CC BY
7
УДК 37.013.32
ОСОБЕННОСТИ ПРЕПОДАВАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ «КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА» В ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ
© 2024 Е. В. Трусова
доцент кафедры общетехнических дисциплин и безопасности жизнедеятельности e-mail: ev.trusova@yandex.ru
Курский государственный университет
В статье исследуется проблематика преподавания компьютерной графики в высших учебных заведениях. Компьютерная графика представляет собой широкую и быстро развивающуюся область, поэтому преподавателям важно постоянно обновлять свои знания и быть в курсе последних тенденций.
Особое внимание в статье уделяется методикам преподавания. Автор предлагает различные подходы к преподаванию компьютерной графики, основанные на своем опыте и лучших практиках в этой области. Также обсуждаются проблемы, с которыми сталкиваются студенты при изучении компьютерной графики, и предлагаются методы и подходы, способствующие их преодолению.
В заключении статьи автор делает выводы и предлагает рекомендации по преподаванию дисциплины «Компьютерная графика» в высшей школе, подчеркивает важность интеграции актуальных технологий и передовых методов преподавания, а также необходимость постоянной адаптации программы обучения к изменяющимся требованиям и потребностям рынка труда.
Ключевые слова: компьютерная графика, преподавание в высшей школе.
FEATURES OF TEACHING THE DISCIPLINE «COMPUTER GRAPHICS» IN HIGH SCHOOL
© 2024 E. V. Trusova
Associate Professor of the Department General Technical Disciplines and Life Safety
e-mail: ev.trusova@yandex.ru
Kursk State University
The article is a study of the problems of teaching computer graphics in higher education institutions. Computer graphics is a broad and rapidly developing field, so it is important for teachers to constantly update their knowledge and keep abreast of the latest trends.
Particular attention is paid to teaching methods in the article. The author offers various approaches to teaching computer graphics based on his experience and best practices in this field. The problems that students face when studying computer graphics are also discussed, and methods and approaches are proposed to help overcome them.
At the conclusion of the article, the author draws conclusions and offers recommendations for teaching the discipline "Computer Graphics" in higher education. It emphasizes the importance of integrating current technologies and advanced teaching methods, as well as the need to constantly adapt the training program to the changing demands and needs of the labor market.
Keywords: computer graphics, teaching in higher education.
В современном мире компьютерная графика играет важную роль в различных сферах, таких как игровая индустрия, анимация, визуализация данных, медицина, архитектура и дизайн. С каждым годом появляются новые технологии и инструменты, которые позволяют создавать более реалистичные и качественные графические изображения.
Для преподавателей в области компьютерной графики важно быть в курсе последних тенденций и нововведений, чтобы быть квалифицированными специалистами и передавать актуальные знания студентам. Это может включать изучение новых программ и приложений, освоение новых техник и методов работы, изучение последних достижений в области алгоритмов компьютерной графики.
Кроме того, преподавателям необходимо следить за развитием индустрии и анализировать требования рынка труда. Это позволит им адаптировать учебные программы и материалы, чтобы лучше соответствовать потребностям студентов и помочь им приобрести необходимые навыки для успешной карьеры в области компьютерной графики [1].
Обучение и повышение квалификации в области компьютерной графики могут быть осуществлены различными способами: посещение специализированных курсов, семинаров и конференций, практическая работа над проектами, чтение специализированной литературы и изучение ресурсов в Интернете.
Важно, чтобы преподаватели постоянно стремились развиваться и расширять свои знания, чтобы быть в курсе последних тенденций и следовать лучшим практикам в обучении компьютерной графики. Это позволит им не только эффективно преподавать студентам, но и вносить свой вклад в развитие данной области и содействовать ее дальнейшему развитию.
Современная эпоха информационных технологий накладывает свой отпечаток на образовательные процессы в высшей школе [2]. Чтобы соответствовать требованиям современного мира, преподавателям приходится преодолевать различные вызовы при преподавании дисциплины «Компьютерная графика». Рассмотрим наиболее актуальные из них.
Первым вызовом является скорость развития технологий. Компьютерная графика - это сфера, которая постоянно обновляется и развивается. Программы и инструментарий, существующие сегодня, теряют актуальность завтра. Преподавателям необходимо быть в курсе последних тенденций и изменений, чтобы передать актуальные знания студентам. Это требует самостоятельного изучения новых технологий и постоянного обновления учебного материала.
Вторым вызовом является разнообразие программного обеспечения. В современной компьютерной графике существует огромное количество программ и инструментов, каждый из которых имеет свои уникальные особенности и применение. Преподавателям необходимо научить студентов не только основам компьютерной графики, но и использованию различных программных пакетов. Это требует постоянного изучения и опыта работы с этими инструментами, чтобы обеспечить качественное и всестороннее обучение студентов.
Третьим вызовом является индивидуализация обучения. Студенты, поступающие в вузы, имеют различный уровень знаний и навыков работы с компьютерной графикой. Некоторые студенты уже имеют опыт работы с этой областью, в то время как другие начинают с нуля. Преподавателю необходимо адаптировать свой подход к каждому студенту, обеспечивая индивидуальную помощь и дополнительные материалы для самостоятельной работы.
Четвертым вызовом является преодоление языкового и культурного барьера. Все больше иностранных студентов выбирают дисциплину «Компьютерная графика» в высшей школе. Это требует от преподавателей усилий для преодоления языкового барьера и адаптации материала к потребностям студентов из разных культур. Важно учесть культурные различия в подходе к работе и обучению, чтобы создать комфортную обстановку для всех студентов [3].
Освоение студентами дисциплины «Компьютерная графика» является важным и актуальным для современного мира: графика играет ключевую роль в различных отраслях, включая разработку игр, визуализацию данных, дизайн и анимацию.
Основная цель изучения компьютерной графики заключается в том, чтобы студенты научились работать с графическими элементами на компьютере. В ходе обучения студенты знакомятся с основными инструментами и технологиями компьютерной графики, такими как 2D- и 3Э-моделирование, растровая и векторная графика, текстурирование, анимация и визуализация данных.
Основные темы, изучаемые в рамках дисциплины:
1. Основы компьютерной графики и ее практическое применение
2. 2D и 3D моделирование и их применение в различных сферах.
3. Графический дизайн и редактирование изображений.
4. Растровая и векторная графика и их различия.
5. Текстурирование и создание трехмерных поверхностей.
6. Анимация и создание движущихся изображений.
7. Визуализация данных и их графическое представление.
Для успешного освоения дисциплины студентам необходимо усвоить основные принципы и техники компьютерной графики, а также научиться применять их на практике. При этом важным аспектом является использование специализированных программных инструментов, таких как Adobe Photoshop, Blender, Autodesk Maya и других.
Освоение компьютерной графики дает студентам возможность развить навыки визуального мышления и креативности, а также освоить востребованные навыки для работы в сферах дизайна, разработки игр, веб-дизайна, анимации и многих других областях, где графика играет важную роль.
Уровни усвоения студентами дисциплины «Компьютерная графика» приведены ниже. Они могут различаться в зависимости от уровня знаний и навыков.
• Начинающий уровень. Студенты знакомятся с основами компьютерной графики, изучают основные понятия, принципы и инструменты работы с графическими программами. Они осваивают базовые навыки создания и редактирования изображений, учатся работать с цветами, фигурами, текстом и применять различные эффекты.
• Средний уровень. Студенты углубляют свои знания и навыки в компьютерной графике. Они изучают более сложные инструменты и техники работы, такие как создание трехмерных моделей, настройка освещения и текстур, анимация и визуализация. Они также могут изучать принципы дизайна и композиции, чтобы создавать эстетически привлекательные изображения.
• Продвинутый уровень. На этом уровне студенты уже обладают значительным опытом работы в компьютерной графике и могут применять его в сложных проектах. Они изучают продвинутые техники моделирования, анимации и визуализации, такие как симуляция физических явлений, создание спецэффектов и работа с трассировкой лучей. Они также могут изучать основы виртуальной реальности и создания игр.
• Экспертный уровень - самый высокий уровень усвоения дисциплины «Компьютерная графика». На этом уровне студенты уже являются опытными
профессионалами в области компьютерной графики. Они обладают глубокими знаниями и навыками работы с множеством программ и инструментов, могут создавать сложные и качественные визуальные эффекты, модели и анимацию. Они также могут специализироваться в определенных областях, таких как архитектурная визуализация, медицинская графика или разработка игр.
Существует несколько методик преподавания дисциплины «Компьютерная графика». Они определяются целями обучения, уровнем подготовки студентов и доступными ресурсами.
Лекционно-демонстрационная методика. Это использование комбинации лекций и практических демонстраций, чтобы показать студентам основные концепции и техники компьютерной графики [4]. Преподаватель читает лекции, объясняя основные теоретические понятия и принципы компьютерной графики, а также демонстрирует работу с соответствующими программами и инструментами. Этот подход особенно полезен для введения в курс и понимания основных концепций.
В рамках данной методики преподаватель проводит лекции, в которых объясняются теоретические аспекты компьютерной графики, такие как основы растровой и векторной графики, алгоритмы, принципы работы графических программ и т.д. Преподаватель также может рассмотреть примеры из реальной жизни, чтобы стимулировать студентов к обсуждению и анализу ключевых понятий.
Помимо лекций преподаватель проводит практические демонстрации, где студенты знакомятся с конкретными инструментами и техниками работы с графическими программами. На этих демонстрациях преподаватель может создавать различные изображения и анимации, объясняя каждый шаг и демонстрируя, как достичь определенных эффектов или результатов.
Преимущества лекционно-демонстрационной методики:
• визуализация: студентам предоставляется возможность наглядно увидеть и понять теоретические концепции и практические навыки, используемые в компьютерной графике;
• участие студентов: студенты могут активно участвовать в обсуждении и задавать вопросы во время лекций и демонстраций;
• практическое применение: студенты могут наблюдать применение концепций и техник компьютерной графики в реальном времени и использовать их в своей собственной работе;
• возможность обратной связи: преподаватель может оценивать работу студентов в режиме реального времени и предоставлять обратную связь по улучшению их навыков.
Недостатки лекционно-демонстрационной методики:
• ограниченная активность студентов: студенты могут оказаться пассивными наблюдателями, не имеющими возможности активно участвовать в уроке;
• ограниченное время на практику: во время демонстраций студентам может быть сложно сосредоточиться на самостоятельной практике и потребовать дополнительного времени для упражнений;
• зависимость от ресурсов: лекционно-демонстрационная методика требует доступа к компьютерам и программному обеспечению для проведения практических демонстраций, что может быть проблематичным в организационном плане;
• необходимо отметить, что лекционно-демонстрационная методика может быть эффективна при правильном использовании и сбалансированном сочетании с другими методиками, такими как практические занятия, индивидуальная работа и проектная деятельность.
Методика самостоятельных лабораторных работ. Студентам предоставляются задания на выполнение практических заданий в соответствии с темой урока [5]. Они могут работать с программами компьютерной графики и экспериментировать с различными инструментами и эффектами. Преподаватель может оказывать помощь и обратную связь, а также проводить обсуждение и анализ результатов выполнения заданий.
Методика самостоятельных лабораторных работ по дисциплине «Компьютерная графика» включает несколько этапов.
1. Подготовка:
- Ознакомьтесь с теоретическим материалом, изученным на лекциях.
- Просмотрите примеры графических приложений, связанных с данной лабораторной работой.
2. Постановка задачи:
- Внимательно прочитайте условие лабораторной работы и выясните ее цель.
- Сформулируйте конкретную задачу, которую необходимо решить.
3. Планирование:
- Разбейте задачу на подзадачи и составьте план действий.
- Определите последовательность выполнения этапов работы и оцените необходимые ресурсы.
4. Реализация:
- Проанализируйте требования к программе и выберите подходящие инструменты и языки программирования.
- Напишите код, реализующий функциональность поставленной задачи.
- Постепенно тестируйте программу, проверяйте ее на соответствие заданным требованиям.
5. Оценка результатов:
- Проанализируйте полученные результаты работы программы.
- Сравните их с требованиями, предъявленными в задании.
- Оцените эффективность и качество выполненной работы.
6. Документация:
- Напишите отчет о лабораторной работе, включающий постановку задачи, описание алгоритмов и методов, использованных в программе, а также результаты тестирования.
- При необходимости, предоставьте скриншоты или видео-демонстрацию работы программы.
7. Защита работы:
- Подготовьтесь к защите лабораторной работы, повторив основные моменты.
- Ответьте на вопросы преподавателя о работе, представьте результаты и свой личный вклад в выполнение лабораторной работы.
Самостоятельные лабораторные работы по дисциплине «Компьютерная графика» позволяют студентам применить полученные знания на практике, развить навыки программирования и решения задач, а также повысить понимание основных алгоритмов и методов компьютерной графики.
Проектная методика. Студентам предлагается разработать собственный проект, связанный с компьютерной графикой: например, создать анимацию, модель 3Э-объекта или разработать интерфейс пользователя. Этот подход помогает студентам применить полученные знания на практике и развить свои навыки проектирования и творчества [6].
Основные цели применения проектной методики в преподавании данной дисциплины:
1) обучение студентов практическим навыкам создания компьютерной графики. Работа над проектом предполагает использование специализированных программ, приобретение навыков работы с трехмерными моделями, текстурированием, освещением и другими аспектами создания графического контента;
2) стимулирование творческого мышления и самостоятельности студентов. В рамках проекта студенты должны самостоятельно принимать решения, разрабатывать концепции и реализовывать их на практике. Это способствует развитию инициативности, творческого подхода к решению задач и самостоятельности;
3) развитие коммуникативных навыков. В процессе работы над проектом студентам необходимо взаимодействовать и сотрудничать с другими участниками команды, обмениваться идеями и информацией, выполнять различные роли (дизайнер, программист, аниматор и т.д.). Это помогает развитию коммуникативных навыков, умения работать в коллективе и согласовывать свои действия с другими участниками проекта;
4) повышение мотивации и интереса к изучаемой дисциплине. Работа над реальным проектом, который имеет конечный результат и может быть показан другим людям, способствует большей мотивации и интересу студентов к изучаемой дисциплине.
Проектная методика в преподавании дисциплины «Компьютерная графика» может быть реализована путем организации групповых или индивидуальных проектов, выполнение которых включает в себя такие этапы, как разработка концепции проекта, создание прототипа, моделирование и анимация объектов, создание текстур и шейдеров, настройка освещения и рендеринг финальных изображений или анимаций.
В процессе выполнения проектов студентам предлагаются задания, которые позволяют им применить полученные знания и навыки, а также развить их дальше. Преподаватель осуществляет консультирование студентов по ходу работы, предоставляет обратную связь и оценивает результаты [7].
Проектная методика позволяет студентам получить более глубокие практические знания и навыки в области компьютерной графики, а также развить творческое мышление и коммуникативные навыки, что способствует их профессиональному и личностному развитию.
Методика тандемного преподавания. Преподаватель и студенты работают вместе, чтобы разработать и реализовать конкретный проект или задачу. Преподаватель демонстрирует процесс решения задачи, а студенты задают вопросы, предлагают идеи и делают свои собственные вклады. Этот подход способствует активному взаимодействию и обмену опытом. Кроме того, два преподавателя могут работать вместе для обеспечения качественного и эффективного преподавания студентам. В таком подходе один преподаватель может быть ответственным за академические аспекты дисциплины, такие как теория компьютерной графики, алгоритмы и программирование, а второй преподаватель - за практические аспекты, такие как работа с графическими программами и создание проектов [8].
Тандемное преподавание может быть особенно полезным, поскольку студентам необходимо не только научиться работать с программами, но и понять основы графической теории и алгоритмов. Сочетание разных специализаций преподавателей позволяет студентам выработать сбалансированный подход к обучению и получить комплексное представление о дисциплине.
Также тандемное преподавание может способствовать развитию студентов, поскольку они будут иметь возможность учиться у двух разных экспертов в области
компьютерной графики. Каждый преподаватель может поделиться своими знаниями, опытом и практическими навыками, что позволит студентам получить более широкое представление о предмете и развить свои профессиональные навыки.
Тандемное преподавание также способствует более интерактивному обучению и развитию навыков коммуникации студентов. Преподаватели могут организовывать совместные проекты, работать вместе с группами студентов, стимулировать обсуждение и обмен идеями.
В целом тандемное преподавание дисциплины «Компьютерная графика» может быть очень полезным для студентов, поскольку позволяет им получить комплексное и глубокое понимание предмета, развить практические навыки и эффективно применять их в своей профессиональной деятельности.
С использованием современных технологий и ресурсов, таких как онлайн-курсы и видеоуроки, студенты могут самостоятельно изучать компьютерную графику. Здесь преподаватель выполняет роль ресурса, который обеспечивает учебный материал и проверяет задания и проекты студентов удаленно.
Применение онлайн-курсов и видеоуроков в преподавании дисциплины «Компьютерная графика» позволит студентам изучать материалы в своем собственном темпе и повторять их по необходимости. Вот несколько методик, которые могут быть использованы:
1. Онлайн-курсы: преподаватель может разработать онлайн-курс по компьютерной графике, включая видеоуроки, учебные материалы и задания. Студенты смогут пройти курс в свободное время и изучать материалы на своем собственном компьютере.
2. Видеоуроки: преподаватель может записать видеоуроки, демонстрирующие различные аспекты компьютерной графики, такие как создание и редактирование изображений, работа с графическими планшетами и т.д. Студенты могут просматривать эти видеоуроки в своем собственном темпе и повторять необходимые уроки.
3. Онлайн-практикумы: преподаватель может разработать онлайн-практикумы, включающие в себя задачи, которые студенты должны решить с использованием программ компьютерной графики. Студенты могут загружать свои работы на платформу и получать обратную связь от преподавателя.
4. Онлайн-форумы и дискуссионные группы: создание онлайн-форума или дискуссионной группы позволит студентам общаться и обмениваться опытом друг с другом, а также задавать вопросы преподавателю. Это может помочь студентам лучше понять материалы и решить возникающие проблемы.
5. Использование онлайн-ресурсов: преподаватель может рекомендовать студентам использовать различные онлайн-ресурсы, такие как видео-туториалы, блоги и форумы, чтобы получить дополнительную информацию и вдохновение в области компьютерной графики.
Все вышеперечисленные методики могут быть использованы в сочетании с традиционными методами преподавания, такими как лекции и практические занятия, чтобы достичь оптимального уровня понимания и усвоения материала студентами.
Преподаватели могут комбинировать различные подходы и методики, адаптировать их к нуждам студентов и особенностям учебного заведения.
Наряду с традиционными технологиями преподавания дисциплины «Компьютерная графика» в высшем учебном заведении применяются различные инновационные технологии.
Используется виртуальная реальность (УЯ). С помощью УЯ-технологий студенты могут взаимодействовать с трехмерными моделями и окружающей их средой.
Это позволяет им более глубоко изучать компьютерную графику и практиковаться в ее создании [9].
Машинное обучение и искусственный интеллект также активно применяются на занятиях компьютерной графики. С помощью алгоритмов машинного обучения и искусственного интеллекта студенты могут создавать автоматизированные системы, которые помогают им генерировать и редактировать графические элементы.
Преподаватели могут использовать различные мультимедийные ресурсы (видеоуроки, онлайн-платформы, интерактивные учебники), чтобы предоставить студентам более наглядные и понятные материалы. Студенты могут сотрудничать в режиме реального времени с помощью онлайн-инструментов и платформ, что позволяет им применять свои знания компьютерной графики на практике и обмениваться опытом с другими студентами.
При использовании гибридных моделей обучения преподаватели могут комбинировать традиционные лекции и практические занятия с использованием цифровых технологий и приложений, что создает более интерактивную и эффективную обучающую среду.
Студенты могут работать с профессиональным программным обеспечением для компьютерной графики (Adobe Photoshop, Autodesk Maya, Unity и др.). Это помогает им получить реальный опыт работы с инструментами, используемыми в индустрии [10].
Дисциплина «Компьютерная графика» в высшем учебном заведении играет важную роль в подготовке студентов к современной индустрии информационных технологий, визуализации и дизайна. В связи с быстрым темпом развития технологий компьютерной графики преподавание этой дисциплины требует постоянного обновления программы и методик.
Основная цель преподавания дисциплины «Компьютерная графика» состоит в том, чтобы дать студентам все необходимые знания и навыки в области создания и редактирования графических изображений на компьютере. Для достижения этой цели необходимо применять самые современные инструменты и программное обеспечение, а также использовать актуальные техники и подходы.
