Формирование умений и навыков у учащихся 8 класса при изучении компьютерной графики на примере межпредметных связей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Формирование умений и навыков у учащихся 8 класса при изучении компьютерной графики

Введение

В настоящее время, пожалуй, нет необходимости доказывать важность межпредметных связей в процессе преподавания. Они способствую лучшему формированию отдельных понятий внутри отдельных предметов, групп и систем, так называемых межпредметных понятий, то есть таких, полное представление о которых невозможно дать учащимся на уроках какой-либо одной дисциплины.

Современный этап развития науки характеризуется взаимопроникновением наук друг в друга, и особенно проникновением математики и информатики. Связь между учебными предметами является прежде всего отражением объективно существующей связи между отдельными науками и связи наук с техникой, с практической деятельностью людей.

Необходимость связи между учебными предметами диктуется также дидактическими принципами обучения, воспитательными задачами школы, связью обучения с жизнью, подготовкой учащихся к практической деятельности. Исходя из этого, мы выбрали тему курсовой работы «Формирование умений и навыков у учащихся 8 класса при изучении компьютерной графики на примере межпредметных связей (математика-информатика)».

Проблема исследования: педагогические условия формирования умений и навыков у учащихся 8 класса при изучении компьютерной графики на примере межпредметных связей.

Цель исследования: раскрыть некоторые пути установления межпредметных связей при изучении программного материала по математике и информатике.

Объект исследования: процесс формирования умений и навыков при изучении компьютерной графики на примере межпредметных связей.

Предмет исследования: педагогические условия формирования умений и навыков при изучении компьютерной графики в базовом курсе информатики.

Задачи исследования:

· Рассмотреть понятие межпредметных связей, их классификацию;

· Изучить возможности компьютерной графики;

· Условия для формирования умений и навыков при изучении компьютерной графики.

Межпредметные связи в школьном обучении являются конкретным выражением интеграционных процессов, происходящих сегодня в науке и в жизни общества. Эти связи играют важную роль в повышении практической и научно-теоретической подготовки учащихся, существенной особенностью которой является овладение школьниками обобщенным характером познавательной деятельности.

Осуществление межпредметных связей помогает формированию у учащихся цельного представления о явлениях природы и взаимосвязи между ними и поэтому делает знания практически более значимыми и применимыми, это помогает учащимся применять те знания и умения, которые они приобрели при изучении одних предметов, использовать при изучении других предметов, дает возможность применять их в конкретных ситуациях, при рассмотрении частных вопросов, как в учебной, так и во внеурочной деятельности, в будущей производственной, научной и общественной жизни выпускников средней школы.

С помощью многосторонних межпредметных связей не только на качественно новом уровне решаются задачи обучения, развития и воспитания учащихся, но также закладывается фундамент для комплексного видения, подхода и решения сложных проблем реальной действительности. Именно поэтому межпредметные связи являются важным условием и результатом комплексного подхода в обучении и воспитании школьников.

Межпредметные связи следует рассматривать как отражение в учебном процессе межнаучных связей, составляющих одну из характерных черт современного научного познания.

При всем многообразии видов межнаучного взаимодействия можно выделить три наиболее общие направления:

1. Комплексное изучение разными науками одного и тоже объекта.

2. Использование методов одной науки для изучения разных объектов в других науках.

3. Привлечение различными науками одних и тех же теорий и законов для изучения разных объектов.

Отдельные аспекты проблемы межпредметных связей были освещены в работах доктора педагогических наук Федорец Г.Ф., старшего преподавателя кафедры педагогики Челябинского педагогического университета Звягина А.Н., кандидата педагогических наук, доцента Дмитриева С.Д [1].

В современных условиях возникает необходимость формирования у школьников не частных, а обобщенных умений, обладающих свойством широкого переноса. Такие умения, будучи сформированными в процессе изучения какого-либо предмета, затем свободно используются учащимися при изучении других предметов и в практической деятельности.

В настоящее время в связи с увеличением объема информации, подлежащего усвоению в период школьного обучения, и в связи с необходимостью подготовки всех учащихся к работе по самообразованию особо важное значение приобретает изучение роли межпредметных связей в формировании умений и навыков при изучении компьютерной графики[3].

1.Межпредметные связи в школе

Понятие и классификация межпредметных связей

В педагогической литературе имеется более 30 определений категории «межпредметные связи», существуют самые различные подходы к их педагогической оценке и различные классификации.

Так, большая группа авторов определяет межпредметные связи как дидактическое условие, причем у разных авторов это условие трактуется неодинаково. Например: межпредметные связи выполняют роль дидактического условия повышения эффективности учебного процесса (Ф.П. Соколова); межпредметные связи как дидактическое условие, обеспечивающее последовательное отражение в содержании школьных естественнонаучных дисциплин объективных взаимосвязей, действующих в природе (В.Н. Федорова, Д.М. Кирюшкин) [2].

Ряд авторов дает такие определения межпредметных связей: «Межпредметные связи есть отражение в курсе, построенном с учетом его логической структуры, признаков, понятий, раскрываемых на уроках других дисциплин», или такое: Межпредметные связи представляют собой отражение в содержании учебных дисциплин тех диалектических взаимосвязей, которые объективно действуют в природе и познаются современными науками [4].

Все вышеперечисленные определения конечно верно, однако их нельзя считать полными. Для того чтобы вывести наиболее правильное и информативное определение понятию «межпредметные связи», надо подвести его под другое, более широкое. Таким более широким, родовым понятием по отношению к категории «межпредметная связь» является понятие «межнаучная связь», но и первое и второе являются производными от общего родового понятия «связь» как философской категории. Исходя из этого, можно сделать определение: межпредметные связи есть педагогическая категория для обозначения синтезирующих, интегративных отношений между объектами, явлениями и процессами реальной действительности, нашедших свое отражение в содержании, формах и методах учебно-воспитательного процесса и выполняющих образовательную, развивающую и воспитывающую функции в их ограниченном единстве [3].

Разнообразие высказываний о педагогической функции межпредметных связей объясняется многогранностью их проявления в реальном учебном процессе. Кроме того, сказывается недостаточный учет связи педагогики с другими науками.

Рассмотрим теперь классификацию межпредметных связей, так как правильная классификация, отображая закономерности развития классифицируемых понятий, глубоко вскрывает связи между ними, способствует созданию научно-практических предпосылок для реализации этих связей в учебном процессе.

Межпредметные связи по составу показывают - что используется, трансформируется из других учебных дисциплин при изучении конкретной темы. Межпредметные связи по направлению показывают:

1) является ли источником межпредметной информации для конкретно рассматриваемой учебной темы, изучаемой на широкой межпредметной основе, один, два или несколько учебных предметов.

2) Используется межпредметная информация только при изучении учебной темы базового учебного предмета (прямые связи), или же данная тема является также «поставщиком» информации для других тем, других дисциплин учебного плана школы (обратные или восстановительные связи).

Временной фактор показывает:

1) какие знания, привлекаемые из других школьных дисциплин, уже получены учащимися, а какой материал еще только предстоит изучать в будущем (хронологические связи);

2) какая тема в процессе осуществления межпредметных связей является ведущей по срокам изучения, а какая ведомой (хронологические синхронные связи).

3) как долго происходит взаимодействие тем в процессе осуществления межпредметных связей.

Вышеприведенная классификация межпредметных связей позволяет аналогичным образом классифицировать внутри-курсовые связи (связи, например, между физикой, математикой, информатикой - курса физики; связи между неорганической и органической химией - курса химии...), а также внутрипредметные связи между темами определенного учебного предмета, например физики, органической химии, новейшей истории. Во внутрикурсовых и внутрипредметных связях из хронологических видов преобладают преемственные и перспективные виды связей, тогда как синхронные резко ограничены, а во внутрипредметных связях синхронный вид вообще отсутствует [3].

Использование межпредметных связей при изучении базового курса информатики.

В современном обществе, на этапе реформирования образования главной задачей является воспитание всесторонне развитой личности. В Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года сказано: “Базовое звено образования - общеобразовательная школа, модернизация которой предполагает ориентацию образования не только на усвоение обучающимся определенной суммы знаний, но и на развитие его личности, его познавательных и созидательных способностей”. Решению поставленных задач способствует использование межпредметных связей на уроках. Не раз поднимался вопрос об объединении нескольких предметов, мотивируя целесообразность такого подхода тем, что познания в различных областях науки, искусства и культуры приобретает один ребенок и сведение их воедино должно облегчить усвоение разнородных фактов. Однако, он так и остался открытым. Интерес к проблеме межпредметных связей не случаен: научно-техническая революция и социальный прогресс потребовали существенного изменения содержания и методов обучения. Эти изменения вызваны важными процессами современного развития наук - их интеграцией и дифференциацией. Мы являемся свидетелями того, как потребности современной практики вызвали к жизни новые «синтетические» науки: математическая логика, радиохимия, геофизика, социальная психология и многие другие. Сегодня учебная программа построена так, что преподается, как правило, только «свой» предмет. В лучшем случае можно видеть интеграцию родственных предметов, и исключительно в редких случаях два преподавателя, ведущих совершенно различные предметы, сотрудничают на одном занятии. Переход на новый виток развития образования предполагает внедрение межпредметных связей на уроках информатики одним учителем. Необходимо строить весь образовательный процесс так, чтобы на каждом уроке, в каждом задании учащиеся использовали знания различных научных областей. Интеграция, на мой взгляд, - это обобщенное отношение между структурными компонентами целостного образования. Такими компонентами могут быть различные виды знаний одного учебного предмета, обобщенные компоненты знаний межпредметного характера, обобщенные умения, сформированные на основе усвоения связей между способами учебно-познавательной, учебно-производственной и практической деятельности. Следует отметить, что использование межпредметных связей на уроке информатики при изучении базового курса значительно повышают процесс формирования знаний и умений. Такие уроки используются в тех случаях, когда знание материала одних предметов необходимо для понимания сущности процесса, явления при изучении другого предмета. Интегрированные уроки развивают потенциал учащихся, побуждают к познанию окружающей действительности, к развитию логики мышления, коммуникативных способностей. Именно такая подготовка обеспечивает конкурентоспособного специалиста в интегрированном информационном пространстве современного общества. Хочется подчеркнуть, что, несмотря на отсутствие четких взаимосвязей в программах и учебниках, каждый имеет широкие возможности для реализации межпредметных связей в процессе обучения. И это должно диктоваться, прежде всего, заботой о формировании диалектического мировоззрения учащихся. Для этого нужно, чтобы содержание образования и методы обучения были органически взаимосвязаны и взаимозависимы [4].

Так при изучении темы “ Компьютерной графики” можно использовать “Создание структурной модели по определенному описанию”, решение систем уравнения, а затем визуализация этого решения в среде графического редактора. При разработке практических работ подбирать задания, выполняемые в различных графических средах. Например, “Построение угла, равного заданному”, “Разделение отрезка пополам” и ряд других работ.

2. Использование межпредметных связей для формирования умений и навыков при изучении компьютерной графики

межпредметный компьютерный графика

Векторная графика

Несмотря на то, что для работы с компьютерной графикой существует множество классов программного обеспечения, различают всего три вида компьютерной графики: это растровая графика, векторная графика и фрактальная графика. Они отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге. Растровую графику применяют при разработке электронных (мультимедийных) и полиграфических изданий. Иллюстрации, выполненные средствами растровой графики, редко создают вручную с помощью компьютерных программ [9].

Чаще для этой цели сканируют иллюстрации, подготовленные художником на бумаге, или фотографии. В последнее время для ввода растровых изображений в компьютер нашли широкое применение цифровые фото- и видеокамеры. Соответственно, большинство графических редакторов, предназначенных для работы с растровыми иллюстрациями, ориентированы не столько на сознание изображений, сколько на их обработку. В Интернете пока применяются только растровые иллюстрации.

В основе векторной графики лежат математические представления о свойствах геометрических фигур. Как мы сказали выше, простейшим объектом векторной графики является линия. Линия - это элементарный объект векторной графики. Все, что есть в векторной иллюстрации, состоит из линий. Простейшие объекты объединяются в более сложные, например объект четырехугольник можно рассматривать как четыре связанные линии, а объект куб еще более сложен: его можно рассматривать как двенадцать связанных линий, либо как шесть связанных четырехугольников. Из-за такого подхода векторную графику часто называют объектно-ориентированной графикой. Поэтому в основе векторной графики лежит, прежде всего, математическое представление линии [10]. Давайте рассмотрим несколько видов линий, но начнем с точки.

Точка

Точка на плоскости задается двумя числами (х, у), определяющими ее положение относительно начала координат.

Прямая линия

Из курса алгебры известно, что для задания прямой линии достаточно двух параметров. Обычно график прямой линии описывается уравнением у=кх+b. Зная параметры к и b, всегда можно нарисовать бесконечную прямую линию в известной системе координат [8].

Отрезок прямой

Для задания отрезка прямой надо знать еще пару параметров, например координаты х₁, и х₂ начала и конца отрезка, поэтому для описания отрезка прямой линии необходимы четыре параметра.

Кривая второго порядка

К кривым второго порядка относятся параболы, гиперболы, эллипсы, окружности и другие линии, уравнения которых не содержат степеней выше второй. Прямые линии -- это частный случай кривых второго порядка. Отличаются кривые второго порядка тем, что не имеют точек перегиба. Самая общая формула кривой второго порядка может выглядеть, например, так:

х²+а_ху²+а₂ху+а₃х+ а₄у+ а₅=0

Как видите, пяти параметров вполне достаточно для описания бесконечной кривой второго порядка. Для записи отрезка кривой второго порядка необходимо на два параметра больше [7].

Отличительная особенность этих более сложных кривых состоит в том, что они могут иметь точку перегиба. Если вы знакомы с графиком функции у=х³, то конечно видели тот перегиб, который происходит в начале координат. Кривые третьего порядка хорошо соответствуют тем линиям, которые мы наблюдаем в живой природе, например, линиям изгиба человеческого тела, поэтому в качестве основных объектов векторной графики используют именно такие линии. Все прямые и кривые второго порядка (например, окружности или эллипсы) являются частными случаями кривых третьего порядка.

В общем случае уравнение кривой третьего порядка можно записать так:

x³+a_ly³+a₂x²y+a_ixy²+a₄x²+a₅y²+a₆xy+a₇x+a₈y+a₉=0

Видно, что для записи кривой третьего порядка достаточно девяти параметров. Для задания отрезка кривой третьего порядка, надо иметь на два параметра больше.

Кривые Безье

Рисовать кривую третьего порядка по заданным коэффициентам ее уравнения -- занятие не слишком интересное. Для упрощения этой утомительной процедуры в векторных редакторах применяют не любые кривые третьего порядка, а их особый вид, называемый кривыми Безье. Отрезки кривых Безье -- это частный случай отрезков кривых третьего порядка. Они описываются не одиннадцатью параметрами, как произвольные отрезки кривых третьего порядка, а лишь восемью, и потому работать с ними удобнее.

Метод построения кривой Безье основан на использовании пары касательных, проведенных к линии в точках ее концов. На практике эти касательные выполняют роль «рычагов», с помощью которых линию изгибают так, как это необходимо. На форму линии влияет не только угол наклона касательной, но и длина ее отрезка Управление касательной (а вместе с ней и формой линии) производят перетаскиванием маркера с помощью мыши [7].

Кривая третьего порядка Кривая Безье

Фрактальная графика

Фрактальная графика, как и векторная -- вычисляемая, но отличается от нее тем, что никакие объекты в памяти компьютера не хранятся. Изображение строится по уравнению (или по системе уравнений), поэтому ничего, кроме формулы, хранить не надо. Изменив коэффициенты в уравнении, можно получить совершенно другую картину [9].

1.Простейшим фрактальным объектом является фрактальный треугольник. Постройте обычный равносторонний треугольник со стороной а. Разделите каждую из его сторон на три отрезка. На среднем отрезке стороны постройте равносторонний треугольник со стороной, равной у стороны исходного треугольника, а на других отрезках постройте равносторонние треугольники со стороной, равной a. С полученными треугольниками повторите те же операции. Вскоре вы увидите, что треугольники последующих поколений наследуют свойства своих родительских структур. Так рождается фрактальная фигура.

2.Процесс наследования можно продолжать до бесконечности. Взяв такой бесконечный фрактальный объект и рассмотрев его в лупу или микроскоп, можно найти в нем все новые и новые детали, повторяющие свойства исходной структуры.

