Модель және модельдеу ұғымдары
Үш өлшемді графика негіздерін оқыту әдістемесі
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Мазмұны
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1 7 СЫНЫПТА ҮШ ӨЛШЕМДІ ГРАФИКАНЫ ОҚЫТУДЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.1 Үш өлшемді графика және оның мектептегі информатика курсындағы орны ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.2 Информатика курсында үш өлшемді графика" тақырыбын қолданудың маңыздылығы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.3 Орта мектепте үш өлшемді графиканы оқыту қажеттілігінің теориялық негіздемесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2 ИНФОРМАТИКА КУРСЫНДА ҮШ ӨЛШЕМДІ ГРАФИКАНЫ ОҚЫТУ ӘДІСТЕМЕСІ ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.1 Үш өлшемді компьютерлік графиканы оқыту мазмұны ... ... ... ... ... ...
2.2 Үш өлшемді компьютерлік графиканы оқыту әдістері, формалары және құралдары ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.3. Үш өлшемді компьютерлік графика курсы бойынша электронды оқулық жасау ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
ҚОСЫМША ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
КІРІСПЕ
Қоғам дамуының қазіргі кезеңі ақпараттық технологияларды адам қызметінің барлық салаларына енгізумен сипатталады. Жаңа ақпараттық технологиялар білім беру саласына айтарлықтай әсер етеді. Білім беру жүйесіндегі іргелі өзгерістер мақсаттарды, білім беру құндылықтарын жаңа түсінуден, сондай-ақ оқытудың жаңа технологияларын қолдану қажеттілігінен туындайды. Сондықтан мектептің дидактикалық міндеттерінің бірі оқушылардың техникалық шығармашылығын дамыту болып табылады.
Қазіргі әлемде адам үнемі техникаға, технологияға, тұрмыстық мәселелерді шешуден және оқытудан бастап біздің қызметіміздің әртүрлі салаларындағы кәсіби мәселелерді шешуге дейін жүгінеді. Прогресті тоқтату мүмкін емес деген ойға сүйене отырып, техникада қол жеткізілген барлық нәрсені жетілдіруге, өзгертуге болады, оқытудағы техникалық шығармашылықтың дамуы жетекші орындардың біріне ұсынылады.
Біздің ойымызша, техникалық шығармашылықты дамыту үшін ең қолайлы сала-бұл атап айтқанда үш өлшемді компьютерлік графика. Соңғы онжылдықтарда қарқынды дамып келе жатқан компьютерлік технологиялар бізге бірегей көлемді нысандарды құруға мүмкіндік берді. Бүгінгі таңда үш өлшемді визуализация геоақпараттық жүйелерді құру, дизайн және сәулет, жарнама және веб-дизайн үшін кеңінен қолданылады. Үш өлшемді модельдеудің арқасында мамандар көрнекілікті қажет ететін зерттеу, танысу және қарау үшін ең ыңғайлы жобаларды жасайды.
Үш өлшемді графика-компьютерлік графика бөлімі, көлемді нысандарды бейнелеуге арналған әдістер мен құралдар жиынтығы.
Жазықтықтағы үш өлшемді кескін мамандандырылған бағдарламаларды қолдана отырып, үш өлшемді сахна моделінің жазықтыққа геометриялық проекциясын салуды қамтиды. 3D модельдеу - бұл объектінің үш өлшемді моделін құру процесі. Үш өлшемді модельдеудің міндеті-бұл нысандарды сипаттау және оларды болашақ кескінге қойылатын талаптарға сәйкес геометриялық түрлендірулер арқылы сахнаға қою.
Виртуалды шындық нысандарын модельдеуге және осы модельдер негізінде кескін жасауға мүмкіндік беретін бағдарламалық пакеттер өте алуан түрлі: Autodesk 3ds Max, AutodeskMaya, AutodeskSoftimage, Houdini, LightWave 3D, Blender, SketchUp және т.б.
Бағдарламаларды пайдаланудың негізгі бағыттары: интерьерлерді сәулеттік жобалау және құрастыру; теледидар үшін жарнамалық және ғылыми-көпшілік роликтерді дайындау; компьютерлік мультипликация және фантастикалық сюжеттері бар ойын фильмдерін түсіру; компьютерлік ойындарды әзірлеу; кітаптар мен журналдарға иллюстрациялар дайындау; көркем компьютерлік графика, Web-дизайн; бос уақыт және кеңістіктік қиялды дамыту; арнайы эффектілер жасау.
Зерттеу нысаны: орта мектеп оқушыларының техникалық шығармашылығын дамыту процесі.
Зерттеу пәні: Үш өлшемді графика орта мектеп оқушыларының техникалық шығармашылығын дамытуға арналған электронды оқу құралын құру.
Зерттеудің мақсаты: Үш өлшемді графика атты элективті курсын әзірлеу және осы курс аясында техникалық шығармашылықтың дамуының әдістемелік ерекшеліктерін сипаттау.
Зерттеу міндеттері:
1. Элективті курстың құрылымы мен дизайн талаптарын сипаттау.
4. 7 сыныптар оқушылары үшін Үш өлшемді графика элективті курсын әзірлеу.
5. Элективті курсы аясында техникалық шығармашылықтың дамуының әдістемелік ерекшеліктерін сипаттау.
Диплом жұмысы кіріспеден, екі тараудан, қорытындыдан, әдебиеттер тізімнен және қосымшалардан тұрады.
1 ҮШ ӨЛШЕМДІ ГРАФИКАНЫ 7 СЫНЫПТАРДА ОҚЫТУДЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ
1.1 Үш өлшемді графика және оның мектептегі информатика курсындағы орны
Қажетті фундаменталды білім информатика пәніне қатысты көптеген пәндерге іргелі негіздерді енгізуден тұрады. Осындай пәндердің бірі компьютерлік графиканың әртүрлі түрлерімен байланысты оқу пәндері. Компьютерлік графика саласындағы зерттелетін объектілердегі маңызды негіздер мен байланыстарды анықтауға негізделген тұтастықпен сипатталуы керек, ал оқытудың өзі компьютерлік графика, информатика және математика курстары жүйесінің табиғи ішкі байланыстарын, сондай-ақ басқа да пәнаралық байланыстарды пайдалануға бағытталуы керек. Информатика және ақпараттық технологиялар элементтері жоғары педагогикалық білімнің фундаменталды заманауи жетекші технологиялық құрамдас бөлігі болып табылады. Осыған байланысты компьютерлік графика саласындағы бөлімдерінің іргелі негіздерінің әртүрлі қолданбалы салалармен өзара байланысына негізделуі керек.
Қазіргі заманғы ақпараттық технологияларды дамытудың перспективалы бағыттарының бірі аудио және бейне ақпаратты енгізу, шығару және өңдеудің бағдарламалық құралдарын әзірлеу болып табылады. Мұндай ақпаратты құру технологиясы компьютерлік графика деп аталды. Компьютерлік графика бұл графикалық ақпаратты енгізуге, өңдеуге және көрсетуге, сондай-ақ деректерді графикалық пішінге түрлендіруге арналған әдістер, алгоритмдер, бағдарламалық және аппараттық жүйелер. Ол жеке компьютердің көмегімен объектілердің модельдерін және олардың кескіндерін құру, сақтау және өңдеу процестерін біріктіреді. Компьютерлік графиканың қалыптасуы мен дамуы информатика мен ақпараттық технологиялардың дамуымен қатар жүреді. Бұл қазіргі кездегі ең дамыған компьютерлік графика, үш өлшемді қозғалатын объектілер мен суреттерге бағытталған аппараттық және бағдарламалық жасақтаманың үнемі пайда болуымен бірге жүреді. Компьютерлік графиканың өз тарихы бар және информатика саласы ретінде және тәуелсіз пән ретінде И. Семакин, Е. К. Хеннер компьютерлік графиканың дамуының үш негізгі кезеңін ажыратады: псевдографиялық басып шығару кезеңі, плоттер көмегімен графикалық кескіндерді қағазға шығару және графикалық интерфейсті қолдану кезеңі. Соңғы кезең командалық интерфейстен ыңғайлы достық графикалық интерфейске ауысумен сипатталады, бұл операциялық ортаның графикалық интерфейсінің нысандарын қол жетімді және түсінікті басқаруға мүмкіндік береді.
Модель және модельдеу - бұл әмбебап ұғымдар, кез-келген салада, білім жүйесінде, процесте, құбылыста танымның ең күшті әдістерінің бірінің атрибуттары. Модельдеу теориясында объект, модель және осы ұғымдар арасындағы қатынастар ұғымдарының жүйесі дамыды. Тұжырымдамаларды анықтау кезінде авторлар өздерінің зерттеулеріне, мақсаттары мен міндеттеріне сүйенеді. Келтірілген анықтамаларда анықталған объектінің белгілі бір қасиеттеріне назар аударылады, нәтижесінде сол тұжырымдаманың әртүрлі анықтамалары пайда болады [4, c 52-54]. Әдебиетте ұсынылған жоғарыда аталған ұғымдардың бірқатар анықтамаларын қарастырайық. Объект дегеніміз - кез-келген объект, процесс, материалдық немесе материалдық емес қасиеттер құбылысы [5, 48-бет]. Н.И. Кондаковтың анықтамасы бойынша модель - сызба, сызба логикалық - математикалық белгі формулалары, физикалық дизайн және т.б. түрінде жасанды түрде жасалған объект, ол зерттелетін объектіге ұқсас бола отырып, зерттелетін объектінің элементтері арасындағы құрылымды, қасиеттерді, қатынастарды және қарапайым жеңілдетілген түрде көрсетеді және көбейтеді. Оны тікелей зерттеу қиындықтарымен, қаражат пен энергияның едәуір шығындарымен байланысты немесе жай қол жетімді емес, осылайша бізді қызықтыратын тақырып туралы ақпарат алу процесін жеңілдетеді [6, 17-бет]. Модель жасалатын зерттелетін объект түпнұсқа, үлгі деп аталады.
Іскерлік графика құралдарын дамыту педагогикалық эксперименттің барлық кезеңдерінде эксперименталды педагогикалық іс-әрекеттің нәтижелерін өңдеу процесін автоматтандыруды жаңа деңгейге көтеруге мүмкіндік береді, оларды жедел өңдеуді қамтамасыз етеді. Осы жағдайларда неғұрлым оңтайлы нысан талдауға және көрнекі ұсынуға және өңдеуге оңай болатын, эксперименттік және бақылау топтарының жай-күйінің серпінін көруге, нәтижелерге салыстырмалы талдау жүргізуге мүмкіндік беретін айқындаушы, тексеру және қалыптастырушы эксперименттердің статистикалық деректері болып табылады. Мұндай процестердің тиімділігі көбінесе зерттеуші мұғалімнің ақпараттық коммуникациялық технологияларын қалай қолдана алатындығына, соның ішінде эксперимент, бақылау және мониторинг нәтижелерін статистикалық өңдеу функциясын жүзеге асыру үшін іскери графиканы қолдануға байланысты. Іскерлік графика элементтерін пайдалану ақпаратты өңдеуге, олардың көрінуіне байланысты процестерді зерттеу нәтижелерін неғұрлым тиімді талдау үшін жағдай жасайды, бұл іскери графика элементтерін диаграммалар мен графиктер үнемі қолданған жағдайда ғана мүмкін болады. Іскерлік графиканы қолдана отырып, эксперимент нәтижелерін өңдеу процестерін жүргізу, талдауға, педагогикалық бақылауға кететін уақыт пен еңбекті едәуір қысқартады және сонымен бірге нәтижелердің ақпараттық мазмұнын едәуір арттырады. Жүйе ақпарат көрсеткіштерінің серпінін байқауға, статистикалық деректердің объективтілігін арттыруға мүмкіндік береді. Экспериментті талдау нәтижелері кестелер, графиктер және диаграммалар түрінде ұсынылуы мүмкін. Диаграммалар, атап айтқанда графиктер, іскери графика элементтері болып табылады. Барлық заманауи кестелік процессорларда, мәтіндік процессорларда, презентацияларды әзірлеу құралдарында іскери графика құралдары бар. Ол үшін графикалық жұмыс режимі бар, онда сіз әр түрлі диаграммаларды құра аласыз, бұл сандық тәуелділіктерге көрнекілік береді. Графиктер мен диаграммалардың өздері пайда болмайтыны белгілі, олар сандық мәліметтер негізінде құрылуы керек. Педагогикалық экспериментте мұндай деректер педагогикалық мониторинг деректері болып табылады. Мұғалімнің тексеру және бағалау қызметінің тиімділігі көбінесе оның оқу нәтижелерін бақылаудың барлық негізгі функцияларын қаншалықты сәтті жүзеге асыратындығына және мұғалімнің бақылау және бақылау функцияларын орындау үшін ақпараттық технологиялар құралдарын қалай қолдана алатындығына байланысты. Бақылаудың есепке алу ақпараттық функциясы оқу нәтижелерін жүйелі түрде бекіту болып табылады, бұл әр оқушының үлгерімін, оның жетістіктері мен оқу жұмысындағы кемшіліктерін бағалауға мүмкіндік береді, бұл эксперимент кезеңінде белгіленеді және өте маңызды. Бақылау-түзету диагностикалық функциясы "мұғалім - оқушы", "оқытушы - оқушы" кері байланысын қамтамасыз етеді, ол оқыту әдістемесіне түзетулер енгізу үшін және педагогикалық эксперименттік жұмыстың одан әргі барысына, тексеруді нақтылау эксперимент кезеңінде маңызды болып табылатын білімдегі кемшіліктерден туындаған тақырыптың әртүрлі сұрақтарының арасында оқу уақытын қайта бөлуге қажетті екенін айқын көруге мүмкіндік береді.
