ОБУЧАЮЩАЯ СИСТЕМА ПО КУРСУ«КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА»: ДВУМЕРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
|
ВВЕДЕНИЕ 6
1. Принципы построения обучающих систем и их классификация 8
2. Постановка задачи 16
2.1 Требования 16
2.2 Структура данных 17
2.3 Диаграмма деятельности 18
3. Предметная область 22
3.1. Определение компьютерной графики 22
3.2. Геометрические преобразования 23
3.2.1. Сдвиг 24
3.2.2. Масштабирование 24
3.2.3. Поворот 25
3.2.4. Совмещенное преобразование 26
4. Анализ программного кода 29
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 37
ЛИТЕРАТУРА 41
1. Принципы построения обучающих систем и их классификация 8
2. Постановка задачи 16
2.1 Требования 16
2.2 Структура данных 17
2.3 Диаграмма деятельности 18
3. Предметная область 22
3.1. Определение компьютерной графики 22
3.2. Геометрические преобразования 23
3.2.1. Сдвиг 24
3.2.2. Масштабирование 24
3.2.3. Поворот 25
3.2.4. Совмещенное преобразование 26
4. Анализ программного кода 29
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 37
ЛИТЕРАТУРА 41
На сегодняшний день модернизация компьютеров способствует росту количества новых технологий в разнообразных сферах практической и научной деятельности. К таким сферам также можно отнести образование - процесс непосредственной передачи и приема опыта, навыков, умений и знаний поколений во взаимодействии педагога и учащихся. Будучи само по себе сильной информационной сферой, и владея опытом использования различных классических (не компьютерных) информационных систем, образование быстро откликнулось на возможности современной техники. Таким образом, большую известность приобретают обучающие системы, в том числе и автоматизированные.
Автоматизированная обучающая система представляет собой компьютерное педагогическое программное средство, предназначенное для предъявления новой информации, усвоения навыков и умений, промежуточного и итогового тестирования (экзаменование), располагающее надежной системой помощи, как по самой обучающей программе, так и по изучаемому предмету.
Благодаря автоматизированным обучающим системам позволяется возможность:
а) активизировать учебный процесс;
б) индивидуализировать обучение;
в) повысить наглядность в предоставлении материала;
г) повысить интерес к обучению.
Отличительными чертами представленной обучающей системы является осуществление одной или нескольких дидактических функций в большей мере, чем остальные обучающие устройства, освобождение учащихся от некоторых вспомогательных компонентов учебной деятельности, не ведущих непосредственно к усвоению. В ходе непосредственных разговоров с учащимися автоматизированная обучающая система позволяет уменьшить объём лекционного материала и выделить время для диалогов лектора со слушателями.
Возможность использовать обучающую систему для проведения лабораторных и практических работ уменьшает разрыв между получением знаний и их реальным усвоением, содействует большей самостоятельности учащихся.
Мною была реализована обучающая система по курсу "Компьютерная графика": Двумерные преобразования. Учебный материал размещен в трех частях.
Часть I «Теоретический материал» содержит основные теоретические сведения, усвоение которого способствует более осознанному восприятию материала в последующих частях. В эту часть включены необходимые опорные сведения и свойства компьютерной графики.
Часть II «Моделирование» включает в себя наглядное представление работы преобразований над фигурами в двумерном пространстве. Реализация модификации может быть рассмотрена как отдельными параметрами (только масштабирование, только поворот, только сдвиг), так и в совмещенном формате. Помимо этого, в данном разделе представлены готовые примеры, имитирующие движение фигур по заданной формуле.
В части III «Тест» происходит проверка знаний обучаемого. Тестирование может проходить в любой момент изучения предмета, что позволяет отслеживать степень усвоение материала.
Данная обучающая программа может применяться для компьютерной поддержки изучения компьютерной графики в ВУЗах. Применение АОС возможно в различных видах учебной работы: на лекциях и практических занятиях, для текущего и итогового контроля, для самоподготовки учащихся в компьютерных классах.
Автоматизированная обучающая система представляет собой компьютерное педагогическое программное средство, предназначенное для предъявления новой информации, усвоения навыков и умений, промежуточного и итогового тестирования (экзаменование), располагающее надежной системой помощи, как по самой обучающей программе, так и по изучаемому предмету.
Благодаря автоматизированным обучающим системам позволяется возможность:
а) активизировать учебный процесс;
б) индивидуализировать обучение;
в) повысить наглядность в предоставлении материала;
г) повысить интерес к обучению.
Отличительными чертами представленной обучающей системы является осуществление одной или нескольких дидактических функций в большей мере, чем остальные обучающие устройства, освобождение учащихся от некоторых вспомогательных компонентов учебной деятельности, не ведущих непосредственно к усвоению. В ходе непосредственных разговоров с учащимися автоматизированная обучающая система позволяет уменьшить объём лекционного материала и выделить время для диалогов лектора со слушателями.
Возможность использовать обучающую систему для проведения лабораторных и практических работ уменьшает разрыв между получением знаний и их реальным усвоением, содействует большей самостоятельности учащихся.
