CC BY
103
УДК 378
КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОЕКТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
(Р) оп 1 о
Раджабалиев Г.П., Магомедалиева М.Р.
Дагестанский государственный педагогический университет
В статье рассмотрена проблема формирования компетенций у будущего учителя информатики, способствующих готовности к проектной деятельности с использованием компьютерных технологий, выявлена последовательность включения в проектную деятельность на примере Delphi 7.0, используемого при изучении предмета «Аналитическая геометрия».
The article deals with forming the future computer science teacher's competences, promoting the readiness for the projecting activity with the use of the computer technology and succession of its inclusion into the projective activity on the example Delphi 7.0, used at studying the "Analytical Geometry" course.
Ключевые слова: вектор, векторное произведение, графическая информация, компьютерные технологии, проектная деятельность, учитель информатики.
Keywords: vector, vector multiplication, graphic information, computer technologies, projective activity, Information Science teacher.
В XXI веке успешным считается человек, который организовывает свою деятельность на основе, где определяется перспектива привлечения необходимых ресурсов, составляется план действий для достижения намеченных целей. При этом большинство современных успешных людей обладают проектным мышлением, а использование современных компьютерных технологий в проектной деятельности открывает новые возможности, создает благоприятные условия для подготовки личности учителя творчески решать поставленные перед ним рыночной экономикой задачи.
Следовательно, обучение проектной деятельности студента на основе компьютерных технологий позволяет создавать виртуальный образ будущего объекта, осуществлять комбинацию его составляющих компонентов, менять размерность, ориентацию, функциональную направленность проекта и т.д. При этом также отдельные элементы проектной деятельности в образовательном процессе реализуются при работе с компьютерными программами.
Анализ практики профессиональной подготовки показывает, что проектная деятельность студентами осуществляется фрагментарно, на безальтернативной основе, тез учета возможности обучаемых. С учетом сказанного программа спецкурса «Графическая информация в различных средах» ориентирована на формирование компетенций, характеризующих готовность к проектной деятельности с использованием компьютерных технологий. При этом обеспечивается развитие проектного мышления, представлений о проектировании и моделировании графических образов и систем визуализации, умений свободно использовать компьютерные технологии и т. д.
Для формирования проектных умений у студентов обеспечивается система, включающая в себя содержание, формы и методы обучения. При этом содержание обучения как наиболее важная составляющая подготовки студентов к проектной деятельности включает использование компьютерных технологий в различных программных средах, среди которых:
- Adobe Photoshop, рассматриваемый как многофункциональный графический редактор, разработанный и распространяемый фирмой Adobe Systems, где в основном
используются растровые изображения, имеющие некоторые векторные инструменты;
- CorelDRAW, являющийся векторным графическим редактором, разработанным канадской корпорацией Corel, где текущая версия продукта - CorelDRAW Graphics Suite X5 доступна только для Microsoft Windows, и включает пакет CorelDRAW Graphics Suite с редактором растровой графики Corel PHOTOPAINT, а также программы для захвата изображений с экрана - Corel CAPTURE, векторизации растровой графики Corel TRACE.
Autodesk 3ds Max (ранее 3D Studio MAX), рассматриваемая как полнофункциональная профессиональная программная система, предназначенная для создания и редактирования трехмерной графики и анимации, которая содержит самые современные средства для художников и специалистов в области мультимедиа, работающая в операционных системах Microsoft Windows и Windows NT (как в 32-битных, так и в 64-битных);
- Delphi, выступающий императивным, структурированным, объектно-ориентированным языком программирования с диалектом Object Pascal, которая, начиная со среды разработки Delphi 7.0 язык Delphi (производный от Object Pascal), начал жить самостоятельно;
- OpenGL (Open Graphics Library), представляющую собой открытую графическую библиотеку графической API спецификации, определяющую независимый от языка программирования и платформы - программный интерфейс для написания приложений, используя двумерную и трехмерную компьютерную графику;
- компьютерные сети, которые являются идеальными средами для общения между пользователями, позволяя им отправлять друг другу письма, отчеты, изображения (почти все типы файлов и практически независимо от своего местоположения в мире), организовать форумы, конференции и устанавливать телемосты между учебными организациями для презентации и обсуждения проектов;
- HTML (от англ. HyperText Markup Language - «язык разметки гипертекста»), представляющий собой стандартный язык разметки документов во Всемирной паутине, где большинство веб-страниц создаются или интерпретируются браузерами, отображаемыми в виде документа, в удобной для человека форме.
Рассмотрим последовательность включения в проектную деятельность будущего учителя информатики на примере Delphi 7.0, используемого при изучении предмета «Аналитическая геометрия», где основными объектами являются векторы, расположенные в декартовой системе координат. В аналитической геометрии немало определений, понятий и построений, требующих от преподавателя и студента особого опыта пространственного представления. Наличие комплекта проектов и программ для демонстрации геометрических построений способно существенно повысить эффективность каждого урока геометрии. В качестве темы для проблемных занятий по аналитической геометрии с использованием компьютерных технологий нами выбрана тема «Векторное произведение».
«31
Файл Правка Вид Вставка Формат Сервис Таблица Окно Справка
но* - © 1 азчт=„„е щ «■ ». |
M "l'-i' riùii +11 - Times New Roman - 1 - - Ж А' 4 Щ^Ш g - == i= KL- ЕV - Л - Я
а I л . ■ = к ■
щ
для проолемных занятии по аналитической геометрии с использованием компьютерных технологий нами выбрана тема «Векторное произведение».
Для обеспечения дальнейших рассуждений рассмотрим элементарные понятия темы. На рис.1 изображена прямоугольная система координат и в этой системе показан вектор АВ с координатами начала 4(2; 4) и конца 5(9; 7).
Вектор определяется длиной и направлением. Поэтому при параллельном переносе вектора его длина и направление) не меняются. Если начало вектора АВ перенести в начало системы координат, то конец вектора окажется в точке с координатами (9 — 2; 7 — 4) или (]7; 3).
Рис. 1 Прямоугольная система координат
0
m (р <
Рисование •*
Ь \ шр И 41 О
в
1 m
шт.
Стр. 97 Разд 1
97/101 На 25см Ст 23 Кол 28 русский (Ро (ЩС
:\Рабочий стол^ПП ... Безымянный - Блокнот 'ЙЦ журнал № 4 ,doc - Mi.,.
ПП_2012_4_вёрсИя2,..
к ■ 1 «
Рис. 1. Прямоугольная система координат
Для обеспечения дальнейших рассуждений рассмотрим элементарные понятия темы. На рисунке 1 изображена прямоугольная система координат и в этой системе показан вектор АВ с координатами начала А(2; 4) и конца В(9; 7).
Вектор определяется длиной и направлением. Поэтому при параллельном переносе вектора его длина и направление не меняются. Если начало вектора АВ перенести в начало системы координат, то конец вектора окажется в точке с координатами (9 - 2; 7 - 4) или (7; 3).
Поэтому вектор АВ может быть задан координатами начала А и конца В или просто парой чисел, подразумевая в них координаты конца вектора, начало которого находится в начале системы координат.
Во втором случае вектор обозначается одной буквой и задается парой чисел, например, a = (al, a2) или a(a1, a2).
Длина вектора АВ, (рис. 1) равна sqrt((9 - 2)2 + (7 - 4)2) = sqrt(49 + 9) = sqrt(58) ~ 7.61577. Длина вектора a обозначается через lal.
Одним из основных понятий векторной геометрии является векторное произведение двух векторов. Векторным произведением двух векторов a(a1, a2) и Ь(Ы,Ь2), которое обозначается через a*b, является вектор c(c1, c2), который определяется следующим образом:
1. lcl = lal * lbl * sin(^), где ф - угол между векторами a и Ь;
2. Направлен вектор c перпендикулярно плоскости [a,b], проходящей через
вектора а и Ь.
Данное определение нуждается в уточнении. Существуют два угла между векторами а и Ь. Существуют два вектора с, перпендикулярных плоскости [а,Ь]. Они параллельны и направлены в противоположные стороны. Правила выбора угла ф и одного из этих векторов с, соответствующих произведению а*Ь, представляют трудности при первом знакомстве с понятием векторного произведения.
Рис. 2. Векторное произведение а*Ь
На рисунке 2 показаны все три вектора а, Ь и с = а * Ь. В качестве угла выбирается меньший из двух углов между векторами а и Ь; а вектор с направлен таким образом, чтобы с конца этого вектора с поворот от вектора а к вектору Ь по углу ф осуществлялся против часовой стрелки.
Векторное произведение с = Ь * а этих же векторов а и Ь после перестановки их местами показано на рисунке 3.
Рис. 3. Векторное произведение b * a
Построение, тем более работа с векторными произведениями требует пространственного представления. Обучение студентов таким понятиям и построениям требует тонкой и методичной работы. В усвоении таких понятий большую помощь могут оказать демонстрационные программы. Такая программа нами подготовлена на Delphi 2007. Ниже приводится краткое описание того, как ею пользоваться.
Рис. 4. Форма проекта
На рисунке 4 показана Форма проекта. Элементы Формы имеют надписи, указывающие на их назначение.
1. Кнопка с названием «Оси координат» рисует на Форме систему координат.
2. Под надписью «Координаты вектора A» расположены два редактора Editl и Edit2 для ввода координат X и Y вектора A(X; Y).
3. Под надписью «Координаты вектора B» расположены два редактора Edit3 и Edit4 для ввода координат X и Y вектора B(X; Y).
4. Кнопки с названиями «Отобразить вектор A» и «Отобразить вектор B» используются для отображения в выбранной системе координат векторов A и B. Вектор A рисуется красным цветом, вектор B - зеленным.
5. При нажатии на кнопку с названием «Векторное произведение (A, B)» в выбранной системе координат показывается вектор A * B. Он рисуется синим цветом.
6. Кнопка с названием «Угол от A до B» можно использовать для вычисления значения угла между векторами A и B.
7. В программе предусмотрена возможность перемещения конца любого из векторов таким образом, что при изменении вектора одновременно отображается в системе координат произведение новой пары векторов (рис. 5).
Рис. 5. Форма проекта в исполнении
Данный проект позволяет модифицировать программу таким образом, чтобы ее можно было использовать, как обучающую программу. Например, в названии кнопки «Векторное произведение (А, В)» убрать запись «(А, В)», а на Форме установить две кнопки с названием «Векторное произведение». Одна из этих кнопок вычисляет и строит произведение А * В, а другая - произведение В * А. Обучающийся, глядя на рисунок, определяет, какое из произведений А * В или В * А показано на рисунке.
В этом примере разобрано одно из многочисленных определений векторной геометрии. Таких определений, понятий и построений в аналитической геометрии немало. Имея комплект проектов и программ для демонстрации геометрических построений, существенно можно повысить эффективность каждого занятия.
Примечания
1. Бурлаков М. В. CorelDraw 11. СПб. : БХВ-Петербург, 2003. 2. Гурский Ю. А., Гурская И. В., Жвалевский А. В. Компьютерная графика. Photoshop CS3, CorelDRAW X3, Illustrator CS3. Трюки и эффекты. СПб. : Питер, 2008. 3. Залогова Л. А. Практикум по компьютерной графике. М. : Лаборатория базовых знаний, 2003. 4. Краснов М. В. Open GL Графика в проектах Delphi. СПб. : БХВ-Петербург, 2005. 5. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования: Учебное пособие для студентов пед. вузов и системы повышения квалификации пед. кадров / под ред. Е. С. Полат, М. Ю. Бухарина. М. : Издательский центр «Академия», 1999. 6. Стефани Рис. Анимация персонажей в 3D Studio MAX. СПб. : Питер, 2002.
Статья поступила в редакцию 17.10.2012 г.