Жалпы орта және жоғары білім беру жүйесінде компьютерлік графиканы оқытудың тарихи іргелі сипатын, компьютерлік графика тақырыптарын оқыту үшін Алгоритмдеу және бағдарламалау әдістерін қолдануды анықтайды. Операциялық жүйелер мен олардың интерфейсінің дамуымен компьютерлік графиканың техникалық компонентін зерттеу бағытында компьютерлік графика бойынша іргелі дайындықтың әлсіреуі байқалады. Жаңа мазмұнға көшу компьютерлік графика бойынша іргелі дайындық сипатына, оның ішінде болашаққа теріс әсер етті. Компьютерлік графиканың арнайы пәндер циклінен бейіндеуші пәндер цикліне ауысуы соңғы он жылда информатика бойынша іргелі даярлығын әлсіретті, бүгінде біз осы даярлықты күшейтуге мәжбүрміз. Жоғарыда айтылғандарды талдай отырып, қазіргі таңда әр оқушы қолданбалы информатика және компьютерлік графика саласындағы дербес компьютерді, интернетті және бағдарламаларды еркін меңгеруі керек екенін атап өткен жөн. Компьютерлік графика болашақ шығармашылық процестің саласын бұғаттамайды, бірақ оны білім берудің фундаменталды жағдайында кеңейтеді және жеделдетеді. Білім беруді іргелі ету жағдайында кәсіби даярлау аясында компьютерлік графиканы оқыту барлық осы қасиеттердің қалыптасуын қамтамасыз етеді, яғни оқушылардың шығармашылық мүмкіндіктерін дамытуға, болашақ жеке басының кәсібилігін қалыптастыруға ықпал етеді. Ал бұл компьютерлік графиканың жаңартылған мазмұнын, білім беруді фундаменталды жағдайында оқытудың жаңа әдістерін, нысандары мен құралдарын әзірлеуді талап етеді.
Модель - объект немесе объектінің сипаттамасы, бір жүйені яғни түпнұсқаны зерттеу немесе оның кез-келген қасиеттерін көбейту үшін басқа жүйемен алмастыруға арналған жүйе. Кез-келген модель белгілі бір болжамдармен, гипотезалармен құрылады және зерттеледі. Модель - бір құрылымды екіншісіне көрсету нәтижесі. Физикалық жүйені, объектіні математикалық жүйеге мысалы, теңдеулердің математикалық аппаратына көрсете отырып, біз жүйенің физика-математикалық моделін немесе физикалық жүйенің математикалық моделін аламыз. "Компьютерлік графикалық модель" термині түпнұсқа объектінің қасиеттерін көрсету компьютерлік графика арқылы жүзеге асырылатындығын білдіреді, яғни модель атауында оны құру және іске асыру әдісі көрінеді. Мұндай модельдер ең көрнекі ретінде 3D модельдеу тәжірибесінде кеңінен қолданылады. Компьютерлік технологияларға негізделген заманауи 3D модельдеу аналитикалық және дифференциалды геометрияға, есептеу математикасына, вариациялық есептеулерге және топологияға негізделген өз әдістерін жасайды. Компьютерлік 3D модельдерінің көптеген нұсқаларының ішінен біз ерекше өзектілікке ие біреуін қарастырамыз - үш өлшемді нысандарды тегіс жерде көрсету. Компьютерлер пайда болғанға дейін мұндай міндеттер перспектива заңдары мен проекциялық сызу негізінде шешілді. Осы заңдарды нақты геометриялық түсіндіру негізінде техникалық ғылым - сызба геометриясы пайда болды. Алайда, суретшінің картинасы да, инженердің сызбасы да объектінің статикалық және бір жақты көрінісін береді, онымен түрлендірулер мен әртүрлі манипуляциялар жасау мүмкін емес. Практикалық іс-әрекетте адам үш өлшемді нысандармен айналысады, оны сипаттау үшін ол тегіс бетке модельдер құруға мәжбүр болды. Дәстүрлі екі өлшемді кескіннің мысалы, суреттің басты кемшілігі - дизайнер үш өлшемді объектінің проекцияларын негізгі ортогональды жазықтықтарға қолдануға мәжбүр. Екі өлшемді графикалық модельдердің шектелуі әсіресе бөліктің беті күрделі қисық пішінді болған кезде көрінеді. Екі өлшемді графикалық модельдер шеңберіндегі механизмнің әртүрлі бөліктерінің пішінін, өзара әрекеттесуін және өзара орналасуын сызбаға сәйкес қабылдау қиындықтары қалпына келтірілмейді.
Тарихи тұрғыдан, компьютерлік 3D модельдеу мүмкіндіктері әдеттегі сурет салу немесе сурет салу мүмкіндіктерімен салыстырылғанға дейін айтарлықтай өзгерістерге ұшырады. Бастапқыда тіпті екі өлшемді объектілерді графиктер, диаграммалар және т.б. көрсету алфавиттік таңбалардың көмегімен жасалды деп айту жеткілікті. Ақпараттық технологиялар дамуының қазіргі кезеңінде үш өлшемді объектілердің модельдерін оларды құру принципі бойынша үш түрге бөлуге болады: жақтау модельдері; беттік модельдер; қатты күйдегі модельдер. Рамалық модель үш өлшемді геометриялық объект нүктелер мен сызықтар тұрғысынан толық сипатталады. Нысан моделінің элементтері - сызықтар, жиектер және нүктелер, шыңдар. Модельдеудің бұл түрі сызбада бұрыннан белгілі - бұл сызбаны салу кезінде тікбұрышты проекциямен тікелей байланысты аксонометриялық проекция пайдаланылады. Рамалық модельдеу - бұл ең төменгі деңгейдегі үш өлшемді нысандарды модельдеу. Негізінде, бұл қағазға сызу үшін жасалған үш өлшемді модельдеу технологияларын компьютерлік графика құралдарымен көбейту. Беттік модельдеу үш өлшемді нысандар нүктелерді, сызықтарды және беттерді графикалық примитивтер ретінде пайдаланумен байланысты. Мұндай модельдеудің бастапқы өнімі-модельденген объектінің бетін сипаттайтын қабық. Беттік модельдеуде объектінің жеке элементтерін сипаттайтын беттер жасалады және өзгертіледі. Бұл беттер қиылысу сызықтары бойымен кесіледі, бір-бірімен жұптасады және т. б. Беттік модельдеу әдісі парақ материалынан жасалған немесе автомобиль немесе ұшақ моделі сияқты күрделі қисық беттері бар нысандар үшін тиімді болады.
Қатты күйдегі 3D моделімен нақты объект сияқты операцияларды жасауға болады: жылжыту, бұру, кесу, жақындату немесе алып тастау, бөлшектерден құрастыру және қарапайым элементтерге бөлшектеу, деформацияны орындау немесе механика заңдарына сәйкес үш өлшемді объектінің ең күрделі қозғалыстарын көрсету және т. б.
Қатты күйдегі модельдеу геометриялық қасиеттерді көрсетіп қана қоймайды, мысалы, модельге физикалық инерция масса қасиеттерін беруге, тұтас объектінің мінез-құлқы мен функцияларын және ондағы процестерді көрсетуге мүмкіндік береді.
Информатиканың негізгі курсында 7 сынып оқушылары бағдарламамен танысады және сызбалар, үш өлшемді модельдер құруды үйренеді. КОМПАС 3D бағдарламасын зерттей отырып, оқушылар кеңістіктік қиялды дамытады, сонымен қатар графикалық сауаттылықты арттырады, бұл әртүрлі инженерлік мамандықтар үшін қажетті компонент. Қазіргі тәжірибеде бөліктің немесе құрылғының 3D моделін жобалау оны CNC машинасында немесе 3D принтерімен жасауға негіз болып табылады. КОМПАС 3D бағдарламалық кешені объектілердің үш өлшемді қатты күйдегі модельдерін құруға және пайдаланушы белгілеген сыртқы әсерлердің әсерінен кернеулер мен температуралардың есептеулерін жүргізуге көмектеседі. Бұл жағдайда пайдаланушы объектінің үш өлшемді моделін ғана жасайды және сыртқы әсерлерді анықтайды. Сызу толығымен әсіресе қазіргі инженерлік тәжірибеде қағазға сурет салу бұрынғы нәрсе болғандықтан осы пакеттің негізінде жүзеге асырылуы мүмкін.
Машина, CNC, 3D принтер сияқты заманауи жабдықты қолдана отырып, лицей оқушылары бағдарламада өз бетінше жасай алатын түрлі бұйымдар, компьютерлік модельдер жасайды. Технология пәнінің мұғалімі электронды сызбалар мен көрнекі үш өлшемді модельдер әртүрлі бұйымдарды жасауға және құрастыруға арналған құралдар жасай алады. Компьютерлік модельдерді қолдану оқушыларға әртүрлі механизмдер туралы әртүрлі ұғымдар мен құрылғыларды нақты түсіндіруге мүмкіндік береді. Бұл жағдайда КОМПАС 3D бағдарламасы 15 нұсқадан бастап бірқатар пайдалы мүмкіндіктерге ие, мысалы STL моделін құру модельді көрсету сапасын қамтамасыз ететін қажетті сақтау параметрлерін таңдау мүмкіндігі. Бұл мүмкіндік бағдарламаның ескі нұсқаларында іске асырылмады. Нәтижесінде, CNC машиналарына немесе 3D принтеріне үш өлшемді модельдер жасау үшін КОМПАС 3D бағдарламасын пайдалану орынды болмады, өйткені STL моделінің төмен бөлшектерінің нәтижесінде цилиндрлік бөлік көп қырлы болды.
Білім беру процесінде ақпараттық технологияларды қолдану келесі нәтижелерге қол жеткізуге мүмкіндік береді:
- танымдық жұмысты белсендіру
- оқу процесін дараландыруды таңдау;
- оқушылардың білімін және оқыту сапасын ағымдағы бақылаудың үздіксіздігі.
КОМПАС 3D бағдарламасында жұмыс істеу дағдыларын игеру тағы бір маңызды мәселені шешуге мүмкіндік береді - пәнаралық байланыстарды анықтау. Оқушыларға жеке емес, басқа пәндермен өзара байланыста білім саласын көрсетуге болады. Сондықтан оқушылардың тек информатика және технология бойынша ғана емес, сонымен қатар басқа салаларда да ынтасы артады. КОМПАС 3D бағдарламасы информатика және технология мұғалімдері үшін қажет. Өкінішке орай, бұл бағдарлама үстірт зерттелуде немесе мүлдем зерттелмейді. Оқушылардың білімі мұғалімнің сабақ өткізуіне, сондай-ақ оқытушының сабаққа дайындалуына байланысты. Оқушылардың білім сапасын жақсарту сабақтарды өткізу әдістемесін жетілдірумен және олардың тиімділігін арттырумен тығыз байланысты.
1-кесте. "Компьютерлік 3D модельдеу" тақырыптық жоспары"
сабақ
Сабақтың тақырыбы
Сағат саны
Оқу қызметінің түрі
1
Модель және модельдеу ұғымдары. Модельдерді жіктеу. Графикалық модельдер
1
Әңгіме элементтерімен дәріс
2
Модельдеу кезеңдері
1
Әңгіме элементтерімен дәріс
3-5
№ 1 зертханалық жұмыс " Геометриялық фигураларды модельдеу"
3 (1+2)
Зертханалық сабақ
6-7
Дизайн-модельдеудің бір түрі. №2 зертханалық жұмыс "айналу әдісімен модельдеу"
2 (1+1)
Әңгіме элементтерімен дәріс. Зертханалық
практикум
8-9
№3 Зертханалық жұмыс "кинематикалық операцияны модельдеу"
2 (1+1)
Зертханалық сабақ
10-13
№ 4 зертханалық жұмыс " 3D моделін дайындау және басып шығару
4 (1+3)
Дәріс, зертханалық сабақ
14
Қорытындылау. Оқушылардың жобаларын қорғау
1
Жалпы:
14
1.2. Информатика курсында үш өлшемді графика" тақырыбын қолданудың маңыздылығы
Н. Ермеков, Б.Бөрібаевтың жетекшілігімен авторлық ұжымдардың 7 сыныбына арналған оқулықтарында "Графика" бөлімі анағұрлым кең ұсынылған. Яғни 7 сыныптарға арналған негізгі информатика курсында компьютерлік графикаға қатысты тақырыптар әр сыныпта бар.
"Графикалық редактор ортасындағы модельдеу" бөлімінде келесі модельдер қарастырылады: сегменттерді жартысына бөлу, берілген радиустың шеңберін құру және оның ортасын анықтау, бұрышты жартысына бөлу, берілген жағы бар тең жақты үшбұрыш салу, берілген жағы бар тұрақты алтыбұрышты салу және т. б. дизайн процесі, паркет модельдеу алгоритмі, мозаика, дайын мозаикалық формалардан геометриялық композициялар жасау және т. б. Бұрын жалпы білім беретін мектепке арналған МЖМБС, бағдарламалар мен информатика оқулықтары Paint графикалық редакторының дәстүрлі тапсырмалар жиынтығымен және бір-бірінен ерекшеленбейтін зерттеулерін көрсетеді. Аталған бағдарламалар мен оқулықтарды талдау Paint графикалық редакторын оқыту Н.В. Макарованың кез-келген курста математикалық мазмұндағы тапсырмаларды оқытпайды деген қорытынды жасауға мүмкіндік береді.
