемы:

· проблема размещения и оформления текстового и графического материла на рабочей поверхности экрана, а также размер этой поверхности, использование признака цветности и субъективная реакция пользователей на наличие этих элементов;

· проблема ориентации и перемещения пользователя внутри электронного издания. [40, с. 157]

Работа с печатными изданиями в качестве учебной литературы проводится уже не первое столетие, но до сих пор ученые, доктора наук и многие другие люди, связанные с разработкой методических комплектов, практикумов и так далее, не могут прийти к единому представлению о том, как должно выглядеть учебное пособие. Быстро на смену печати пришел век электронных изданий. Поэтому так важно оптимизировать работу с подобными пособиями, найдя оптимальное решение первой и второй проблемы.

При работе с электронными материалами следует учитывать несколько моментов по размещению информации на экране:

· гарнитура, кегль и начертание отдельных символов;

· размещение текста и свободное пространство на поверхности экрана (в полиграфии говорят об "осветленном" пространстве);

· виды используемых иллюстраций;

· читаемость, логическая структура и другие языковые качества электронного текста;

· особенности реакции пользователя на электронный материал (на то, как материал классифицирован, связь осознания материала пользователем сего представлением и пр.). [37, с. 303]

В большинстве работ было замечено, что многим пользователям удобнее читать плотные экранные тексты, имеющие маленький размер кегль, располагающиеся компактно, так как они более легко воспринимаются на взгляд, как что-то сплоченное, целостное.

Размещение блоков информации на поверхности экрана и их взаимодействие с осветленным пространством экрана относится уже ко второй позиции. Именно количество и размещение осветленного пространства на экране играет самую важную роль как в нахождении нужного фрагмента материала из общего их экранного множества, так и в восприятии информационного содержания фрагментов текста. Здесь важно не только расстояние между отдельными разделами текста, но и размещение заголовков, и соотношение кеглей и начертаний заголовков и фрагментов рядового текста.

Интересно отметить, что упомянутые выше элементы, как показали многие исследования, играют важную роль не только в осознании и понимании содержания материала пользователем, но и в его последующем кодировании и переводе в долговременную память для последующего длительного хранения и дальнейшего использования (запоминания). [40, с. 157]

Несомненно, важную и положительную роль играет использование цветовой палитры при разработке электронного учебного пособия. В отличие от электронного, на печатное издание «в цвете» придется тратить большие суммы, а так же нельзя не отметить тот факт, что в напечатанном материале использование цвета значительно повышает информационную полноту текста. В связи с этим, использование цветовой палитры в печати учебной литературы встречается крайне редко и делается с большой осторожностью. Что нельзя сказать про электронное пособие, в котором широко используется признак цветности.

Цветом могут выделяться следующие фрагменты:

· текстовые заголовки;

· блоки определенного текста;

· графика и иллюстрации;

· осветленные пространства, которые обычно выделяются светлыми тонами;

· фактура трех первых позиций;

· рекомендуется выделять все гипертекстовые ссылки, не зависимо оттого, относятся ли они к текстовому или графическому фрагменту учебника.

Виды используемой графики и иллюстраций - еще один из аспектов оформления пользовательского интерфейса поверхности экрана. Иллюстрации и графика сложны для разработки, но являются, в большинстве случаев, предпочтительными для пользователей, так как графическая форма представления материала характеризуется многократно большим информационным объемом и скоростью восприятия информации. Здесь также нет соответствия между печатным и электронным материалами. Если читатель печатного текста в большинстве случаев не ждет графику (или ожидает ее достаточно редко), то компьютерный пользователь автоматически предполагает высокий процент графики и иллюстраций.

В обучающем и познавательном материале эти ожидания проявляются особенно остро. Ведь графика и иллюстрация - нормальная часть рабочего материала, а в печатных изданиях их число обычно искусственно занижено, что связано с дополнительными расходами на их подготовку и включение в учебник. В электронных изданиях, в отличие от печатных, графика может не только находится внутри текста, но и выводится в отдельном окне, которое открывается и закрывается по желанию пользователя. [31, с. 211]

Языковые качества электронного текста также значительно отличаются от соответствующих характеристик печатного текста. В электронных изданиях следует использовать преимущественно короткие четкие предложения и сжатые параграфы, позволяя пользователя предельно быстро просмотреть экран, отыскивая нужную информацию. Это позволяет ускорять образовательный процесс, не теряя при этом его эффективности. Множество исследователей интересовалось реакцией пользователя на использование аббревиатур и сокращений с тем, чтобы лучше использовать ограниченную поверхность экрана, но пока рекомендуется ограничиваться только общеупотребительными элементами этого типа.

Перемещение внутри практикума, в подавляющем большинстве случаев, производится с помощью гипертекстовых ссылок. Известно, что в печатном пособии для перемещения также используются ссылки типа: (см. параграф ...) или (см. стр. ...), или же оглавление, где указаны номера страниц соответствующих разделов.



2. Методические аспекты создания практикума по 3d-моделированию в программной среде Autodesk

2.1 Принципы создания практикума по 3D-моделированию в программной среде Autodesk и критерии отбора практических заданий

Существует зависимость между методом усвоения материала и способностью восстановить полученные знания некоторое время спустя. Исследования показали, что если участникам эксперимента представлялся звуковой материал, то человек запоминал около четверти его, если информация была представлена визуально - около трети, при комбинированном воздействии (зрительном и звуковом) запоминание повышалось до половины, а если человек вовлекался в активные действия в процессе обучения, то усвоение материала повышалось до 70 процентов. Активные методы обучения, используемые в электронных пособиях, применяют эту зависимость. Основное отличие электронного практикума от традиционных печатных изданий заключается в обязательном наличии интерактивного взаимодействия между учащимся и компьютером [23, с. 173].