ИЗУЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ В СИСТЕМЕ ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

Полный текст

Важным условием для формирования человека является его способность воспринимать, обрабатывать и использовать графическую информацию. В настоящее время процесс информатизации образования стремительно развивается, что позволяет использовать в обучении целый ряд новых информационных технологий (см., например, работы [1-3; 5; 7-10]). Изучение компьютерной графики в школе - одна из важнейших областей применения персональных компьютеров и одно из ведущих направлений в развитии новых информационных технологий. Трудно найти область человеческой деятельности в современном мире, где компьютерная графика не используется. Считается, что 98% информации из окружающей среды человек получает через зрение и использует образы для принятия необходимых решений для выполнения дальнейших действий. Компьютерная графика - это один из ведущих разделов информатики, который служит средством приобретения новых знаний, развития навыков работы с компьютером. В связи с постоянным ростом и развитием информационных технологий в современном обществе растет потребность в инновационных разработках - соответственно, должен расти и уровень знаний. Однако огромное количество печатной методической литературы, доступной в школьных библиотеках, устарело. Компьютерной графике уделено недостаточно внимания в системе общего образования. Содержание курса этой предметной области так описывает предметные навыки учеников при работе с элементами компьютерной графики, которые включают в себя работу с простыми информационными объектами (текстом, таблицей, диаграммой, рисунком): преобразование, создание, сохранение, удаление. Вывести изображение на принтер. В тематическом планировании темы «Технология» выделяются следующие темы, которые содержат элементы работы с компьютерной графикой: «Печатные издания. Виды печатных изданий. Иллюстрации в публикациях. Простые схемы и таблицы в публикациях». В рамках курса инженерной графики в системе высшего и среднего профессионального образования студенты учатся рисовать детали промышленного оборудования в системе автоматизированного проектирования «Компас». Большинство студентов не имеют опыта создания компьютерных моделей и чертежей деталей. Многие студенты нуждаются в дополнительном обучении компьютерной графике. Представление о степени разработки темы «Компьютерная графика» в школьном курсе информатики, дают соответствующие разделы школьных учебников и учебных пособий. Преподавание базового курса по программе И.Г. Семакина (см., например, работы [4; 6]) включает изучение графического редактора и принципов работы с ним. Всего 7 часов. Кроме того, автор предлагает провести исследование в сравнительном анализе растрового и векторного редакторов Paint и CorelDraw, не исключая, в то же время, произвольного выбора графических редакторов. В учебнике Н.В. Макаровой «Информатика: учебник. 10-11 класс. 1 часть: Базовый уровень» есть тема «Представление графической информации в компьютере». Здесь рассматриваются следующие понятия: растровое изображение, объем точечного изображения, глубина цвета, размер графического файла, формат графического файла (BMP, GIF, TIFF, JPEG, PCX), векторное изображение, графический примитив. Тема содержит сравнительное описание растровой и векторной графики, в которых обсуждаются вопросы построения, редактирования, масштабирования и применения графики. Тема содержит тестовые вопросы и 5 заданий. Это не отдельная тема, а часть темы по подготовке текстовых документов для дальнейшей работы над проектом. В учебнике Н.Д. Угриновича «Растровая и векторная графика в информатике и информационных технологиях» растровая графика рассматривается в главе «Технология обработки графической информации». В первой части главы рассмотрена растровая графика, файлы изображений. Представлены концепции растровой, пиксельной, битовой глубины, графического примитива и алгоритма сжатия. Рассмотрен растровый редактор Paint. В учебниках И.Г. Семакина, Э.К. Хеннера «Информатика 10-11 класс» по графике нет отдельных практических работ. Графика внедряется в практическую работу по другим темам: инструменты для рисования в текстовом процессоре, создания презентаций и сайта. Минимальные понятия о растровых изображениях и программах, работающих с ними рассмотрены в учебнике Н.