Бейіндік курстарға арналған информатика бойынша оқулықтарды талдау информатика курсында ақпараттық технологиялардың, оның ішінде компьютерлік графиканың дамуын бақылауға мүмкіндік береді. Достық графикалық интерфейсті енгізу, ақпараттық технологиялардың бағдарламалық құралдарын, оның ішінде графикалық редакторларды дамыту оларды информатика курсында оқыту қажеттілігіне ықпал етеді. Microsoft Power Point презентациясын әзірлеу бағдарламасы, алғашқы оқу бағдарламаларынан бастап, бұл мектепте де, университетте де информатика курсында қалыптасқан тақырып еді. Мультимедиялық презентациялардың даму кезеңдерін сипаттайтын информатика оқулығын елестету мүмкін емес. Microsoft Excel кестелік процессорынсыз информатика курсын елестету мүмкін емес сияқты. Microsoft Excel графикалық мүмкіндіктері - бұл графика мен диаграммаларды құру ғана емес, сонымен қатар функция графигін құрудың математикалық мәселесін шешу. Осылайша, компьютерлік графика бағыты информатика курсының мазмұнында көрініс табады. Жұмыс үстеліндегі баспа жүйелері негізінен PageMaker жүйесімен ұсынылған. Н.В. Макарова оқу әдебиетіндегі осы жүйе туралы алғашқылардың бірі болып жазады, содан кейін ол Н.Т. Ермековтың жетекшілігімен әзірленген кейінгі мектеп оқулықтарында және Е.Ы. Бидайбековтың жетекшілігімен бағдарламалар да пайда болады. Әрине, мектепте информатика курсын графикалық редакторларға оқытудың екі түрі: растрлық және векторлық. CorelDraw векторлық редакторын оқыту 10-сыныпта өтеді, редактормен жұмыс жасау технологиясы оқулықтарда егжей-тегжейлі ұсынылған. Бірақ Adobe PhotoShop растрлық редакторымен жұмыс істеу технологиясы мектеп оқулықтарында сипатталмайды. Мұғалімдер практикалық тапсырмалар мен олардың сипаттамаларын таңдауға мәжбүр. Осылайша, біз оқытуда белгілі бір графикалық редактормен байланыстыруды байқаймыз, бұл әрқашан ыңғайлы емес. Ең толық графикалық редакторлар растрлық Adobe PhotoShop және векторлық CorelDraw Л. А. Кепілованың әзірленген практикумында компьютерлік графика жазылған. Семинар авторы алдымен векторлық редакторға, содан кейін растрға оқытуды ұсынады. Тапсырмалардың мазмұны дәстүрлі, тәжірибеге бағытталған, нұсқаулықта іргелі міндеттер жоқ. Компьютерлік графиканың ақпараттық технологиялары 10-11 сынып оқушыларына арналған. Информатика пәні бойынша кәсіби дайындық бағдарламалары да қолданылады. Ақпараттық технологияларды оның ішінде компьютерлік графиканы зерттеуге көп көңіл бөлінеді.
С. В. Симоновичтің "арнайы информатика" оқу құралы мектепте компьютерлік графиканы оқытудың фундаменталдығы тұрғысынан іргелі болып табылады. "Компьютерлік графика" бөлімі бар, онда графика түрлерінің сұрақтары, векторлық графиканың математикалық негіздері, векторлық және растрлық графиканың арақатынасы, фракталдық графика ұғымы, компьютерлік графиканың негізгі ұғымдары ашылады. Растрлық және векторлық графикамен жұмыс істеу құралдары, жұмыс үстелі баспа жүйелері ұсынылған. Бұл нұсқаулықта компьютерлік графиканың негізгі сұрақтары ең көп ашылған деп қорытынды жасауға болады. "Графикалық объектілерді, дыбыстарды, бейне үзінділерді өңдеудің бағдарламалық орталарында жұмыс істеу технологиялары" бөлімі бағдарлама шеңберімен шектелмейді, бірақ графикалық редакторлармен қамтамасыз етудегі мектептің мүмкіндіктерімен анықталады. Білім берудің заманауи тәсілдері бүгінде информатика мен ақпараттық технологияларды оқытудың жаңа жаңартылған мазмұнын құруды талап етеді. Ақпараттық технологияларды дамытудың заманауи сипаты информатика курсында үш өлшемді модельдеуді үйрентуді қажет етеді. Компьютерлік модельдерді құру бойынша іс-шаралар оқушылардың олар туралы түсініктерін тереңдетіп қана қоймайды, сонымен қатар модельдеу саласындағы зияткерлік қабілеттердің дамуына ықпал етеді, оқушылардың шығармашылық қабілеттерін дамытуға мүмкіндік береді. Бұрын 3D модельдеу мектептерде тек қосымша элективтер ретінде зерттелген және ол жоғары сынып оқушыларына арналған болатын еді. Жаңартылған мазмұн бойынша негізгі орта білім беру деңгейінің 5-9-сыныптары үшін информатика бойынша үлгілік оқу бағдарламасында "компьютерлік ойлау" бөлімі мынадай кіші бөлімдерді қамтиды:
1) модельдеу;
2) Алгоритмдер;
3) бағдарламалау.
Қысқаша мазмұны 2-кестеде келтірілген.
2-кесте
Бөлім
Бөлімше
Компьютерлік жүйелер
Компьютер құрылғылары
Бағдарламалық қамтамасыз ету
Компьютерлік желілер
Ақпараттық процестер
Ақпаратты ұсыну және өлшеу
Ақпаратты объектілерді құру және түрлендіру
Компьютерлік ойлау
Модельдеу
Алгоритмдер
Бағдарламалау
Денсаулық және қауіпсіздік
Эргономика
Ақпараттық және онлайн қауіпсіздік
7-сыныпта информатика курсында "объектілер мен оқиғаларды модельдеу" бөлімінде 13 сағат көлемінде 3D-модельдеу оқытылады, 3-кестеде көрсетілген.
3-кесте
Бөлімдер
Тақырыптар, мазмұны
Оқыту мақсаты
Нысандар мен оқиғаларды модельдеу
Үш өлшемді модельдер
3D редакторларында нысандар мен оқиғалардың модельдерін жасаңыз
Бағдарлама редакторына ендірілген нысандар
Объектілердің үш өлшемді модельдері
Оқиғалардың үш өлшемді модельдері
Сонымен, біз компьютерлік графиканың мазмұны тек информатиктер үшін ғана емес, сонымен қатар басқа да байланысты физика-математикалық пәндер үшін де іргелі сипатқа ие болғанын және компьютерлік графиканың алгоритмдері мен әдістеріне қатысты инвариантты болғанын көреміз. Содан кейін компьютерлік графиканың мазмұнындағы компьютерлік графиканың математикалық негіздері тақырыптарының ығысуы және графикалық редакторларды зерттеуге көшу біртіндеп байқалады: Adobe PhotoShop растрлық графикалық редакторы және CorelDraw векторлық. Жаңа мазмұнға көшу компьютерлік графика бойынша іргелі дайындықтың сипатына теріс әсер етті. Өкінішке орай, соңғы он жылдағы компьютерлік графика информатика пәнін оқитын оқушылар үшін міндетті пән емес, сондықтан оның мазмұнын анықтау осы курсты анықтайтын оқытушының дайындығына байланысты. Қорытындылай келе, 80-90 жылдары және 2000 жылдардың басында информатика пәнінде компьютерлік графиканы оқытудың мазмұны бастапқыда іргелі болғанын атап өтеміз. Осы жылдары компьютерлік ғылымдар саласындағы мамандарды даярлаудың американдық және еуропалық стандарттарында графика визуализациямен бірыңғай жүйеде қарастырылады. Соңғы уақытта компьютерлік графика деп аталатын жеке пәнді бөлу үрдісі байқалды. Осылайша, компьютерлік графиканы зерттеу мен қолданудың маңыздылығы оның жүйелік және қолданбалы бағдарламалық жасақтаманы әзірлеуде кеңінен қолданылуымен де анықталады. Атап айтқанда, операциялық жүйелердің эволюциясы ыңғайлы графикалық интерфейстің пайда болуына әкелді, бұл қарапайым қолданушыға арнайы графикалық редакторлардың көмегімен графикалық нысандармен жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Осыған байланысты бағдарламалауды компьютерлік графиканың танымал әдістерінен біртіндеп ауыстыру орын алады. Компьютерлік графика негіздерін дамыту әр түрлі электрондық құрылғыларды модернизациялауды және мобильді компьютерлік технологияларды жаппай таратуды қажет етеді.
1.3. Орта мектепте үш өлшемді графиканы оқыту қажеттілігінің теориялық негіздемесі
Қазіргі оқытушылар болашақ мамандықтағы компьютерлік графиканың рөлін нашар түсінетінін және тиісті пәндерді оқуға нашар ынталанғанын айтуға мүмкіндік береді. Білім беруді цифрландыру жағдайында адам қызметінің барлық салаларында компьютерлік графиканың рөлі артады, өйткені компьютерлік графика технологияларының барлық түрлері деректерді әдетте аналогты - мәтіндер, құжаттар, сандар, кестелер, суреттер, карталар, сызбалар, кескіндеранимациялар реттілігі, үш өлшемді модельдер, сигналдар сандық форматта ұсынуға және өңдеуге мүмкіндік береді. Дәл осы цифрлық технология деректерді жоғары жылдамдықпен, соның ішінде аналогтық үздіксіз немесе цифрлық байланыс арналары арқылы аналогты-цифрлық немесе цифрлық-аналогтық түрлендірулер, кодтау, модуляция немесе сигнал демодуляциясын беру кезінде басқаруға мүмкіндік береді. Болашақта компьютерлік графиканы оқытуда деректерді визуализациясыз жасай алмайсыз, өйткені көбінесе деректерді визуализациялаудың көрнекі және тиімді түрі графикалық бейнелеу болып табылады, мысалы, кескіндерді модельдеу және өңдеу кезінде. Заманауи графикалық жүйелер күрделі анимациялық және динамикалық кескіндерді жасау үшін жеткілікті өнімділікке ие. Симуляторлар деп те аталатын модельдеу жүйелерінде шындықта болатын немесе болуы мүмкін процестер мен құбылыстардың суретін алуға және елестетуге тырысады. Мұндай жүйенің ең танымал және ең күрделі мысалы-қоршаған ортаны модельдеу және объектінің жартысы Adobe Flash процесі үшін қолданылатын жартылай тренажер. Осыған байланысты компьютерлік графика құралдары мен технологияларын қолдана білуі, сондай-ақ оларға мектеп оқушыларына үйрету, оқушылардың осындай құралдармен жұмыс істеу ерекшеліктерін түсіну үшін маңызды негіз жасайды, яғни оларды мектеп циклінің барлық дерлік пәндерін оқу кезінде компьютерлік графиканы пайдалану мүмкіндігімен қамтамасыз етеді. Сондықтан білім беруді цифрландыру жағдайында компьютерлік графиканы оқыту кезінде тиісті кәсіби қасиеттерді қалыптастыру өзекті болып табылады.
Информатика бойынша жаңартылған оқу бағдарламасының ережелеріне сәйкес компьютерлік графика бойынша базалық білім, іскерліктер мен дағдылар курстың басында қаланады және оқытудың келесі сатыларында одан әрі дамиды. Сондықтан компьютерлік графика бойынша алған білім мен дағдыларды мектептің жоғары буынында ғана емес, жоғары оқу орындарының кіші курстарында да одан әрі дамыту орынды. Орта мектепте компьютерлік графиканы оқытудың мүмкін тәсілдерінің бірі 3D-графика негіздерін мазмұнға қосу және "компьютерлік графика" курсын оқытуда 3D модельдеуді қолдану арқылы "информатика" курсын кеңейту болуы мүмкін. Жоғарыда айтылғандарға байланысты "компьютерлік графика" курсының мазмұнына 3D графикамен жұмыс жасау элементтері бар келесі тақырыптар кіруі керек: Adobe PhotoShop - интерактивті 3D сурет, қабаттардың проекциясы мен проекциясында сурет салу, текстурада сурет салу, векторлық редактор Corel Draw - стандартты емес жазуларды модельдеу, Macromedia Flash - нысандарды 3d визирлеу. Бірақ бұл да жеткіліксіз, өйткені мектептің жоғары буынында 3D модельдеу неғұрлым күрделі бағдарламаларды - Sweet Home 3D, Blender, SketchUp оқытады және жоғары оқу орындарының кіші курстарының 3D Max, AutoCad, т. б. бағдарламаларын тереңірек зерттеуді талап етеді. Осылайша, жоғары оқу орындарында компьютерлік графиканы оқытуға іргелі негіздерді қалыптастыру тәсілдерінің жеткіліксіз пысықталуы кезінде компьютерлік графиканы оқыту қажеттілігін негіздейді. Бұл қарама-қайшылық компьютерлік графиканы оқытудың мамандандырылған әдістемесі жоқ деген мәселені тудырады. Графика адам қызметінің көптеген салаларында маңызды рөл атқаратынын ұмытпау керек. Бұл сонымен қатар өндірісте, өнерде, дизайнда, жарнамада, ғылыми тәжірибелердегі процестерді модельдеуде де қажет. Компьютерлік графика графикалық шығармашылықтың негізін құрайтын заңдарды модельдеу және көрсету құралы екенін ерекше атап өткен жөн. Қазіргі компьютерлік графика оқушылардың шығармашылық идеяларын жүзеге асыру құралы ретінде аталған технологияларды кеңінен қолданады. Бұл жағдайда оқушыларды компьютерлік технологиялар саласында ғана емес, сонымен қатар оның жұмыс істеу мәнін де білуді күшейту қажет. Соңғы онжылдықта педагогикалық қызметтің жоғары және тұрақты нәтижелеріне қол жеткізуге бағытталған заманауи технологияларды теориялық негіздеу, әзірлеу және білім беру процесіне жедел енгізу проблемаларына ерекше назар аударылуда.
