Содержание к диссертации
Введение
1. АНАЛИЗ НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ В ОБЛАСТИ ОБЪЁМНО-ПРОСТРАНСТВЕННОГО ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
1.1. Анализ современного состояния изучения и применения и существующих методических подходов и опыта использования компьютерной графики в обучении студентов архитектурно-художественных специальностей 29
1.2. Анализ методической литературы применительно к традиционным методам обучения базовым дисциплинам (на примере дисциплины «Рисунок»)
1.3. Требования к структуре, содержанию учебного материала и организации учебной деятельности с использованием информационных технологий, формированием межпредметных связей и личностно-ориентированной направленностью процесса обучения
1.4. Выводы по главе 1
2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СРЕДСТВ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ У СТУДЕНТОВ УМЕНИЙ И НАВЫКОВ ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ 69
2.1. Формирование умений и навыков информационногомоделирования органических объектов на основе лнчностно-ориентированного подхода
2.2. Структура и содержание курса "Информационное моделирование органических объектов" дисциплины "Информационные технологии"
2.3. Разработка методов и форм контроля и усвоения полученных умений и навыков информационного моделирования органических объектов
2.4. Выводы по главе 2
3. ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ФОРМИРОВАНИЮ У СТУДЕНТОВ УМЕНИЙ И НАВЫКОВ ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ 114
3.1. Разработка и обоснование плана проведения эксперимента 114
3.2. Оценка результатов апробации разработанного профильного ИТ курса "Информационное моделирование органических объектов" к интенсификации формирования умений и навыков объемно-пространственного информационного моделирования у студентов архитектурно-художественных специальностей 120
3.3. Выводы по главе 3 126
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 129
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 130
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Методы, методики и технологии обучения 145
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Сравнительная таблица 3D программ 149
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Сравнительная таблица 3D программ использования 3-х мерных графических пакетов с возможностью объемного органического моделирования и визуализации в вузах России и за рубежом 158
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Рабочая программа курса "Информационное моделирование органических объектов" дисциплины «Информатика и основы компьютерных технологий» 159
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Рабочие программы по базовой дисциплине «Рисунок» 166
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Сравнительная таблица методов контроля 175
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. Результаты педагогического эксперимента 183
- Анализ современного состояния изучения и применения и существующих методических подходов и опыта использования компьютерной графики в обучении студентов архитектурно-художественных специальностей
- Формирование умений и навыков информационногомоделирования органических объектов на основе лнчностно-ориентированного подхода
- Разработка и обоснование плана проведения эксперимента
Введение к работе
Актуальность исследования. Современный уровень становления общества характеризуется бурно развивающимся процессом внедрения средств и методов информатики во все сферы деятельности человека. Для адаптации будущего специалиста к жизни в современном обществе ему необходима подготовка в области информатики и информационных технологий (ИТ), а также к их применению в своей профессиональной деятельности. В настоящее время обучение информатике становится необходимым для всех областей деятельности, в том числе и для таких слабо формализуемых областей, как искусство, архитектура и дизайн. Изучение основ информатики, информационного моделирования и компьютерной графики становится одним из важнейших направлений подготовки специалистов художественно-графического профиля.
Проблемам обучения информатике в вузе художественно-графической и архитектурной направленности посвящены работы Бермус А.Г., Иевлевой О.Т., Гришина В.А., Смолова З.С. и др. Практике обучения информатике в вузе художественно-графической и архитектурной направленности посвящены работы Готской И. Б., Иевлевой О.Т., Кислюк М.У., Котова Ю.В., Книяц В.А., Марченко М.Н., Нодельмана Л.Я., Соловьевой В.В., Сухлоева МЛ., Тюрина П.Е., Хабарова В.И., и др. Вопросами организации образовательного процесса на уроках информатики и компьютерной графики занимались Браун Ю.С., Голубева С.К., Кастор-нова В.А., Лагунова М.В., Мартиросян Л.П., Марченко М.Н., Нодельман Л.Я., Софронова Н.В., Соловьева В. В., Пантюхин П.Я., Широкова Н.Г. и др. Методическими аспектами обучения информационному моделированию в профильном курсе информатики занимались Бешенков С.А., Кузнецов А.А., Леднев B.C., Панюко-ва С. В., Шутикова М.И, и др.