Д. Угриновича «Информатика и ИКТ: учебник для 9 класса». Этот учебник дает общее представление растрового изображения и работы с ним в главе «Кодирование и обработка графической и мультимедийной информации». Этот вопрос в учебнике дается на 39 страницах, чего недостаточно для изучения работы с тем или иным редактором. Учебник написан на сложном языке для ученика 9-го класса и в то же время этот материал недостаточен для получения объема знаний, необходимых для создания изображений и их редактирования. Источник растровых изображений - это метод, который может оцифровывать аналоговые изображения или принимать их непосредственно в цифровой форме. Цифровые видеокамеры могут быть назначены на устройства, которые получают цифровые изображения непосредственно (и когда дело касается любительской работы, веб-камер). Растровая графика - основа компьютерной графики, без нее невозможно представить многое из того, что нас окружает: бегущая строка в общественном транспорте, таблоид на вокзале, шрифты на компьютере, изображение на мониторе или экране телевизора. Растровая графика послужила основой для разработки других видов компьютерной графики. Изучение этого раздела требует творческого подхода и четкого изложения материала. Изображение, полученное этими устройствами сразу, без каких-либо преобразований, сохраняется как файлы на специальных носителях. Затем файлы, содержащие изображения, переносятся с цифрового устройства на компьютер. Вебкамера обычно не имеет собственного запоминающего устройства и просто переводит цифровой сигнал в компьютер. Устройства для оцифровки изображений включают в себя различные устройства для преобразования аналогового сигнала в цифровой. Просто нужно положить фотографию в сканер и получить готовое изображение на компьютере. Эти свойства растровой графики позволяют детям, даже без художественных способностей, ощущать себя определенным творцом, уметь создавать художественные образы и широкие возможности для самореализации. Благодаря современной разработке цифровых технологий дети имеют доступ к графической информации. Сегодня у каждого ребенка есть телефон с возможностью фото- и видеосъемки хорошего качества. И нужно постараться использовать это факт в образовательных целях. Одно из важнейших понятий компьютерной графики - это графический формат. Каждый графический объект сохраняется в файле того или иного графического формата. Графический формат файла определяет технологию хранения графической информации в файле. Основными видами графических форматов являются растровые и векторные форматы. Растровые изображения сохраняются с помощью матрицы пикселей. Для каждого пикселя этой матрицы сохраняется двоичный код, который определяет цвет пикселя. Такие данные хранит файл, а также его алгоритм сжатия. Векторные изображения сохраняются в виде геометрических примитивов их свойств - координат, размеров, цветов и др. Среди разнообразия растровых и векторных форматов нет идеального формата, который бы удовлетворял требованиям всех пользователей. Выбор формата записи графической информации зависит от целей работы с изображением и способа его получения. Если требуется фотографическая точность воспроизведения цвета, то преимущество отдается растровой графике. Чертежи, схемы и другая рисованная графика, в том числе компьютерная анимация, как правило, хранится и обрабатывается с использованием векторной графики. От формата файла зависит и объем памяти, который занимает этот файл. Графические редакторы позволяют пользователю выбрать графический формат. Если необходимо работать с изображением реальной действительности, то целесообразно выбрать растровый графический формат. Существует несколько десятков форматов растровых файлов. Каждый из них имеет свои положительные качества, которые определяют возможность его использования при работе с графической информацией. Например, наиболее распространенные из них следующие. Достаточно общий формат Bitmap. Файлы в этом формате имеют расширение BMP. Этот формат поддерживают практически все графические редакторы растровой графики. Основной недостаток формата BMP - размер сжатия. Для того, чтобы хранить многоцветные изображения, используется формат JPEG, файлы которого имеют расширение JPG или JPEG. Этот формат позволяет сжимать изображение с