Жоғарыда келтірілген дәлелдерді ескере отырып, компьютерлік графика құралдары мен технологияларын кәсіби игеру жалпы оқушылар дайындығының ажырамас бөлігі болып табылады және оның оқу кезеңіндегі практикалық қызметі қажетті кәсіби шеберлікті қалыптастыруға ықпал етеді деп сенімді түрде қорытынды жасауға болады. Жоғарыда айтылғандарды талдай отырып, қазіргі қолданбалы информатика және компьютерлік графика саласындағы дербес компьютерді, интернетті және бағдарламаларды оқушылар еркін меңгеруі керек екенін атап өткен жөн. Компьютерлік графика мүмкін болатын шығармашылық процесінің саласын бұғаттамайды, бірақ білім беруді цифрландыру жағдайында оны кеңейтеді және жеделдетеді. Білім беруді цифрландыру жағдайында кәсіби даярлау аясында компьютерлік графиканы оқыту, аталған барлық қасиеттердің қалыптасуын қамтамасыз етеді, яғни оқушылардың шығармашылық мүмкіндіктерін дамытуға, оқушының жеке басының кәсібилігін қалыптастыруға ықпал етеді. Компьютерлік графика, информатика және ақпараттық технологиялар саласы ретінде барлық осы мәселелерді толық шешуге мүмкіндік беретін бағыттарды қамтиды: жұмыс үстелі баспа жүйелері, іскери графика, мультимедиялық технологиялар, веб-дизайн.
Компьютерлік графика бойынша іргелі дайындықтың бір нұсқасы пәндер циклін дайындау мазмұнындағы компьютерлік графика тақырыбын тереңдету болуы мүмкін. Мысалы, информатика курсында графикалық ақпарат мөлшерін өлшеуге, кескіндерді сығу әдістеріне, графикалық ақпаратты беру әдістеріне және т. б. мәселелерді шешуге ерекше назар аудару керек. Бағдарламалау курсында есептерді шешуде "Графика" бөлімінде есептерді шешу әртүрлі бағдарламалау орталарында және бірдей шешім алгоритмінде бірдей сипатқа ие екендігіне назар аударсақ, тек осы орталар интерфейспен, бағдарламалау тілінің синтаксисімен ерекшеленеді. Сондықтан, бағдарламалау тілдерінің бірінде есептерді шешудің алгоритмдері мен әдістерін игере отырып, оқушы сол мәселелерді шешуге дайын екенін, бірақ басқа бағдарламалау тілін қолдана отырып білуі керек екнін аңғарады. Бұл тәсіл қаншалықты жүзеге асырылатындығын бақылау өте қиын. Деңгейі фундаменталды жеке пәннің білім және компьютерлік кесте тармағына өзіндік облысын жатқызуға болады. Бұл бағытта И.В.Левченко, М.П.Лапчик сияқты ғалымдардың бірқатар зерттеулері бар. Т.А.Бороненко, В.В.Лаптева, Н.И.Рыжова, М.В.Швецкий және т. б. Ғалымдардың зерттеу нәтижелері бойынша білім беруді фундаментализациялаудың жалпы тұжырымдамасы аясында компьютерлік графиканы оқытуды фундаментализациялаудың тәсілдерін анықтау, білім берудің әртүрлі деңгейлеріндегі графиканы оқыту мазмұнындағы іргелі элементтер мен тиісті пәнаралық байланыстарды анықтау негізінде мүмкін болады.
Жалпы білім беретін мектепте информатиканы оқытудың мазмұны мен әдістеріне байланысты кәсіби қызмет бар. Осыған сүйене отырып, 7 сынып оқушыларының осы санаты үшін "компьютерлік графика" пәнін оқытудың мақсаты компьютерлік графиканың іргелі негіздерін зерделеу, сондай - ақ көрнекілік құралдарын, үлестірмелі материалдарды, оқу-әдістемелік материалдарды әзірлеу үшін қазіргі заманғы қолданбалы графикалық компьютерлік бағдарламаларды болашақ кәсіби педагогикалық қызметте қолдану тәсілдерін игеру болуы тиіс. Компьютерлік графиканың негізгі ұғымдарын қалыптастырумен қатар, сипатталған пәнді оқыту міндеттерінің қатарына әртүрлі қолданбалы графикалық бағдарламалармен жұмыс істеу дағдыларын қалыптастыру, сонымен қатар эстетикалық талғамын дамытуды кіргізу керек.
Оқушылар компьютерлік графиканың теориялық негіздерін, графика түрлерінің арасындағы айырмашылықты, негізгі түсті модельдерді, графикалық редакторлардың түсінігі мен мақсатын, олардың жіктелуін, жұмыс үстеліндегі баспа жүйесі ұғымын, web-графиканың негізгі ұғымдарын, желі бойынша графикалық ақпаратты беру әдістерін, анимациялық бейнелерді әзірлеу технологияларын, растрлық графика алгоритмдерін, векторлық графика алгоритмдерін, үш өлшемді графика алгоритмдерін, геометриялық модельдеу негіздері оқытылады.
Оқушылар графикалық мәдениетті, есептерді шешу дағдыларын, растрлық және векторлық объектілерді басқару тәсілдерін, растрлық және векторлық редакторларда жұмыс істеу тәсілдерін, баспа өнімдерін үстелдік баспа жүйесінде беттеу техникасын, анимацияны әзірлеу дағдыларын, графикалық объектілерді бағдарламалау дағдыларын меңгеруі тиіс.
7 сынып оқушыларына "Информатика" пәнінің мақсаты "оқушыларды компьютерлік графиканың математикалық және алгоритмдік негіздерімен жүйелі түрде таныстыру" болып табылады. Зерттеу барысында "іргелі математикалық әдістер, геометриялық фигуралардың айналу, беру және масштабты өзгерту принциптері; аксонометрия мен перспективадағы кескіндерді құру әдістері; жазықтық пен кеңістіктегі қисықтарды айқын және параметрлік түрде сипаттау әдістері" қарастырылады. Компьютерлік графиканың алгоритмдік негіздері де зерттеледі - "кесінділер мен шеңберлерді құру, үздіксіз аймақтарды толтыру, кесу, көрінбейтін сызықтар мен беттерді алып тастау, нақты кескіндерді салу алгоритмдері". Пәнді оқу нәтижесінде оқушылар графикалық есептерді шешуге, іске асыру әдісін таңдауға, шешім алгоритмін құруға, әзірленген алгоритм бағдарламасын жазуға қабілетті болуы керек. МЖМБС-дан информатика пәнінің компьютерлік графика бөлімінің математикалық бағытын көруге болады. Осы стандарттағы "компьютерлік графика" бөлімі келесі пәндер және олардың бөлімдері болып табылады:
- информатика: "ақпарат және ақпарат түрлері" - графикалық ақпаратты кодтау, "қолданбалы бағдарламалар" - графикалық редактор, презентацияларды әзірлеу құралдары
- бағдарламалау тілдері: "Графика" - Pascal, Delphi, Quick Basic, Visual Basic, C, C++);
- сандық әдістер, ЭЕМ практикумы;
- қолданбалы бағдарламалық жасақтама: "графикалық және баспа жүйелері"- PhotoShop, CorelDraw, PageMaker, "мәтінді тану пакеттері, үш өлшемді графика және анимация" - Fine Reader, 3D Studio;
- алгебра, геометрия.
Жалпы білім беретін мектепте информатика пәнін оқытудың мазмұны, оқушыларға "Компьютерлік графика" бөлімін оқытудың мақсаты компьютерлік графиканың теориялық негіздерін және оның түрлерін зерттеу, сондай-ақ қолданбалы графикалық бағдарламалардың заманауи пакеттерін практикада қолдануға үйрету болып табылады. Информатика пәнін 7 сыныптарында оқытудың міндеттері - компьютерлік графиканың негізгі түсініктерін қалыптастырумен қатар қолданбалы графикалық бағдарламалардың әртүрлі пакеттерімен жұмыс істеу дағдыларын қалыптастыру және эстетикалық талғамды дамыту болып табылады. Информатика пәнін 7 сыныптарында оқытудың нәтижесінде оқушылар келесілерді білуі керек. Компьютерлік графиканың теориялық негіздерін, графика түрлерін, негізгі түсті модельдерді, графикалық редакторлардың мақсатын, жұмыс үстеліндегі баспа жүйесінің тұжырымдамасын, web-графиканың негізгі ұғымдарын, анимациялық суреттерді әзірлеу технологиясын, шеңбер құруға арналған брезенхэм алгоритмін, сегментті, өзгермелі горизонт алгоритмін, Робертс алгоритмін игеруі керек. Пәнді оқу нәтижесінде оқушылар растрлық және векторлық пакеттермен жұмыс істей білуі керек, жұмыс үстеліндегі баспа жүйелерінде баспа өнімдерін орналастыра алады, анимация жасай алады, Web-дизайнда пайдалану үшін суреттер дайындай алады, шеңбер, сегмент құру үшін Брезенхем алгоритмін бағдарламалай білуі керек, өзгермелі Горизонт алгоритмі және Робертс алгоритмін білуі керек.
Тиісінше, қолданбалы бағдарламалық жасақтама желісінің тереңдеуі және машиналық графика алгоритмдерімен танысу байқалады. Графикалық растрлық және векторлық редакторларды, үстелдік баспа жүйесін және т. б. білуін болжайды. Растрлық графика алгоритмдерін зерттеуді және оларды бағдарлама түрінде одан әрі жүзеге асыруды қиындатады.
Информатика пәнін 7 сыныптарында оқитын оқушылар компьютерлік графиканың теориялық негіздерін, графика түрлерінің арасындағы айырмашылықты, негізгі түсті модельдерді, графикалық редакторлардың түсінігі мен мақсатын, олардың жіктелуін, жұмыс үстеліндегі баспа жүйесі ұғымын, Web-графиканың негізгі ұғымдарын, желі бойынша графикалық ақпаратты беру әдістерін, анимациялық бейнелерді әзірлеу технологияларын, Flash-технологияны, растрлық графика алгоритмдерін, векторлық графика алгоритмдерін, үш өлшемді графика алгоритмдерін, геометриялық модельдеу негіздерін білуі тиіс. Информатика пәнін 7 сыныптарында оқитын оқушылар осы тақырып бойынша мәселелерді шеше білуі керек, растрлық және векторлық объектілерді басқара алуы, растрлық және векторлық редакторларда жұмыс істей алуы, жұмыс үстеліндегі баспа жүйелерінде баспа өнімдерін орналастыра алуы, анимация жасай алуы, Web-дизайнды пайдалану үшін суреттерді дайындай алуы, желі арқылы графикалық файлдарды жібере алуы, растрлық және векторлық графика алгоритмдерін бағдарламалай алуы, педагогикалық қызметте қолданбалы графикалық бағдарламаларды қолдана алуы болжанады. Информатика пәнін 7 сыныптарында оқитын оқушылар графикалық мәдениетке, тақырып бойынша есептерді шешу дағдыларына, растрлық және векторлық объектілерді басқару тәсілдеріне, растрлық және векторлық редакторларда жұмыс істеу тәсілдеріне, баспа өнімдерін үстелдік баспа жүйесінде беттеу техникасына, анимацияны әзірлеу дағдыларына, графикалық объектілерді бағдарламалау дағдыларына ие болуы тиіс. Оқушы ақпараттық және графикалық мәдениет саласында, растрлық және векторлық графика алгоритмдерінің дәлелдерін ұсынуда графикалық редакторлармен жұмыс жасауда, информатиканың техникалық тілін қолдануда, информатика пәнін 7 сыныптарында оқитын оқушылар білімді таңдау және пайдалану әдіснамасын әзірлеуде құзыретті болуы тиіс. Информатика пәнін 7 сыныптарында оқитын оқушылар жоғарыда аталған дағдылар мен басқа да талаптарға қол жеткізуі үшін "компьютерлік графика" пәнінің мазмұны мынадай бөлімдерді қамтиды:
1) компьютерлік графика ұғымы, қолдану салалары.
2) графикалық бейнелерді кодтау.
3) компьютерлік графика түрлері. Түс модельдері.
4) графикалық редакторлар және олардың жіктелуі.
5) растрлық және векторлық графикамен жұмыс істеуге арналған бағдарламалар.
6) жұмыс үстелінің баспа жүйелері.
7) анимацияны дамыту құралдары. Flash-технологиясы
8) Web-графика негіздері.
9) компьютерлік дизайн негіздері мен құралдары.
Информатика пәнін 7 сыныптарында оқитын оқушылар "растрлық графика алгоритмдері", "векторлық графика әдістері", "үш өлшемді модельдеу әдістері", "инженерлік графикаға кіріспе", "анимация және геометриялық модельдеу негіздері" бөлімдерін терең қарастыруы қажет. Осы әдістер мен алгоритмдерді бағдарламалауға ерекше назар аударуы керек. Бірақ компьютерлік графика мазмұнына мұндай көзқарас бүгінде жеткіліксіз, әсіресе білім беруді іргелі ету жағдайында жеткіліксіз. Компьютерлік графиканы оқыту графикалық редакторларды пайдаланушы оқушының қарапайым дайындығымен шектелмеуі керек, ол бүгінде стандарттар мен бағдарламаларға баса назар аударады. Оқу жоспарларының, бағдарламалардың, құралдардың, компьютерлік графика бойынша оқулықтардың сан алуандығы болған жағдайда, сабақтар кезінде оларды қолдану әдістерінде кемшіліктер бар. Әдетте, оқытудың мазмұны мен әдістерін таңдаудағы негізгі критерий оқу материалдары, компьютерлер мен бағдарламалық қамтамасыз ету болып табылады. Ұсынылған информатика пәнін 7 сыныптарында оқитын оқушылардың көпшілігінің қазіргі заманғы ақпараттық технологиялар құралдарын пайдаланушы ретінде дайындауға бағытталған. Мұндай пәндер қажетті теориялық және практикалық білім алуға мүмкіндік береді, оның көмегімен оқушы өзінің күнделікті өмірінде жаңа ақпараттық технологиялар құралдарын сенімді қолдана алады, бірақ бұл білім ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Мазмұны
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1 7 СЫНЫПТА ҮШ ӨЛШЕМДІ ГРАФИКАНЫ ОҚЫТУДЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.1 Үш өлшемді графика және оның мектептегі информатика курсындағы орны ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.2 Информатика курсында үш өлшемді графика" тақырыбын қолданудың маңыздылығы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.3 Орта мектепте үш өлшемді графиканы оқыту қажеттілігінің теориялық негіздемесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2 ИНФОРМАТИКА КУРСЫНДА ҮШ ӨЛШЕМДІ ГРАФИКАНЫ ОҚЫТУ ӘДІСТЕМЕСІ ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.1 Үш өлшемді компьютерлік графиканы оқыту мазмұны ... ... ... ... ... ...
