Экспериментальная работа
Городская научно-практическая конференция

“Метод проектов в компьютерной графике,
компьютерной мультипликации, техническом
и художественном конструировании”

Пронин Б.В., преподаватель высшей категории, к. т. н.
Ческидова Л.В., преподаватель высшей категории, ,к. т. н.

Представлены результаты преподавания информатики и информационных технологий (ИТ) ученикам средних и старших классов по учебной вариативной программе, в основу которого положен метод проектов. Доклад сопровождается демонстрацией большого числа фрагментов из дипломных проектов учеников одиннадцатых классов и из курсовых проектов учеников седьмых, девятых и десятых классов. При демонстрации авторы постарались представить все разнообразие тем и направлений дипломных и курсовых проектов, начиная от иллюстраций к сказкам и проектов в архитектуре и кончая моделированием на компьютере физических опытов и демонстрации работы “вечных двигателей”. Авторы преподают информатику и ИТ преимущественно в старших классах и в течение пяти последних лет ведут экспериментальную работу, в основу которой положен метод проектов в компьютерной графике, мультипликации, техническом и художественном конструировании.

В докладе излажен наш взгляд на преподавание информатики в школе, а также представлены результаты преподавания информатики и ИТ в средних и старших классах по учебной вариативной программе, в основу которого положен метод проектов.

Творческие педагогические находки
В начале своей педагогической деятельности мы преподавали информатику ученикам традиционно, используя для объяснения материала и для заданий ученикам простенькие математические и логические задачи, которые брали из различных учебников по информатике. Однако очень скоро мы обнаружили, что учащиеся остаются практически равнодушными к результатам работы своих программ. Учащихся не интересует собственно результат в виде чисел, если это результат решения математической или логической задачи. Вся заинтересованность учащихся выражается только в ответе перед преподавателем для получения хорошей оценки. Да и трудно придумать что-либо интересное в рамках школьной программы по математике. Чаще всего это достаточно искусственные алгоритмы, поясняющие действие тех или иных операторов изучаемого алгоритмического языка.
Иное дело графические задания. Их ученики выполняли охотно, часто с видимым удовольствием, проявляя при этом инициативу и самостоятельность. Результат выполнения графического задания ученикам был понятен, он им нравился, особенно если этот результат был обличен в эстетически красивую форму. Это было нашим маленьким открытием.

Новый подход к преподаванию информатики
Обычно преподаватели объясняют ученикам, что такое линейный, циклический, разветвляющийся и смешанный алгоритмы на математических и логических задачах. С графическими операторами они знакомят учащихся “между прочим”, не особенно на них задерживаясь и ограничиваясь простенькими примерами типа “домик” или “снеговик”. Мы же поступили наоборот. Видя интерес учащихся к графическим заданиям, мы решили дать им возможность изучить все виды алгоритмов сначала на графических примерах и только лишь после этого переходить к математическим и логическим задачам.
В результате произошло удивительное явление: интерес к программированию резко возрос. Учащиеся не только охотно стали выполнять задания, но и самостоятельно усложнять их: ведь гораздо интересней при изучении оператора цикла запрограммировать не движение квадратика, а движение автомобиля, самолета, корабля или при изучении условных операторов запрограммировать взрыв танка при достижении им определенного места или превратить Золушку в принцессу.
Мы стали помогать учащимся составлять на бумаге “ в клеточку” и на миллиметровке чертежи для программирования изображений на экране компьютеров, которые постепенно усложнялись. Занятия стали проходить более активно, учащиеся даже стали соревноваться между собой - у кого более интересный сюжет, более сложный эффект или более красивый объект. Мальчики сравнивали свои машины, танки, самолеты, корабли, космические аппараты, а девочки сравнивали свои замки, дворцы, парусники, изображения людей, сказочных персонажей и животных.

Первые результаты
Первым главным результатом этих новаций было то, что учащиеся стали быстрее усваивать принципы программирования, принципы отладки программ, легче запоминать команды и операторы, привыкли постоянно работать с чертежами создаваемых на экране объектов.

