Практичні аспекти використання комп’ютерних технологій в процесі професійної підготовки студентів педагогічних вузів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Практичні аспекти використання комп'ютерних технологій в процесі професійної підготовки студентів педагогічних вузів

Постановка проблеми

графічний пакет педагог віртуальний

Професійна підготовка студентів педагогічних вузів комп'ютерного профілю спирається на вихідні теоретичні положення, вимоги та загальні закономірності, врахування яких є необхідним для підвищення ефективності навчального процесу. Однією з таких вимог, що висуваються до організації навчального процесу студентів вищого навчального закладу є підготовка фахівця, здатного самостійно отримувати знання і застосовувати способи виконання професійної діяльності в сучасних соціально-економічних умовах. У зв'язку цим виникають нові вимоги і до інженерів-педагогів, бо від рівня та якості їхньої освіти значною мірою залежить майбутнє України. Таким чином, кардинальний перегляд всіх складових інженерно-педагогічної підготовки - це безумовна вимога часу.

Аналіз актуальних досліджень. Пiдготовка iнженерiв-педагогiв завжди займала важливе мiсце в системi вищої професiйної освiти України. Питання структури особистостi та дiяльностi iнженера-педагога розкриті в дослiдженнях С. Артюха, С. Батишева, І. Васильєва, Е. Зеєра, Т. Крамаренко, Н. Ничкало, А. Сейтешева, В. Хоменко та iн. Різні аспекти підготовки майбутніх інженерів-педагогів досліджувались сучасними вченими. В. Олійник розробив теоретико-методологічні засади управління підвищенням кваліфікації педагогічних працівників профтехосвіти; Б. Соколов створив систему загальнотехнічної і педагогічної підготовки інженерів-педагогів в технічному вузі; теоретичні і практичні основи післядипломної підготовки інженера-педагога досліджував Л. Кустов; теоретичні основи розвитку професіоналізму інженерно-педагогічних працівників в умовах додаткової професійної освіти обґрунтовані І. Кузьміним.

Аналіз попередніх досліджень свідчить, що в Україні накопичено певний досвід підготовки інженерів-педагогів. Проте, недостатньо дослідженою залишається проблема підготовки майбутніх інженерів-педагогів упровадженням комп'ютерних технологій, а саме - на прикладі комп'ютерної графіки.

Мета статті. Розкрити деякі практичні аспекти використання комп'ютерної графіки в процесі професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів.

Виклад основного матеріалу

У сучасному суспільстві побудова тривимірних зображень, завдяки своїм якісним характеристикам, є найбільш стрімко розвиваючим напрямком в області комп'ютерних технологій, зокрема комп'ютерної графіки. У теперішній час, завдяки грандіозному розвитку комп'ютерної техніки, деякі сторони нашого життя неможливо уявити собі без застосування комп'ютерних технологій, у тому числі без комп'ютерної графіки: моделювання; проектно-конструкторські розробки; поліграфія; рекламна індустрія; телебачення тощо.

Розглянемо використання комп'ютерної графіки тривимірну графіку (сукупність прийомів та інструментів (як програмних, так і апаратних), призначених для зображення об'ємних об'єктів).

Тривимірне зображення на площині відрізняється від двовимірного тим, що включає побудову геометричної проекції тривимірної моделі сцени на площину (наприклад, екран комп'ютера) за допомогою спеціалізованих програм [1]. При цьому модель може як відповідати об'єктам з реального світу (автомобілі, будівлі, ураган, астероїд), так і бути повністю абстрактною (проекція чотиривимірного фракталу) [3, с. 185].

Цей тип графіки, а точніше, клас редакторів 3D набув за останні роки достатньо широкого розповсюдження не тільки у колах спеціалістів, які користуються спеціалізованими дуже міцними графічними станціями, а й у колах користувачів середнього класу. Цьому, перш за все, сприяє розвиток спрямованих на працю з 3D графікою не тільки програмних продуктів, а й поява апаратних засобів, також спрямованих на підтримку та прискорення різноманітних 3D процесів. 3D графіка увібрала в себе дуже багато з векторної, а так само і з растрової комп'ютерної графіки. Застосовується вона при розробці дизайн-проектів інтер'єру, архітектурних об'єктів, у рекламі, при створенні навчальних комп'ютерних програм, відео-роликів, наочних зображень деталей та виробів тощо. Тривимірна комп'ютерна графіка дозволяє створювати об'ємні тривимірні сцени з моделюванням умов освітлення і установкою точок зору.

Тривимірна комп'ютерна графіка, як і векторна, є об'єктно-орієнтованої, що дозволяє змінювати як всі елементи тривимірної сцени, так і кожен об'єкт окремо. Цей вид комп'ютерної графіки володіє великими можливостями для підтримки технічного креслення. За допомогою графічних редакторів тривимірної комп'ютерної графіки, наприклад Autodesk 3D Studio, можна виконувати наочні зображення деталей, а також виконувати макетування будівель та архітектурних об'єктів.

У програмі 3ds Max є велика кількість інструментів, необхідних при моделюванні самих різних архітектурних проектів - від заготовок дверей і вікон різних форм до рослинності, сходів і огорож. Крім того, у даному 3D-редакторі присутні засоби для аналізу та настройки освітлення тривимірного проекту. Також в програму інтегровано фотореалістичний візуалізатор, який дає можливість домогтися високої правдоподібності зображення.

Розглянемо деякі практичні аспекти використання комп'ютерної графіки в процесі професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів на прикладі створення об'єктів будівлі головного корпусу Бердянського державного педагогічного університету (рис.1).

Рис. 1. Застосування текстури (зображення) на простому об'єкті

Для створення текстур на простих геометричних об'єктах достатньо просто вибрати потрібне зображення у редакторі 3ds max, але якщо мова йде про складні тривимірні об'єкти, то тут не обійтись без UVW розгортки (рис.2).

Рис. 2. Розгортка у 3ds max

Якщо тривимірна модель ще більш складна, у цьому разі застосовується стороннє програмне забезпечення, на кшталт, Unfold3d. Ця програма містить інтелектуальні алгоритми, що можуть самі визначити правильну розгортку моделі. Користувачу треба лише розрізати модель так, як йому потрібно і спостерігати програму за роботою.

Використання комп'ютерної графіки в процесі професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів на прикладі програми Autodesk Mudbox (професійна графічна програма, призначена для моделювання високополігональних цифрових скульптур та текстурного фарбування 3D моделей) [4]. Вона надає можливість фахівцям з моделювання та художникам по текстурам створення цифрових 3D об'єктів і 2D скетчів, як якби вони працювали з глиною і фарбами (рис.3).

Рис. 3. Пробне моделювання бюсту В. Хавкіна

Потім всі кути згладжуються, геометрична модель набуває плавність форм і заокругленість ліній.

Для того, щоб встановити фізику віртуального світу та налаштувати світло та камери готові моделі імпортували у програму Unity (один з передових ігрових рушіїв на сьогоднішній день) (рис.4). Програма використовується як розробниками ігор, так і 3D-художниками, тому що володіє багатофункціональною та мультиплатформеною візуалізацією, але крім цього в неї приваблива гнучкість налаштувань, інструментів та редакторів рушію. Unity має вбудовані набори «Контролер персонажа» (Character Controller). Саме тут зберігаються деякі моделі, камери, скрипти та інше, що дозволять нам швидко та просто розпочати взаємодію з моделлю.

Рис. 4. Імпортування моделі у Unity

На прикладі створення гербу факультету комп'ютерних та енергозберігаючих технологій розглянемо можливості 3-D моделювання та візуалізації безпосередньо за допомогою використання практично всіх функцій програмного забезпечення AutoCAD (рис.5).

Рис. 5. Тонування готової моделі гербу

Засоби AutoCAD дозволяють не тільки створювати складні 3-D об'єкти, а так само рендерить, використовувати і накладати матеріали для подальшої візуалізації [2]. За допомогою інструментів 3-D моделювання та інструментів візуалізації нам вдалося досягти максимально реалістичного зображення моделі. І хоча стандартних додатків не достатньо для створення максимально реалістичних складних деталей, AutoCAD має великі можливості, які надає підтримка FBX формату, роблячи можливим обмін файлів між Revit, Inventor і 3DS Max / 3DS Max Design.

Застосування 3D редакторів у процесі професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів є ефективним засобом організації процесу практичного оволодіння і використання компютерних технологій у різних видах життєдіяльності особистості.

Таким чином студенти опановують засоби комп'ютерної графіки в процесі професійної підготовки, що є часткою їх майбутньої діяльності. Отже, проблема професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів засобами комп'ютерних технологій становить особливий інтерес і вимагає використання різноманітних видів комп'ютерної графіки з урахуванням особливостей освітнього, освітньо-кваліфікаційного рівнів, спеціальності, а також пріоритетних напрямів розвитку сучасних можливостей тривимірної графіки.

Висновки та перспективи подальших наукових розвідок

Впровадження комп'ютерної графіки, а саме 3-D графіки в навчальний процес професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів дозволяє досягнути значних позитивних результатів за умови підвищення продуктивності під час постійного збільшення обсягів інформації, що обробляється і вимогою зменшення витрат на підтримку освіти. Це дозволяє здійснити постійне динамічне оновлення організації навчального процесу, форм і методів його впровадження, забезпечити постійну адаптацію до зміни умов та контингенту студентів, дати можливість студентам взяти активну участь в підготовці та реалізації цих змін.

Література

1. Кулагин Б. Ю, Яцюк О. Г. 3ds Мах в дизайне среды, 1-е издание. - С.: "БХВ-Петербург", 2008. - 976 с.

2. Полещук Н. Н., Лоскутов П. В. AutoLISP и Visual LISP в среде AutoCAD. СПб.: «БХВ-Петербург», 2006. 960 с.

3. Хоменко В.Г., Акімов С.К., Овсянніков О.С. Комп'ютерні графічні пакети : навчальний посібник [для студентів спеціальності 7.01010401 "Професійна освіта. Комп'ютерні технології"] / В.Г.Хоменко, С.К. Акімов, О.С. Овсянніков. - Донецьк : Ландон-ХХІ, 2013. - 232 с.

4. Шаммс Мортье. Autodesk 3ds Max 9 для "чайников". 3d Studio Max 9: Пер. с англ. - М.: Издательский дом "Диалектика , 2007. - 384 с.

Размещено на Allbest.ru