Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Методика обучения трехмерному компьютерному моделированию в курсе информатики профильной школы Тарасова Ольга Александровна

Методика обучения трехмерному компьютерному моделированию в курсе информатики профильной школы
<
Методика обучения трехмерному компьютерному моделированию в курсе информатики профильной школы Методика обучения трехмерному компьютерному моделированию в курсе информатики профильной школы Методика обучения трехмерному компьютерному моделированию в курсе информатики профильной школы Методика обучения трехмерному компьютерному моделированию в курсе информатики профильной школы Методика обучения трехмерному компьютерному моделированию в курсе информатики профильной школы Методика обучения трехмерному компьютерному моделированию в курсе информатики профильной школы Методика обучения трехмерному компьютерному моделированию в курсе информатики профильной школы Методика обучения трехмерному компьютерному моделированию в курсе информатики профильной школы Методика обучения трехмерному компьютерному моделированию в курсе информатики профильной школы
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Тарасова Ольга Александровна. Методика обучения трехмерному компьютерному моделированию в курсе информатики профильной школы : Дис. ... канд. пед. наук : 13.00.02 СПб., 2005 226 с. РГБ ОД, 61:06-13/1941

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. ТРЁХМЕРНОЕ КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ 11

1.1 Основные определения и понятия 11

1.2. Использование трёхмерных компьютерных моделей в школьных предметах 42

1.3. Теоретическое обоснование необходимости обучения трёхмерному компьютерному моделированию в школе 52

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1 66

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ТРЁХМЕРНОМУ КОМПЬЮТЕРНОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ В КУРСЕ ИНФОРМАТИКИ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОФИЛЬНОЙ ШКОЛЫ 67

2.1 Содержание обучения трёхмерному компьютерному моделированию ... 67

2.2. Методы, формы и средства обучения 85

2.3. Методические рекомендации к преподаванию раздела "Трёхмерное компьютерное моделирование" 101

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2 121

ГЛАВА 3. ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ 122

3.1. Задачи и этапы проведения эксперимента 122

3.2. Поисковый и констатирующий этапы эксперимента 126

3.3. Формирующий этап эксперимента 136

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3 149

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 150

БИБЛИОГРАФИЯ 151

ПРИЛОЖЕНИЯ 162

Введение к работе

Проект Федерального компонента государственного образовательного стандарта по информатике предусматривает реализацию теоретического и практического компонентов теории моделирования пространственных объектов средствами трёхмерной компьютерной графики в школьном курсе информатики и информационных технологий. Трёхмерная компьютерная графика и процесс моделирования применяются в различных сферах человеческой деятельности, например, в машиностроении и архитектуре при проектировании машин, сооружений и интерьеров, при разработке специализированных инструментальных средств трёхмерного моделирования и компьютерных игр, при подготовке рекламных и научно-популярных клипов, создании мультфильмов. Общество предъявляет высокие требования к уровню подготовки человека, начинающего свой профессиональный путь в выше перечисленных сферах деятельности, что позволяет говорить о целесообразности обучения трёхмерному компьютерному моделированию в профильной школе.

Обучение компьютерному моделированию предусматривалось в предмете информатики уже на начальном этапе его внедрения в школу (А.Г. Гейн, В.Г. Житомирский, Е.В. Линецкий и др.). Н.В. Макаровой и Ю.Ф. Титовой разработана методика обучения моделированию и уточнено содержание обучения этому разделу, а именно: схема этапов моделирования, определение объекта моделирования, рассмотрение понятий объект, модель, система и др. Ю.Ф. Титовой разработана методика обучения двумерной компьютерной графике для учащихся основной школы. Разработкой элективных курсов в области компьютерного моделирования и компьютерной графики для старших классов профильной школы занимались Л.А. Залогова, М.Ю. Монахов, С.Л. Солодов, Г.Е. Монахова, А.В. Копыльцов, И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер. Построением методической системы обучения векторной графике и её реализацией в форме учебного спецкурса на этапе профильного обучения выполнено О.Ю. Ильяшенко. В.В. Александрова разработала методику обучения трёхмерному моделированию с использованием конечного набора базовых форм для условий дополнительного образования.

В исследовании Е.Ю. Тихомировой выявлены условия использования компьютерного сопровождения процесса изучения геометрического материала для развития обобщенных пространственных представлений учащихся. В этом исследовании разработана методика, включающая этап трёхмерного компьютерного моделирования при обучении геометрическому материалу в 1 - 6 классах.

Исследования, посвященные непосредственно разработке содержания обучения трёхмерному компьютерному моделированию в курсе информатики и информационных технологий для профильной школы, практически отсутствуют. В связи с этим проблема обучения трёхмерному компьютерному моделированию в школьном курсе информатики и информационных технологий является актуальной.

Цель исследования: разработать методику обучения трёхмерному компьютерному моделированию учащихся старшей ступени и подготовить их к осуществлению переноса полученных знаний, умений и навыков в другие предметы.

Объектом исследования является процесс обучения школьников трёхмерному компьютерному моделированию в профильной школе.

Цель исследования определяет предмет исследования, которым является методика обучения трёхмерному компьютерному моделированию в курсе информатики и информационных технологий профильной школы.

Проблема и цель исследования определили необходимость решения следующих задач:

? анализ состояния проблемы обучения разделу «Компьютерная графика», в частности «Трёхмерная компьютерная графика», который является одним из элементов содержания обучения на этапе профильной подготовки учащихся 10-11 классов;

? отбор содержания раздела «Трёхмерное компьютерное моделирование» в рамках курса информатики и информационных технологий профильной школы; определение условий включения этого раздела в курс информатики технологического и физико-математического профиля, а также базового курса информатики на старшей ступени обучения;

? разработка методики обучения данному разделу с учетом условий технологического, физико-математического профилей и базового курса информатики и информационных технологий;

? апробация разработанной методики обучения в ходе проведения педагогического эксперимента;

? обработка и анализ полученных результатов.

В процессе решения задач исследования использовались следующие методы: теоретический анализ психолого-педагогической, методической, научной литературы по проблеме исследования; беседы с учителями, совместная разработка компьютерной поддержки к урокам и выявление причин затруднений при решении задач предметных областей; проведение интегрированных уроков математики и информатики с использованием трёхмерных компьютерных моделей; теоретические и практические занятия по информатике с использованием разработанной методики; наблюдение за ходом учебной деятельностью учащихся; беседы и письменные опросы учащихся; психологическое тестирование учащихся (по методике Якиманской И.С.).

Для решения поставленных задач и достижения цели исследования была сформулирована следующая гипотеза: обучение трёхмерному компьютерному моделированию в курсе информатики и информационных технологий профильной школы будет способствовать:

? развитию умений использовать среду трёхмерной компьютерной графики, у большинства учащихся можно достичь второго или третьего (творческого) уровня;

? успешному решению учебных задач предметных областей, ориентированных на развитие пространственного мышления учащихся, если в основание положить обучение моделированию трёхмерных объектов с использованием ограниченного набора базовых форм и последующим перено -6-сом полученных знаний, умений и навыков в решение задач из других предметов и творческих заданий.

В процессе исследования были выделены следующие уровни развития умений использовать среду трёхмерной компьютерной графики:

0. учащийся никогда не работал в среде или не может самостоятельно реализовать решение сформулированной учителем задачи при наличии пошагового описания её выполнения;

1. учащийся может самостоятельно реализовать решение сформулированной учителем задачи при наличии пошагового описания её выполнения;

2. учащийся может самостоятельно реализовать решение сформулированной учителем задачи без наличия пошагового описания её выполнения;

3. учащийся может самостоятельно формулировать задачи (или систему задач) и решить их на компьютере в предлагаемой программной среде.

Теоретико-методологической базой диссертации являются работы в области методологии (Е.Я. Голант, Ю.К. Бабанский, П.И. Пидкасистый, Т.А. Ильина, С.А. Смирнов, А.Г. Пекун, А.А. Вербитский, Н.В. Борисова), работы в области методики преподавания информатики и разработки методических систем (В.В. Лаптев, М.П. Лапчик, И.В. Симонова, М.В. Швецкий), исследования по теории моделирования (В.А. Штофф, Л.М. Фридман, Н.И. Кондаков, В.М. Казиев), работы об использовании моделей и моделирования в обучении (И.В.Роберт, Н.И. Пак, СМ. Танеев, А.А. Столяр, Д.Н. Кожевников, В.Н. Дубровский, В.В. Лапев, Э.Е. Нифантьев, Л.М. Туранова), работы, посвященные вопросам обучения компьютерной графике и компьютерному моделированию (В.В. Александрова, И.А. Кузнецова, А.Н. Костиков, Н.В. Макарова, Н. Петрова, Э.Т. Селиванова, Ю.Ф. Титова и др.), исследования развития пространственного мышления и представления (Н.С. Подходова, A.M. Сидтиков, Ю.Е. Тихомирова, И.С. Якиманская,), стандарт образования по информатике и информационным технологиям, концепция профильного обучения.

