УДК 4

ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЕ

Сафина Савия Батыровна
Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова
студент института гуманитарного образования

Аннотация
В данной статье рассмотрим понятие и основные виды геометрических объектов, области применения компьютерной графики.

Ключевые слова: виды геометрических моделей, геометрическое моделирование, компьютерная графика, область применения компьютерной графики


GEOMETRIC MODELING IN JUNIOR SCHOOL

Safina Saviya Batirovna
Magnitogorsk State Technical University named after G.I. Nosov
Student, Institute of Humanities Education

Abstract
In this paper, we consider the concept and basic types of geometric models, and applications of computer graphics.

Рубрика: Педагогика

Библиографическая ссылка на статью:
Сафина С.Б. Геометрическое моделирование в начальной школе // Гуманитарные научные исследования. 2017. № 4 [Электронный ресурс]. URL: http://human.snauka.ru/2017/04/23671 (дата обращения: 29.05.2017).

В связи развития современного общества произошли кардинальные изменения системы образования. В настоящее время к основным задачам, решаемых в процессе изучения учебного предмета «Информатика», относится развитие у младших школьников познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей. На основе концепции учебного предмета «Информатика» базовым подходом в обучении является системно-деятельностный подход. Данный подход предусматривает создание условий формирования у младших школьников умения учиться: умение  сотрудничать, стремление к продолжению образования, необходимые для  успешной адаптации в информационном миﺍре. На наш взгляд, к одним из таких условий можно отнести компьютерное моделирование, так как оно является эффективным инструментом познания окружающего мира. С помощью компьютеров можно создавать модели различных объектов, на основе которых становится возможным не только увидеть еще не существующий объект, но и узнать его основные геометрические характеристики. Следовательно, такая модель предоставляет возможность исследователю узнать физические свойства данного объекта, на основе проделанных экспериментов внести необходимые корректировки и изготовить объект.

Обобщая вышесказанное, мы считаем, что первоначальным приемам моделирования следует начинать обучать младших школьников именно в среде графического редактора, который имеет вид практичного инструмента для построения геометрических моделей.

Рассмотрим основные понятия.

В Википедии дается такое толкование понятию: «Моделирование – исследование объектов познания на их моделях; построение и изучение моделей реально существующих объектов, процессов или явлений с целью получения объяснений этих явлений, а также для предсказания явлений, интересующих исследователя»[15].

В. И. Сафонов считает, что модель – это очень широкое понятие, которое включает в себя множество способов представления изучаемой реальности [14, с.6].

По мнению Е. А. Снижко, геометрическое моделирование – раздел математического моделирования – позволяет решать разнообразные задачи в двумерном, трехмерном и, в общем случае, в многомерном пространстве [16, с.14].

Исходя, из вышесказанного следует отметить, что математические методы решения задач являются средством для геометрического моделирования. Данные методы дают возможность помогают отражать геометрические свойства объектов, и соответственно создать их математические модели для исследования.

Предметом геометрического моделирования могут быть различные объекты, явления, процессы, которые направлены на исследование и представление их содержимого с помощью диаграмм и графиков.

Рассмотрим виды геометрических моделей.

Научные исследователи выделяют 3 вида геометрических моделей:

1)    предметная

2)    расчетная

3)    познавательная.

Рассмотрим виды геометрических моделей подробнее.

К предметным геометрическим моделям можно отнести фотографии, макеты, карты и др.  Предметная модель и визуальное наблюдение взаимосвязаны между собой. Следовательно, информация, полученная с предметных моделей, содержит сведения о форме и размерах объекта.

На очереди познавательные модели. Что же представляют собой познавательные модели? Безусловно, к познавательным геометрическим моделям следует отнести графики функций и диаграммы, графы.

И наконец – расчетные модели. Графические построения используются для получения численных решений задач. Графически можно выполнить  не только алгебраические действия, но и решать систему уравнений, дифференциалы  и интегралы.

