Использование виртуальных трехмерных учебных объектов в школьном курсе информатики
|
Введение 7
Глава 1. Теоретические предпосылки использования виртуальных образовательных трехмерных объектов в среднем образовании 12
1.1 Концепция современных систем обучения и виртуальных трехмерных
объектов обучения с помощью новых технологий 12
1.2. Дидактические цели использования виртуальных объектов обучения17
1.3 Методические особенности обучения с использованием виртуальных
объектов 21
Глава 2. Выбор, создание и использование виртуальных учебных объектов в школьном курсе информатики 28
2.1 Классификация виртуальных объектов обучения на виды по целям
обучения 28
2.2. Подбор устройств и средств для виртуальных объектов 34
2.3 Создание виртуальных объектов на компьютере и их использование в
обучении 47
Глава 3. Методические основы обучения будущих учителей информатики с использованием виртуальных объектов 65
3.1 Дидактические модели обучения с использованием виртуальных объектов обучения 65
3.2 Методы использования виртуальных объектов в обучении 73
3.3 Методические указания по подготовке будущих учителей информатики
к использованию учебных объектов в школьном курсе информатики 85
Заключение 88
Библиографический список 91
Глава 1. Теоретические предпосылки использования виртуальных образовательных трехмерных объектов в среднем образовании 12
1.1 Концепция современных систем обучения и виртуальных трехмерных
объектов обучения с помощью новых технологий 12
1.2. Дидактические цели использования виртуальных объектов обучения17
1.3 Методические особенности обучения с использованием виртуальных
объектов 21
Глава 2. Выбор, создание и использование виртуальных учебных объектов в школьном курсе информатики 28
2.1 Классификация виртуальных объектов обучения на виды по целям
обучения 28
2.2. Подбор устройств и средств для виртуальных объектов 34
2.3 Создание виртуальных объектов на компьютере и их использование в
обучении 47
Глава 3. Методические основы обучения будущих учителей информатики с использованием виртуальных объектов 65
3.1 Дидактические модели обучения с использованием виртуальных объектов обучения 65
3.2 Методы использования виртуальных объектов в обучении 73
3.3 Методические указания по подготовке будущих учителей информатики
к использованию учебных объектов в школьном курсе информатики 85
Заключение 88
Библиографический список 91
Актуальность исследования. Сегодня экономическое и духовное развитие страны, изменения в содержании образования и новая структура образования требуют от учителей повышения и обновления своего профессионального мастерства. В сфере образования ведущую роль играет обучение инновационными методами с использованием новых инновационных технологий. Развитие информационных и коммуникационных технологий привело к инновациям процесса преподавания и обучения. Интеграция новых технологий в образовательном процессе позволяет преподавателям создавать или воссоздавать новые учебные материалы на основе комбинации интерактивных мультимедийных ресурсов. Кроме того, интеграция ИКТ в цифровое обучение значительно снизила барьеры на пути к инновационному образованию и помогла преодолеть временные и пространственные ограничения традиционных моделей обучения, тем самым переведя учащихся с пассивного обучения на активные методы обучения. Внедрение технологических новшеств в образование является требованием реальности и условий обучения. Однако эти требования должны начинаться с проектирования и разработки педагогических идей и соответствующих учебных материалов. Что касается учебных материалов, созданных с помощью ИКТ, то они различаются в зависимости от виртуальных учебных объектов и виртуальных учебных сред. Они широко рассматриваются как потенциальные средства для современного процесса обучения.