Вместе с тем, одной из целей профильного курса информатики для архитектурно-художественных специальностей является обеспечение прочного освоения теоретических знаний в области компьютерной графики и на этой основе - обеспечение получения умений и навыков применения компьютерной графики как в учебной, так и в дальнейшей профессиональной деятельности, в частности, при создании информационной модели органического объекта. Информационная модель органического объекта - это трехмерная форма живого мира, которая отличается от технической конструкции легкой асимметрией частей и разнообразием текстур и фактур. Создание объемно-пространственной информационной модели органического объекта, полученной путем преобразования реального органического объекта в информационную трехмерную компьютерную модель с использова-
ниєм средств ИТ, является одним из приоритетных направлений при обучении студентов архитектурно-художественного профиля. Под термином «объёмно-пространственное моделирование» понимается каркасное и твердотельное выявление объемной формы предмета в программах, предназначенных для трехмерного моделирования (Маров М.А.).
Одной из задач информатики является обучение моделированию объектов, процессов и явлений в соответствии с профилем подготовки обучаемых. Однако существующая сегодня практика преподавания студентам направлений «Архитектура» и «Искусство» дисциплины «Информатика и основы компьютерных технологий» нуждается в совершенствовании методических подходов к подготовке специалистов, занимающихся информационным моделированием органических объектов.
Следует отметить недостаточное внимание со стороны специалистов к межпредметным связям между общепрофессиональной дисциплиной «Информатика и основы компьютерных технологий» и такими базовыми дисциплинами, как «Рисунок», композиция» и т.д. Последние преподаются по традиционным методикам без использования ИТ.
Одним из требований современной педагогики является учет личностных качеств обучаемого. Педагогической концепции личностно ориентированного обучения посвящены работы Бондаревской Е.В., Якиманской И.С., Алексеева Н.А., Лейбоновича А.Н., Карповой Г.Ф. Однако четко сформулированных личностно ориентированных методик формирования умений и навыков моделирования органических объектов предметного мира до сих пор не существует.
Таким образом, проблема исследования обусловлена противоречиями между: существующими возможностями средств ИТ в области моделирования объектов, модификации их поверхностей с дальнейшим наложением текстур и фактур, их визуализации и методами преподавания информатики на архитектурно-художественных специальностях, не реализующими эти возможности в должной мере и не учитывающими межпредметные связи и личностно ориентированную направленность процесса обучения.
Актуальность исследования определяется необходимостью совершенствования существующих методических подходов к подготовке студентов-архитекторов и дизайнеров в области информатики при информационном моделировании органических объектов на основе использования методов и средств трехмерной компьютерной графики, а также визуализации объемно-пространственных
изображений в аспекте формирования межпредметных связей и личностно ориентированной направленности процесса обучения.
Цель исследования состоит в научном обосновании и разработке методических подходов формирования умений и навыков информационного моделирования органических объектов в процессе преподавания раздела профильного курса «Информатика и основы компьютерных технологий» для студентов-архитекторов и дизайнеров в аспекте формирования межпредметных связей и личностно ориентированной направленности процесса обучения.
Объект исследования - процесс обучения студентов архитектурно-художественных специальностей информационному моделированию органических объектов на примере профильного курса «Информационное моделирование органических объектов» в рамках раздела «Компьютерная графика» дисциплины «Информатика и основы компьютерных технологий».
Предмет исследования - организационные формы и методы формирования умений и навыков студентов в области объемно-пространственного информационного моделирования органических объектов средствами трехмерной компьютерной графики.
Гипотеза исследования заключается в том, что совершенствование методических подходов к формированию у студентов умений и навыков информационного моделирования органических объектов на основе формирования межпредметных связей и личностно ориентированной направленности процесса обучения с помощью средств трехмерной компьютерной графики обеспечит:
приобретение устойчивых умений и навыков создания информационной модели органического объекта, полученной путем преобразования реально существующего пространственного тела в информационную графическую модель с помощью средств ИТ, и достижения адекватности созданной информационной модели и объекта моделирования;
формирование умений и навыков информационного моделирования органических объектов с использованием средств ИТ с учетом реализации личностно ориентированной направленности процесса обучения и формирования межпредметных связей
В соответствии с целью и гипотезой были поставлены следующие задачи исследования:
1) провести анализ научно-методических подходов к обучению студентов архитектурно-художественных специальностей традиционному и информационному моделированию органических объектов;
2) сформулировать требования к формированию умений и навыков
информационного моделирования органических объектов у студентов на основе
личностно ориентированного подхода с учетом межпредметных связей;
разработать организационные формы и методы формирования умений и навыков информационного моделирования органических объектов у студентов; методы и формы итогового контроля умений и навыков студентов в рассматриваемой области;
разработать структуру и содержание курса «Информационное моделирование органических объектов» для развития у студентов умений и навыков информационного моделирования органических объектов живой природы;
провести оценку результатов экспериментальной работы предложенных методических подходов к совершенствованию информационной подготовки будущих специалистов в области информационного моделирования органических объектов.
Методологической основой исследования являются работы в области личностно ориентированного обучения: Выготского Л.С., Рубинштейна С.Л., Бонда-ревской Е.В., Якиманской И.С., Алексеева Н.А., Лейбоновича А.Н., Карповой Г.Ф.; методики преподавания рисунка: Барщ А.А., Дейнеки А.И., Зинченко В.П., Ростовцева Н.Н., Тихонова СВ., Демьянова ВТ., Подрезкова В.Б.; теория и практика обучения информатике: Бешенкова С.А., Козлова О.А., Кузнецова А.А., Лед-нева B.C., Панюковой СВ. и др.; методические подходы к обучению компьютерной графике: Рис С, Флеминга Б. Лейна Р.К., Крамера Дж.} Давида Ф. Роджерса; вопросами налаживания межпредметных связей информатики с базовыми дисциплинами занимались: Голубева С. К., Кахтанова Ю.В., Нодельман Л.Я., Соловьева В.В. и др.; организации образовательного процесса на уроках информатики и компьютерной графики посвящены работы: Брауна Ю.С, Готской И.Б., Голубевой С К., Кахтановой Ю.В., Касторновой В.А., Лагуновой М.В., Мартиросян Л.П., Марченко М.Н., Нодельмана ЛЛ., Софроновой Н.В., Соловьевой В.В., Роберт И.В., Пантюхина П.Я., Широковой Н.Г., Шишковского С.А. и др.
Методы исследования: изучение психолого-педагогической, методической и специальной литературы по проблематике исследования; психолого-педагогический анализ учебного процесса и учебно-познавательной деятельности; педагогические наблюдения; изучение, анализ и обобщение передового опыта использования методов математической статистики при обработке результатов эксперимента; беседы со студентами и преподавателями; подготовительный анализ
работ, уточнение методики; педагогический эксперимент в процессе практической апробации методического подхода и констатация результата.
Опытно-экспериментальной базой послужили Ростовская государственная академия архитектуры и искусства и Ростовский государственный строительный университет.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования состоят: в разработке организационных форм и методов формирования умений и навыков информационного моделирования органических объектов у студентов на основе личностно ориентированного подхода с использованием методов и средств ИТ, а также методов и форм итогового контроля умений и навыков студентов в рассматриваемой области; в формировании межпредметных связей дисциплин «Информатика и основы компьютерных технологий» и «Рисунок»,
Практическая значимость исследования заключается в разработке структуры и содержания профильного курса «Информационное моделирование органических объектов» в рамках раздела «Компьютерная графика» дисциплины «Информатика и основы компьютерных технологий». Разработаны мультимедиа-приложения (лазерный диск с видеороликами, наглядными пособиями и описанием). Разработанный курс может быть использован на практике при обучении студентов архитектурно-художественных вузов, а также в системе довузовского и дополнительного образования, на курсах повышения квалификации специалистов направлений «Искусство» и «Архитектура».
Апробация и внедрение результатов исследования. Результаты исследования докладывались и обсуждались: на 11-й международной конференции по компьютерной графике и визуализации GRAFICON'2001, Н. Новгород, Нижегородский государственный университет; на Всероссийской научно-практической конференции «Художественно-педагогическое образование», Ростов-на-Дону, Ростовский государственный педагогический университет; на семинаре-совещании заведующих кафедрами графических дисциплин вузов Российской Федерации «Совершенствование графо-геометрической подготовки студентов в современных условиях», Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщений, 2001 г.; на Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы образования студентов гуманитарных вузов в свете развития современных информационных технологий», Таганрог, Таганрогский государственный педагогический институт, 2001 г.; на конференциях и научно-методических семинарах Ростовской государственной академии
архитектуры и искусства, 2001-2004 гг., на заседаниях ученого совета ИИО РАО в 2003-2005 гг.
Результаты диссертационного исследования внедрены в учебный процесс в Ростовском государственном строительном университете. Результаты авторского педагогического эксперимента по внедрению курса «Информационное моделирование органических объектов» положительно оценены преподавателями и методистами в Ростовского государственного строительного университета.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертационном исследовании, обусловлены: методологической и теоретической опорой на современные теоретические разработки в области психологии, педагогики, методик преподавания рисунка, ИТ и использования информационных технологий в обучении; совокупностью разнообразных методов исследования, адекватных сути проблемы; положительной оценкой преподавателями и методистами учебных материалов; результатами авторского педагогического эксперимента, проведенного в Ростовской государственной академии архитектуры и искусства, внедренными в Ростовском государственном строительном университете.
Положения, выносимые на защиту:
Реализация требований к структуре, содержанию учебного материала по информатике и организации учебной деятельности с использованием информационных технологий в аспекте адаптации графических пакетов для учебных целей, формирования межпредметных связей и личностно ориентированной направленности процесса обучения обеспечит совершенствование методических подходов к объемно-пространственному информационному моделированию органических объектов,
Реализация методических подходов к преподаванию информатики, основанных на адаптивном алгоритме обучения, блочно-модульной структуре содержания обеспечивает формирование умений и навыков у студентов в области информационного моделирования органических объектов на основе объемно-пространственного каркасного моделирования и визуализации органических объектов средствами ИТ.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка используемой литературы и приложений.
Во введении дано краткое обоснование актуальности исследования, определены объект, предмет, цель, гипотеза, задачи и методы исследования, его научная новизна и практическая значимость, приведены выносимые на защиту положения.
В первой главе - «Анализ научно-методических подходов в области объемно-пространственного информационного моделирования органических объектов» - осуществлен анализ психолого-педагогических и методических аспектов существующих подходов и методик, применяемых в вузах рассматриваемого профиля; выявлены современные проблемы, возникающие при обучении студентов; предъявлены требования к структуре, содержанию учебного материала и организации учебной деятельности.
Во второй главе - «Использование средств информационных технологий для формирования у студентов умений и навыков информационного моделирования органических объектов» предложена личностно ориентированная педагогическая технология формирования умений и навыков информационного моделирования органических объектов у студентов на основе использования средств и методов компьютерной графики, структура и содержание курса «Информационное моделирование органических объектов» в рамках дисциплины «Информационные технологии», осуществлена разработка методов и форм контроля и усвоения полученных умений и навыков для студентов направлений «Архитектура» и «Искусство».
В третьей главе - «Оценка результатов экспериментальной работы по формированию у студентов умений и навыков информационного моделирования органических объектов» - приводятся разработка и обоснование плана проведения эксперимента, а также итоговый контроль эффективности разработанного методического подхода.
В заключении приводятся общие выводы по диссертации и рекомендации по дальнейшим исследованиям в выбранном направлении.
Диссертационная работа выполнена на кафедре графики и информационных технологий архитектурного проектирования Ростовской государственной академии архитектуры и искусства. Результаты получены автором самостоятельно под руководством д.т.н., профессора Иевлевой О.Т, научный консультант, к.пед.н., Мартиросян Л.П.
Анализ современного состояния изучения и применения и существующих методических подходов и опыта использования компьютерной графики в обучении студентов архитектурно-художественных специальностей
Рисунок является одной из базовых профильных дисциплин при обучении студентов архитектурно-художественных специальностей. От получения профессиональных умений и навыков по этой дисциплине во многом зависит успешность будущей деятельности специалистов рассматриваемого профиля. Согласно принятому в педагогических исследованиях системному подходу к процессу обучения, рассмотрение объекта исследования должно начинаться с изучения предшествующего педагогического опыта [5, с. 180] . В связи с этим необходимо рассмотреть традиционные методы ведения дисциплины.
Методы обучения рисунку напрямую связанны с многовековой историей изобразительного искусства и зародились в процессе непрерывных поисков наиболее рациональных способов воспитания художников. Методология и техника рисунка в течение веков неоднократно менялась согласно моде, нравам и вкусам общества, но научный подход к рисунку оставался неизменным.
История методов преподавания в полном объеме огромна и берет свое начало еще в Древнем Египте. Нас интересует только та ее часть, которая повлияла на становление российской рисовальной школы в ее современном виде.
Методы и традиции современной российской рисовальной школы начали складываться во второй половине 19 века (рис, 1), однако заложены они были еще в эпоху Возрождения Альбрехтом Дюрером. При обучении рисованию и законам построения реалистического изображения предметов на плоскости Дюрер на первое место выдвигал перспективу [98, с.286]. Особенно большую ценность для художественной педагогики представляет разработанный А. Дюрером метод обобщения формы (позднее получивший название "обрубовки" (рис. 2). Этот метод широко применяли в своей педагогической работе братья Дюпюи, Ашбе А., Кардовский Д. Н., он широко распространен и в настоящее время. Метод "обрубовки" или метод анализа формы заключается в представлении сложной формы в виде сочетания простых объемов. Рассматривая голову человека как объемно-конструктивную форму, можно представить ее как объект сложной формы, ограниченный в пространстве поверхностями. Для верного нахождения этих поверхностей используются пространственные линии связи (вертикальные и горизонтальные симметричные линии связи - глаза, уши, уголки рта, находящиеся в одной перспективной связи), которые как бы расчерчивают форму головы на планы [140, с. 42]. Таким образом, обобщение сложной формы до прямолинейных геометрических форм, помогает справиться с этой задачей легко не только опытному, но и начинающему рисовальщику (рис. 11).
Российские методы преподавания рисунка связаны с такими крупнейшими историческими личностями художников-педагогов, как Крамской И.Н., Репин И.Е. и Чистяков П.П., преподававших в Академии художеств (оплоте художественного искусства) свое прекрасное знание пластической анатомии, знание конструктивных особенностей строения формы, законов светотени и перспективы, понятия "картинная плоскость". Воспитав целую плеяду замечательных художников, они, к сожалению, не изложили свои методы в систематизированном виде. Отдельные высказывания были собраны и обработаны (К. Юон, И. Грабарь и др.), уже в более позднее время в трудах российских ученых.
Главную роль в системе обучения Чистякова П.П. играла картинная плоскость, которая являлась посредником между натурой и рисующим, помогала сверять изображение с натурой. Именно поэтому всю свою систему рисунка в целом Чистяков назвал "системой поверочного рисования" [8, с.З]. Эта система построения изображения, как писал И. Е. Репин, "заключалась в перспективе плоскостей головы. Встречаясь на черепе, эти плоскости, то есть границы этих плоскостей, образовали сеть на всей голове, что и составляло основу рисунка головы. Особенно интересной получалась перспектива стыковки плоскостей головы; дробясь и разбиваясь в разные детали головы, эти плоскости совершенно правильно определяли величину деталей до меньших плоскостей и голова получала верный каркас, во всех возвышенностях и углублениях целой головы. Она получалась стройная, рельефная. При этом торжествовало правило, что рельеф зависит не от тушевки, во что так верят все начинающие, а от линий этих правильно построенных оснований. Перспектива всякой детали от верного основания необыкновенно математически держит весь ансамбль головы" [9, с.31]. В этом высказывании явно прослеживается становление нового явления в русской рисовальной традиции; видны истоки конструктивного подхода в рисовании с натуры. Уделяя большое внимание вопросам методики преподавания, Чистяков П.П. старался разработать методические рекомендации по всем разделам курса рисования. Так, например, о рисовании головы он утверждал, что для того чтобы правильно изучить приемы и законы сложного рисования головы, обучение нужно начать с гипсовой головы. Рисовать предлагается не линией, а формой, то есть чертить линию, а видеть массу, заключающуюся между двумя, тремя и т. д. линиями [8, с. 63].
