Внедрение современного компьютерного инструментария

Автор: Силкина Татьяна Ивановна

МОУ "СОШ "Созвездие Вента"

Аннотация: В этой статье автор пишет о том, что современные информационные технологии, в том числе мультимедиа, открывают учащимся доступ к нетрадиционным источникам информации, позволяют реализовать принципиально новые формы и методы обучения с применением средств концептуального и математического моделирования явлений и процессов, которые позволяют повысить качество обучения.

Ключевые слова: графические трехмерные редакторы, программа CABRI 3D, виртуальный конструктор.

В мире современных технологий компьютерная графика занимает по популярности одно из первых мест. Занятия компьютерной графикой с одной стороны помогут овладеть навыками работы с компьютером ребятам, а с другой стороны привлечь к творческому использованию компьютерных технологий учащихся, которые считают себя достаточно «знающими» пользователями.

Актуальность исследования определяется тем, что современные информационные технологии, в том числе мультимедиа, открывают учащимся доступ к нетрадиционным источникам информации, позволяют реализовать принципиально новые формы и методы обучения с применением средств концептуального и математического моделирования явлений и процессов, которые позволяют повысить качество обучения.

Я предположила, что  если в процессе обучения в общеобразовательной школе использовать мультимедиа, то это будет способствовать повышению эффективности обучения в общеобразовательной школе, а именно:

- улучшению усвоения учебного материала; уменьшению времени решения стандартных задач;

- сформированности практической направленности знаний обучаемых;

- улучшению поведенческого, эмоционального, положительного отношения к изучаемым предметам, повышению информационной культуры учащихся, развитию познавательной и творческой активности учащихся.

Цель исследования: проанализировать графические трехмерные редакторы с целью повышения эффективности учебного процесса, представить использование программы CABRI 3D на уроке.

Для достижения намеченной цели надо было решить следующие задачи:

- проанализировать современные трехмерные графические редакторы;

- изучить сущность, специфику и особенности программы CABRI 3D как средства повышения эффективности обучения;

- теоретически обосновать и экспериментально проверить формы, методы и педагогические условия, в которых использование мультимедиа становится средством повышения эффективности обучения.

В работе я рассмотрела основные понятия образного мышления, а так же его место в образовательной системе. Представлены методологические основы, разработана система упражнений по развитию образного мышления. Так же я проанализировала современные графические трехмерные редакторы.

Я провела анализ графических редакторов:

Blender 2.59. Плюсами Blender являются: общедоступность и денежная составляющая (бесплатный); кроссплатформенность; малый размер редактора; возможность работы на компьютерах со слабой конфигурацией системы. Минусы Blender: в базовую версию редактора не входит развернутая документация.

3dStudio Max. Плюсами 3dStudioMaxявляется: наличие большого количества приложений; встроенные средства для просчета освещения сцены; не очень высокие системные требования; возможность установки на компьютерах среднего уровня. К минусам данного 3D-редактора можно отнести сложность освоения и не очень большой базовый набор средств моделирования и анимации.

VuexStearm. Плюсы VuexStearm: абсолютная реалистичность изображения; имеет функцию имитации экосистемы. Минусы VuexStream: требователен к мощности конфигурации системы; создание модели занимает большое количество времени.

Maya. Плюсы Maya: огромные возможности для работы в киноиндустрии, открытость для сторонних доработок. Минус Maya: программа сложна в освоении, дорогостоящая.

Я рассмотрела возможности использования на уроке геометрии современных программных сред на примере программы Cabri 3D. Cabri 3D - виртуальный конструктор для поддержки школьного курса стереометрии, позволяющий быстро освоить технику выполнения геометрических построений в 3-х мерном пространстве, выполнять следующие операции:

· построение 2-мерных и 3-мерных фигур, как результат объединения фундаментальных геометрических объектов: точек, углов, сегментов, кругов, плоскостей, тел;

· измерение длины, пространственных углов, площадей и объемов;

· наблюдение за эффектами динамических преобразований, таких как перемещение и масштабирование;

· показ объектов в перспективе,

· построение сечений геометрических тел;

· построение развертки многогранников;

· получение уравнений прямых, плоскостей, сфер.

Возможности преподавателя при использовании Cabri 3D – создавать действия, которые:

· содействуют открытию теорем, а не просто их демонстрации как факта;

· помогают моделировать реальные ситуации;

· создают учебные ресурсы;

· производят высококачественные распечатки.

Рассмотрим пример решения базовой задачи стереометрии в среде Cabri 3D.

Задача. Дана пирамида ABCDЕS. На ребрах SA, SB и SD заданы точки М1, М2 и М3. Построить сечение многогранника, проходящее через точки М1, М2 и М3.

Решение. Панель инструментов Cabri 3D:

Шаг 1. Построение пирамиды можно выполнить с помощью инструмента «Линия» (3), выполняя последовательно построение отрезков. Строим пятиугольник ABCDE. Чтобы задать имя многоугольника, выделяем каждую точку инструментом «Управление» (1) и вводим название вершины. Вне плоскости пятиугольника строим точку S и соединяем ее отрезками с вершинами пятиугольника, выделяя невидимые линии пунктиром. Пирамида SABCDE построена. На ребрах SA, SB и SD выбираем точки М1, М2 и М3, через которые нужно построить секущую плоскость.

Шаг 2. Построение сечения. Построим след секущей плоскости на плоскость основания. Инструментом (3) строим прямые М1М2 и АВ. Инструментом (2) строим точку пересечения построенных прямых Х1. Сроим пунктирные прямые М1М3 и AD и точку их пересечения Х2. Прямая Х1Х2 – след секущей плоскости. Далее, выполняя аналогичные оперции, достраиваем сечение:

· X3=CD Ç X1X2 ; M4=M3X3 Ç SC ; X4=ED Ç X1X2 ; M5=M3X4 Ç SE ;

· М1М2М4М3М5 – искомое сечение.

Шаг 3. Оформление чертежа. Для того, чтобы сечение выделить, инструментом (7) строим многоугольник по точкам М1, М2, М4, М3, М5, М1, выделяем инструментом Управление многоугольник, правой кнопкой мыши в контекстном меню выбираем Цвет поверхности (зеленый). Удаляем вспомогательные линии.

Итак, заданное сечение построено классическим методом и выглядит так же, как и в тетрадях обучающихся. Полученную конструкцию можно рассматривать под разными углами, перемещать вершины многогранника, отслеживая изменения полученной конструкции, сравнивать при этом «читабельность» того или иного варианта чертежа.

Опыт показывает, что использование на уроке систем динамической геометрии порождает новое, осмысленное отношение обучающихся к традиционным трудным темам стереометрии, делает наглядным представление внутриматематических связей. Работа с Cabri 3 D визуализирует пространственную информацию, предоставляет возможность открывать закономерности путем изменения исходной конструкции, позволяет выделять составные части сложного объекта, работать с отдельными модулями, рассматривать решение в прямом и обратном направлении, выполнять операции, невозможные в бумажном варианте.

Таким образом, сегодня на ряду с необходимостью совершенствования методического содержания математического образования, важным и актуальным является внедрение современного компьютерного инструментария, позволяющего не только решать конкретные задачи по математике, но и создавать условия формирования общих и профессиональных компетенций будущего специалиста.