большим коэффициентом за счет частичной потери данных. Чем меньше цвет изображения, тем хуже эффект от использования формата JPEG. Но на экране компьютера это практически незаметно. Формат GIF - самый компактный размер изображения, который имеет потерю данных, и уменьшает в несколько раз размер файла. Файлы в этом формате имеют расширение GIF. В этом формате сохраняются изображения с небольшой глубиной цвета, например, при создании иллюстраций. В формате GIF есть интересные функции, позволяющие сохранять такие эффекты, как прозрачность фонового изображения и анимации. GIF-формат также позволяет записывать изображение «по линии», благодаря чему с частью файла можно видеть все изображение, но с более низким разрешением. Графический формат PNG - формат графического файла, подобный GIF, но поддерживающий большее количество цветов. Для документов, передаваемых через Интернет, очень важно иметь файлы небольшого размера. Поэтому при подготовке веб-страниц используются типы JPEG, GIF, PNG. Если имеются особенно высокие требования к качеству изображений, то применяется специальный формат TIFF. Файлы в этом формате имеют расширение TIF или TIFF. Они обеспечивают достаточную степень сжатия и возможность хранить больше данных в файле, в котором рисунки расположены во вспомогательных слоях и содержат аннотации и примечания к рисункам. Файлы графического формата PSD создаются в растровых графических редакторах, таких как Adobe Photoshop и позволяют создать изображение на компьютере. Форматы векторных графических файлов намного меньше. Например, наиболее распространенный из них WMF - представляет собой универсальный формат для Windowsдополнений. Используется для хранения коллекции графических изображений Microsoft Clip Gallery. Проведенный анализ позволяет сделать вывод о том , что в школьном курсе информатики недостаточно освещены вопросы, связанные с изучением компьютерной графики. Это не позволяет учащимся получать необходимые навыки для создания и обработки графических объектов в графических редакторах. В связи с тем, что дисциплина информатика перенасыщена понятиями и изучению каждого из них уделяется мало времени, курс компьютерной графики должен быть чрезвычайно емким и в то же время наиболее эффективным. Изучение компьютерной графики должно происходить в процессе формирования умений работать с соответствующими графическими редакторами. Однако при разработке уроков не следует забывать о необходимости осваивать основные концепции построения компьютерных изображений. На профильном уровне - углубленное изучение редакторов компьютерной графики, возможность создавать: образы с помощью нескольких редакторов, целевого изображения для поддержки собственных проектов, анимированных роликов и простых 3D-сцен, импортировать и экспортировать изображения и элементы изображения. Однако практической литературы для этого уровня почти нет. Есть разбросанные уроки, нет методических рекомендаций для учителей. То есть, больше методических материалов связано с обучением компьютерной графике на базовом уровне. Таким образом, в учебниках по информатике содержание учебного материала в разделе «Информационные технологии» представлено по-разному - на примере различных программных средств. Кроме того, количество часов, затрачиваемых на изучение этого раздела, слишком мало по сравнению с содержанием, которое нужно освоить. В то же время использование компьютерной графики позволяет существенно увеличить эффективность обучения не только информатике, но и другим предметам, в частности геометрии, за счет принципа наглядности и активности.

Об авторах

Х А Гербеков

Карачаево-черкесский государственный университет им. У.Д. Алиева

Автор, ответственный за переписку.
Email: hamit_gerbekov@mail.ru

Гербеков Хамид Абдулович, кандидат педагогических наук, доцент, заведующий кафедрой алгебры и геометрии Карачаево-черкесского государственного университета им. У.Д. Алиева.

ул. Ленина, 29, Карачаевск, Карачаево-Черкесская Республика, Россия, 369202

И Т Халкечева

Карачаево-черкесский государственный университет им. У.Д. Алиева

Email: ihalkecheva@mail.ru

Халкечева Индира Тахировна, старший преподаватель алгебры и геометрии Карачаевочеркесского государственного университета им. У.Д. Алиева.

ул. Ленина, 29, Карачаевск, Карачаево-Черкесская Республика, Россия, 369202

Список литературы