Начало XX века в рисовальной традиции России связано с методами преподавания Кардовского Д. Н.
Основная заслуга Кардовского Д.Н. состоит в том, что он учил молодежь внимательно изучать пластическую форму, правильно передавать объемность изображения, видеть и понимать закономерность строения формы. В то время как многие художники, находившиеся под влиянием импрессионистов и формалистов, разрушали пластическую форму, растворяли контуры предметов, лишали их пластической материальности. Кардовский Д.Н. был последователем метода обобщения формы ("обрубовки").
Формирование умений и навыков информационногомоделирования органических объектов на основе лнчностно-ориентированного подхода
С целью выявления современных проблем, возникающих при обучении студентов архитектурно-художественных специальностей, был проведен анализ, выявивший ряд негативных процессов в образовании.
Одним из существующих негативных факторов, влияющих на процесс получения умений и навыков информационного моделирования органических объектов у студентов-архитекторов и художников, является общее сокращение недельной аудиторной работы студентов по рисунку и живописи в пользу предметов не эстетического цикла. И, хотя в ГОСах третьего поколения для художественных специальностей увеличена доля этих часов в общем объеме, для архитектурных специальностей она остается по-прежнему недостаточной. Обязательные минимальные требования Госстандарта образования создают определенные трудности и недостаточную стыковку внутри предметных блоков, как по составу учебных дисциплин, так и по раскладке часов [106, с.273; 10, с.75].
Среди психологических проблем, мешающих активной работе студента, следует выделить отсутствие стимула, не потребности самой по себе, а предмета, отвечающего данной потребности, т.е. мотива деятельности. Условием реализации этой цели — активной работы студента на занятиях по базовым дисциплинам, может стать постановка по спецдисциплинам проблемно-творческих задач. Последовательно решая эти задачи, студенты активно включают свой творческий потенциал, умение прогнозировать педагогические ситуации, находить оптимальные пути их разрешения [136, с.57, 58].
Состав заданий по рисунку, предлагаемый в ГОСах (У художественных специальностей при рисунке полуфигуры мягкими материалами требуется передача текстур и фактур- У архитектурных специальностей в программе основной упор ставится на передачу конструктивного понимания и почти нет заданий с передачей материальности.), породил появление целого ряда студентов, прекрасно передающих имитацию объемного изображения на поверхности листа, но испытывающих затруднения при передаче 3-х мерных изображений в графических пакетах. Этот феномен получил название "плоскостные дизайнеры". В качестве корректировки таким студентам предлагается подключение кинестатических ощущений (склонность к оперированию реальными объектами) [23, с. 234; 99, с.320; 26, с. 243]. Использование ваяния и изготовления макетов для корректировки пространственного восприятия, в отличие от компьютерных технологий, требует больших физических и временных энергозатрат.
В предлагаемых ГОСами третьего поколения программах дисципин отсутствует связь между профильными дисциплинами и решением их задач средствами ИКТ.
Одной из задач информатики является обучение моделированию объектов, процессов и явлений в соответствии с профилем подготовки. Однако требования ГО С и существующая практика архитектурно-художественного образования в системе высшего профессионального образования (ВПО) содержит противоречия.
В ГОС ВПО для ряда специальностей («Архитектура»: 290100 - «Архитек тура», 290200-«Дизайн архитектурной среды»; «Искусство»: 052300- «Декоративно-прикладное искусство», 052400-«Дизайн» (графический), 052500- «Искусство интерьера», 281300-«Художественное проектирование костюма») в дисциплине «Информатика и основы компьютерных технологий» до 6-го курса (11 семестр) отсутствует раздел "Моделирование объектов". Лица, закончившие свое обучение в вузе со степенью бакалавра (4,5 года обучения), не получают необхо димые умения и навыки, без которых невозможна их дальнейшая профессиональ ная деятельность. Таким образом, существующая на сегодняшний день практика преподавания студентам направлений «Архитектура» и «Искусство» дисциплины «Информатика и основы компьютерных технологий» нуждается в корректировке с целью раскрытия дидактического потенциала педагогических предложений, обес печивающих информационное моделирование органических объектов и отсутст вия методических подходов к подготовке специалистов, способствующих их реа лизации средствами ИТ.
Отсутствуют также междисциплинарные связи между общепрофессиональной дисциплиной «Информатика и основы компьютерных технологий» и такими базовыми дисциплинами как, «Рисунок», «Композиция» и т.д. Последние преподаются по традиционным методикам без использования ИТ, как наиболее эффективного на сегодняшний день средства. Таким образом, имеет место противоречие между реализацией средств обучения ИТ и традиционной практикой преподавания профильных архитектурно-художественных дисциплин.
Частичное разрешение выявленных проблем возможно на основе взаимного рассмотрения дисциплин «Рисунок» и «Информатика и основы компьютерных технологий». Эти дисциплины, в соответствии с учебным планом, идут параллельно, начиная с первого курса, и, согласно ГОС, возможна некоторая их корректировка в пределах семестров.
Однако, при разрешении проблемы, согласно разделу 1.3.2 необходим учет личностной направленности процесса обучения. Это обеспечит возможность глубже проанализировать процесс обучения и выявить те методы, формы и средства, которые в наибольшей степени будут соответствовать повышению его эффективности. Принципы историзма, направленность на развитие личности, системность, преемственность, при педагогической оптимизации процесса обучения будут рассматриваться как основные принципы подготовки в вузе.
Разработка и обоснование плана проведения эксперимента
Разработка и обоснование плана проведения эксперимента Проведение педагогического эксперимента по использованию компьютерной графики для совершенствования умений и навыков информационного моделирования органических объектов у студентов направлено на изучение опыта организации учебного процесса, а именно:
исследование проблем внедрения в учебный процесс личностно- ориентированной педагогической модели использования компьютерной графики для формирования умений и навыков объемно-пространственного моделирования сложных органических тел (на примере головы человека) студентов 1-го курса архитектурно-художественных специальностей; исследование особенностей влияния разработанного Профильного ИТ курса "Информационное моделирование органических объектов" с мульти-медиа приложениями (обучающие видеоролики и электронные наглядные пособия) в рамках дисциплины «Информатика и основы компьютерных технологий» на повышение качества выполнения заданий по базовым дисциплинам (на примере дисциплины "Рисунок"); выявление действенности личностно-ориентированных положений профильного ИТ курса;
исследование особенностей использования предложенных параметров для оценки прироста умений и навыков объемно-пространственного моделирования органических объектов в программных работах у студентов;
проверка эффективности разработанного профильного ИТ курса "Информационное моделирование органических объектов". Экспериментальные исследования разработанного содержания методической системы обучения (создание в графическом пакете 3DS МАХ каркасной геометрической модели головы человека -24 самостоятельных и свободных часов, а оставшиеся 32 часа, согласно традиционной программе, изучать CorelDraw), проводились в течение 1999-2003 гг. при работе с абитуриентами и студентами I-II курсов архитектурно-художественных специальностей (052300, 052400, 052500, 290100, 290200, 521700); эксперимент проводился с 4 группами архитекторов и 2 группами художников, потоков 2002-2003 годов.
