К вопросу об изучении САПР на уроках информатики

тов-схем, словестно-логических схем, оперативных схем выполнения действий, схемно-знаковых моделей представления баз знаний в лабораторных работах. Раздаточный и презентационный материал заблаговременно готовится на основе дидактических принципов, издается типографским способом и предлагается студентам к использованию во время и после лекции. К частным принципам, учитывающим специфику применения электронного конспекта лекции, относим следующие:

принцип мультимедийности, выражающийся в контекстовом использовании вербальных и невербальных способов предъявления учебного материала на экране (текст, компьютерная графика, анимация, документальная фото- (скриншоты) и видеоинформация, звуковое сопровождение);

принцип интерактивности, позволяющий преподавателю редактировать содержание показываемого на лекции материала, производить регулярно актуализацию и управлять ходом его предъявления;

принцип моделируемости как использование на лекции компьютерного моделирования в предметной области (во время демонстрации примеров решения конкретных задач моделирование осуществляется как в среде программирования, так и с помощью информационных технологий);

принцип функциональности, каждый электронный конспект лекции оценивается по критериям содержательного наполнения, видам деятельности во время занятия, дизайну, эргономических характеристикам; принцип максимальной визуализации представляемого учебного материала.

В завершение хочется отметить, что инновационная деятельность преподавателя позволяет не только вносить изменения в содержание образования, но и варьировать различными формами обучения, прежде всего относящимися к нетрадиционным. Широки новые возможности для использования нового знания в образовательном процессе и других компонентах педагогической системы.

К вопросу об изучении САПР на уроках информатики

А.Ю. Жарков

Омский государственный педагогический университет, г. Омск

Первые представления о компьютерной графике учащиеся школ получают уже в начальных классах (в рамках образовательной области «Технология»). Школьники учатся работать с простейшими информационными объектами (схема, рисунок): создавать, преобразовывать, сохранять, удалять объект [4]. В основной и старшей школе продолжается изучение компьютерной графики. Превалирующее внимание уделяется созданию и обработке растровых изображений, использованию устройств ввода изображения. Учащиеся знакомятся с различными форматами графических файлов и моделями цветообразования, приобретают навыки работы в растровых графических редакторах, имеющих мощные средства обработки изображений - слои, каналы, палитру цветов и другие [9, 10]. Примером таких растровых графических редакторов может быть не только дорогостоящий Adobe Photoshop, но и бесплатные - Paint.Net (значительно функциональней стандартной программы MS Paint), PhotoFiltre или GIMP [2]. Список подобных программ не ограничен указанными записями - существуют и другие свободно распространяемые программы, которые можно использовать в образовании. Но все ли многообразие способов представления и средств обработки графической информации в компьютере включает в себя растровая графика? Нет, ведь и векторная графика обладает своими уникальными свойствами и является непременным атрибутом компьютерной. Векторной графике в школьном курсе информатики уделяется недостаточно времени для ее освоения. Она встречается только в двух случаях: при составлении схем в графическом редакторе MS Word, при проектировании геометрических объектов в САПР Компас 3D. Нам более интересен второй случай.

Подробнее остановимся на понятии САПР. «Переворот» методов инженерной графики начался немногими годами ранее введения в школу предмета ОИВТ. В начале 80-х годов в нашей стране появились первые Системы Автоматизированного Проектирования (САПР). В то время такие системы воспринимались как «электронный кульман», т.е. считались простой заменой кульмана, кальки, лекала и других инструментов. Но шло время, САПР эффективно развивались, и сегодня ни один процесс проектирования не обходится без применения САПР. Проектирование технического объекта - это создание, преобразование и представление в принятой форме образа этого еще не существующего объекта. Образ объекта или его составных частей может создаваться в воображении человека в результате творческого процесса или генерироваться в соответствии с некоторыми алгоритмами в процессе взаимодействия человека и ЭВМ. В любом случае инженерное проектирование начинается при наличии выраженной потребности общества в некоторых технических объектах, которыми могут

Теория и методика обучения информатике

185

быть объекты строительства, промышленные изделия или процессы. Проектирование включает в себя разработку технического предложения и (или) технического задания (ТЗ), отражающих эти потребности, и реализацию ТЗ в виде проектной документации. Обычно ТЗ представляют в виде некоторых документов, и оно является исходным (первичным) описанием объекта. Результатом проектирования, как правило, служит полный комплект документации, содержащий достаточные сведения для изготовления объекта в заданных условиях. Эта документация и есть проект, точнее, окончательное описание объекта. Более коротко, проектирование -процесс, заключающийся в получении и преобразовании исходного описания объекта в окончательное описание на основе выполнения комплекса работ исследовательского, расчетного и конструкторского характера [8].

За рубежом также существовали и существуют подобные системы. Они имеют название CAD-системы. В переводе с английского языка Computer Aided Design (Drafting, Drawing) - компьютерная поддержка проектирования (черчения, рисования). CAD-системы предназначены для решения конструкторских задач и оформления конструкторской документации. Как правило, в современные CAD-системы входят модули моделирования трехмерной объемной конструкции (детали) и оформления чертежей и текстовой конструкторской документации (спецификаций, ведомостей и т.д.) и, сравнительно недавно, модули инженерного анализа. Ведущие трехмерные CAD-системы позволяют реализовать идею сквозного цикла подготовки и производства сложных промышленных изделий. Созданные в CAD-системе чертежи используются для генерации рабочих программ для станков с ЧПУ, а те, в свою очередь, для изготовления деталей. Таким образом, главная задача CAD-системы сводится к проектированию геометрической модели объекта (плоской либо трехмерной твердотельной).

Трудно представить себе современное промышленное предприятие или конструкторское бюро, проектные институты без компьютеров и специальных программ, предназначенных для разработки конструкторской документации или проектирования различных изделий и строительных объектов. Применение САПР в данной области стало реальной необходимостью и доказало свою высокую эффективность. Поэтому возникает потребность в подготовке специалистов, начиная со школьного возраста, что реализуется в рамках профильной подготовки учащихся. Известен тот факт, что CAD-системы являются коммерческими продуктами и имеют неприемлемую цену для школьного образования. Существует исключение - САПР Компас 3D LT, выпускаемая российской компанией «Аскон». Компас 3D - это единственная САПР, сертифицированная в качестве информационно-программного средства учебного назначения [1]. Система Компас-3D LT изучается в рамках Программы профессионального обучения учащихся 10-11 классов «Пространственное моделирование и проектирование на ПК. Профиль: информатика и информационные технологии». Авторы программы - Т.М. Третьяк и А.А. Фарафо-нов, методисты СЗОУО Департамента образования г. Москвы [11]. Методика преподавания на основе Компас-3D LT изложена в программно-методическом комплексе «Образовательная система на базе Компас-3D LT», автором которого является профессор КГПИ А.А. Богуславский [3]. Учебники информатики, содержащие уроки проектирования в системе Компас 3D LT, выпускаются под авторством Н.Д. Угриновича [5, 6, 7]. В системе Компас 3D LT возможно создание как плоских геометрических объектов, так и трехмерных твердотельных моделей. При этом создание трехмерных моделей деталей может предшествовать созданию их плоских геометрических видов (вид спереди, сзади, слева, справа и даже изометрия), то есть используя трехмерную модель дета -ли, программа способна строить ее виды (построение выполняется в документе Компас-Чертеж). Указанная операция производится при выполнении команд Произвольный вид, Стандартные виды панели инструментов Ассоциативные виды. И это далеко не полный перечень команд, позволяющих выполнять быстрое и точное черчение.

Изучение САПР не исключает влияния на профессиональное самоопределение учащихся. Ведь система изучается в старшем школьном возрасте, когда ребята становятся на путь выбора профессии. При работе в системе Компас 3D LT у обучаемых развивается представление о векторной графике, характеризующейся высокой степенью точности построения геометрических объектов, формируются навыки проектирования деталей, развиваются логическое и пространственное мышление.

Литература

1. http://edu.ascon.ru/schools.php

2. http://www.ixbt.com/soft/gimp.shtml

3. Богуславский, А.А. Образовательная система на базе КОМПАС-3D LT: программно-метод. комплекс / А.А. Богуславский. - Коломна, 2003.

4. О преподавании учебного предмета «Технология» в условиях введения федерального компонента государственного стандарта общего образования: методическое письмо. - М.: Мин-во образования Российской Федерации, 2004.

