Трехмерное компьютерное моделирование в общеобразовательной школе

4 Тезисы по методике обучения трехмерному компьютерному моделированию в общеобразовательной школе

В современной науке все больше уделяется место инновационным технологиям. Это касается различных областей, среди которых не только машиностроение, физика, химия, но и архитектура и планирование зданий. Наиболее доступным и эффективным способом отображения конструктивных особенностей, статических, динамических характеристик устройств, является компьютерное моделирование. Применение плоских моделей не требует высокоскоростных компьютеров, и с точки зрения стоимости, является наиболее приемлемой основой для разработки трехмерных моделей. Разработка компьютерных моделей в трехмерном пространстве является более дорогостоящим процессом, но и оно в несколько раз дешевле натурного и полунатурного моделирования. Стоимость, наглядность и достоверность моделирования определяет приоритет в создании моделей. По статистическим оценкам, сочетаниям цены и качества, одним из самых перспективных направлений является компьютерное моделирование.

Компьютерное моделирование – интересная и актуальная в наше время отрасль. Методами компьютерного моделирования пользуются специалисты практически всех отраслей и областей науки и техники – от истории до космонавтики, поскольку с их помощью можно прогнозировать и даже имитировать явления, события или проектируемые предметы в заранее заданных параметрах.

Для создания трехмерных моделей специалисты используют такие среды компьютерного моделирования как: Autodesk 3ds Max, Autodesk Maya, Autodesk Softimage, Cinema 4D, Houdini, Modo, LightWave 3D, Caligari Truespace, а также сравнительно новые: Rhinoceros 3D, Nevercenter Silo и ZBrush, однако, это коммерческие продукты и созданы именно для специалистов, которые уже знают, как создавать модели. Но, как мы узнали в ходе выполнения курсовой работы, существуют и открытые продукты, которые распространяются свободно и которыми можно воспользоваться в учебных заведениях для обучения компьютерному моделированию, например, пакет Blender (позволяет создавать 3D модели, c последующим рендерингом), K-3D, Wings3D и Gmax.

Обучение компьютерному моделированию предусматривалось в предмете информатики уже на начальном этапе его внедрения в школу. Н.В. Макаровой и Ю.Ф. Титовой разработана методика обучения моделированию и уточнено содержание обучения этому разделу, а именно:

• схема этапов моделирования,

• определение объекта моделирования,

• рассмотрение понятий объект, модель, система и др.

Также Ю.Ф. Титовой была разработана методика обучения двумерной компьютерной графике для учащихся основной школы. Разработкой элективных курсов в области компьютерного моделирования и компьютерной графики для старших классов профильной школы занимались Л.А. Залогова, М.Ю. Монахов, С.Л. Солодов, Г.Е. Монахова, А.В. Копыльцов, И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер. Построением методической системы обучения векторной графике и её реализацией в форме учебного спецкурса на этапе профильного обучения выполнено О.Ю. Ильяшенко. В.В. Александрова разработала методику обучения трёхмерному моделированию с использованием конечного набора базовых форм для условий дополнительного образования.

В исследовании Е.Ю. Тихомировой были выявлены условия использования компьютерного сопровождения процесса изучения геометрического материала для развития обобщенных пространственных представлений учащихся. В этом исследовании разработана методика, включающая этап трёхмерного компьютерного моделирования при обучении геометрическому материалу в 1 - 6 классах.

Исследования, посвященные непосредственно разработке содержания обучения трёхмерному компьютерному моделированию в курсе информатики и информационных технологий для профильной школы, практически отсутствуют. В связи с этим проблема обучения трёхмерному компьютерному моделированию в школьном курсе информатики и информационных технологий является актуальной.