В настоящее время одним из наиболее перспективных направлений развития образования является дистанционное обучение с использованием современных телекоммуникационных технологий, виртуальных объектов. Виртуальная технология - единственная современная информационная
технология, способная реализовать возможность электронного, дистанционного обучения и т.д. Виртуальные лаборатории повышают познавательный интерес обучающихся и используются для расширения их инженерных, изобретательских и научных направлений. Виртуальные объекты обучения определяются как совокупность цифровых ресурсов, которые могут использоваться в различных контекстах, имеют образовательное назначение и состоят как минимум из трех внутренних компонентов: содержания, учебной деятельности и элементов контекстуализации. Кроме того, объект обучения должен иметь внешнюю информационную структуру (метаданные) для облегчения хранения, идентификации и восстановления. С другой стороны, виртуальные объекты обучения создаются в соответствии с учебными задачами средств ИКТ, что приводит к изменению методов преподавания и обучения в отношении преподавателей и обучающихся к знаниям и взаимодействия агентов, вовлеченных в образовательный процесс. Это не реальный объект, а сложное и комплексное технологическое сооружение. То есть большая технологическая структура, объединяющая в себе педагогические и образовательные элементы, возникающие на основе опыта образовательных технологий, информационных и коммуникационных технологий. Использование визуализации в обучении стимулирует интерес учащихся к теме и облегчает им понимание основных понятий. Это преимущество может решить проблемы, связанные с различными особыми образовательными потребностями, такими как внимание учащихся, уверенность в себе и отсутствие базовых знаний в процессе обучения. Виртуальные учебные объекты, которые воспроизводят реальные объекты, очень богаты, и их использование в образовании играет важную роль. Использование виртуальных объектов позволяет учителям быстро и легко объяснять большой объем теоретического материала, а учащимся — эффективно учиться. Это также развивает их творческое мышление и повышает мотивацию к обучению. Об анализе содержания виртуальной реальности для предмета информатики исследовали зарубежные исследователи Нгуен В.Т., Чжан Ю., Юнг К., Шримадхавен Т., Денгель А., Боливар С., Перес Д., Пармар Д. Боливар С., Перес Д., Карраскильо А., Уильямс А.С., Валланс М., Бабич Н. и др. О внедрении виртуальной и дополненной реальности в образовательный процесс говорили российские исследователи Босова Л.Л., Касторнова В.. А., Козлов О. А., Поляков В. П., Софронова Н. В., Бяндин Д.В., Майер Р.В., Осипова Н., Кварцов Х. и др.
Совершенствование методов обучения и внедрение информационных технологий в образование сегодня являются приоритетными задачами. Существует множество исследований по повышению качества образования за счет разработки и использования виртуальных учебных объектов в образовании. Однако у учителей в этой области нет методологии для классификации, систематизации и демонстрации возможностей. Поэтому важно создавать виртуальные объекты, внедрять содержание, методы обучения.
Объект исследования: виртуальные трехмерные объекты в процессе обучения информатики в средней школе;
Предмет исследования: методы создания и использования виртуальных трехмерных объектов обучения при подготовке будущих учителей информатики.
Цель исследования. Научно-педагогическое обоснование методов создания и использования виртуальных объектов обучения в школьном курсе информатики и разработка методических рекомендаций по их применению про подготовке будущих учителей информатики.
Задачи исследования:
- библиографический обзор и анализ темы исследования;
-анализ виртуальных объектов в образовании и методы их использования; - классификация виртуальных объектов обучения на виды по целям обучения;
-подбор устройств и средств для виртуальных объектов;
-создание виртуальных объектов на компьютере и их использование в обучении;
- разработка методических рекомендаций по использованию виртуальных объектов обучения при подготовке будущих учителей информатики.
Методы исследования: Анализ возможностей новых информационных технологий в обучении литературе, отечественным, зарубежным научным исследованиям в подготовке объектов виртуального обучения. Разработка образцов виртуальных трехмерных моделей обучения в школьном курсе информатики.
Научная новизна исследования.
- проведена классификация виртуальных объектов в образовании;
- обоснован метод обучения с использованием виртуальных объектов обучения в школьном курсе информатики;
- разработаны методические рекомендации по использованию виртуальных объектов обучения при подготовке будущих учителей информатики.
Теоретическая значимость исследования: Классификация виртуальных объектов обучения, разработка и представление эффективных методов обучения с их применением.
Прикладная значимость исследования: умения создавать и использовать виртуальные объекты, а также станут специалистами, которые смогут использовать их в своей практике.
Структура и содержание диссертации.
Диссертация состоит из введения, трех основных разделов, заключения, списка использованной литературы и приложения.
Во вступительном разделе определяются актуальность, цель, задачи, форма, предмет, методологические и теоретические основы, методы, научная новизна и теоретическая и практическая значимость исследования.
В первой главе «Теоретические предпосылки использования виртуальных образовательных средств в системе среднего образования» определены теоретико-методологические основы современных систем обучения с помощью новых технологий. Описаны методические особенности обучения использованию виртуальных объектов обучения.
Во второй главе под названием «Выбор, создание и использование виртуальных учебных объектов в школьном курсе информатики» на примере предмета информатики классифицируются виртуальные учебные объекты на виды по целям обучения и выбираются средства и средства их создания.
В третьем разделе «Методические указания по подготовке будущих учителей информатики к использованию учебных объектов в школьном курсе информатики» выявляются и описываются дидактические модели обучения с использованием виртуальных объектов и методы их использования при подготовке будущих учителей информатики.
В заключении даны рекомендации и концепции, основанные на результатах исследования.