2.2 Үш өлшемді компьютерлік графиканы оқыту әдістері, формалары және құралдары ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.3. Үш өлшемді компьютерлік графика курсы бойынша электронды оқулық жасау ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
ҚОСЫМША ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
КІРІСПЕ
Қоғам дамуының қазіргі кезеңі ақпараттық технологияларды адам қызметінің барлық салаларына енгізумен сипатталады. Жаңа ақпараттық технологиялар білім беру саласына айтарлықтай әсер етеді. Білім беру жүйесіндегі іргелі өзгерістер мақсаттарды, білім беру құндылықтарын жаңа түсінуден, сондай-ақ оқытудың жаңа технологияларын қолдану қажеттілігінен туындайды. Сондықтан мектептің дидактикалық міндеттерінің бірі оқушылардың техникалық шығармашылығын дамыту болып табылады.
Қазіргі әлемде адам үнемі техникаға, технологияға, тұрмыстық мәселелерді шешуден және оқытудан бастап біздің қызметіміздің әртүрлі салаларындағы кәсіби мәселелерді шешуге дейін жүгінеді. Прогресті тоқтату мүмкін емес деген ойға сүйене отырып, техникада қол жеткізілген барлық нәрсені жетілдіруге, өзгертуге болады, оқытудағы техникалық шығармашылықтың дамуы жетекші орындардың біріне ұсынылады.
Біздің ойымызша, техникалық шығармашылықты дамыту үшін ең қолайлы сала-бұл атап айтқанда үш өлшемді компьютерлік графика. Соңғы онжылдықтарда қарқынды дамып келе жатқан компьютерлік технологиялар бізге бірегей көлемді нысандарды құруға мүмкіндік берді. Бүгінгі таңда үш өлшемді визуализация геоақпараттық жүйелерді құру, дизайн және сәулет, жарнама және веб-дизайн үшін кеңінен қолданылады. Үш өлшемді модельдеудің арқасында мамандар көрнекілікті қажет ететін зерттеу, танысу және қарау үшін ең ыңғайлы жобаларды жасайды.
Үш өлшемді графика-компьютерлік графика бөлімі, көлемді нысандарды бейнелеуге арналған әдістер мен құралдар жиынтығы.
Жазықтықтағы үш өлшемді кескін мамандандырылған бағдарламаларды қолдана отырып, үш өлшемді сахна моделінің жазықтыққа геометриялық проекциясын салуды қамтиды. 3D модельдеу - бұл объектінің үш өлшемді моделін құру процесі. Үш өлшемді модельдеудің міндеті-бұл нысандарды сипаттау және оларды болашақ кескінге қойылатын талаптарға сәйкес геометриялық түрлендірулер арқылы сахнаға қою.
Виртуалды шындық нысандарын модельдеуге және осы модельдер негізінде кескін жасауға мүмкіндік беретін бағдарламалық пакеттер өте алуан түрлі: Autodesk 3ds Max, AutodeskMaya, AutodeskSoftimage, Houdini, LightWave 3D, Blender, SketchUp және т.б.
Бағдарламаларды пайдаланудың негізгі бағыттары: интерьерлерді сәулеттік жобалау және құрастыру; теледидар үшін жарнамалық және ғылыми-көпшілік роликтерді дайындау; компьютерлік мультипликация және фантастикалық сюжеттері бар ойын фильмдерін түсіру; компьютерлік ойындарды әзірлеу; кітаптар мен журналдарға иллюстрациялар дайындау; көркем компьютерлік графика, Web-дизайн; бос уақыт және кеңістіктік қиялды дамыту; арнайы эффектілер жасау.
Зерттеу нысаны: орта мектеп оқушыларының техникалық шығармашылығын дамыту процесі.
Зерттеу пәні: Үш өлшемді графика орта мектеп оқушыларының техникалық шығармашылығын дамытуға арналған электронды оқу құралын құру.
Зерттеудің мақсаты: Үш өлшемді графика атты элективті курсын әзірлеу және осы курс аясында техникалық шығармашылықтың дамуының әдістемелік ерекшеліктерін сипаттау.
Зерттеу міндеттері:
1. Элективті курстың құрылымы мен дизайн талаптарын сипаттау.
4. 7 сыныптар оқушылары үшін Үш өлшемді графика элективті курсын әзірлеу.
5. Элективті курсы аясында техникалық шығармашылықтың дамуының әдістемелік ерекшеліктерін сипаттау.
Диплом жұмысы кіріспеден, екі тараудан, қорытындыдан, әдебиеттер тізімнен және қосымшалардан тұрады.
1 ҮШ ӨЛШЕМДІ ГРАФИКАНЫ 7 СЫНЫПТАРДА ОҚЫТУДЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ
1.1 Үш өлшемді графика және оның мектептегі информатика курсындағы орны
Қажетті фундаменталды білім информатика пәніне қатысты көптеген пәндерге іргелі негіздерді енгізуден тұрады. Осындай пәндердің бірі компьютерлік графиканың әртүрлі түрлерімен байланысты оқу пәндері. Компьютерлік графика саласындағы зерттелетін объектілердегі маңызды негіздер мен байланыстарды анықтауға негізделген тұтастықпен сипатталуы керек, ал оқытудың өзі компьютерлік графика, информатика және математика курстары жүйесінің табиғи ішкі байланыстарын, сондай-ақ басқа да пәнаралық байланыстарды пайдалануға бағытталуы керек. Информатика және ақпараттық технологиялар элементтері жоғары педагогикалық білімнің фундаменталды заманауи жетекші технологиялық құрамдас бөлігі болып табылады. Осыған байланысты компьютерлік графика саласындағы бөлімдерінің іргелі негіздерінің әртүрлі қолданбалы салалармен өзара байланысына негізделуі керек.
Қазіргі заманғы ақпараттық технологияларды дамытудың перспективалы бағыттарының бірі аудио және бейне ақпаратты енгізу, шығару және өңдеудің бағдарламалық құралдарын әзірлеу болып табылады. Мұндай ақпаратты құру технологиясы компьютерлік графика деп аталды. Компьютерлік графика бұл графикалық ақпаратты енгізуге, өңдеуге және көрсетуге, сондай-ақ деректерді графикалық пішінге түрлендіруге арналған әдістер, алгоритмдер, бағдарламалық және аппараттық жүйелер. Ол жеке компьютердің көмегімен объектілердің модельдерін және олардың кескіндерін құру, сақтау және өңдеу процестерін біріктіреді. Компьютерлік графиканың қалыптасуы мен дамуы информатика мен ақпараттық технологиялардың дамуымен қатар жүреді. Бұл қазіргі кездегі ең дамыған компьютерлік графика, үш өлшемді қозғалатын объектілер мен суреттерге бағытталған аппараттық және бағдарламалық жасақтаманың үнемі пайда болуымен бірге жүреді. Компьютерлік графиканың өз тарихы бар және информатика саласы ретінде және тәуелсіз пән ретінде И. Семакин, Е. К. Хеннер компьютерлік графиканың дамуының үш негізгі кезеңін ажыратады: псевдографиялық басып шығару кезеңі, плоттер көмегімен графикалық кескіндерді қағазға шығару және графикалық интерфейсті қолдану кезеңі. Соңғы кезең командалық интерфейстен ыңғайлы достық графикалық интерфейске ауысумен сипатталады, бұл операциялық ортаның графикалық интерфейсінің нысандарын қол жетімді және түсінікті басқаруға мүмкіндік береді.
Модель және модельдеу - бұл әмбебап ұғымдар, кез-келген салада, білім жүйесінде, процесте, құбылыста танымның ең күшті әдістерінің бірінің атрибуттары. Модельдеу теориясында объект, модель және осы ұғымдар арасындағы қатынастар ұғымдарының жүйесі дамыды. Тұжырымдамаларды анықтау кезінде авторлар өздерінің зерттеулеріне, мақсаттары мен міндеттеріне сүйенеді. Келтірілген анықтамаларда анықталған объектінің белгілі бір қасиеттеріне назар аударылады, нәтижесінде сол тұжырымдаманың әртүрлі анықтамалары пайда болады [4, c 52-54]. Әдебиетте ұсынылған жоғарыда аталған ұғымдардың бірқатар анықтамаларын қарастырайық. Объект дегеніміз - кез-келген объект, процесс, материалдық немесе материалдық емес қасиеттер құбылысы [5, 48-бет]. Н.И. Кондаковтың анықтамасы бойынша модель - сызба, сызба логикалық - математикалық белгі формулалары, физикалық дизайн және т.б. түрінде жасанды түрде жасалған объект, ол зерттелетін объектіге ұқсас бола отырып, зерттелетін объектінің элементтері арасындағы құрылымды, қасиеттерді, қатынастарды және қарапайым жеңілдетілген түрде көрсетеді және көбейтеді. Оны тікелей зерттеу қиындықтарымен, қаражат пен энергияның едәуір шығындарымен байланысты немесе жай қол жетімді емес, осылайша бізді қызықтыратын тақырып туралы ақпарат алу процесін жеңілдетеді [6, 17-бет]. Модель жасалатын зерттелетін объект түпнұсқа, үлгі деп аталады.
Іскерлік графика құралдарын дамыту педагогикалық эксперименттің барлық кезеңдерінде эксперименталды педагогикалық іс-әрекеттің нәтижелерін өңдеу процесін автоматтандыруды жаңа деңгейге көтеруге мүмкіндік береді, оларды жедел өңдеуді қамтамасыз етеді. Осы жағдайларда неғұрлым оңтайлы нысан талдауға және көрнекі ұсынуға және өңдеуге оңай болатын, эксперименттік және бақылау топтарының жай-күйінің серпінін көруге, нәтижелерге салыстырмалы талдау жүргізуге мүмкіндік беретін айқындаушы, тексеру және қалыптастырушы эксперименттердің статистикалық деректері болып табылады. Мұндай процестердің тиімділігі көбінесе зерттеуші мұғалімнің ақпараттық коммуникациялық технологияларын қалай қолдана алатындығына, соның ішінде эксперимент, бақылау және мониторинг нәтижелерін статистикалық өңдеу функциясын жүзеге асыру үшін іскери графиканы қолдануға байланысты. Іскерлік графика элементтерін пайдалану ақпаратты өңдеуге, олардың көрінуіне байланысты процестерді зерттеу нәтижелерін неғұрлым тиімді талдау үшін жағдай жасайды, бұл іскери графика элементтерін диаграммалар мен графиктер үнемі қолданған жағдайда ғана мүмкін болады. Іскерлік графиканы қолдана отырып, эксперимент нәтижелерін өңдеу процестерін жүргізу, талдауға, педагогикалық бақылауға кететін уақыт пен еңбекті едәуір қысқартады және сонымен бірге нәтижелердің ақпараттық мазмұнын едәуір арттырады. Жүйе ақпарат көрсеткіштерінің серпінін байқауға, статистикалық деректердің объективтілігін арттыруға мүмкіндік береді. Экспериментті талдау нәтижелері кестелер, графиктер және диаграммалар түрінде ұсынылуы мүмкін. Диаграммалар, атап айтқанда графиктер, іскери графика элементтері болып табылады. Барлық заманауи кестелік процессорларда, мәтіндік процессорларда, презентацияларды әзірлеу құралдарында іскери графика құралдары бар. Ол үшін графикалық жұмыс режимі бар, онда сіз әр түрлі диаграммаларды құра аласыз, бұл сандық тәуелділіктерге көрнекілік береді. Графиктер мен диаграммалардың өздері пайда болмайтыны белгілі, олар сандық мәліметтер негізінде құрылуы керек. Педагогикалық экспериментте мұндай деректер педагогикалық мониторинг деректері болып табылады. Мұғалімнің тексеру және бағалау қызметінің тиімділігі көбінесе оның оқу нәтижелерін бақылаудың барлық негізгі функцияларын қаншалықты сәтті жүзеге асыратындығына және мұғалімнің бақылау және бақылау функцияларын орындау үшін ақпараттық технологиялар құралдарын қалай қолдана алатындығына байланысты. Бақылаудың есепке алу ақпараттық функциясы оқу нәтижелерін жүйелі түрде бекіту болып табылады, бұл әр оқушының үлгерімін, оның жетістіктері мен оқу жұмысындағы кемшіліктерін бағалауға мүмкіндік береді, бұл эксперимент кезеңінде белгіленеді және өте маңызды. Бақылау-түзету диагностикалық функциясы "мұғалім - оқушы", "оқытушы - оқушы" кері байланысын қамтамасыз етеді, ол оқыту әдістемесіне түзетулер енгізу үшін және педагогикалық эксперименттік жұмыстың одан әргі барысына, тексеруді нақтылау эксперимент кезеңінде маңызды болып табылатын білімдегі кемшіліктерден туындаған тақырыптың әртүрлі сұрақтарының арасында оқу уақытын қайта бөлуге қажетті екенін айқын көруге мүмкіндік береді.