Известно, что геометрическое моделирование на ЭВМ базируется в применении ресурсов компьютерной графики. Дадим определение понятию компьютерная графика.

«Компьютерная графика – область деятельности, где компьютеры используются как для синтеза изображений, так и для обработки визуальной информации, полученной из реального мира, а также результат этой деятельности» [14, с. 27].

На сегодняшний день компьютерная графика прочно и тесно вошла в повседневную нашу жизнь. Рассмотрим и опишем области применения компьютерной графики. В целом, их можно разделить на четыре типа:

  1. Моделирование. Компьютерная графика применяется в создании имитаций различного рода ситуаций, например, движения автомобиля. Также моделирование используется в цифровой фотографии и кинематографии, в создании спецэффектов, телевизионных и рекламных презентаций и роликов, компьютерных игр и системы виртуальной реальности.
  2. Отображение информации. Сегодня в медицине широко применяются методы диагностики, которые используют компьютерную визуализацию внутренних органов человека – компьютерная томография.
  3. Проектирование. В настоящее время имеются программные средства автоматизации проектно-конструкторских работ (САПР).  Они дают возможность не только быстро создавать чертежи объектов, но и выполнить постоянные расчеты.
  4. Графический пользовательский интерфейс, который применяется практически всей системой программирования. Известно множество программ-браузеров, которые работают в различных операционных средах и реализуют функции, включающие баннеры, окна и анимацию и т.п.

Таким образом, исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что область применения компьютерной графики весьма обширная.

Средства компьютерной графики в сфере обучения открывают новые возможности для младших школьников. В процессе анализа изображений они не только учатся понимать произведения искусств, но и непосредственно управлять размерами, формой и цветом изображения.  Также следует отметить, что компьютерная графика повышает  у младших школьников уровень восприятия информации, способствует развитию интуиции и образного мышления.

Рассмотрим виды творческих исследовательских заданий по компьютерной графике для младших школьников.

  • «Фантазии на ПК»

Учащимся предлагается выполнить такое задание:

1)                «Представьте, что Вы — дизайнер. Разработайте образцы поздравительных открыток на 8 марта и 23 февраля».

2)                «Представьте, что Вы — главный специалист по производству ткани. Разработайте образцы тканей с геометрическим орнаментом».

  •  «Начало есть – додумай сам»

Учащимся дается готовый план и задание: на основе данного плана и примера (рис. 1) нарисовать рисунок ко Дню Космонавтики.

План работы (рисуем ракету, с помощью фигур):

- Меню Вставка – Фигуры – Выбрать нужную фигуру.

- Меню формат – Цвет – Выбрать нужный цвет.

- Выбрать фон страницы – меню Разметка страницы – Цвет.

Рисунок 1. Ракета

  • «Работа по образцу»

Учитель предлагает учащимся изобразить рисунок (рис. 2) по образцу (подобрать самостоятельно инструменты и цвета и обязательно использовать в процессе работы операцию копирование) и сохранить рисунок под именем Паровоз.

 Рисунок 2. Паровоз

  • «Создание композиции»

Учитель дает учащимся задание:

«На Рабочем столе откройте последовательно файлы Центральный переход и Мост через реку Урал.

Создайте композицию из отдельных элементов в соответствии с образцом (рис. 3), используя для этого операции Копирование / Вставка.

Рисунок 3. Магнитогорск

Сохраните рисунок в файле под именем Магнитогорск».

Различные виды заданий творческого характера можно использовать не только на уроках информатики, но и по литературному чтению, например:

  • «Создание иллюстрации к произведению, сборнику, стенгазете»;
  • «Составление коллаж героев любимых сказок»;
  • «Придумай сказку и нарисуй иллюстрацию к ней».