Важным аспектом преподавания дисциплины является разработка курса, который включал бы как теоретические основы компьютерной графики, так и практические занятия, включающие создание и редактирование различных типов изображений. Это позволит студентам получить полноценную практическую подготовку и научиться применять свои знания на практике.
Важным элементом успешного преподавания дисциплины «Компьютерная графика» является использование современных методов и инструментов обучения. Так, например, могут применяться интерактивные лекции, видеоматериалы, онлайн-курсы и другие средства электронного обучения. Это позволит студентам получить более глубокое понимание материала и научиться делать более качественные и профессиональные графические изображения.
Преподавателям дисциплины «Компьютерная графика» следует уделить особое внимание развитию творческого мышления у студентов. Это позволит им стать более креативными и инновационными в своей работе. Для этого можно проводить творческие проекты и задания, стимулирующие развитие фантазии и оригинальности.
Кроме того, важно осуществлять систематическую оценку студентов и давать им обратную связь. Это поможет им понять свои сильные и слабые стороны в области компьютерной графики и сделает обучение более эффективным. Также рекомендуется проводить регулярные коллективные работы, которые позволят студентам освоить навыки командной работы и совместного решения задач.
Преподавание дисциплины «Компьютерная графика» в высшей школе представляет собой сложный и многогранный процесс. Инновационные технологии помогают студентам лучше понять и применять принципы компьютерной графики, развить свои навыки и подготовиться к работе в современной индустрии. Преодоление вызовов в виде быстрого развития технологий, разнообразия программного обеспечения, индивидуализации обучения и преодоления языкового и культурного барьера требует от преподавателей гибкости, актуальных знаний и умения адаптировать свой подход к потребностям студентов.
В заключение хочется отметить, что преподавание дисциплины «Компьютерная графика» в высшем учебном заведении требует постоянного обновления программы и методик, использования современных инструментов и техник, стимулирования творческого мышления студентов и обеспечения обратной связи и оценки их работы. Только таким образом можно обеспечить наиболее эффективное и качественное преподавание этой важной дисциплины.
Библиографический список
1. Кравченко, А. И. Психология и педагогика: учебник / А. И. Кравченко. -Москва : Инфора-М., 2010. - 400 с.
2. Педагогика: учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по педагогическим специальностям / В.А. Сластенин, И.Ф. Исаев, Е.Н. Шиянов. -Москва : Академия, 2007. - 566 с.
3. Полат, Е. С. Современные педагогические и информационные технологии: учебное пособие для студентов вузов / Е. С. Полат, М. Ю. Буазаркина. - Москва : Академия, 2010. - 354 с.
4. Матрос, Д. Ш. Элементы абстрактной и компьютерной алгебры / Д. Ш. Матрос, Г. Б. Поднебесова. Москва : Академия, 2004. - 240 с.
5. Лапина, О. А. Введение в педагогическую деятельность: учебное пособие для студентов высших учебных заведений / О. А. Лапина, Н. Н. Пятушкина. - Москва : Академия, 2008. - 156 с.
6. Методология и методы психолого-педагогического исследования: учебное пособие для студентов высших учеб. заведений / В. И. Загвязинский, Р. Атаханов. -Москва : Academia, 2001. - 208 с.
7. Монахов, М. Ю. Учимся проектировать на компьютере: Элективный курс: практикум / М. Ю. Монахов, C. JI. Солодов, Г. Е. Монахова. - Москва: Издательство «БИНОМ. Лаборатория знаний», 2005. - 172 с.
8. Новиков, A. M. О развитии методических систем / A. M. Новиков // Специалист. - 2006. - № 10. - С. 21-25.
9. Озерова, Т. В. Формирование конструкторско-технологической компетенции будущего педагога профессионального обучения : автореферат диссертации ... кандидата педагогических наук : 13.00.08 / Т. В. Озерова. - Екатеринбург, 2007. - 25 с.
10. Полат, Е. С. Новые педагогические и информационные технологий в системе образования / Е. С. Полат, М. Ю. Бухаркина, М. В. Моисеева, А. Е. Петров. - Москва : ACADEMA, 2003. - 272 с.