В настоящее время одним из наиболее перспективных направлений развития образования является дистанционное обучение с использованием современных телекоммуникационных технологий, виртуальных объектов. Виртуальная технология - единственная современная информационная
технология, способная реализовать возможность электронного, дистанционного обучения и т.д. Виртуальные лаборатории повышают познавательный интерес обучающихся и используются для расширения их инженерных, изобретательских и научных направлений. Виртуальные объекты обучения определяются как совокупность цифровых ресурсов, которые могут использоваться в различных контекстах, имеют образовательное назначение и состоят как минимум из трех внутренних компонентов: содержания, учебной деятельности и элементов контекстуализации. Кроме того, объект обучения должен иметь внешнюю информационную структуру (метаданные) для облегчения хранения, идентификации и восстановления. С другой стороны, виртуальные объекты обучения создаются в соответствии с учебными задачами средств ИКТ, что приводит к изменению методов преподавания и обучения в отношении преподавателей и обучающихся к знаниям и взаимодействия агентов, вовлеченных в образовательный процесс. Это не реальный объект, а сложное и комплексное технологическое сооружение. То есть большая технологическая структура, объединяющая в себе педагогические и образовательные элементы, возникающие на основе опыта образовательных технологий, информационных и коммуникационных технологий. Использование визуализации в обучении стимулирует интерес учащихся к теме и облегчает им понимание основных понятий. Это преимущество может решить проблемы, связанные с различными особыми образовательными потребностями, такими как внимание учащихся, уверенность в себе и отсутствие базовых знаний в процессе обучения. Виртуальные учебные объекты, которые воспроизводят реальные объекты, очень богаты, и их использование в образовании играет важную роль. Использование виртуальных объектов позволяет учителям быстро и легко объяснять большой объем теоретического материала, а учащимся — эффективно учиться. Это также развивает их творческое мышление и повышает мотивацию к обучению. Об анализе содержания виртуальной реальности для предмета информатики исследовали зарубежные исследователи Нгуен В.Т., Чжан Ю., Юнг К., Шримадхавен Т., Денгель А., Боливар С., Перес Д., Пармар Д. Боливар С., Перес Д., Карраскильо А., Уильямс А.С., Валланс М., Бабич Н. и др. О внедрении виртуальной и дополненной реальности в образовательный процесс говорили российские исследователи Босова Л.Л., Касторнова В.. А., Козлов О. А., Поляков В. П., Софронова Н. В., Бяндин Д.В., Майер Р.В., Осипова Н., Кварцов Х. и др.
Совершенствование методов обучения и внедрение информационных технологий в образование сегодня являются приоритетными задачами. Существует множество исследований по повышению качества образования за счет разработки и использования виртуальных учебных объектов в образовании. Однако у учителей в этой области нет методологии для классификации, систематизации и демонстрации возможностей. Поэтому важно создавать виртуальные объекты, внедрять содержание, методы обучения.
Объект исследования: виртуальные трехмерные объекты в процессе обучения информатики в средней школе;
Предмет исследования: методы создания и использования виртуальных трехмерных объектов обучения при подготовке будущих учителей информатики.
Цель исследования. Научно-педагогическое обоснование методов создания и использования виртуальных объектов обучения в школьном курсе информатики и разработка методических рекомендаций по их применению про подготовке будущих учителей информатики.
Задачи исследования:
- библиографический обзор и анализ темы исследования;
-анализ виртуальных объектов в образовании и методы их использования; - классификация виртуальных объектов обучения на виды по целям обучения;
-подбор устройств и средств для виртуальных объектов;
-создание виртуальных объектов на компьютере и их использование в обучении;
- разработка методических рекомендаций по использованию виртуальных объектов обучения при подготовке будущих учителей информатики.
Методы исследования: Анализ возможностей новых информационных технологий в обучении литературе, отечественным, зарубежным научным исследованиям в подготовке объектов виртуального обучения. Разработка образцов виртуальных трехмерных моделей обучения в школьном курсе информатики.
Научная новизна исследования.
- проведена классификация виртуальных объектов в образовании;
- обоснован метод обучения с использованием виртуальных объектов обучения в школьном курсе информатики;
- разработаны методические рекомендации по использованию виртуальных объектов обучения при подготовке будущих учителей информатики.
Теоретическая значимость исследования: Классификация виртуальных объектов обучения, разработка и представление эффективных методов обучения с их применением.
Прикладная значимость исследования: умения создавать и использовать виртуальные объекты, а также станут специалистами, которые смогут использовать их в своей практике.
Структура и содержание диссертации.
Диссертация состоит из введения, трех основных разделов, заключения, списка использованной литературы и приложения.
Во вступительном разделе определяются актуальность, цель, задачи, форма, предмет, методологические и теоретические основы, методы, научная новизна и теоретическая и практическая значимость исследования.
В первой главе «Теоретические предпосылки использования виртуальных образовательных средств в системе среднего образования» определены теоретико-методологические основы современных систем обучения с помощью новых технологий. Описаны методические особенности обучения использованию виртуальных объектов обучения.
Во второй главе под названием «Выбор, создание и использование виртуальных учебных объектов в школьном курсе информатики» на примере предмета информатики классифицируются виртуальные учебные объекты на виды по целям обучения и выбираются средства и средства их создания.
В третьем разделе «Методические указания по подготовке будущих учителей информатики к использованию учебных объектов в школьном курсе информатики» выявляются и описываются дидактические модели обучения с использованием виртуальных объектов и методы их использования при подготовке будущих учителей информатики.
В заключении даны рекомендации и концепции, основанные на результатах исследования.
Анализ практического опыта использования виртуальных объектов обучения в обучении показал, насколько новыми являются виртуальные технологии для образования, что подтвердило актуальность исследования.
Анализ научной литературы и интернет- источников в области разработки виртуальных объектов обучения, а также анализ методических особенностей использования виртуальных объектов обучения позволили выявить преимуществ темы, процесса требующие объект дополнительной проекционных визуализации экспертизу при процессоры изучении работой школьного курса информатики. В учащихся ходе виртуальных исследования reality были использованием созданы урока инструкции constraints по информационно созданию которые виртуальных педагогические объектов в продолжительность процессе числе обучения. синтетическую Виртуальные технологии объекты были обучения, образовательном созданные в элементов процессе самостоятельности исследования, материалов могут учебник быть использование использованы достижений непосредственно платформы на фигуры уроках если информатики, а social на расширить их будет основе достижение могут быть созданы аналогичные объекты обучения для других дисциплин.
Внедрение и использование виртуальных учебных объектов в образовании является одним из важнейших способов дополнения стратегий понимания информатики для старшеклассников. Есть несколько преимуществ их использования в преподавании и обучении. Во-первых, они развивают навыки социального взаимодействия и чтения, поощряют самостоятельную работу и интерактивным образом сообщают содержание информатики. Студенты имеют возможность общаться, обмениваться идеями и работать с другими одноклассниками в различных видах деятельности. Во- вторых, виртуальные учебные объекты мотивируют учащихся к обучению и повышают их уверенность в себе, так как учитель всегда готов решить проблемы учащихся, поскольку они позволяют учащимся учиться индивидуально и взаимодействовать с учителем. Есть много причин и преимуществ использования виртуальных объектов, и учитель может определить, на каком этапе использовать их в своем предмете. Технологии виртуальной и дополненной реальности варьируются от создания виртуальных лабораторий и объектов до физики, биологии, химии, астрономии и многого другого. позволяет взаимодействовать с различными областями науки перед исследованиями в этой области.
Использование виртуальных объектов обучения требует соблюдения соответствующих дидактических принципов: принципа дидактической релевантности, принципа доступности, принципа научности, принципа наглядности, принципа систематичности обучения, принципа систематического обучения, принцип активности, принцип самостоятельности. Обеспечение реализации этих принципов при создании виртуальных объектов обучения и их использование в обучении с учетом специфики разных предметных областей показывает, что тема исследования является актуальной педагогической проблемой в будущем и имеет большие междисциплинарные исследовательские перспективы.
Основные результаты исследования заключаются в следующем:
- проведен библиографический обзор и анализ темы исследования, которые показали высокие дидактические качества виртуальных трехмерных средств обучения;
- был проведен анализ виртуальных объектов в образовании и методов их использования, которые позволили провести классификацию виртуальных объектов обучения информатике по целям обучения;
- изучены программные средства создания виртуальных объектов и проведен подбор устройств и средств для виртуальных объектов обучения школьному курсу информатики;
- был создан комплекс виртуальных объектов на компьютере, связанных с темами школьного курса информатики и описаны возможности их использования в учебном процессе;
- разработаны методические рекомендации по использованию виртуальных объектов обучения при подготовке будущих учителей информатики.
Анализ научной литературы и интернет- источников в области разработки виртуальных объектов обучения, а также анализ методических особенностей использования виртуальных объектов обучения позволили выявить преимуществ темы, процесса требующие объект дополнительной проекционных визуализации экспертизу при процессоры изучении работой школьного курса информатики. В учащихся ходе виртуальных исследования reality были использованием созданы урока инструкции constraints по информационно созданию которые виртуальных педагогические объектов в продолжительность процессе числе обучения. синтетическую Виртуальные технологии объекты были обучения, образовательном созданные в элементов процессе самостоятельности исследования, материалов могут учебник быть использование использованы достижений непосредственно платформы на фигуры уроках если информатики, а social на расширить их будет основе достижение могут быть созданы аналогичные объекты обучения для других дисциплин.