Жалпы орта және жоғары білім беру жүйесінде компьютерлік графиканы оқытудың тарихи іргелі сипатын, компьютерлік графика тақырыптарын оқыту үшін Алгоритмдеу және бағдарламалау әдістерін қолдануды анықтайды. Операциялық жүйелер мен олардың интерфейсінің дамуымен компьютерлік графиканың техникалық компонентін зерттеу бағытында компьютерлік графика бойынша іргелі дайындықтың әлсіреуі байқалады. Жаңа мазмұнға көшу компьютерлік графика бойынша іргелі дайындық сипатына, оның ішінде болашаққа теріс әсер етті. Компьютерлік графиканың арнайы пәндер циклінен бейіндеуші пәндер цикліне ауысуы соңғы он жылда информатика бойынша іргелі даярлығын әлсіретті, бүгінде біз осы даярлықты күшейтуге мәжбүрміз. Жоғарыда айтылғандарды талдай отырып, қазіргі таңда әр оқушы қолданбалы информатика және компьютерлік графика саласындағы дербес компьютерді, интернетті және бағдарламаларды еркін меңгеруі керек екенін атап өткен жөн. Компьютерлік графика болашақ шығармашылық процестің саласын бұғаттамайды, бірақ оны білім берудің фундаменталды жағдайында кеңейтеді және жеделдетеді. Білім беруді іргелі ету жағдайында кәсіби даярлау аясында компьютерлік графиканы оқыту барлық осы қасиеттердің қалыптасуын қамтамасыз етеді, яғни оқушылардың шығармашылық мүмкіндіктерін дамытуға, болашақ жеке басының кәсібилігін қалыптастыруға ықпал етеді. Ал бұл компьютерлік графиканың жаңартылған мазмұнын, білім беруді фундаменталды жағдайында оқытудың жаңа әдістерін, нысандары мен құралдарын әзірлеуді талап етеді.
Модель - объект немесе объектінің сипаттамасы, бір жүйені яғни түпнұсқаны зерттеу немесе оның кез-келген қасиеттерін көбейту үшін басқа жүйемен алмастыруға арналған жүйе. Кез-келген модель белгілі бір болжамдармен, гипотезалармен құрылады және зерттеледі. Модель - бір құрылымды екіншісіне көрсету нәтижесі. Физикалық жүйені, объектіні математикалық жүйеге мысалы, теңдеулердің математикалық аппаратына көрсете отырып, біз жүйенің физика-математикалық моделін немесе физикалық жүйенің математикалық моделін аламыз. "Компьютерлік графикалық модель" термині түпнұсқа объектінің қасиеттерін көрсету компьютерлік графика арқылы жүзеге асырылатындығын білдіреді, яғни модель атауында оны құру және іске асыру әдісі көрінеді. Мұндай модельдер ең көрнекі ретінде 3D модельдеу тәжірибесінде кеңінен қолданылады. Компьютерлік технологияларға негізделген заманауи 3D модельдеу аналитикалық және дифференциалды геометрияға, есептеу математикасына, вариациялық есептеулерге және топологияға негізделген өз әдістерін жасайды. Компьютерлік 3D модельдерінің көптеген нұсқаларының ішінен біз ерекше өзектілікке ие біреуін қарастырамыз - үш өлшемді нысандарды тегіс жерде көрсету. Компьютерлер пайда болғанға дейін мұндай міндеттер перспектива заңдары мен проекциялық сызу негізінде шешілді. Осы заңдарды нақты геометриялық түсіндіру негізінде техникалық ғылым - сызба геометриясы пайда болды. Алайда, суретшінің картинасы да, инженердің сызбасы да объектінің статикалық және бір жақты көрінісін береді, онымен түрлендірулер мен әртүрлі манипуляциялар жасау мүмкін емес. Практикалық іс-әрекетте адам үш өлшемді нысандармен айналысады, оны сипаттау үшін ол тегіс бетке модельдер құруға мәжбүр болды. Дәстүрлі екі өлшемді кескіннің мысалы, суреттің басты кемшілігі - дизайнер үш өлшемді объектінің проекцияларын негізгі ортогональды жазықтықтарға қолдануға мәжбүр. Екі өлшемді графикалық модельдердің шектелуі әсіресе бөліктің беті күрделі қисық пішінді болған кезде көрінеді. Екі өлшемді графикалық модельдер шеңберіндегі механизмнің әртүрлі бөліктерінің пішінін, өзара әрекеттесуін және өзара орналасуын сызбаға сәйкес қабылдау қиындықтары қалпына келтірілмейді.
Тарихи тұрғыдан, компьютерлік 3D модельдеу мүмкіндіктері әдеттегі сурет салу немесе сурет салу мүмкіндіктерімен салыстырылғанға дейін айтарлықтай өзгерістерге ұшырады. Бастапқыда тіпті екі өлшемді объектілерді графиктер, диаграммалар және т.б. көрсету алфавиттік таңбалардың көмегімен жасалды деп айту жеткілікті. Ақпараттық технологиялар дамуының қазіргі кезеңінде үш өлшемді объектілердің модельдерін оларды құру принципі бойынша үш түрге бөлуге болады: жақтау модельдері; беттік модельдер; қатты күйдегі модельдер. Рамалық модель үш өлшемді геометриялық объект нүктелер мен сызықтар тұрғысынан толық сипатталады. Нысан моделінің элементтері - сызықтар, жиектер және нүктелер, шыңдар. Модельдеудің бұл түрі сызбада бұрыннан белгілі - бұл сызбаны салу кезінде тікбұрышты проекциямен тікелей байланысты аксонометриялық проекция пайдаланылады. Рамалық модельдеу - бұл ең төменгі деңгейдегі үш өлшемді нысандарды модельдеу. Негізінде, бұл қағазға сызу үшін жасалған үш өлшемді модельдеу технологияларын компьютерлік графика құралдарымен көбейту. Беттік модельдеу үш өлшемді нысандар нүктелерді, сызықтарды және беттерді графикалық примитивтер ретінде пайдаланумен байланысты. Мұндай модельдеудің бастапқы өнімі-модельденген объектінің бетін сипаттайтын қабық. Беттік модельдеуде объектінің жеке элементтерін сипаттайтын беттер жасалады және өзгертіледі. Бұл беттер қиылысу сызықтары бойымен кесіледі, бір-бірімен жұптасады және т. б. Беттік модельдеу әдісі парақ материалынан жасалған немесе автомобиль немесе ұшақ моделі сияқты күрделі қисық беттері бар нысандар үшін тиімді болады.
Қатты күйдегі 3D моделімен нақты объект сияқты операцияларды жасауға болады: жылжыту, бұру, кесу, жақындату немесе алып тастау, бөлшектерден құрастыру және қарапайым элементтерге бөлшектеу, деформацияны орындау немесе механика заңдарына сәйкес үш өлшемді объектінің ең күрделі қозғалыстарын көрсету және т. б.
Қатты күйдегі модельдеу геометриялық қасиеттерді көрсетіп қана қоймайды, мысалы, модельге физикалық инерция масса қасиеттерін беруге, тұтас объектінің мінез-құлқы мен функцияларын және ондағы процестерді көрсетуге мүмкіндік береді.
Информатиканың негізгі курсында 7 сынып оқушылары бағдарламамен танысады және сызбалар, үш өлшемді модельдер құруды үйренеді. КОМПАС 3D бағдарламасын зерттей отырып, оқушылар кеңістіктік қиялды дамытады, сонымен қатар графикалық сауаттылықты арттырады, бұл әртүрлі инженерлік мамандықтар үшін қажетті компонент. Қазіргі тәжірибеде бөліктің немесе құрылғының 3D моделін жобалау оны CNC машинасында немесе 3D принтерімен жасауға негіз болып табылады. КОМПАС 3D бағдарламалық кешені объектілердің үш өлшемді қатты күйдегі модельдерін құруға және пайдаланушы белгілеген сыртқы әсерлердің әсерінен кернеулер мен температуралардың есептеулерін жүргізуге көмектеседі. Бұл жағдайда пайдаланушы объектінің үш өлшемді моделін ғана жасайды және сыртқы әсерлерді анықтайды. Сызу толығымен әсіресе қазіргі инженерлік тәжірибеде қағазға сурет салу бұрынғы нәрсе болғандықтан осы пакеттің негізінде жүзеге асырылуы мүмкін.
Машина, CNC, 3D принтер сияқты заманауи жабдықты қолдана отырып, лицей оқушылары бағдарламада өз бетінше жасай алатын түрлі бұйымдар, компьютерлік модельдер жасайды. Технология пәнінің мұғалімі электронды сызбалар мен көрнекі үш өлшемді модельдер әртүрлі бұйымдарды жасауға және құрастыруға арналған құралдар жасай алады. Компьютерлік модельдерді қолдану оқушыларға әртүрлі механизмдер туралы әртүрлі ұғымдар мен құрылғыларды нақты түсіндіруге мүмкіндік береді. Бұл жағдайда КОМПАС 3D бағдарламасы 15 нұсқадан бастап бірқатар пайдалы мүмкіндіктерге ие, мысалы STL моделін құру модельді көрсету сапасын қамтамасыз ететін қажетті сақтау параметрлерін таңдау мүмкіндігі. Бұл мүмкіндік бағдарламаның ескі нұсқаларында іске асырылмады. Нәтижесінде, CNC машиналарына немесе 3D принтеріне үш өлшемді модельдер жасау үшін КОМПАС 3D бағдарламасын пайдалану орынды болмады, өйткені STL моделінің төмен бөлшектерінің нәтижесінде цилиндрлік бөлік көп қырлы болды.
Білім беру процесінде ақпараттық технологияларды қолдану келесі нәтижелерге қол жеткізуге мүмкіндік береді:
- танымдық жұмысты белсендіру
- оқу процесін дараландыруды таңдау;
- оқушылардың білімін және оқыту сапасын ағымдағы бақылаудың үздіксіздігі.
КОМПАС 3D бағдарламасында жұмыс істеу дағдыларын игеру тағы бір маңызды мәселені шешуге мүмкіндік береді - пәнаралық байланыстарды анықтау. Оқушыларға жеке емес, басқа пәндермен өзара байланыста білім саласын көрсетуге болады. Сондықтан оқушылардың тек информатика және технология бойынша ғана емес, сонымен қатар басқа салаларда да ынтасы артады. КОМПАС 3D бағдарламасы информатика және технология мұғалімдері үшін қажет. Өкінішке орай, бұл бағдарлама үстірт зерттелуде немесе мүлдем зерттелмейді. Оқушылардың білімі мұғалімнің сабақ өткізуіне, сондай-ақ оқытушының сабаққа дайындалуына байланысты. Оқушылардың білім сапасын жақсарту сабақтарды өткізу әдістемесін жетілдірумен және олардың тиімділігін арттырумен тығыз байланысты.
1-кесте. "Компьютерлік 3D модельдеу" тақырыптық жоспары"
сабақ
Сабақтың тақырыбы
Сағат саны
Оқу қызметінің түрі
1
Модель және модельдеу ұғымдары. Модельдерді жіктеу. Графикалық модельдер
1
Әңгіме элементтерімен дәріс
2
Модельдеу кезеңдері
1
Әңгіме элементтерімен дәріс
3-5
№ 1 зертханалық жұмыс " Геометриялық фигураларды модельдеу"
3 (1+2)
Зертханалық сабақ
6-7
Дизайн-модельдеудің бір түрі. №2 зертханалық жұмыс "айналу әдісімен модельдеу"
2 (1+1)
Әңгіме элементтерімен дәріс. Зертханалық
практикум
8-9
№3 Зертханалық жұмыс "кинематикалық операцияны модельдеу"
2 (1+1)
Зертханалық сабақ
10-13
№ 4 зертханалық жұмыс " 3D моделін дайындау және басып шығару
4 (1+3)
Дәріс, зертханалық сабақ
14
Қорытындылау. Оқушылардың жобаларын қорғау
1
Жалпы:
14
1.2. Информатика курсында үш өлшемді графика" тақырыбын қолданудың маңыздылығы
Н. Ермеков, Б.Бөрібаевтың жетекшілігімен авторлық ұжымдардың 7 сыныбына арналған оқулықтарында "Графика" бөлімі анағұрлым кең ұсынылған. Яғни 7 сыныптарға арналған негізгі информатика курсында компьютерлік графикаға қатысты тақырыптар әр сыныпта бар.
"Графикалық редактор ортасындағы модельдеу" бөлімінде келесі модельдер қарастырылады: сегменттерді жартысына бөлу, берілген радиустың шеңберін құру және оның ортасын анықтау, бұрышты жартысына бөлу, берілген жағы бар тең жақты үшбұрыш салу, берілген жағы бар тұрақты алтыбұрышты салу және т. б. дизайн процесі, паркет модельдеу алгоритмі, мозаика, дайын мозаикалық формалардан геометриялық композициялар жасау және т. б. Бұрын жалпы білім беретін мектепке арналған МЖМБС, бағдарламалар мен информатика оқулықтары Paint графикалық редакторының дәстүрлі тапсырмалар жиынтығымен және бір-бірінен ерекшеленбейтін зерттеулерін көрсетеді. Аталған бағдарламалар мен оқулықтарды талдау Paint графикалық редакторын оқыту Н.В. Макарованың кез-келген курста математикалық мазмұндағы тапсырмаларды оқытпайды деген қорытынды жасауға мүмкіндік береді.