Мы разработали новый метод движения объектов на экране компьютера, который позволяет объекту не только двигаться по экрану без мерцаний, но и выезжать из-за экрана и заезжать за экран. Этот метод легко осуществим на любом алгоритмическом языке, в том числе и на языке Basic. Назвали этот вид движения: “движение методом рисования - стирания линий и дуг”. Разработали также ряд приёмов, позволяющих делать простейшую мультипликацию на экране компьютера, например, вращение колес автомобиля, след за кормой и др., а также программировать движение объектов со сменой кадров, например, шагающего человечка. Ввели также понятия “условная система координат” и “масштаб изображения”. Так рождался наш метод проектов. Выполняемые учащимися работы из года в год становились все разнообразнее, сложнее и интереснее. Усложнялись чертежи, расширялась тематика проектов. На экранах компьютеров руками учащихся стал создаваться новый мир - мир программируемой компьютерной мультипликации.

Используя в качестве примеров ученические проекты разных лет мы невольно способствовали желанию учеников сделать свои проекты лучше предшественников.

О нашей новой вариативной программе
Следующим этапом, который мы сделали после решения увеличить число графических заданий, – стала разработка в 1995 году вариативной программы на основе базового стандарта по информатике и ИТ. Для этой вариативной программы главными являются три особенности. Первая заключается в том, что подавляющее большинство принципов программирования объясняется на примерах с использованием компьютерной графики. Вторая - в том, что подавляющее большинство примеров, задач, индивидуальных, курсовых и дипломных заданий включает в себя компьютерную графику, движение объектов, сцены мультфильмов и короткие мультфильмы. Третьей особенностью является приобретение навыков работы с чертежами и нанесенной на них системой координат. Последняя особенность распространяется и на изучение графических редакторов в среде Windows (Paintbrush, Paint); проекты в этой среде создаются тоже при помощи чертежей с системой координат Х, У.

Апробация новой вариативной программы прошла успешно. Каждый год мы совершенствуем её, используя результаты и опыт преподавания, а также результаты экспериментальной работы, которую ведем уже пятый год.
Сейчас наша вариативная учебная программа имеет название “ Метод проектов в информатике и информационных технологиях. Техническое и художественное проектирование. Компьютерные модели в физике. Компьютерная эстетическая графика, архитектура и мультипликация.”

О методе проектов
“Метод проектов”, о важности и необходимости применения которого в настоящее время говорится много, у нас был внедрен с первыми шагами на пути усложнения заданий учащимся по компьютерной графике и мультипликации. Это объясняется тем, что любое сложное компьютерное изображение, сцена, мультипликация выполняется с использованием одного или нескольких чертежей на бумаге “в клеточку” или миллиметровке с осями координат Х, У. А ведь чертёж является сердцем любого проекта. Составление чертежа, выбор числа объектов, их формы, положения на экране компьютера, выбор метода движения и составление сценария компьютерного фильма представляет собой проектирование по заданию преподавателя или самостоятельному творческому замыслу.

Итак, один из результатов нашей работы - это широкое внедрение метода проектов в обучение учащихся информатике и информационным технологиям независимо от класса и года обучения. Учебный год для любого класса (с шестого по десятый) заканчивается составлением индивидуального курсового проекта. В одиннадцатом классе ученики сдают экзамены, в который входит ответ на теоретический вопрос, выполнение задания по информационным технологиям (Paintbrush, Excel, Word), решение математической задачи на алгоритмическом языке Basic и защита дипломного проекта.

Практикуются дипломные проекты двух видов:

• дипломный проект, представляющий собой компьютерный фильм, выполненный на алгоритмическом языке Basic;
• дипломный проект, представляющий собой текст, набранный в текстовом редакторе Word, с обязательными рисунками, выполненными в графическом редакторе Paintbrush или Paint (Windows).

Во всех проектах необходимо наличие чертежей с системой координат Х,У.

Дипломные проекты по компьютерной мультипликации выбираются учащимися по одному из перечисленных направлений:
компьютерные модели в физике, компьютерные модели “вечных двигателей”, техническая тематика, военная тематика, фантастико-космическая тематика, морская романтическая тематика, компьютерно-эстетическая графика и архитектура, движущиеся иллюстрации к сказкам и художественным произведениям.
Дипломные проекты в Paintbrush , в основном, создаются по истории архитектуры, по космической тематике, по военной тематике, по истории и литературе.