5. Угринович, Н.Д. Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учеб. для 7 класса / Н.Д. Угринович. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2006.

6. Угринович, Н.Д. Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учеб. для 10 класса / Н.Д. Угринович. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2008.

7. Угринович, Н.Д. Информатика и информационные технологии. учеб. для 10-11 классов / Н.Д. Угринович. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2005.

8. Норенков, И.П. Основы автоматизированного проектирования: учеб. для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. / И.П. Норенков. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.

9. Стандарт среднего полного (общего) образования по информатике и ИКТ. Профильный уровень. - М.: Мин-во образования Российской Федерации, 2004.

10. Третьяк, Т.М. Программа профессионального обучения для учащихся 10-11 классов общеобразовательной школы. Профиль «Информатика и информационные технологии. (Пространственное моделирование и проектирование на ПК.)» / Т.М. Третьяк, А.А. Фа-рафонов. - М., 2004.

Некоторые аспекты темы «Алгоритмизация» в школьном курсе информатики

Л.В. Зонова

Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола

Создание у школьников целостной картины мира, формирование умений и навыков жизни в информационном обществе, развитие способностей к общению, коллективной деятельности, активация процесса самопознания - все это предполагает развитие мышления обучающегося, которое является одной из основных целей школьного образования. Большую роль при развитии мышления играет его последовательный, алгоритмический стиль, поэтому на изучение темы «Алгоритмизация» следует обратить особое внимание.

Цели темы «Алгоритмизация» заключаются в том, что школьников нужно научить основным способам организации действий в алгоритмах, основным способам организации данных, применению алгоритмических конструкций при составлении алгоритмов решения разнообразных классов задач.

Если рассмотреть учебники информатики для начальных классов, то можно заметить, что на тему «Алгоритмизация» отводится наибольший объем учебного времени. Это не случайно, так как развитие именно логического стиля мышления способствует успешному изучению предметов естественнонаучного цикла (математика, физика, химия, биология и т.д.).

Тема «Алгоритмизация» является основой для изучения программирования, поэтому при понимании и знании основ алгоритмизации программирование обучающимся будет даваться намного легче.

Одним из понятий темы «Алгоритмизация» является понятие «исполнитель алгоритма», которое используется как методическое средство, позволяющее ввести основные понятия алгоритмизации и начать решать задачи в наглядной среде. В качестве примера такого исполнителя можно привести черепашку, машину Поста, графический исполнитель, «умный» мячик и так далее.

В учебнике И.Г. Семакина «Информатика и ИКТ» для 9 класса рассмотрен графический исполнитель (ГРИС), в котором с помощью команд шаг, поворот, прыжок в пределах рабочего поля можно построить любой рисунок, состоящий из вертикальных и горизонтальных отрезков. Стандартными заданиями при изучении ГРИСа являются составление букв алфавита, затем слов. На таких уроках используется прием ролевого исполнения на составление алгоритмов (представление себя в роли другого).

Большое распространение при составлении алгоритмов получил метод пошаговой детализации, который позволяет решить, составить алгоритм по существенным признакам. Для этого необходимо задать вопросы типа: что нужно знать, чтобы найти это? В качестве примера можно рассмотреть следующую задачу: найти периметр прямоугольника, если одна его сторона равна 3 см, а диагональ 5 см. Для составления алгоритма решения данной задачи воспользуемся методом пошаговой детализации: 1. Что нужно знать, чтобы найти периметр прямоугольника? (Две стороны прямоугольника.) 2. Известна только одна сторона. Как найти вторую? 3. Для нахождения второй стороны применим теорему Пифагора.

В ЕГЭ тема «Алгоритмизация» представлена заданиями всех типов: с выбором ответа, без выбора ответа, с полной приведением решения. Всего в 2007 году информатику сдало 4270 человек в Российской Федерации, а в 2008 году - 12426 человек, в том числе и 63 человека из Республики Марий Эл. Проценты выполнения заданий не велики, но нужно помнить, что информатика - это экзамен по выбору и на его сдачу идут выпускники сознательно. Например, рассмотрим задание, процент выполнения которого составляет 55%:

Первая строка состоит из одного символа - цифры «1».