Бейіндік курстарға арналған информатика бойынша оқулықтарды талдау информатика курсында ақпараттық технологиялардың, оның ішінде компьютерлік графиканың дамуын бақылауға мүмкіндік береді. Достық графикалық интерфейсті енгізу, ақпараттық технологиялардың бағдарламалық құралдарын, оның ішінде графикалық редакторларды дамыту оларды информатика курсында оқыту қажеттілігіне ықпал етеді. Microsoft Power Point презентациясын әзірлеу бағдарламасы, алғашқы оқу бағдарламаларынан бастап, бұл мектепте де, университетте де информатика курсында қалыптасқан тақырып еді. Мультимедиялық презентациялардың даму кезеңдерін сипаттайтын информатика оқулығын елестету мүмкін емес. Microsoft Excel кестелік процессорынсыз информатика курсын елестету мүмкін емес сияқты. Microsoft Excel графикалық мүмкіндіктері - бұл графика мен диаграммаларды құру ғана емес, сонымен қатар функция графигін құрудың математикалық мәселесін шешу. Осылайша, компьютерлік графика бағыты информатика курсының мазмұнында көрініс табады. Жұмыс үстеліндегі баспа жүйелері негізінен PageMaker жүйесімен ұсынылған. Н.В. Макарова оқу әдебиетіндегі осы жүйе туралы алғашқылардың бірі болып жазады, содан кейін ол Н.Т. Ермековтың жетекшілігімен әзірленген кейінгі мектеп оқулықтарында және Е.Ы. Бидайбековтың жетекшілігімен бағдарламалар да пайда болады. Әрине, мектепте информатика курсын графикалық редакторларға оқытудың екі түрі: растрлық және векторлық. CorelDraw векторлық редакторын оқыту 10-сыныпта өтеді, редактормен жұмыс жасау технологиясы оқулықтарда егжей-тегжейлі ұсынылған. Бірақ Adobe PhotoShop растрлық редакторымен жұмыс істеу технологиясы мектеп оқулықтарында сипатталмайды. Мұғалімдер практикалық тапсырмалар мен олардың сипаттамаларын таңдауға мәжбүр. Осылайша, біз оқытуда белгілі бір графикалық редактормен байланыстыруды байқаймыз, бұл әрқашан ыңғайлы емес. Ең толық графикалық редакторлар растрлық Adobe PhotoShop және векторлық CorelDraw Л. А. Кепілованың әзірленген практикумында компьютерлік графика жазылған. Семинар авторы алдымен векторлық редакторға, содан кейін растрға оқытуды ұсынады. Тапсырмалардың мазмұны дәстүрлі, тәжірибеге бағытталған, нұсқаулықта іргелі міндеттер жоқ. Компьютерлік графиканың ақпараттық технологиялары 10-11 сынып оқушыларына арналған. Информатика пәні бойынша кәсіби дайындық бағдарламалары да қолданылады. Ақпараттық технологияларды оның ішінде компьютерлік графиканы зерттеуге көп көңіл бөлінеді.
С. В. Симоновичтің "арнайы информатика" оқу құралы мектепте компьютерлік графиканы оқытудың фундаменталдығы тұрғысынан іргелі болып табылады. "Компьютерлік графика" бөлімі бар, онда графика түрлерінің сұрақтары, векторлық графиканың математикалық негіздері, векторлық және растрлық графиканың арақатынасы, фракталдық графика ұғымы, компьютерлік графиканың негізгі ұғымдары ашылады. Растрлық және векторлық графикамен жұмыс істеу құралдары, жұмыс үстелі баспа жүйелері ұсынылған. Бұл нұсқаулықта компьютерлік графиканың негізгі сұрақтары ең көп ашылған деп қорытынды жасауға болады. "Графикалық объектілерді, дыбыстарды, бейне үзінділерді өңдеудің бағдарламалық орталарында жұмыс істеу технологиялары" бөлімі бағдарлама шеңберімен шектелмейді, бірақ графикалық редакторлармен қамтамасыз етудегі мектептің мүмкіндіктерімен анықталады. Білім берудің заманауи тәсілдері бүгінде информатика мен ақпараттық технологияларды оқытудың жаңа жаңартылған мазмұнын құруды талап етеді. Ақпараттық технологияларды дамытудың заманауи сипаты информатика курсында үш өлшемді модельдеуді үйрентуді қажет етеді. Компьютерлік модельдерді құру бойынша іс-шаралар оқушылардың олар туралы түсініктерін тереңдетіп қана қоймайды, сонымен қатар модельдеу саласындағы зияткерлік қабілеттердің дамуына ықпал етеді, оқушылардың шығармашылық қабілеттерін дамытуға мүмкіндік береді. Бұрын 3D модельдеу мектептерде тек қосымша элективтер ретінде зерттелген және ол жоғары сынып оқушыларына арналған болатын еді. Жаңартылған мазмұн бойынша негізгі орта білім беру деңгейінің 5-9-сыныптары үшін информатика бойынша үлгілік оқу бағдарламасында "компьютерлік ойлау" бөлімі мынадай кіші бөлімдерді қамтиды:
1) модельдеу;
2) Алгоритмдер;
3) бағдарламалау.
Қысқаша мазмұны 2-кестеде келтірілген.
2-кесте
Бөлім
Бөлімше
Компьютерлік жүйелер
Компьютер құрылғылары
Бағдарламалық қамтамасыз ету
Компьютерлік желілер
Ақпараттық процестер
Ақпаратты ұсыну және өлшеу
Ақпаратты объектілерді құру және түрлендіру
Компьютерлік ойлау
Модельдеу
Алгоритмдер
Бағдарламалау
Денсаулық және қауіпсіздік
Эргономика
Ақпараттық және онлайн қауіпсіздік
7-сыныпта информатика курсында "объектілер мен оқиғаларды модельдеу" бөлімінде 13 сағат көлемінде 3D-модельдеу оқытылады, 3-кестеде көрсетілген.
3-кесте
Бөлімдер
Тақырыптар, мазмұны
Оқыту мақсаты
Нысандар мен оқиғаларды модельдеу
Үш өлшемді модельдер
3D редакторларында нысандар мен оқиғалардың модельдерін жасаңыз
Бағдарлама редакторына ендірілген нысандар
Объектілердің үш өлшемді модельдері
Оқиғалардың үш өлшемді модельдері
Сонымен, біз компьютерлік графиканың мазмұны тек информатиктер үшін ғана емес, сонымен қатар басқа да байланысты физика-математикалық пәндер үшін де іргелі сипатқа ие болғанын және компьютерлік графиканың алгоритмдері мен әдістеріне қатысты инвариантты болғанын көреміз. Содан кейін компьютерлік графиканың мазмұнындағы компьютерлік графиканың математикалық негіздері тақырыптарының ығысуы және графикалық редакторларды зерттеуге көшу біртіндеп байқалады: Adobe PhotoShop растрлық графикалық редакторы және CorelDraw векторлық. Жаңа мазмұнға көшу компьютерлік графика бойынша іргелі дайындықтың сипатына теріс әсер етті. Өкінішке орай, соңғы он жылдағы компьютерлік графика информатика пәнін оқитын оқушылар үшін міндетті пән емес, сондықтан оның мазмұнын анықтау осы курсты анықтайтын оқытушының дайындығына байланысты. Қорытындылай келе, 80-90 жылдары және 2000 жылдардың басында информатика пәнінде компьютерлік графиканы оқытудың мазмұны бастапқыда іргелі болғанын атап өтеміз. Осы жылдары компьютерлік ғылымдар саласындағы мамандарды даярлаудың американдық және еуропалық стандарттарында графика визуализациямен бірыңғай жүйеде қарастырылады. Соңғы уақытта компьютерлік графика деп аталатын жеке пәнді бөлу үрдісі байқалды. Осылайша, компьютерлік графиканы зерттеу мен қолданудың маңыздылығы оның жүйелік және қолданбалы бағдарламалық жасақтаманы әзірлеуде кеңінен қолданылуымен де анықталады. Атап айтқанда, операциялық жүйелердің эволюциясы ыңғайлы графикалық интерфейстің пайда болуына әкелді, бұл қарапайым қолданушыға арнайы графикалық редакторлардың көмегімен графикалық нысандармен жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Осыған байланысты бағдарламалауды компьютерлік графиканың танымал әдістерінен біртіндеп ауыстыру орын алады. Компьютерлік графика негіздерін дамыту әр түрлі электрондық құрылғыларды модернизациялауды және мобильді компьютерлік технологияларды жаппай таратуды қажет етеді.
1.3. Орта мектепте үш өлшемді графиканы оқыту қажеттілігінің теориялық негіздемесі
Қазіргі оқытушылар болашақ мамандықтағы компьютерлік графиканың рөлін нашар түсінетінін және тиісті пәндерді оқуға нашар ынталанғанын айтуға мүмкіндік береді. Білім беруді цифрландыру жағдайында адам қызметінің барлық салаларында компьютерлік графиканың рөлі артады, өйткені компьютерлік графика технологияларының барлық түрлері деректерді әдетте аналогты - мәтіндер, құжаттар, сандар, кестелер, суреттер, карталар, сызбалар, кескіндеранимациялар реттілігі, үш өлшемді модельдер, сигналдар сандық форматта ұсынуға және өңдеуге мүмкіндік береді. Дәл осы цифрлық технология деректерді жоғары жылдамдықпен, соның ішінде аналогтық үздіксіз немесе цифрлық байланыс арналары арқылы аналогты-цифрлық немесе цифрлық-аналогтық түрлендірулер, кодтау, модуляция немесе сигнал демодуляциясын беру кезінде басқаруға мүмкіндік береді. Болашақта компьютерлік графиканы оқытуда деректерді визуализациясыз жасай алмайсыз, өйткені көбінесе деректерді визуализациялаудың көрнекі және тиімді түрі графикалық бейнелеу болып табылады, мысалы, кескіндерді модельдеу және өңдеу кезінде. Заманауи графикалық жүйелер күрделі анимациялық және динамикалық кескіндерді жасау үшін жеткілікті өнімділікке ие. Симуляторлар деп те аталатын модельдеу жүйелерінде шындықта болатын немесе болуы мүмкін процестер мен құбылыстардың суретін алуға және елестетуге тырысады. Мұндай жүйенің ең танымал және ең күрделі мысалы-қоршаған ортаны модельдеу және объектінің жартысы Adobe Flash процесі үшін қолданылатын жартылай тренажер. Осыған байланысты компьютерлік графика құралдары мен технологияларын қолдана білуі, сондай-ақ оларға мектеп оқушыларына үйрету, оқушылардың осындай құралдармен жұмыс істеу ерекшеліктерін түсіну үшін маңызды негіз жасайды, яғни оларды мектеп циклінің барлық дерлік пәндерін оқу кезінде компьютерлік графиканы пайдалану мүмкіндігімен қамтамасыз етеді. Сондықтан білім беруді цифрландыру жағдайында компьютерлік графиканы оқыту кезінде тиісті кәсіби қасиеттерді қалыптастыру өзекті болып табылады.
Информатика бойынша жаңартылған оқу бағдарламасының ережелеріне сәйкес компьютерлік графика бойынша базалық білім, іскерліктер мен дағдылар курстың басында қаланады және оқытудың келесі сатыларында одан әрі дамиды. Сондықтан компьютерлік графика бойынша алған білім мен дағдыларды мектептің жоғары буынында ғана емес, жоғары оқу орындарының кіші курстарында да одан әрі дамыту орынды. Орта мектепте компьютерлік графиканы оқытудың мүмкін тәсілдерінің бірі 3D-графика негіздерін мазмұнға қосу және "компьютерлік графика" курсын оқытуда 3D модельдеуді қолдану арқылы "информатика" курсын кеңейту болуы мүмкін. Жоғарыда айтылғандарға байланысты "компьютерлік графика" курсының мазмұнына 3D графикамен жұмыс жасау элементтері бар келесі тақырыптар кіруі керек: Adobe PhotoShop - интерактивті 3D сурет, қабаттардың проекциясы мен проекциясында сурет салу, текстурада сурет салу, векторлық редактор Corel Draw - стандартты емес жазуларды модельдеу, Macromedia Flash - нысандарды 3d визирлеу. Бірақ бұл да жеткіліксіз, өйткені мектептің жоғары буынында 3D модельдеу неғұрлым күрделі бағдарламаларды - Sweet Home 3D, Blender, SketchUp оқытады және жоғары оқу орындарының кіші курстарының 3D Max, AutoCad, т. б. бағдарламаларын тереңірек зерттеуді талап етеді. Осылайша, жоғары оқу орындарында компьютерлік графиканы оқытуға іргелі негіздерді қалыптастыру тәсілдерінің жеткіліксіз пысықталуы кезінде компьютерлік графиканы оқыту қажеттілігін негіздейді. Бұл қарама-қайшылық компьютерлік графиканы оқытудың мамандандырылған әдістемесі жоқ деген мәселені тудырады. Графика адам қызметінің көптеген салаларында маңызды рөл атқаратынын ұмытпау керек. Бұл сонымен қатар өндірісте, өнерде, дизайнда, жарнамада, ғылыми тәжірибелердегі процестерді модельдеуде де қажет. Компьютерлік графика графикалық шығармашылықтың негізін құрайтын заңдарды модельдеу және көрсету құралы екенін ерекше атап өткен жөн. Қазіргі компьютерлік графика оқушылардың шығармашылық идеяларын жүзеге асыру құралы ретінде аталған технологияларды кеңінен қолданады. Бұл жағдайда оқушыларды компьютерлік технологиялар саласында ғана емес, сонымен қатар оның жұмыс істеу мәнін де білуді күшейту қажет. Соңғы онжылдықта педагогикалық қызметтің жоғары және тұрақты нәтижелеріне қол жеткізуге бағытталған заманауи технологияларды теориялық негіздеу, әзірлеу және білім беру процесіне жедел енгізу проблемаларына ерекше назар аударылуда.
Жоғарыда келтірілген дәлелдерді ескере отырып, компьютерлік графика құралдары мен технологияларын кәсіби игеру жалпы оқушылар дайындығының ажырамас бөлігі болып табылады және оның оқу кезеңіндегі практикалық қызметі қажетті кәсіби шеберлікті қалыптастыруға ықпал етеді деп сенімді түрде қорытынды жасауға болады. Жоғарыда айтылғандарды талдай отырып, қазіргі қолданбалы информатика және компьютерлік графика саласындағы дербес компьютерді, интернетті және бағдарламаларды оқушылар еркін меңгеруі керек екенін атап өткен жөн. Компьютерлік графика мүмкін болатын шығармашылық процесінің саласын бұғаттамайды, бірақ білім беруді цифрландыру жағдайында оны кеңейтеді және жеделдетеді. Білім беруді цифрландыру жағдайында кәсіби даярлау аясында компьютерлік графиканы оқыту, аталған барлық қасиеттердің қалыптасуын қамтамасыз етеді, яғни оқушылардың шығармашылық мүмкіндіктерін дамытуға, оқушының жеке басының кәсібилігін қалыптастыруға ықпал етеді. Компьютерлік графика, информатика және ақпараттық технологиялар саласы ретінде барлық осы мәселелерді толық шешуге мүмкіндік беретін бағыттарды қамтиды: жұмыс үстелі баспа жүйелері, іскери графика, мультимедиялық технологиялар, веб-дизайн.
Компьютерлік графика бойынша іргелі дайындықтың бір нұсқасы пәндер циклін дайындау мазмұнындағы компьютерлік графика тақырыбын тереңдету болуы мүмкін. Мысалы, информатика курсында графикалық ақпарат мөлшерін өлшеуге, кескіндерді сығу әдістеріне, графикалық ақпаратты беру әдістеріне және т. б. мәселелерді шешуге ерекше назар аудару керек. Бағдарламалау курсында есептерді шешуде "Графика" бөлімінде есептерді шешу әртүрлі бағдарламалау орталарында және бірдей шешім алгоритмінде бірдей сипатқа ие екендігіне назар аударсақ, тек осы орталар интерфейспен, бағдарламалау тілінің синтаксисімен ерекшеленеді. Сондықтан, бағдарламалау тілдерінің бірінде есептерді шешудің алгоритмдері мен әдістерін игере отырып, оқушы сол мәселелерді шешуге дайын екенін, бірақ басқа бағдарламалау тілін қолдана отырып білуі керек екнін аңғарады. Бұл тәсіл қаншалықты жүзеге асырылатындығын бақылау өте қиын. Деңгейі фундаменталды жеке пәннің білім және компьютерлік кесте тармағына өзіндік облысын жатқызуға болады. Бұл бағытта И.В.Левченко, М.П.Лапчик сияқты ғалымдардың бірқатар зерттеулері бар. Т.А.Бороненко, В.В.Лаптева, Н.И.Рыжова, М.В.Швецкий және т. б. Ғалымдардың зерттеу нәтижелері бойынша білім беруді фундаментализациялаудың жалпы тұжырымдамасы аясында компьютерлік графиканы оқытуды фундаментализациялаудың тәсілдерін анықтау, білім берудің әртүрлі деңгейлеріндегі графиканы оқыту мазмұнындағы іргелі элементтер мен тиісті пәнаралық байланыстарды анықтау негізінде мүмкін болады.
Жалпы білім беретін мектепте информатиканы оқытудың мазмұны мен әдістеріне байланысты кәсіби қызмет бар. Осыған сүйене отырып, 7 сынып оқушыларының осы санаты үшін "компьютерлік графика" пәнін оқытудың мақсаты компьютерлік графиканың іргелі негіздерін зерделеу, сондай - ақ көрнекілік құралдарын, үлестірмелі материалдарды, оқу-әдістемелік материалдарды әзірлеу үшін қазіргі заманғы қолданбалы графикалық компьютерлік бағдарламаларды болашақ кәсіби педагогикалық қызметте қолдану тәсілдерін игеру болуы тиіс. Компьютерлік графиканың негізгі ұғымдарын қалыптастырумен қатар, сипатталған пәнді оқыту міндеттерінің қатарына әртүрлі қолданбалы графикалық бағдарламалармен жұмыс істеу дағдыларын қалыптастыру, сонымен қатар эстетикалық талғамын дамытуды кіргізу керек.
Оқушылар компьютерлік графиканың теориялық негіздерін, графика түрлерінің арасындағы айырмашылықты, негізгі түсті модельдерді, графикалық редакторлардың түсінігі мен мақсатын, олардың жіктелуін, жұмыс үстеліндегі баспа жүйесі ұғымын, web-графиканың негізгі ұғымдарын, желі бойынша графикалық ақпаратты беру әдістерін, анимациялық бейнелерді әзірлеу технологияларын, растрлық графика алгоритмдерін, векторлық графика алгоритмдерін, үш өлшемді графика алгоритмдерін, геометриялық модельдеу негіздері оқытылады.
Оқушылар графикалық мәдениетті, есептерді шешу дағдыларын, растрлық және векторлық объектілерді басқару тәсілдерін, растрлық және векторлық редакторларда жұмыс істеу тәсілдерін, баспа өнімдерін үстелдік баспа жүйесінде беттеу техникасын, анимацияны әзірлеу дағдыларын, графикалық объектілерді бағдарламалау дағдыларын меңгеруі тиіс.
7 сынып оқушыларына "Информатика" пәнінің мақсаты "оқушыларды компьютерлік графиканың математикалық және алгоритмдік негіздерімен жүйелі түрде таныстыру" болып табылады. Зерттеу барысында "іргелі математикалық әдістер, геометриялық фигуралардың айналу, беру және масштабты өзгерту принциптері; аксонометрия мен перспективадағы кескіндерді құру әдістері; жазықтық пен кеңістіктегі қисықтарды айқын және параметрлік түрде сипаттау әдістері" қарастырылады. Компьютерлік графиканың алгоритмдік негіздері де зерттеледі - "кесінділер мен шеңберлерді құру, үздіксіз аймақтарды толтыру, кесу, көрінбейтін сызықтар мен беттерді алып тастау, нақты кескіндерді салу алгоритмдері". Пәнді оқу нәтижесінде оқушылар графикалық есептерді шешуге, іске асыру әдісін таңдауға, шешім алгоритмін құруға, әзірленген алгоритм бағдарламасын жазуға қабілетті болуы керек. МЖМБС-дан информатика пәнінің компьютерлік графика бөлімінің математикалық бағытын көруге болады. Осы стандарттағы "компьютерлік графика" бөлімі келесі пәндер және олардың бөлімдері болып табылады:
- информатика: "ақпарат және ақпарат түрлері" - графикалық ақпаратты кодтау, "қолданбалы бағдарламалар" - графикалық редактор, презентацияларды әзірлеу құралдары
- бағдарламалау тілдері: "Графика" - Pascal, Delphi, Quick Basic, Visual Basic, C, C++);
- сандық әдістер, ЭЕМ практикумы;
- қолданбалы бағдарламалық жасақтама: "графикалық және баспа жүйелері"- PhotoShop, CorelDraw, PageMaker, "мәтінді тану пакеттері, үш өлшемді графика және анимация" - Fine Reader, 3D Studio;
- алгебра, геометрия.
Жалпы білім беретін мектепте информатика пәнін оқытудың мазмұны, оқушыларға "Компьютерлік графика" бөлімін оқытудың мақсаты компьютерлік графиканың теориялық негіздерін және оның түрлерін зерттеу, сондай-ақ қолданбалы графикалық бағдарламалардың заманауи пакеттерін практикада қолдануға үйрету болып табылады. Информатика пәнін 7 сыныптарында оқытудың міндеттері - компьютерлік графиканың негізгі түсініктерін қалыптастырумен қатар қолданбалы графикалық бағдарламалардың әртүрлі пакеттерімен жұмыс істеу дағдыларын қалыптастыру және эстетикалық талғамды дамыту болып табылады. Информатика пәнін 7 сыныптарында оқытудың нәтижесінде оқушылар келесілерді білуі керек. Компьютерлік графиканың теориялық негіздерін, графика түрлерін, негізгі түсті модельдерді, графикалық редакторлардың мақсатын, жұмыс үстеліндегі баспа жүйесінің тұжырымдамасын, web-графиканың негізгі ұғымдарын, анимациялық суреттерді әзірлеу технологиясын, шеңбер құруға арналған брезенхэм алгоритмін, сегментті, өзгермелі горизонт алгоритмін, Робертс алгоритмін игеруі керек. Пәнді оқу нәтижесінде оқушылар растрлық және векторлық пакеттермен жұмыс істей білуі керек, жұмыс үстеліндегі баспа жүйелерінде баспа өнімдерін орналастыра алады, анимация жасай алады, Web-дизайнда пайдалану үшін суреттер дайындай алады, шеңбер, сегмент құру үшін Брезенхем алгоритмін бағдарламалай білуі керек, өзгермелі Горизонт алгоритмі және Робертс алгоритмін білуі керек.
Тиісінше, қолданбалы бағдарламалық жасақтама желісінің тереңдеуі және машиналық графика алгоритмдерімен танысу байқалады. Графикалық растрлық және векторлық редакторларды, үстелдік баспа жүйесін және т. б. білуін болжайды. Растрлық графика алгоритмдерін зерттеуді және оларды бағдарлама түрінде одан әрі жүзеге асыруды қиындатады.
Информатика пәнін 7 сыныптарында оқитын оқушылар компьютерлік графиканың теориялық негіздерін, графика түрлерінің арасындағы айырмашылықты, негізгі түсті модельдерді, графикалық редакторлардың түсінігі мен мақсатын, олардың жіктелуін, жұмыс үстеліндегі баспа жүйесі ұғымын, Web-графиканың негізгі ұғымдарын, желі бойынша графикалық ақпаратты беру әдістерін, анимациялық бейнелерді әзірлеу технологияларын, Flash-технологияны, растрлық графика алгоритмдерін, векторлық графика алгоритмдерін, үш өлшемді графика алгоритмдерін, геометриялық модельдеу негіздерін білуі тиіс. Информатика пәнін 7 сыныптарында оқитын оқушылар осы тақырып бойынша мәселелерді шеше білуі керек, растрлық және векторлық объектілерді басқара алуы, растрлық және векторлық редакторларда жұмыс істей алуы, жұмыс үстеліндегі баспа жүйелерінде баспа өнімдерін орналастыра алуы, анимация жасай алуы, Web-дизайнды пайдалану үшін суреттерді дайындай алуы, желі арқылы графикалық файлдарды жібере алуы, растрлық және векторлық графика алгоритмдерін бағдарламалай алуы, педагогикалық қызметте қолданбалы графикалық бағдарламаларды қолдана алуы болжанады. Информатика пәнін 7 сыныптарында оқитын оқушылар графикалық мәдениетке, тақырып бойынша есептерді шешу дағдыларына, растрлық және векторлық объектілерді басқару тәсілдеріне, растрлық және векторлық редакторларда жұмыс істеу тәсілдеріне, баспа өнімдерін үстелдік баспа жүйесінде беттеу техникасына, анимацияны әзірлеу дағдыларына, графикалық объектілерді бағдарламалау дағдыларына ие болуы тиіс. Оқушы ақпараттық және графикалық мәдениет саласында, растрлық және векторлық графика алгоритмдерінің дәлелдерін ұсынуда графикалық редакторлармен жұмыс жасауда, информатиканың техникалық тілін қолдануда, информатика пәнін 7 сыныптарында оқитын оқушылар білімді таңдау және пайдалану әдіснамасын әзірлеуде құзыретті болуы тиіс. Информатика пәнін 7 сыныптарында оқитын оқушылар жоғарыда аталған дағдылар мен басқа да талаптарға қол жеткізуі үшін "компьютерлік графика" пәнінің мазмұны мынадай бөлімдерді қамтиды:
1) компьютерлік графика ұғымы, қолдану салалары.
2) графикалық бейнелерді кодтау.
3) компьютерлік графика түрлері. Түс модельдері.
4) графикалық редакторлар және олардың жіктелуі.
5) растрлық және векторлық графикамен жұмыс істеуге арналған бағдарламалар.
6) жұмыс үстелінің баспа жүйелері.
7) анимацияны дамыту құралдары. Flash-технологиясы
8) Web-графика негіздері.
9) компьютерлік дизайн негіздері мен құралдары.
Информатика пәнін 7 сыныптарында оқитын оқушылар "растрлық графика алгоритмдері", "векторлық графика әдістері", "үш өлшемді модельдеу әдістері", "инженерлік графикаға кіріспе", "анимация және геометриялық модельдеу негіздері" бөлімдерін терең қарастыруы қажет. Осы әдістер мен алгоритмдерді бағдарламалауға ерекше назар аударуы керек. Бірақ компьютерлік графика мазмұнына мұндай көзқарас бүгінде жеткіліксіз, әсіресе білім беруді іргелі ету жағдайында жеткіліксіз. Компьютерлік графиканы оқыту графикалық редакторларды пайдаланушы оқушының қарапайым дайындығымен шектелмеуі керек, ол бүгінде стандарттар мен бағдарламаларға баса назар аударады. Оқу жоспарларының, бағдарламалардың, құралдардың, компьютерлік графика бойынша оқулықтардың сан алуандығы болған жағдайда, сабақтар кезінде оларды қолдану әдістерінде кемшіліктер бар. Әдетте, оқытудың мазмұны мен әдістерін таңдаудағы негізгі критерий оқу материалдары, компьютерлер мен бағдарламалық қамтамасыз ету болып табылады. Ұсынылған информатика пәнін 7 сыныптарында оқитын оқушылардың көпшілігінің қазіргі заманғы ақпараттық технологиялар құралдарын пайдаланушы ретінде дайындауға бағытталған. Мұндай пәндер қажетті теориялық және практикалық білім алуға мүмкіндік береді, оның көмегімен оқушы өзінің күнделікті өмірінде жаңа ақпараттық технологиялар құралдарын сенімді қолдана алады, бірақ бұл білім ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz