Информационное оснащение аудиторных занятий

УДК 378.147 Гузненков Владимир Николаевич

кандидат технических наук, доцент кафедры инженерной графики Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана

Журбенко Павел Александрович

старший преподаватель кафедры инженерной графики Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана

ИНФОРМАЦИОННОЕ ОСНАЩЕНИЕ АУДИТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ

Guznenkov Vladimir Nikolayevich

PhD in Technical Sciences, Assistant Professor of the Engineering Graphics Department, Bauman Moscow State Technical University

Zhurbenko Pavel Aleksandrovich

Senior Lecturer of the Engineering Graphics Department, Bauman Moscow State Technical University

INFORMATION EQUIPMENT OF CLASSROOMS

Аннотация:

В статье рассматривается один из этапов использования информационно-коммуникационных технологий в преподавании графических дисциплин для проведения аудиторных занятий. Целью работы является повышение эффективности восприятия студентами учебного материала по дисциплинам кафедры инженерной графики: начертательная геометрия, инженерная графика и компьютерная графика. Предложен алгоритм создания электронных учебных материалов. Показан состав необходимого оборудования и программного обеспечения.

Ключевые слова:

информационные технологии, электронные учебные материалы, начертательная геометрия, инженерная графика, компьютерная графика.

Summary:

The article describes such a stage of application of the information and communication technologies in graphics disciplines teaching as the information equipment for classrooms. The research aim is to increase the efficiency of learning of such subjects as: perspective and shadow projections, engineering graphics and computer graphics by students of the engineering graphics department. The authors suggest an algorithm for creating of the e-learning materials, consider necessary equipment and software.

Keywords:

information technology, e-learning materials, perspective and shadow projections, engineering graphics, computer graphics.

Принятие Правительством РФ Федерального закона «Об образовании в Российской Федерации» поставило перед высшей школой очередные задачи. В том числе использование современных методов обучения в преподавании.

При всей важности геометро-графического образования будущих бакалавров и специалистов в области техники и технологий [1; 2], количество аудиторных занятий по общетехническим (в том числе графическим) дисциплинам сокращается.

Под информационно-коммуникационными технологиями (далее - ИКТ) в геометрографических дисциплинах будем понимать технологии создания, хранения, редактирования и передачи информации. Главная цель использования ИКТ в преподавании - выигрыш в качестве материала и времени его усвоения [3; 4].

В данной статье рассматривается один из этапов использования ИКТ в преподавании графических дисциплин - информационное оснащение для проведения аудиторных занятий.

Целью является повышение эффективности восприятия студентами учебного материала по дисциплинам кафедры «Инженерная графика»: начертательная геометрия, инженерная графика и компьютерная графика.

Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработать алгоритм создания электронных учебных материалов.

2. Подобрать состав необходимого оборудования.

3. Подобрать программное обеспечение.

Алгоритм создания электронных учебных материалов, в общем виде, состоит из двух частей: создание так называемых информационных карт и объединение их в единый комплект.

При составлении информационных карт необходимо учитывать требования эргономики и психологии восприятия. Переизбыток информации или движения, пестрота, излишняя насыщенность цветовых пятен могут снизить эффективность восприятия студентами информации.

Информационные карты могут состоять из:

- набора статичных изображений;

- текстовой информации;

- мульти-медиа контента.

При создании статичных изображений, учитывая специфику кафедры «Инженерная графика», задействованы пакеты «легкого» САПР (Autocad или Компас). Функционал их данных позволяет выполнять необходимые построения для иллюстрации. Особенно это важно при решении графических задач, когда для каждого шага из последовательности решения можно назначить свой слой. Это позволяет в дальнейшем задавать или снимать видимость определенного слоя и, тем самым, добавлять или убирать прорисовку элементов изображения. Например, элементы дополнительных построений, которые требуется выполнить в ходе создания изображения, но в итоговом решении задачи их необходимо удалить. Так же раскадровка решения задачи позволяет методически выверить и максимально информативно составить каждый шаг решения, выполнить компоновку элементов задачи на изображении, задать им соответствующие стили и цветовые схемы.

Из каждого шага решения необходимо сформировать отдельное статическое изображение в растровом или векторном форматах представления графических данных. Это связано с тем, что использование исходного файла с решением накладывает определенные трудности: персональный компьютер (далее - ПК) для демонстрации материала должен по своим характеристикам отвечать требованиям пакета, в котором был создан источник; на ПК должна быть предустановленна соответствующая его версия; сам пакет должен иметь определенные настройки, адаптированные для демонстрации. Таким образом, преобразование графического решения задач в отдельные растровые или векторные файлы позволяет воспроизводить материал штатными средствами любой операционной системы, не требуя от ПК специальных системных требований. Для преобразования можно воспользоваться возможностью САПР пакетов по выводу изображений на печать в файл, например, с расширением jpg, png, tif.

Второй способ преобразования требует установки на ПК специальной программы для захвата изображения с экрана. Подобные программы имеют свободное распространение и права на использование.

После выбора способа преобразования необходимо выполнить определенные настройки либо экранной прорисовки изображений, либо параметров вывода на печать - задается требуемое качество отображения изображений. При необходимости в уже преобразованные изображения есть возможность внести корректировки при помощи различных растровых или векторных редакторов.

Таким образом, формируется набор файлов со статическими изображениями. Для удобства демонстрации набора файлов, добавления текстовой информации, не входящей в состав статических изображений и мульти-медиа контента возникает необходимость объединения элементов информационной карты в единое пространство, сохранив при этом возможность воспроизведения материала штатными средствами операционной системы или стандартным набором программ, который традиционно устанавливается на ПК. Такой программой может быть, например, Microsoft Office PowerPoint, которая позволяет встраивать в единое пространство все перечисленные элементы информационных карт. Еще одним значительным преимуществом этого решения является возможность добавления различных эффектов на встроенные объекты, что позволяет, оперируя набором статичных изображений, задать имитацию начертания графической информации.

При создании мульти-медиа контента задействованы пакеты «среднего» САПР (Inventor или SolidworksJ и визуализационные пакеты (3DS Max или Maya). Функционал данных пакетов позволяет выполнять необходимые объемные построения объектов в модельном пространстве, задавать траектории движения объектов с выгрузкой сформированных данных в формате видео, что позволяет максимально наглядно продемонстрировать наиболее сложные для восприятия разделы дисциплин студентам.

Структурирование и объединение информационных карт в единую оболочку необходимы и могут преследовать различные цели: решение конкретной задачи, пояснение по теме, примеры выполнения графических работ и т.д. Более крупное объединение осуществляется по модулям, семестрам или дисциплинам. Для выполнения данной задачи решением является применение программных оболочек. Реализация программных оболочек может быть выполнена либо на основе языков web-программирования, либо на основе программ, ориентированных под задачи дистанционного обучения. Подобное структурирование и объединение учебных материалов под управлением программной оболочки и есть информационный комплекс, ориентированный на проведение всех видов аудиторных занятий (рисунок 1).

Рисунок 1 - Структурная схема состава информационного комплекса

В качестве примеров, созданных информационных комплексов можно назвать: электронный конспект лекций по начертательной геометрии, электронный конспект занятий по инженерной графике, электронный комплекс лабораторных работ по компьютерной графике в программе Autocad, электронный комплект лекций и аудиторных занятий по компьютерной графике в программе Inventor [5; 6; 7].

Информационное оснащение, в общем виде, состоит из трех комплексов (рисунок 2).

Рисунок 2 - Составляющие информационного оснащения

При этом информационное оснащение должно обеспечивать создание информационных комплексов и их воспроизведение на занятиях. Для этих задач состав оборудования аппаратного комплекса и набор пакетов программного комплекса различны. Это связано с тем, что при разработке алгоритма создания информационного комплекса были заложены принципы воспроизведения контента на любом ПК с предустановленным стандартным набором программ. При создании же учебных материалов к ПК предъявляются специальные системные требования и набор специализированных программ, которые входят в состав программного комплекса.

Аппаратный комплекс для создания учебного материала:

- персональный компьютер, графический ноутбук;

- устройства ввода-вывода, специализированные манипуляторы.

Программный комплекс для создания учебного материала:

- пакеты «легкого» САПР;

- пакеты для создания презентаций;

- пакеты обработки графических данных;

- пакеты «среднего» САПР, визуализационные пакеты;

- программные оболочки.

Аппаратный комплекс для воспроизведения учебного материала:

- персональный компьютер, ноутбук, нетбук, планшет, смартфон;

- устройства ввода-вывода, манипуляторы;

- проектор, пикопроектор;

- экран.

Программный комплекс для воспроизведения учебного материала:

- пакеты для демонстрации презентаций;

- пакеты программ, входящие в состав операционной системы.

При воспроизведении учебных материалов еще одним важным аспектом является готовность аудитории для проведения занятий с демонстрацией электронного контента. Это может потребовать от преподавателя определенных навыков по монтажу оборудования.

Организация рабочего места преподавателя подразделяется на три типа:

- со стационарным размещением оборудования;

- с мобильным размещением оборудования (любая аудитория);

- с комбинированным размещением оборудования.

Таким образом, информационное оснащение является комплексным решением, элементы которого можно рассматривать в контексте единого информационного пространства. Только

такой подход позволяет выполнить переход на принципиально новый уровень подачи учебного

материала и разрабатывать современные методы обучения [8].

Ссылки:

1. Якунин В.И., Гузненков В.Н., Журбенко П.А. Геометрическое моделирование как междисциплинарный язык // Дискуссия. 2012. № 12. С. 161-166.

2. Якунин В.И., Гузненков В.Н. Геометрическое моделирование как обобщение методов прикладной геометрии и ее разделов // Интеграл. 2012. № 5. С. 2б-27.

3. Гузненков В.Н. Преподавание информационных технологий в графических дисциплинах технического университета // Открытое образование. 2013. № 1. С. 4-7.

4. Гузненков В.Н. Информационные технологии в графических дисциплинах технического университета // Образование и общество. 2012. № 6. С. 57-60.

5. Покровская М.В., Лунина И.Н. Свидетельство об официальной регистрации базы данных № 2007620206. Электронный конспект лекций «Начертательная геометрия». Заявка № 2007620104, дата поступления 19.04.2007; зарегистрировано в Реестре баз данных 08.06.2007.

6. Гузненков В.Н., Демидов С.Г. Autodesk Inventor в курсе инженерной графики: учеб. пособие для вузов. М., 2009. 144 с.

7. Гузненков В.Н., Журбенко П.А. Autodesk Inventor 2013. Трехмерное моделирование деталей и создание чертежей: учеб. пособие. М., 2012. 120 с.

8. Гузненков В.Н. Применение информационных технологий в графических дисциплинах технического университета // Информационные и телекоммуникационные технологии. 2013. № 17. С. 37-40.