Сейчас мы продемонстрируем перед аудиторией курсовые проекты учеников разных классов, а также фрагменты из дипломных проектов учеников одиннадцатых классов, при этом постараемся представить перед аудиторией проекты различных направлений.

Экспериментальная работа
Необходимость экспериментальных исследований вытекала с первых шагов, как только выяснилось целесообразность соединения программирования с усложненной компьютерной графикой. Мы разработали систему заданий для поэтапного обучения учащихся компьютерному художественному и техническому проектированию с обязательным самостоятельным изготовлением простых чертежей с системой координат Х,У как для целей программирования, так и для работы в Paintbrush (Paint), Windows. При этом мы не нарушаем требования базового стандарта по информатике и информационным технологиям.

Положительной особенностью программы является её гибкость. В ней предусмотрены все варианты обучения учащихся, т.е. с 7-го класса по 11-й, с 8 по 11-й, с 9 по 11-й и с 10 по 11-й классы. Благодаря такому разнообразию вариантов учащиеся младших классов имеют возможность закрепить навыки программирования, выполняя простые проекты и несложные сюжеты мультипликации.

Работа с талантливыми учениками
Обучение учащихся навыкам программирования и ИТ по нашей вариативной программе открывает широкие возможности для работы с талантливыми учениками. Этому способствует методически продуманная и отработанная система заданий. Наиболее способные учащиеся заметно опережают весь класс в выполнении обязательных заданий. В освободившееся время они выполняют более сложные индивидуальные задания или работают над сложными самостоятельными темами и проектами. Мы сейчас продемонстрируем на экране перед аудиторией несколько работ талантливых учеников по направлениям: “компьютерное проектирование”, “компьютерная эстетическая графика”, “компьютерные модели в физике”. (Идет демонстрация фрагментов компьютерных мультфильмов.)

Направление дальнейших экспериментальных исследований
Наша учебная вариативная программа дает возможность распространить методические приемы преподавания информатики и информационных технологий на связь с другим учебными предметами, а также способствует творческому развитию личности учащихся. Хорошо представляя эти особенности нашей программы, мы определяем направление дальнейших экспериментальных исследований.

Совершенствование методики проведения занятий и системы заданий по курсу вариативной программы.

Совершенствование методики и системы заданий для создания проектов в области компьютерно-эстетической графики, художественной иллюстрации и мультипликации.

Дальнейшая работа по созданию пакета учебных заданий и методических материалов по направлению “Я – компьютерный архитектор” для начального обучения приемам компьютерного черчения и проектирования в области архитектуры с целью общего развития и профориентации.

Совершенствование методики и системы заданий для моделирования на экране компьютера физического эксперимента, а также для демонстрации на экране ПК работы машин и механизмов.

Совершенствование методики для углубленного внедрения метода проектов при создании курсовых и дипломных работ учащихся.

Заключение

Представленный в докладе материал позволяет сделать следующие выводы.
При проведении занятий по информатике целесообразно сделать упор на графические задания различной сложности, т.к. к графике учащиеся проявляют повышенный интерес по сравнению с числовыми и текстовыми результатами.
Разработана, апробирована и используется авторская вариативная программа на основе базового стандарта по информатике и ИТ “Метод проектов…”
Авторами разработаны методика, дидактические материалы, система заданий и учебных чертежей для создания учащимися проектов с помощью программирования, а также текстовых и графических редакторов в области компьютерно-эстетической графики, архитектуры, художественной и технической иллюстрации и мультипликации, а также в области моделирования физических процессов.
Работа по авторской вариативной программе способствует творческому развитию личности учащихся и их профориентации, а также дает простор для талантливых учащихся.
Авторы непрерывно в течение пяти лет ведут большую экспериментальную работу, результаты которой отражаются в совершенствовании их авторской вариативной программы.
Авторы видят перспективы своей дальнейшей деятельности, а также направления экспериментальной работы.