Використання елементів STEM при викладанні комп’ютерної графіки

У сучасному світі високих технологій потрібні кваліфіковані фахівці, здатні розв'язувати складні задачі, що потребують комплексних знань, вмінь використовувати творчий підхід, працювати в команді та автономно.

Акронім STEM (від англ. Science -- природничі науки, Technology -- технології, Engineering -- інженерія, проектування, дизайн, Mathematics -- математика) визначає характерні риси відповідної дидактики, сутність якої виявляється у поєднанні міждисциплінарних практик орієнтованих підходів до вивчення природничо-математичних дисциплін. Водночас, у STEM активно включається сукупність творчих, мистецьких дисциплін, що об'єднані загальним терміном Arts (позначення відповідного підходу -- STEAM). Актуальними напрямами STEAM є промисловий дизайн, архітектура, індустріальна естетика тощо (Методичні рекомендації щодо впровадження STEM-освіти у загальноосвітніх та позашкільних навчальних закладах України на 2017/2018 навчальний рік, 2017).

Аналіз останніх досліджень і публікацій

Теоретичні та практичні аспекти інформатизації освіти, зокрема використання інформаційних технологій як одного із напрямів впровадження STEM- освіти, досліджені у працях М. Жалдака, Н. Морзе, Ю. Рамського, О. Спіріна, С. Семерікова, Є. Смирнової-Трибульської, О. Співаковського та інших. Проблеми і перспективи STEAM-освіти (S -- science, T -- technology, E -- engineering, А -- art/мистецтво, M -- mathematics) розглядають у своїх дослідженнях С. Галата, О. Коршунова, Н. Морзе, О. Патрикеева, І. Сліпухіна, О. Стрижак та інші.

Мета даної праці полягає у виявленні особливостей викладання комп'ютерної графіки у форматі STEAM-освіти та використання методу проектів в освітньому процесі з комп'ютерної графіки.

Виклад основного матеріалу

STEM-освіта - це низка чи послідовність курсів або програм навчання, популярний у світі напрям освіти, метою якого є розвиток критичного мислення особистості.

Акронім STEM (S-science, T-technology, Е-engineering, М-mathematics) використовується для визначення популярного напряму в освіті, який охоплює природничі науки (Science), технології (Technology), технічну творчість (Engineering) та математику (Mathematics). Це напрям в освіті, при якому в навчанні посилюється природничо-науковий компонент та інноваційні технології, спрямований на розвиток інтересу до точних, творчих наук.

Головна мета STEM-освіти полягає у реалізації державної політики з урахуванням нових вимог Закону України «Про освіту» щодо посилення розвитку науково-технічного напряму в навчально- методичній діяльності на всіх освітніх рівнях; створенні науково-методичної бази для підвищення творчого потенціалу молоді та професійної компетентності науково педагогічних працівників (ЗАКОН УКРАЇНИ Про освіту, 2017).

Науковці вважають, що впровадження STEM-освіти сприяє реформуванню освітнього процесу, переходу до такого навчання, яке на кожній стадії розвиває креативність, критичне та логічне мислення, здібності до дослідницької роботи.

Найбільше STEM-освіта популярна в США, де відповідні програми впроваджуються на державному рівні, де в багатьох провідних університетах створено STEM-спеціальності та курси.

Багато країн світу, як-от: Австралія, Китай, Великобританія, Ізраїль, Корея, Сінгапур, також приділяють велику увагу STEM-підходу в освіті та впроваджують державні програми в галузі STEM- освіти.

В Україні останнім часом теж спостерігається підвищена зацікавленість до навчання у форматі STEM.

Науковці зазначають, що впровадження STEM-освіти передбачає системно-діяльнісний та проектний підходи.

Слід зауважити, що під час STEM-навчання в центрі уваги знаходиться не викладач, а практичне завдання, яке потрібно вирішити. На перший план виходить здатність вчитись та сприймати зміни, а не самі знання, які нині стають застарілими з неймовірною швидкістю.

Здебільшого запровадження такого підходу в освітній процес вимагає самостійної та дослідницької роботи студентів, застосування саме організаційних форм, за яких студенти самі обирають кейси навчання, організовуються у творчі групи задля виконання навчальних проектів.

Принциповими рисами STEM-освіти є прикладна спрямованість та міждисциплінарні зв'язки. Практикується робота в парах та в малих групах.

Комп'ютерна графіка - це галузь знань, в якій, з одного боку, накопичено значний багаж знань, а з іншого -- здійснюється постійний розвиток методів, алгоритмів та практичних застосувань, це складна і різноманітна дисципліна.

Державний стандарт України визначає поняття «комп'ютерна графіка» як сукупність методів і способів перетворення даних у графічне зображення і графічного зображення у дані за допомогою комп'ютера (Система оброблення інформації. Комп'ютерна графіка. Терміни та визначення, 1995).

Комп'ютерна графіка є однією з фундаментальних наук інженерної освіти та широко використовується у процесі підготовки фахівців різного профілю, це пояснюється широким спектром використання комп'ютерної графіки в різних галузях людської діяльності:

1) проєктуванні та конструюванні (інженерна графіка);

2) науково-дослідницькій роботі, моделюванні і прогнозуванні процесів і ситуацій, візуалізації результатів наукових експериментів, формуванні наукової документації із застосуванням спеціальної нотації (математичних та хімічних формул, об'єктів, графіків);

3) наочній демонстрації різних чисельних показників засобами ділової графіки;

4) дизайнерській, видавничій та рекламній діяльності (системи ілюстративної графіки, вебдизайн);

5) комп'ютерних іграх, відеотренажерах;

6) комп'ютерній анімації та мультиплікації (створення мультиплікаційних фільмів і рекламних роликів, монтаж відеофайлів);

7) мистецтві, засобах масової інформації, криміналістиці, медицині та в інших галузях людської діяльності.

Комп'ютерна графіка є важливим компонентом освіти сучасного фахівця. Однією з найперспективніших складових освітнього процесу, яка створює умови творчого саморозвитку та самореалізації особистості і формує усі необхідні життєві компетентності, є проєктна діяльність.

Навчання у формі простої передачі інформації втрачає свою актуальність. Сьогодні будь-хто може знайти в інтернеті потрібну інформацію з конкретної предметної галузі. Фактом є те, що ефективне навчання можливе, коли у студента сформована позитивна мотивація і є прагнення отримувати знання.

З точки зору процесу навчання, Г. Селевко трактує поняття «проект» як «спеціально організований педагогом і самостійно реалізований тими, хто навчається, на основі суб'єктивного визначення мети комплекс дій, що завершуються створенням продукту, який складається з об'єкта праці, виготовленого у процесі проєктування, і його представлення у вигляді усної чи письмової презентації» (Селевко Г.К., 2006, с. 148).

Основною цінністю проєктної системи навчання є те, що вона сприяє розвитку пізнавальних навичок студентів, умінь самостійно конструювати свої знання, орієнтуватися в інформаційному просторі, розвиває критичне мислення. Метою проєкту є не тільки навчання і виховання, а й розширення кругозору з даної теми, демонстрація наочності, а також оволодіння навичками самостійної роботи з великим об'ємом інформації.

Проєктна діяльність завжди орієнтована на самостійну діяльність здобувачів освіти -- індивідуальну, парну, групову, яку студенти виконують протягом певного проміжку часу. Це вимагає від студентів вміння самостійно шукати інформацію, опрацьовувати її з метою отримання нової інформації чи нової форми викладання інформації, демонструвати і захищати отримані результати.

Метод проектів завжди припускає розв'язування деякої проблеми, яка передбачає, з одного боку, використання різноманітних методів, засобів навчання, а з іншої -- інтегрування знань, умінь з різних галузей науки, техніки, технології, творчих галузей. Результати виконаних проектів повинні бути «відчутними», тобто, якщо це теоретична проблема, то конкретне її розв'язання; якщо практична, конкретний результат, готовий до впровадження (Проектна діяльність, б.д.).

Навчальна діяльність студентів над проєктом також може бути організована у вигляді веб-квесту, в якому описане поставлене завдання, визначено головні ролі для всіх учасників, напрями дослідницької роботи, детально описано план роботи та очікувані результати проєкту.

Головним завданням будь-якого проєкту є формування різних ключових компетенцій, під якими в сучасній педагогіці розуміють комплексні властивості особистості, що включають взаємозв'язані знання, уміння, цінності, а також готовність мобілізувати їх в необхідній ситуації.

У процесі проєктної діяльності формуються такі компетентності (Тукало М.Д., 2009):

1. Рефлексивні уміння (уміння осмислити завдання, для вирішення якого недостатньо знань; вміння відповідати на запитання: чого потрібно навчитися для розв'язку задачі).

2. Пошукові (дослідницькі) уміння (вміння самостійно залучати знання з різних галузей; уміння самостійно шукати інформацію в інформаційному полі; уміння знаходити декілька варіантів вирішення проблеми; уміння висувати гіпотези; уміння встановлювати причинно-наслідкові зв'язки).

3. Уміння і навики роботи в співпраці (вміння колективного планування; вміння взаємодіяти з будь-яким партнером; вміння взаємодопомоги в групі у вирішенні спільних завдань; навички ділового партнерського спілкування; уміння знаходити і виправляти помилки в роботі інших учасників).

4. Управлінські уміння і навики (вміння проєктувати процес (продукт); вміння планувати діяльність, час, ресурси; вміння приймати рішення і прогнозувати їхні наслідки; навички аналізу власної діяльності).

5. Комунікативні уміння (уміння вступати в діалог, задавати питання і т.і.; вміння вести дискусію; вміння відстоювати свою точку зору; вміння знаходити компроміс; навички інтерв'ювання, усного опитування).

6. Презентаційні уміння (навички монологічного мовлення; вміння впевнено тримати себе під час виступу; артистичні уміння; вміння користуватися комп'ютерно-орієнтованими засобами наочності при виступі; вміння відповідати на незаплановані питання).

Актуальною проблемою сьогодення є чистота навколишнього довкілля. Цій проблемі приділяється величезна увага у всьому світі. Як відомо, більшу частину інформації (до 75%) про навколишній світ людина сприймає візуально, тобто за допомогою органів зору. З цього приводу можна згадати прислів'я: «краще раз побачити, ніж сто разів почути», або його китайський аналог «одна картинка коштує тисячі слів». Засоби комп'ютерної графіки дозволяють ефективно візуалізувати проблеми навколишнього довкілля.

Метою проекту «Чисте місто» є акцентування уваги на існуючих екологічних проблем у місті та визначення шляхів їх подолання. Робота над проєктом передбачає відбір найбільш важливої інформації та представлення її у вигляді веб-сайту, html-сторінки, слайд-шоу, буклету, анімації, постера або фоторепортажу. Інструментальними засобами для роботи над проєктом, окрім персонального комп'ютера і графічних додатків, можуть бути технічні засоби для оцифрування зображень: сканер, фотокамера, смартфон тощо.

Виконуючи завдання проєкту, студенти за бажанням об'єднуються у робочі групи, аналізують нагальні екологічні проблеми міста: проблеми вивозу та переробки сміття, доцільності сортування сміття, зливу відходів, екологічну культуру мешканців міста тощо.

У процесі виконання завдань проєкту студенти обговорюють різні сторони проблеми, розвивають дослідницькі навички, навички роботи в малих групах, приймають рішення щодо форми представлення проєкту, трансформують отриману інформацію для вирішення поставленого завдання, проявляють творчість, вдосконалюють свої вміння використовувати графічні редактори Adobe Photoshop та CorelDraw. На етапі оформлення результатів відбувається осмислення проведеного дослідження.

На завершальному етапі проєкту обов'язково відбувається презентація кінцевого продукту, обговорення результатів проєкту; для захисту проєкту кожна група делегує студента або викладач обирає студента на свій розсуд. Захист проєкту, обговорення результатів та підбиття підсумків сприяє формуванню у студентів комунікативних навичок, уміння виступати перед аудиторією.