Итак, работа будет творческой тогда, когда в ней проявляется собственный замысел младшего школьника, ставятся и самостоятельно решаются новые задачи.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод о том, эффективный и популярный инструмент познания окружающего мира – компьютерное моделирование, и  средством формирования творческих способностей младших школьников является компьютерная графика.


Библиографический список
  1. Григоренко Г.Ю., Чихарева Н.Г. Геометрия в начальной школе: [электронный ресурс]. – Режим доступа: http://festival.1september.ru/articles/314251/
  2. Гусева Е. Н. Информатика: [электронный ресурс]  учеб.пособие/ Е. Н. Гусева, И.Ю. Ефимова, Р.И. Коробков, К.В. Коробкова, И.Н. Мовчан,  Л.А. Савельева. – 3-е изд., стереотип. – М.: Флинта, 2011.– 260 с.–Режим доступа:  http://www.knigafund.ru/books/116085
  3. Гусева Е. Н. Основы имитационного моделирования экономических процессов: лаб. практикум / Е.Н. Гусева. – Магнитогорск: МаГУ, 2007. – 140с.
  4. Гусева Е.Н. Анализ результатов имитационного моделирования в среде Rockwell Software Arena /В сборнике: Теплотехника и информатика в образовании, науке и производстве сборник докладов V Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных (TИМ’2016) с международным участием. Министерство образования и науки Российской Федерации, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, Институт материаловедения и металлургии, Кафедра «Теплофизика и информатика в металлургии». 2016. С. 194-198.
  5. Гусева Е.Н. Дидактические условия использования педагогических программных средств в процессе профессиональной подготовки будущих учителей: дис. канд. пед. наук.– Магнитогорск, 1999, – 168 с.
  6. Гусева Е.Н. Задачи на измерение количества информации с использованием понятия вероятности// Информатика и образование. – М.:  № 2, 2008. –С. 61-64.
  7. Гусева Е.Н. Имитационное моделирование инцидентов информационной безопасности открытой образовательной среды//Инновационные технологии обучения в высшей школе материалы Всероссийской научно-практической конференции. 2009. С. 60-66.
  8. Гусева Е.Н. Имитационное моделирование как среда компьютерной визуализации знаний/ В книге: Новые информационные технологии в образовании/ Материалы VII международной научно-практической конференции. Российский государственный профессионально-педагогический университет. 2014. С. 395-399.
  9. Гусева Е.Н. Математические основы информатики/ Е.Н. Гусева, И.И. Боброва, И.Ю. Ефимова, И.Н. Мовчан, С.А. Повитухин, Л.А. Савельева. – Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2016.- 234 с.
  10. Ермакова Т.А., Гусева Е.Н. Использование компьютерного моделирования в преподавании геометрии // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 6 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/06/68886 (дата обращения: 14.04.2017).
  11. Казачков И.А., Гусева Е.Н. Компьютерная модель «Хищник-Жертва» // Современные научные исследования и инновации. 2017. № 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2017/01/77530
  12. Косников Ю. Н. Геометрические преобразования в компьютерной графике: учебное пособие. – Пенза: Изд-во ПГУ, 2011
  13. Саралашвили А.А., Гусева Е.Н. Компьютерное моделирование демографических процессов // Современные научные исследования и инновации. 2017. № 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2017/01/77136
  14. Сафонов В. И. Компьютерное моделирование: учебное пособие. / В. И. Сафонов; Мордов. гос. пед. ин-т – Саранск, 2009. – 92 с.
  15. Свободная энциклопедия Википедия, Моделирование. [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Моделирование (дата обращения 10.04.2017)
  16. Снижко Е. А. Компьютерная геометрия и графика: конспект лекций / Е. А.Снижко; Балт.гос.техн.ун-т. – СПб, 2005. – 132 с.
  17. Татарникова В.В., Гусева Е.Н. Использование компьютерного моделирования в решении задач о системах массового обслуживания // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 6 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/06/69373 (дата обращения: 10.04.2017).


Все статьи автора «Сафина Савия Батыровна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: