Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. НАУЧНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 12
1.1. Психолого-педагогические аспекты создания графической информации 12
1.2. Способы создания графической информации в редакторах векторной и растровой графики 30
1.3. Способы создания графической информации в программах трёхмерного моделирования 43
1 АСпособы взаимодействия векторной, растровой и трёхмерной графики при выполнении студентами практических заданий 74
1.5.Способы визуализации графических изображений 75
1.5.1. Визуализация стандартными средствами 75
1.5.2. Визуализация с помощью внешних рендеров 78
1.6.Способы создания анимированной графической информации 88
Выводы по главе 1 97
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ СПОСОБАМ СОЗДАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ СРЕДСТВАМИ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 99
2.1 . Организация педагогического эксперимента 99
2.2 Ход экспериментального исследования обучения студентов 103
2.3. Анализ экспериментального исследования обучения студентов ХГФ способам создания графической информации 149
Выводы по главе 2 155
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 157
- Психолого-педагогические аспекты создания графической информации
- Организация педагогического эксперимента
- Ход экспериментального исследования обучения студентов
Введение к работе
Проблема исследования и его актуальность. Современный мир предоставляет нам огромное количество информации совершенно разного характера и назначения. Большинство воспринимаемой нами информации является графической.
Компьютерные технологии предоставляют огромные возможности в создании и представлении графической информации. В начале девяностых годов возможности нахождения способов создания графической информации были ограничены. Графические редакторы только начинали набирать обороты, а оснащенность вузов компьютерами была ничтожно мала. Начиная с середины девяностых, произошел качественный скачок во всей сфере компьютерных технологий. Результатом чего стало появление на рынке услуг большого числа графических редакторов, отвечающих многим методическим задачам. Стремительно развивались WEB-технологии, 3D графика, появились программы по созданию анимации: MacromediaFlash, AdobePremiere и т.д.
В настоящее время наблюдаются стремительные изменения в сфере компьютерных технологий, модернизируются многочисленные графические редакторы, что позволяет совершенствовать весь процесс создания графической информации на художественно-графических факультетах.
Это, в свою очередь, диктует педагогу необходимость применения новых методических приёмов на занятиях по компьютерной графике.
Прежде чем приступить к исследованию, необходимо определиться с термином «графическая информация»
Графическая информация - это сведения или данные, представленные в виде изображений, схем, графиков, диаграмм, рисунков, фотографий и т.д. Более 90 % всей информации носит визуальный характер, и от её качества зависит правильность восприятия. Наибольшую значимость этот вопрос приобретает на художественно - графическом факультете, поскольку именно
художник всегда находится в поиске создания художественных образов. Графическая информация на компьютере создаётся множеством способов, поэтому возникают два серьёзных вопроса:
-какими средствами компьютерных технологий отображается графическая информация;
-какие существуют способы создания графической информации средствами компьютерных технологий;
На художественно-графическом факультете данная тема будет особенно актуальна, поскольку требует постоянного развития и создания новых экспериментальных и методических разработок.
Актуальность данного исследования определяется недостаточностью применения способов создания графической информации средствами компьютерных технологий в обучении студентов художественно-графических факультетов, а также отсутствием целенаправленных исследований по этой проблеме.
В теоретической основе предлагаемого исследования лежат работы Б.С.Гершунского, В.П.Мол очкова, И.С.Булатова, Р.Н.Храмышкина, Е.В.Дозорова, Н.Д.Куланина, И.В.Рожина, в которых затрагиваются вопросы способов создания графической информации.
Между тем, преподавание на художественно-графических факультетах строилось, как правило, на основе изучения возможностей отдельно взятых программ, хотя, на наш взгляд, интересно было бы с педагогической точки зрения рассмотреть взаимосвязь различных графических редакторов и создание графической информации в них разными способами. Это позволило бы сделать процесс обучения студентов компьютерной графике более насыщенным, раскрыть некоторые взаимосвязи между программными пакетами разного назначения и использовать их в создании графической информации.
Роль педагога в передаче графической информации средствами компьютерных технологий является приоритетной. Следует учитывать дидактические основы формирования готовности будущего специалиста к исследованию информационных технологий с целью нахождения необходимых способов представления и создания графической информации.
Нахождение способов создания графической информации может стать эффективнее, если рассматривать педагога как посредника между достижением необходимых результатов средствами компьютерных технологий и творческим подходом самих учеников к решению задач графического характера.
Способы создания графической информации постоянно меняются, совершенствуются, растет количество используемых графических программ, усложняются психолого - педагогические связи.
Следует обратить особое внимание на два подхода к определению информационной технологии обучения.
В первом из них её предлагается рассматривать как дидактический процесс, организованный с использованием совокупности внедряемых (встраиваемых) в системы обучения модернизированных средств и методов обработки данных (методов обучения). Эти методы обучения представляют целенаправленное создание, передачу, хранение и отображение графической информации с наименьшими затратами и в соответствии с закономерностями познавательной деятельности студентов.
Во втором случае речь идет о создании определенной технической среды обучения, в которой ключевое место занимают используемые информационные технологии.
От того, какие способы создания информации представит педагог на занятиях по компьютерной графике, зависит качество и скорость получения результата студентами и, соответственно, успешность всего педагогического процесса.
Очень сложно выбрать какую-нибудь конкретную методику для создания графической информации за основу, поскольку в различных вузах ставятся свои педагогические задачи, хотя, по нашему мнению, можно с уверенностью заметить, что эти способы должны учитывать изменения в компьютерных технологиях, опираться на них, отталкиваться от них и даже , в некоторой степени, помогать им развиваться.
Анализ состояния поставленной проблемы позволил выявить ряд противоречий:
между высокими требованиями современного информационного общества, с одной стороны, и отсутствием систематизированного подхода в обучении студентов педвузов способам создания графической информации, с другой стороны;
между современными научно-теоретическими знаниями в области создания графической информации и отсутствием методических разработок по использованию комбинаций различных графических программ на занятиях по компьютерной графике в педвузах;
между требованиями к подготовке специалистов в области компьютерной графики и дизайна и уровнем применяемых компьютерных средств обучения.
Цель исследования - научно обосновать и экспериментально проверить эффективность обучения студентов художественно-графических факультетов способам создания графической информации средствами компьютерных технологий.
Объект исследования - процесс обучения студентов художественно-графических факультетов компьютерной графике.
Предмет исследования - способы создания графической информации с помощью современных компьютерных технологий и целесообразность их использования в обучении студентов художественно-графических факультетов.
Гипотеза исследования - обучение студентов способам создания графической информации средствами компьютерных технологий будет осуществляться более эффективно, если:
в основу процесса обучения будут положены различные графические программы (Adobe Illustrator, Adobe Photoshop, ArchiCAD, 3DSMaxHT.fl.)
будет разработано содержание специальных курсов (на модульной основе) по совместному использованию двухмерной, трёхмерной и комбинированной компьютерной графики;
в обучении будет использована специально разработанная система заданий, включающих пропедевтические, основные и специальные творческие задания.
Предусматривается решение следующих задач исследования:
Осуществить теоретический анализ психолого-педагогической литературы, относящейся к проблеме исследования.
Изучить способы создания графических средств информации с использованием современных компьютерных технологий.
Разработать экспериментальные курсы, содействующие изучению студентами художественно-графического факультета способов создания графических средств информации на базе компьютерных технологий.
Экспериментально апробировать содержание интегративных курсов и системы заданий по способам создания графической информации. Методологическую основу исследования составили: теоретические и практические положения психологии и педагогики о восприятии графической информации, создаваемой с помощью компьютера, её роли в формировании творческой личности и профессионального становления студентов художественно-графического факультета.
Методы исследования:
- изучение и анализ психолого-педагогической и методической
литературы по указанной проблеме;
изучение и анализ компьютерных графических программ;
тестирование и анкетирование студентов;
наблюдение и анализ практической работы студентов; -беседы со студентами с целью определения творческих
способностей и уровня компьютерной грамотности;
- педагогический эксперимент, включающий комплекс заданий по
созданию графической информации;
Основные этапы исследования. Исследование состояло из трёх взаимосвязанных этапов и проводилось с 2003 по 2006 годы.
Первый этап (2003-2004) - подготовительный. На этом этапе изучалась литература по компьютерным технологиям и педагогическая, вычленялась необходимая информация, выстраивалась предварительная концепция проведения занятий по компьютерной графике. Проводились беседы со специалистами в компьютерной области, с преподавателями и студентами.
Второй этап (2003-2004) - поисковый. На втором этапе разрабатывалась совокупность графических заданий и структура компьютерных курсов, отвечающих задачам и целям исследования. Проводилась проверка эффективности выбранных способов создания графической информации и готовности студентов к выполнению этих заданий. Полученные результаты анализировались и обобщались для разработки методики преподавания и корректировки данного исследования.
Третий этап (2004-2006) - экспериментальный. На третьем этапе проводился обучающий эксперимент, состоящий из комплекса курсов по созданию графической информации студентами. В процессе проведения занятий большой упор делался на самостоятельность студентов в нахождении способов создания графической информации и выборе необходимых программ. Результаты экспериментальной работы анализировались, а сделанные выводы были включены в данное исследование.
Научная новизна заключается в том, что:
1. Обучение способам создания графической информации решается на
основе структурного единства, содержания интегративных курсов (на
модульной основе), базирующихся на взаимодействии компьютерных
графических программ.
2. Разработаны критерии отбора графических программ, в основу
которых положено: наличие методической и технической базы для обучения
способам создания графической информации; следование структурному
единству и способам взаимодействия компьютерных графических программ
при выполнении заданий различного уровня сложности; соответствие
комплекса графических программ реальным возможностям обучающихся.
3. Способы создания графической информации рассматриваются через призму возможностей отдельно взятых программ векторной, растровой и трёхмерной графики с последующим изучением функциональных и художественных возможностей этих программ на интегрированной основе.
4. Разработана и экспериментально проверена система заданий по созданию графической информации средствами компьютерных технологий с учётом разного уровня подготовки студентов, включающая пропедевтические, основные и специальные творческие задания.
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что внесён вклад в теорию и методику обучения студентов способам создания графической информации средствами компьютерных технологий, стимулирующих развитие творческого потенциала обучающихся.
Практическая значимость работы заключается в том, что:
- полученные материалы исследования могут быть использованы для
совершенствования процесса обучения студентов компьютерной
графике;
- структура и содержание предложенных интегративных курсов по
созданию графической информации повышает эффективность освоения
студентами компьютерных графических программ.
На защиту выносятся:
содержание системы заданий по созданию графической информации средствами компьютерных технологий, основанное на возможности взаимодействия компьютерных графических программ;
обучение студентов способам создания графической информации через выполнение пропедевтических, основных и специальных творческих заданий.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись в 2003-2006 гг. в ходе проведения экспериментальной работы на художественно-графическом факультете в Московском педагогическом государственном университете.
В эксперименте участвовали студенты 2-5 курсов художественно-графического факультета МПГУ специальности «Изобразительное искусство» и «Дизайн». Материалы и результаты исследования обсуждались и были одобрены на заседаниях кафедры начертательной геометрии, компьютерной графики и дизайна Московского педагогического государственного университета, заседания совета факультета, на научно-практических конференциях по итогам исследовательской работы МПГУ (2005-2007 гг.). Результаты исследования внедрены в практику работы кафедры начертательной геометрии, компьютерной графики и дизайна МПГУ, а также посредством публикаций автора.
Структура и объём диссертации:
Диссертационная работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложения на компакт-диске. Содержит 154 страницы основного машинописного текста, 4 таблицы, 27 рисунков. Список литературы насчитывает 100 наименований.
Психолого-педагогические аспекты создания графической информации
Создание графической информации средствами компьютерных технологий начало представлять большой интерес с момента появления первых настольных компьютеров. Поскольку графическая информация может быть представлена, в первую очередь, как некое изображение, то рассмотрение способов её создания особенно актуально.
Способов создания графической информации средствами компьютерных технологий может быть много, но в компьютерной графике существует иерархия чёткого представления изображений в пространстве. Она заключается в возможности представить изображение как двухмерное и трёхмерное. Возможность взаимодействия двухмерной и трёхмерной графики можно назвать комбинированным способом создания графической информации.
Такая структуризация предполагает использование соответствующих графических редакторов в рамках обучения студентов художественно-графического факультета компьютерной графике. Поскольку большинство компьютерных программ, применяемых в обучении, могут взаимодействовать между собой, мы попытались выделить основные способы создания графической информации: двухмерный, трёхмерный и комбинированный.
Необходимо отметить, что трёхмерный способ создания графической информации тесно связан с двухмерным, поскольку 20-графика - это основа всей компьютерной графики, в том числе и ЗБ-графики. Поэтому студенты не смогут плодотворно работать над своими проектами без понимания базовых положений двухмерной графики. Очевидно, что для нахождения способов создания графической информации студентами приложения только творческих способностей недостаточно.Необходимо так построить методику преподавания, чтобы студенты на каждом этапе работы получали новые знания, а использование различных возможностей графических редакторов было оправдано и не тормозило творческий процесс студентов, а только его продвигало.
На наш взгляд, нельзя не упомянуть о гуманитарной и художественно-эстетической функции учебной графической деятельности, которая направлена на развитие интеллектуального потенциала и творческих способностей обучающихся.
Способности, которые наиболее часто проявляются в графической деятельности, это: пространственное представление, воображение, зрительная память, зрительное восприятие пространства, абстрагирование, образность мышления, логическое мышление [82].
Вышеперечисленные пункты способствуют процессу создания графической информации, нахождению новых способов её реализации, а важным условием здесь выступает постепенный и непрерывный рост творческой активности обучающихся, который базируется на основе разрешения проблемных ситуаций при поэтапном повышении теоретических знаний.
Когда педагог применяет комплекс графических программ в рамках одного курса, он должен использовать специально разработанную систему заданий, направленную на постепенное развитие самостоятельности и творческого потенциала студентов.
Например, применение программ архитектурного моделирования с программами художественной направленности не может быть в полной мере эффективным без включения в обучение таких методических приёмов, которые обеспечивают постоянный, непрерывный контроль выполняемых заданий, поскольку это помогает педагогу следить за правильностью выбора приёмов управления графической деятельностью. Если это удается, то студенты достаточно быстро приходят к освоению профессиональных умений в процессе изучения любых графических дисциплин.
А самостоятельный поиск и открытие обучающимися новых знаний при выполнении графических заданий творческого характера будет поднимать графическую деятельность на качественно новый уровень.
Организация педагогического эксперимента
Экспериментальная работа проводилась с 2003 по 2006 гг.со студентами 2 и 5 курсов дневного отделения ХГФ и специальности «ИЗО и Дизайн».
Экспериментальное исследование включало в себя поисковый и обучающий эксперименты. Методика обучения способам создания графической информации корректировалась в процессе проведения экспериментального исследования. Основной целью эксперимента являлось исследование эффективности применения комплекса графических программ на занятиях по компьютерной графике. Были также определены задачи, решение которых предполагалось осуществить в ходе эксперимента:
1. Сформировать содержание учебного материала по применению комплекса графических программ на занятиях компьютерной графики;
2. Подобрать и обосновать целесообразность средств обучения, применяемых в экспериментальном курсе;
3. Проверить необходимость применения конкретных графических программ с учётом специфики обучения студентов художественно-графических факультетов компьютерной графике;
4. Провести тестирование с целью выявления исходного и итогового уровня замеренных данных;
5. Определить критерии сформированности элементов дизайнерского мышления, компьютерной грамотности и умения находить способы создания графической информации в рамках заданий экспериментального курса;
6. Обработать полученные данные и сделать необходимые выводы;
7. Проанализировать итоги экспериментального курса для корректировки методики обучения студентов художественно-графического факультета компьютерной графике;
Поисковый эксперимент включал в себя:
-наблюдение за уровнем компьютерной грамотности студентов;
-формирование структуры заданий по созданию графической информации средствами компьютерных технологий;
-анкетирование студентов, уточнение предпочтений студентов в пользу применения конкретных программ компьютерной графики;
-определение содержания занятий с учётом использования комплекса графических программ в рамках данного исследования;
Результаты поискового эксперимента показали, что студенты одобрили и поддержали идею комплексного применения отобранных совместно с педагогом компьютерных графических программ. Анкетирование показало, что большинство студентов художественно-графического факультета ещё недостаточно знакомы со спецификой создания графической информации в трёхмерной графике, а особенно со способами её создания. Несмотря на пожелания студентов включить в экспериментальный курс программы векторной и растровой графики, всё же наибольший интерес вызвало применение программ по созданию трёхмерной графики и анимации. Именно поэтому в ходе проведения поискового эксперимента было решено показать взаимосвязь вышеперечисленных программ, как в мире компьютерных технологий, так и в процессе обучения.
В ходе проведения поискового эксперимента был проведён отбор материала и сформулированы темы заданий для студентов по созданию графической информации. Мы постарались определить схему построения курса, основанную на комплексном применении графических программ компьютерной графики. Соответственно, определились графические редакторы, которые следовало бы применить на занятиях по компьютерной графике.
Обучающий эксперимент проводился в 2005-2006 уч.г. и представлял собой обучение студентов по экспериментальной программе. В эксперименте принимали участие студенты специальности "Дизайн" художественно-графического факультета Московского педагогического государственного университета.
Эксперимент проходил на аудиторных практических занятиях и состоял из комплекса тем, отвечающих поставленным задачам данного исследования.
Ход экспериментального исследования обучения студентов
В ходе эксперимента нами учитывалось влияние дополнительных переменных: -обусловленных личностью студентов - уровень знаний, умений, навыков, отношение к учебе, способности, интересы; -обусловленных личностью преподавателя - профессиональное мастерство, педагогический такт, личные качества; -Зависящих от контроля результатов - объективность, форма контроля, степень сложности заданий.
Для устранения влияния названных переменных экспериментальные группы подбирались примерно с одинаковым уровнем подготовки, контрольные задания оценивались на основе строго установленных критериев.
На итоговом этапе эксперимента был проведен анализ полученных результатов исследования, сделано обобщение данных, что позволило судить об эффективности экспериментального курса обучения, о влиянии процесса проектирования на изменение уровня мотивации обучения и, в целом, на развитие личности студентов, активизацию их учебно-познавательной деятельности.
Об уровне компьютерной и графической подготовки мы могли судить по результатам начального и контрольного тестирования. В соответствии с результатами этого тестирования студенты в каждой из групп были поделены на три подгруппы: с высоким уровнем графической подготовки, средним и низким. Анализу подверглись графические работы студентов экспериментальной группы. Из всех видов графических работ сопоставлялись те работы, которые более всего совпадали по содержанию, а именно работы по темам: «Дизайн игрушки», «Иллюстрации средствами Adobelllustrator и AdobePhotoshop», «Создание архитектурного проекта в ArchiCAD», «Волшебный персонаж», «Способы взаимодействия программ при создании трёхмерных сцен», «Способы создания чертежей в программах трёхмерного моделирования», «Создание интерьера в 3DSMax», «Способы визуализации в ЗОБМаххтандартные и внешние рендеры», «Анимация средствами VRay».
Особое внимание уделялось графике выполнения заданий, правильности построения чертежей, точности и аккуратности трёхмерного моделирования, последовательности в создании визуализации и анимации, а также наличию или отсутствию творческого подхода.
Результаты выполнения студентами экспериментальной группы заданий по указанным темам сведены в единую таблицу , что позволит сопоставить данные.