Внедрение и использование виртуальных учебных объектов в образовании является одним из важнейших способов дополнения стратегий понимания информатики для старшеклассников. Есть несколько преимуществ их использования в преподавании и обучении. Во-первых, они развивают навыки социального взаимодействия и чтения, поощряют самостоятельную работу и интерактивным образом сообщают содержание информатики. Студенты имеют возможность общаться, обмениваться идеями и работать с другими одноклассниками в различных видах деятельности. Во- вторых, виртуальные учебные объекты мотивируют учащихся к обучению и повышают их уверенность в себе, так как учитель всегда готов решить проблемы учащихся, поскольку они позволяют учащимся учиться индивидуально и взаимодействовать с учителем. Есть много причин и преимуществ использования виртуальных объектов, и учитель может определить, на каком этапе использовать их в своем предмете. Технологии виртуальной и дополненной реальности варьируются от создания виртуальных лабораторий и объектов до физики, биологии, химии, астрономии и многого другого. позволяет взаимодействовать с различными областями науки перед исследованиями в этой области.
Использование виртуальных объектов обучения требует соблюдения соответствующих дидактических принципов: принципа дидактической релевантности, принципа доступности, принципа научности, принципа наглядности, принципа систематичности обучения, принципа систематического обучения, принцип активности, принцип самостоятельности. Обеспечение реализации этих принципов при создании виртуальных объектов обучения и их использование в обучении с учетом специфики разных предметных областей показывает, что тема исследования является актуальной педагогической проблемой в будущем и имеет большие междисциплинарные исследовательские перспективы.
Основные результаты исследования заключаются в следующем:
- проведен библиографический обзор и анализ темы исследования, которые показали высокие дидактические качества виртуальных трехмерных средств обучения;
- был проведен анализ виртуальных объектов в образовании и методов их использования, которые позволили провести классификацию виртуальных объектов обучения информатике по целям обучения;
- изучены программные средства создания виртуальных объектов и проведен подбор устройств и средств для виртуальных объектов обучения школьному курсу информатики;
- был создан комплекс виртуальных объектов на компьютере, связанных с темами школьного курса информатики и описаны возможности их использования в учебном процессе;
- разработаны методические рекомендации по использованию виртуальных объектов обучения при подготовке будущих учителей информатики.
Подобные работы
- ЭЛЕКТИВНЫЙ КУРС «3D МОДЕЛИРОВАНИЕ В СРЕДЕ
SKETCHUP» КАК СРЕДСТВО РАЗВИТИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ТВОРЧЕСТВА ОБУЧАЮЩИХСЯ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ
Дипломные работы, ВКР, педагогика. Язык работы: Русский. Цена: 4700 р. Год сдачи: 2018 - Разработка методических материалов для обучения школьников основам обработки графической информации в базовом курсе информатики и ИКТ 8-9 классов
Дипломные работы, ВКР, информатика. Язык работы: Русский. Цена: 4900 р. Год сдачи: 2018 - «ДОПОЛНЕННАЯ РЕАЛЬНОСТЬ»: ИННОВАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОРГАНИЗАЦИИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА ПО ИНФОРМАТИКЕ
Дипломные работы, ВКР, педагогика. Язык работы: Русский. Цена: 5970 р. Год сдачи: 2016 - Разработка учебно-методического материала для раздела «Стереометрия» профильного курса математики в электронной среде 3D редактора
Дипломные работы, ВКР, математика. Язык работы: Русский. Цена: 4900 р. Год сдачи: 2018 - Проектирование и реализация интерактивных моделей для цифровых образовательных ресурсов по школьному курсу информатики
Дипломные работы, ВКР, педагогика. Язык работы: Русский. Цена: 4320 р. Год сдачи: 2017 - РОЛЬ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«КОМПЬЮТЕРНАЯ И ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА»
В ПОДГОТОВКЕ УЧИТЕЛЯ МАТЕМАТИКИ И ИНФОРМАТИКИ
Дипломные работы, ВКР, информатика. Язык работы: Русский. Цена: 4760 р. Год сдачи: 2018 - Эволюции информационных технологий
Дипломные работы, ВКР, информатика. Язык работы: Русский. Цена: 4910 р. Год сдачи: 2017