Первый (констатирующий) этап длился с 1999-2002. Задачами этого этапа являлись:
-обоснование необходимости влияния разработанного профильного ИТ курса "Информационное моделирование органических объектов", на повышение качества выполнения заданий по базовым дисциплинам (на примере дисциплины "Рисунок") у студентов архитектурно-художественных специальностей;
-анализ состояния взаимосвязи и преемственности и информационных технологий и базовых дисциплин;
- выявление возможных путей реализации основных положений профильного курса "Информационное моделирование органических объектов" и его использования для совершенствования умений и навыков объемно-пространственного моделирования у студентов на основе синтеза классических методик обучения базовым дисциплинам (на примере дисциплины "Рисунок") и средств компьютерной графики.
В ходе исследования были использованы разнообразные методы: анализ психолого-педагогической литературы, рисунков абитуриентов и студентов, классических программ обучения рисунку, «Концепции информатизации сферы образования Российской Федерации», государственных образовательных стандартов по информационным технологиям и базовым дисциплинам (на примере дисциплины "Рисунок"), анализ и выбор методов математической статистики, изучение и обобщение передового опыта, беседы с преподавателями и студентами, изучение и обобщение педагогического опыта и опыта собственного преподавания.
В ходе констатирующего эксперимента были сделаны следующие выводы:
1. Анализ более 500 работ студентов I курса специальностей: 052300, 052400, 052500, 290100, 290200, 521700 и абитуриентов по рисунку головы показал: наиболее частыми ошибками в работах по рисунку являются: асимметрия частей головы и анатомические ошибки, отсутствие имитации объема. Умения и навыки объемно-пространственного моделирования у студентов оценивались (итоговый контроль) по выполненным работам на основании следующих обязательных для профессионального художника параметров (по каждому выставлялась отдельная оценка и выводилась общая): симметрия частей головы, анатомическая грамотность, имитация объема, конструктивность. Итоговый контроль проводился комиссией из преподавателей кафедры «Изобразительного искусства» РААИ. (см. приложение, оценки потока 2002-2003).
2. Проведен анализ существующих подходов к выбору методов и форм контроля знаний, выявлены «технические» и художественно эстетические составляющие, влияющие на конечный результат обучения (см. гл. II п. 2,3.1. таблица 2.6).
3. Выявлена целая группа студентов, передающих имитацию объемного изображения на поверхности листа, но испытывающих затруднения при передаче 3-х мерных изображений в графических пакетах. Этот феномен получил название "плоскостные дизайнеры".
4. Выявлено отсутствие взаимосвязи и преемственности информационных технологий и базовых дисциплин.
5. Выявлено, что во всех ведущих отечественных вузах целью обучения является освоение конкретной графической программе, а не формирование умений и навыков у студентов.
6. Разработанный профильный ИТ курс "Информационное моделирование органических объектов" следует вводить со 2-го семестра 1-го курса, поскольку в программе по рассматриваемой базовой дисциплине программное задание "Античная голова" начинается только со 2-го семестра 1-го курса и возникает разрыв между подготовкой по базовой дисциплине (подкурсы - 2семестр) в целый семестр (см. рабочие программы по рисунку). Также введение профильного ИТ курса может быть рекомендовано для подготовительных курсов.
7. Использование компьютерной графики для интенсификации умений и навыков объемно-пространственного моделирования у абитуриентов и студентов 1 курсов специальностей: 052300, 052400, 052500, 290100, 290200, 521700 в процессе преподавания специальных художественных дисциплин в отечественных и зарубежных вузах не ведется.
Результаты этого этапа педагогического эксперимента позволили сформулировать гипотезу исследования, согласно которой налаживание межпредметных связей в обучении посредством разработанного методического подхода к формированию у студентов умений и навыков информационного моделирования органических объектов с помощью средств 3-х мерной компьютерной графики будет способствовать:
- приобретение устойчивых умений и навыков создания информационной модели органического объекта, полученной путем преобразования реально существующего пространственного тела в информационную графическую модель с помощью средств ИТ, и достижения адекватности созданной информационной модели и объекта моделирования;