Исследование проводилось с 2002 по 2005 г.г. и включало в себя следующие этапы.

На первом этапе (2002 - 2003 г.г.) проходили поисковый и констатирующий эксперименты, в ходе которых выполнен теоретический анализ психолого-педагогической, методической, научной литературы, определены направления разработки проблемы обучения моделированию в школьном курсе информатики. Анализ стандарта образования по информатике и информационным технологиям позволил выявить требования к уровню знаний, умений и навыков учащихся в области трёхмерного компьютерного моделирования. В ходе интервьюирования учителей и совместной разработки компьютерной поддержки к урокам были определены темы, соответствующего предмета и типы задач предметных областей, при решении которых у учащихся возникают трудности. Были выявлены причины возникновения трудностей при решении задач предметных областей и определены пути их преодоления при условии использования трёхмерных компьютерных моделей. Проводились интегрированные уроки математики и информатики. Были определены объект и предмет исследования, сформулированы цель, гипотеза, задачи исследования и определены методы их решения, разработано содержание обучения.

На втором этапе (2004 - 2005) проводился формирующий эксперимент, в ходе которого апробировались теоретический и практический компоненты обучения. Разработаны методические рекомендации для учителей и выделены уровни развития умений использовать среду 3D Studio МАХ. Были проведены беседы и письменные опросы учащихся с целью выяснения их интересов, успеваемости и наличия трудностей при обучении математике, черчению и технологии. Для определения уровня развития пространственного мышления и влияния на него обучения трёхмерному компьютерному моделированию проводилось тестирование учащихся по методике И.С. Якиманской. По завершении эксперимента осуществлялась количественная и качественная обработка материалов апробации, сформулированы общие выводы по проведенному исследованию.

На защиту выносятся следующие положения: 1. Теоретическое обоснование целесообразности включения в курс информатики и информационных технологий на старшей ступени раздела, посвященного обучению трёхмерному компьютерному моделированию, основанное на основных положениях концепции профильного обучения и содержании стандарта по информатике и информационным технологиям.

2. Положение о возможности реализации методики обучения трёхмерному компьютерному моделированию в курсе информатики и информационных технологий в профильных классах:

• в условиях технологического и физико-математического профилей возможна реализация теоретического и практического компонентов; 

• в условиях базового уровня среднего образования возможна реализация только практического компонента.

3. Методика обучения трёхмерному компьютерному моделированию, в практическом компоненте в следующей последовательности: от обучения моделированию через разработку объектов на основе базовых форм с дальнейшим переносом полученных знаний, умений и навыков в предметные области, ориентированные на развитие пространственного мышления учащихся, к реализации собственных творческих идей.

Научная новизна исследования заключается в том, что: обоснована необходимость включения раздела «Трёхмерное компьютерное моделирование» в школьный курс информатики и информационных технологий на старшей ступени обучения; разработано содержание теоретического и практического компонентов обучения, показана целесообразность построения методики обучения в практическом компоненте в следующей последовательности: от обучения моделированию через разработку объектов на основе базовых форм с дальнейшим переносом полученных знаний, умений и навыков в предметные области, ориентированные на развитие пространственного мышления учащихся, к реализации собственных творческих идей.

Теоретическая значимость исследования заключается в следующем: доказана целесообразность выделения двух компонентов в содержании обучения разделу «Трёхмерное компьютерное моделирование» - теоретического и практического; выявлены условия использования методики обучения данному разделу в базовом курсе информатики на старшей ступени обучения, а также в профильном курсе для технологического и физико-математического профилей. Практическая значимость исследования заключается в том, что:

? разработана методика обучения трёхмерному компьютерному моделированию на уроках информатики и информационных технологий с междисциплинарной направленностью; в поддержку методики выпущено учебное пособие для учащихся;

? для учителей информатики разработаны методические рекомендации по обучению разделу «Трёхмерное компьютерное моделирование» с учетом различных условий обучения.

Рекомендации об использовании результатов диссертационного исследования. Материалы могут быть использованы для работы в профильных классах, в общеобразовательных классах, а также в системе подготовки и повышения квалификации учителей информатики и учителей других предметов.

Достоверность результатов исследования обеспечивают теоретический анализ проблемы, результаты экспериментальной проверки, подтвердившей справедливость основных положений диссертации.

Апробация результатов исследования. Экспериментальная проверка разработанной методики осуществлялась в гимназии №261 (г. Санкт-Петербург) и в педагогическом колледже им. К. Д. Ушинского (г. Гатчина). Основные результаты исследования докладывались автором на «Первом съезде учителей и методистов Северо-Запада и Санкт-Петербурга», посвященном 300-летию Санкт-Петербурга и 140-летию методической службы России (Санкт-Петербург, 2003 г.), на Герценовских чтениях (РГПУ им. А.И. Герцена, 2003, 2004 гг.).

Внедрение результатов осуществлено в период с 2002 по 2005 годы.

Результаты исследования внедрены в образовательный процесс: I. В учебный процесс гимназии № 261 г.Санкт-Петербурга при изучении базового курса информатики и информационных технологий.

В практику обучения студентов Гатчинского педагогического колледжа им. К.Д. Ушинского, получающих среднее специальное образование в области информатики. III.При обучении учащихся школы № 583 г. Санкт-Петербурга для технологического профиля.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения, библиографического списка и приложений. Работа иллюстрирована рисунками и таблицами. Основной текст диссертации представлен на 161 странице. 

Основные определения и понятия

Модель и моделирование — это универсальные понятия, атрибуты одного из наиболее мощных методов познания в любой профессиональной области, познания системы, процесса, явления.

На сегодняшний день в теории моделирования сложилась система понятий -объект, модель, информационная модель, компьютерно-графическая модель и отношений между этими понятиями. При введении понятий, авторы руководствуются целями и задачами своих исследований. В предлагаемых ими определениях делается упор на конкретные свойства определяемого, что влечет за собой появление различных определений одного понятия. Рассмотрим ряд предлагаемых в литературе определений выше указанных понятий.

Под объектом понимается любой предмет, процесс, явление материального или нематериального свойства [36, с. 48].

Модель, по определению Кондакова Н.И. - искусственно созданный объект в виде схемы, чертежа, логико-математических знаковых формул, физической конструкции и т.п., который, будучи аналогичен исследуемому объекту, отображает и воспроизводит в более простом, уменьшенном виде структуру, свойства, взаимосвязи и отношения между элементами исследуемого объекта, непосредственное изучение которого связано с какими-либо трудностями, большими затратами средств и энергии или просто недоступно, и тем самым облегчает процесс получения информации об интересующем нас предмете. Исследуемый объект, по отношению к которому изготавливается модель, называется оригиналом, образцом, прототипом. [41, с. 360 - 361].

Фридман Л.М. также указывает на аналогичность модели оригиналу, но лишь «в каком-то отношении». Он говорит, что модель всегда отлична от оригинала [104, с. 24].

Модель определяется им как некий объект (система), исследование которого служит средством для получения знаний о другом объекте (оригинале) [104, с. 23]. Фридман Л.М. дает определение модели в «широком» смысле [104, с. 25 -26]:

«Моделью некоторого объекта А (оригинала) называется объект В, в каком-то отношении подобный (аналогичный) оригиналу А, выбранный или построенный субъектом (человеком) К по крайней мере для одной из следующих целей:

1. замена А в некотором мысленном (воображаемом) или реальном действии (процессе), исходя из того, что В более удобно для этого действия в данных условиях (модель-заместитель);

2. создание представления об объекте А (реально существующем или воображаемом) с помощью объекта В (модель-представление);

3. истолкование (интерпретация) объекта А в виде объекта В (модель-интерпретация);

4. исследование (изучение) объекта А с помощью объекта В, посредством изучения объекта В (модель исследовательская).

Для того чтобы модель была пригодной для указанных целей, она должна обладать соответствующими этим целям признаками. В большинстве случаев модель обладает не одним каким-либо признаком, соответствующим одной из указанных целей, а несколькими, и поэтому она пригодна, как правило, и для других целей».

По определению В.А. Штоффа [109, с. 6] «модель есть такая мысленно-представляемая или материально-реализованная система, которая, отображая или воспроизводя объект исследования, способна в определенном отношении замещать его так, что её изучение дает нам информацию об этом объекте».

Это определение модели не противоречит определению, приведенному в учебнике информатики для 9 класса под редакцией Макаровой Н.В.: «модель -упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении» [35, с. 36]. В связи с этим, это определение может быть рассмотрено при обсуждении соответствующей темы школьного курса информатики и информационных технологий.

Модель, по словам Штоффа В.А. [109, с. 14], «выступает как нечто вторичное по отношению к объекту, сознательно созданное в целях его познания, построенное с помощью специальных теоретических средств и сознательно выбираемых приемов и используемое, вследствие этого, как один из компонентов научного метода. Поэтому модель представляет собой специфический гносеологический образ и вместе с тем средство познания».

В литературе встречается и такое определение модели: «модель - это реально существующая или мысленно представляемая система объектов познавательной деятельности (включающей мысленную переработку исходного материала), которая строится и используется субъектом в силу соответствия её другой системе — оригиналу, как средство управления и получения информации об оригинале». [48, с. 10]

Модель — объект или описание объекта, системы для замещения одной системы (т. е. оригинала) другой системой для изучения оригинала или воспроизведения каких-либо его свойств. Любая модель строится и исследуется при определенных допущениях, гипотезах. Модель — результат отображения одной структуры на другую. Отобразив физическую систему (объект) на математическую систему (например, математический аппарат уравнений), получим физико-математическую модель системы, или математическую модель физической системы.

Содержание обучения трёхмерному компьютерному моделированию

Современный подход к формированию содержания курса информатики предполагает рассмотрение темы: «Компьютерное моделирование» (в частности, «Трёхмерное компьютерное моделирование») как на ступени основного общего образования, так и на ступени среднего (полного) образования.

Так, в стандарте образования по информатике и информационным технологиям одной из целей изучения этого предмета в основной школе указана следующая цель: «освоение знаний, составляющих основу научных представлений о моделях» [91]. Здесь закладываются теоретические и практические основания для восприятия и усвоения темы «Трёхмерное компьютерное моделирование». Это происходит при рассмотрении следующих тем:

1. Обработка графической информации - растровая и векторная графикау интерфейс графических редакторов, рисунки и фотографии, форматы графических файлов.

В рамках этой темы предусмотрено выполнение следующих практических работ:

1) Создание изображения с помощью инструментов растрового графического редактора. Использование примитивов и шаблонов. Геометрические преобразования.

2) Создание изображения с помощью инструментов векторного графического редактора. Использование примитивов и шаблонов. Конструирование графических объектов: выделение, объединение. Геометрические преобразования.

3) Ввод изображений с помощью графической панели и сканера, использование готовых графических объектов.

2. Мультимедийные технологии - использование простых анимационных графических объектов (не является объектом контроля и не включается в требования к уровню подготовки выпускников).

3. Представление информации - кодирование графической информации (пиксель, растр, кодировка цвета, видеопамять).

В рамках этой темы предусмотрено выполнение практической работы: «Кодирование графической информации. Установка цвета в палитре RGB в графическом редакторе».

4. Формализация и моделирование: а) формализация описания реальных объектов и процессов, примеры моделирования объектов и процессов, в том числе - компьютерного, Ь) модели, управляемые компьютером, с) виды ин формационных моделей, d) чертежи, е) двумерная и трехмерная графика, f) диаграммы, планы, карты, g) таблица как средство моделирования.

При практическом освоении курса информатики и информационных технологий затрагиваются вопросы создания графических изображений и моделей и их использования:

1. Создание графического объекта: а) создание графического объекта с использованием готовых фрагментов в цифровом виде, Ь) создание изображений с помощью инструментов графического редактора (растрового и векторного), с) создание изображений с использованием графической панели, d) ввод изображений с использованием сканера, цифрового фотоаппарата.

2. Работа с моделями: а) использование моделей и моделирующих программ в области естествознания, обществознания, математики, Ь) использование простейших возможностей системы автоматизированного проектирования для создания чертежей, схем, диаграмм.

На базовой ступени среднего (полного) образования вопросы трёхмерного компьютерного моделирования возникают фрагментарно в таких содержательных линиях информатики и информационных технологий как: «Информационные модели» (10 класс), «Компьютерные технологии представления информации» (11 класс), «Средства и технологии создания и преобразования информационных объектов» (11 класс). Линия «Информационные модели и системы», представлена следующим содержанием: информационные (нематериальные) модели, использование информационных моделей в учебной и познавательной деятельности, назначение и виды информационных моделей, формализация задач из различных предметных областей, структурирование данных, построение информационной модели для решения поставленной задачи, оценка адекватности модели объекту и целям моделирования (на примерах задач различных предметных областей). В содержании линии «Средства и технологии создания и преобразования информационных объектов» рассматриваются практические вопросы, связанные с компьютерной графикой: а) графические информационные объекты, Ь) средства и технологии работы с графикой, с) создание и редактирование графических информационных объектов средствами графических редакторов, систем презентационной и анимационной графики.

Задачи и этапы проведения эксперимента

В процессе проводимого исследования была поставлена цель: сформировать систему знаний, умений и навыков по трёхмерному компьютерному моделированию на примере работы в среде 3D Studio МАХ у школьников старшей ступени и подготовить их к осуществлению переноса полученных знаний, умений и навыков в предметные области, ориентированные на развитие пространственного мышления учащихся. Для достижения цели было проведено исследование, направленное на решение следующих задач: исследование состояния проблемы преподавания раздела «Компьютерная графика», в частности «Трёхмерная графика», который является одним из элементов содержания обучения на этапе профильной подготовки учащихся 10-11 классов; разработка методики обучения трёхмерному компьютерному моделированию на примере программы 3D Studio МАХ;

внедрение разработанной методики в курс информатики и информационных технологий старшей ступени обучения.

Согласно поставленным задачам экспериментальное исследование проводилось в три этапа в период с 2002 - 2005 г.г. на различных уровнях учебного процесса на базе гимназии №261 города Санкт-Петербурга и Гатчинского педагогического колледжа им. К.Д. Ушинского при подготовке будущих учителей информатики в рамках курса информатики и информационных технологий с учащимися 10 класса гимназии № 261 в 2002 - 2003 г.г.;в рамках курса «Компьютерное моделирование» со студентами первого курса Гатчинского педагогического колледжа им. К.Д. Ушинского, обучающимися по специальности «учитель информатики» в 2004 - 2005 г.г.

Разработанная методика получила дополнительную апробацию в рамках курса «Технология» с учащимися 10 класса (технологического профиля) в школе № 583 г. Санкт - Петербурга в 2004 - 2005 г.г.

В процессе исследования эффективности разработанной методики можно выделить три этапа: поисковый и констатирующий (2002 - 2003) - проводились в 10 классе гимназии № 261, формирующий (2004 - 2005) - проводился в Гатчинском педагогическом колледже им. К.Д. Ушинского при подготовке будущих учителей информатики.

Приведем задачи, методы исследования и результаты всех этапов педагогического эксперимента.

Поисковый и констатирующий этапы.

Задачи этапов:

1. определение актуальности темы исследования;

2. выделение содержания предметных областей, для которого целесообразно компьютерное сопровождение;

3. апробация основных элементов методики обучения трёхмерному компьютерному моделированию в школьном курсе информатики и информационных технологий.

Методы исследования:

1. теоретический анализ психолого-педагогической, методической, научной литературы с целью определения степени разработанности проблемы моделирования в школьном курсе информатики;

2. анализ стандарта образования по информатике и информационным технологиям;

3. беседы с учителями-предметниками и совместная разработка компьютерной поддержки к урокам с целью определения тем и типов задач предметных областей, при решении которых у учащихся возникают трудности;

4. выявление причин затруднений при решении задач предметных областей, ориентированных на развитие пространственного мышления учащихся, с целью их устранения средствами трёхмерной компьютерной графики;

5. проведение интегрированных уроков математики и информатики;

6. наблюдение за учебной деятельностью учащихся. Результаты эксперимента:

1. выявлена необходимость и определены основы построения методики обучения трёхмерному компьютерному моделированию в школьном курсе информатики и информационных технологий;

2. выбраны инструментальные и дидактические средства обучения, определены его методы и формы;

3. выделены основные этапы обучения трёхмерному компьютерному моделированию, в частности, определены этапы обучения решению задач предметных областей средствами трёхмерной компьютерной графики на примере стереометрических задач;

4. разработаны практический и теоретический компоненты методики обучения разделу «Трёхмерное компьютерное моделирование»;

5. выявлены сложности, возникающие на первом этапе освоения среды трёхмерной компьютерной графики 3D Studio МАХ и решения задач предметных областей, ориентированных на развитие пространственного мышления учащихся;

6. подтверждено предположение: решение задач предметных областей, ориентированных на развитие пространственного мышления учащихся, средствами трёхмерной компьютерной графики способствует успешному обучению данным предметным областям;

Похожие диссертации на Методика обучения трехмерному компьютерному моделированию в курсе информатики профильной школы