Рис. 1. Проект “Чисте місто”

Висновки

Програми STEM-освіти -- це результат поєднання теорії та практики, що мають науково-технічну орієнтованість. Проєктна діяльність тією чи іншою мірою була, є і буде одним із найбільш ефективних методів підготовки професіоналів. З однієї сторони, проєкт як результат проєктної діяльності -- це перший інформаційний продукт, який самостійно створений студентом, що підвищує рівень його самооцінки і значущості, створює позитивну мотивацію в освоєнні дисципліни. Таким чином, проєктна діяльність виступає як інструмент розвитку їх мотиваційної сфери. Проєктно орієнтований підхід вчить студентів вирішувати реальні практичні задачі, виходити з критичних ситуацій, виробляє навики роботи в команді і допомагає стати конкурентоспроможними фахівцями на ринку праці.

комп'ютерний графіка steam-освіта

Список використаних джерел і літератури

1. Методичні рекомендації щодо впровадження STEM-освіти у загальноосвітніх та позашкільних навчальних закладах України на 2017/2018 навчальний рік. Лист ІМЗО № 21.1/10-1470 від 13.07.17 року. ІМЗО. 2017. -- Metodychni rekomendatsii shchodo vprovadzhennia STEM-osvity u zahalnoosvitnih ta pozashkilnyh navchalnyh zakladah Ukrainy / Metodychni rekomendatsii shchodo vprovadzhennia STEM-osvity u zahalnoosvitnikh ta pozashkilnykh navchalnykh zakladakh Ukrainy na 2017/2018 navchalnyi rik. Lyst IMZO № 21.1/10-1470 vid 13.07.17 roku. [Methodical recommendations for the implementation of STEM education in secondary and out-of-school educational institutions of Ukraine for the 2017/2018 academic year]. IMZO. 2017.. -- Metodychni rekomendatsii shchodo vprovadzhennia STEM-osvity u zahalnoosvitnih ta pozashkilnyh navchalnyh zakladah Ukrainy [in Ukrainian].

2. Проектна діяльність. (б.д.). Українська педагогіка. / Proektna diialnist. [Project dialnist.] (b.d.).Ukrainska pedahohika. [in Ukrainian].

3. Система оброблення інформації. Комп'ютерна графіка. Терміни та визначення: ДСТУ 2939-94 (1995). Київ / Systema obroblennia informatsii. Kompjuterna grafika. Terminy ta vyznachennia (1995). [Information processing system. Computer Graphics. Terms and definitions] (Держстандарт України). Kyiv [in Ukrainian].

4. Селевко Г.К. (2006). Энциклопедия образовательных технологий. Серия «Энциклопедия образовательных технологий». М.: НИИ школьных технологий. Т. 1. / Selevko G.K. (2006). Enciklopedia obrazovatelnyh tehnologij [Encyclopedia of educational technologies]. Seryia «E'ntsyklopedyia obrazovatelny'kh tekhnolohyi». M.: NYY shkolny'kh tekhnolohyi. Vol. 1. [in Russian].

5. Закон України Про освіту (2017). / Zakon Ukrainy Pro osvitu (2017). [Law of Ukraine On education]. [in Ukrainian].

6. Тукало М.Д. (2009). Роль комп'ютерно орієнтованих засобів навчання в методі проектів при вивченні хімії у профільній школі. Електронне наукове фахове видання «Інформаційні технології і засоби навчання». Том 12. № 4. / Tukalo M.D. (2009). Rol' kompjuterno-orientovanyh zasobiv navchannia v metodi proektiv pry vyvchenni himii u profilnij shkoli. [The role of computer-oriented learning aids in the method of projective pry vyvchenni chemistry in a specialized school]. Elektronne naukove fakhove vydannia «Informatsiini tekhnolohii i zasoby navchannia». Vol.12. № 4. [in Ukrainian].

Размещено на Allbest.ru