3.Фрактальными свойствами обладают многие объекты живой и неживой природы. Обычная снежинка, многократно увеличенная, оказывается фрактальным объектом. Фрактальные алгоритмы лежат в основе роста кристаллов и растений. Взгляните на ветку папоротникового растения, и вы увидите, что каждая дочерняя ветка во многом повторяет свойства ветки более высокого уровня.

4.В отдельных ветках деревьев чисто математическими методами можно проследить свойства всего дерева. А если ветку поставить в воду, то вскоре можно получить саженец, который со временем разовьется в полноценное дерево (это легко удается сделать с веткой тополя).

5.Способность фрактальной графики моделировать образы живой природы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций [7].

Заключение

Реализация идеи межпредметных связей в педагогике и методике преподавания тесно связано с методологическими воззрениями педагогов на проблему синтеза и анализа научного знания как конкретного выражения дифференциации наук. Теоретическое и практическое решение этой проблемы изменялось в соответствии с развитием общества, его социальным заказам педагогической науки и школе. Утверждение и упрочнение предметной системы преподавания в современной школе неразрывно связано с развитием идеи межпредметных связей [6].

Выявление и последующее осуществление необходимых и важных для раскрытия ведущих положений учебных тем межпредметных связей позволяет:

а) снизить вероятность субъективного подхода в определении в определении межпредметной емкости учебных тем.

б) сосредоточить внимание учителей и учащихся на узловых аспектах учебных предметов, которые играют важную роль в раскрытии ведущих идей наук.

в) осуществлять поэтапную организацию работы по установлению межпредметных связей, постоянно усложняя познавательные задачи, расширяя поле действия творческой инициативы и познавательной самодеятельности школьников, применяя все многообразие дидактических средств для эффективного осуществления многосторонних межпредметных связей.

г) формировать познавательные интересы учащихся средствами самых различных учебных предметов в их органическом единстве.

д) осуществлять творческое сотрудничество между учителями и учащимися.

е) изучать важнейшие мировоззренческие проблемы и вопросы современности средствами различных предметов и наук в связи с жизнью.

Дальнейшее улучшение системы многосторонних межпредметных связей предполагает и дальнейшее совершенствование путей их реализации: планирование этой работы в школе, координацию деятельности всех участников педагогического процесса; эффективное использование межпредметных (комплексных) семинаров, экскурсий, конференций, расширение практики сдвоенных уроков, на которых могут решаться узловые мировоззренческие проблемы средствами различных учебных предметов и наук одновременно, с участием двух или нескольких учителей [4].

Список литературы

1. Федорец Г.Ф. Межпредметные связи и связь с жизнью - в основу обучения // Народное образование. - 1999.- № 5. С.23-27.

2. Федорова В.Н., Кирюшкин Д.М. Межпредметные связи : на материале естественнонаучных дисциплин средней школы. - М.: Педагогика, 1989.

3. Федорец Г.Ф. Межпредметные связи в процессе обучения. - М.: Наука, 1985. - С.45.

4. Кулагин П.Г. Межпредметные связи в обучении. - М.: Просвещение, 1983.

5. Минченков Е.Е. Роль учителя в организации межпредметных связей. / Межпредметные связи в преподавании основ наук средней школе.

МежВУЗовский сборник научных трудов. - Челябинск: Челябинский пед. институт, 1982. - С. 160.

6. Славская К.А. Развитие мышления и усвоение знаний. - / Под ред. Менчинской В.А. и др. - М.: Просвещение, 1972.

7. Симонович С.В., Евсеев Г.А., Алексеев А.Г., Специальная информатика: учебное пособие. - М.: АСТ-ПРЕСС: Инфорком-Пресс, 2000. - С. 238-244.

8. Шикин Е.В., Боресков А.В. Зайцев А.А. Начало компьютерной графики. - М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1993. - 138с.

9.Анцыпа В.А., Олейникова Е.В. Растровые и векторные графические изображения

10. Павлова А.А., Корзинова Е.И. Графика в средней школе: Методическое пособие для учителя графики - учебного модуля образовательной области "Технология" в средней общеобразовательной школе. - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1999. - 96 с.

Размещено на Allbest.ru