Мною была реализована обучающая система по курсу "Компьютерная графика": Двумерные преобразования. Учебный материал размещен в трех частях.
Часть I «Теоретический материал» содержит основные теоретические сведения, усвоение которого способствует более осознанному восприятию материала в последующих частях. В эту часть включены необходимые опорные сведения и свойства компьютерной графики.
Часть II «Моделирование» включает в себя наглядное представление работы преобразований над фигурами в двумерном пространстве. Реализация модификации может быть рассмотрена как отдельными параметрами (только масштабирование, только поворот, только сдвиг), так и в совмещенном формате. Помимо этого, в данном разделе представлены готовые примеры, имитирующие движение фигур по заданной формуле.
В части III «Тест» происходит проверка знаний обучаемого. Тестирование может проходить в любой момент изучения предмета, что позволяет отслеживать степень усвоение материала.
Данная обучающая программа может применяться для компьютерной поддержки изучения компьютерной графики в ВУЗах. Применение АОС возможно в различных видах учебной работы: на лекциях и практических занятиях, для текущего и итогового контроля, для самоподготовки учащихся в компьютерных классах.
Выпускная квалификационная работа была выполнена под руководством консультанта старшего преподавателя кафедры программирования Н.Б. Буториной.
В процесс выполнения выпускной квалификационной работы бакалавра были изучены:
1. существующие типы обучающих систем, их классификация, преимущества и недостатки;
2. основы компьютерной графики, а именно геометрические
преобразования в двумерной плоскости;
3. освоена работа с базой данных Oracle, а также ее интеграция в среду программирования Visual Studio;
4. дополнительные возможности среды программирования Visual Studio.
Передо мной стояла задача написать обучающую систему по курсу «Компьютерная графика: Двумерные преобразования», цель которой помочь пользователю в изучении геометрических преобразований. Данная работа была мною полностью реализована. Так как система является обучающей, то одним из требований являлось то, что интерфейс программы должен быть максимально дружелюбным, что позволило создать интерактивную среду. То есть на каждое действие, совершенное пользователем ожидается живой отклик программы. Созданная обучающая система представлена в трех частях. Реализованные требования дают системе в части I «Теоретический материал» следующие возможности:
1) система позволяет обучающемуся переходить к следующему слайду;
2) система позволяет обучающемуся переходить к предыдущему слайду;
3) система позволяет обучающемуся переходить к заданному слайду.
Благодаря требованиям, которые были выполнены к части II «Моделирование», система обладает следующими преимуществами:
1) система позволяет студенту создать фигуру самостоятельно;
2) система позволяет создавать фигуры с помощью ввода координат точки;
3) система позволяет удалять последнюю введенную координату фигуры;
4) система имеет возможность удалять фигуру;
5) система имеет возможность замыкать фигуру;
6) система предоставляет студенту возможность модифицировать
фигуру с помощью ввода значений для преобразования;
7) система предоставляет студенту возможность модифицировать
фигуру с помощью ввода формулы для преобразования;
8) система проверяет вводимые значения;
9) система информирует студента о неправильном вводе значений;
10) система имеет готовые примеры, иллюстрирующие работу преобразований;
11) система содержит информацию о задании, которое выполняется в готовом примере;
12) система содержит информацию о преобразованиях, которое
использовались в готовом примере.
Требования, которые были реализованы в части III «Тест», дают системе следующие возможности:
1) система имеет базу данных, в которой хранятся вопросы, варианты ответов и правильные решения;
2) система содержит 20 закрытых вопросов (с выбором варианта ответа);
3) количество верных ответов у закрытых вопросов в системе варьирует;
4) система предоставляет студенту 10 случайных закрытых вопросов для прохождения тестирования;
5) система содержит 10 открытых вопросов (с вводом ответа с клавиатуры);
6) система предоставляет студенту 5 случайных открытых вопросов для прохождения тестирования;
7) система проверяет отклики на вопросы данные студентом на соответствие правильным решениям;
8) система суммирует все правильные отклики на вопросы данные студентом для оценивания пройденного тестирования;
9) система сообщает студенту результате прохождения тестирования по пятибалльной шкале.
Для повышения уровня обучаемости в данной программе студент напрямую контактирует с системой. Таким образом, представленная автоматизированная обучающая система по способу взаимодействия программы с пользователем относится к замкнутой (с обратной связью) системе, что позволяет придать системе интерактивный характер.
Помимо этого, были соблюдены следующие требования, относящиеся к системе:
1) обучающая система должна быть запрограммирована на языке C++ в визуальной среде Visual Studio;
2) система должна быть создана без использования специальных графических библиотек, только средствами доступными Visual Studio.
Реализованная обучающая система поддерживает разнообразные варианты работы с пользователем. Обучающийся может выбрать возможные варианты действий, может самостоятельно ввести данные, а также изменить их на любом этапе работы программы. Система не имеет заранее запрограммированной последовательности действий, она корректируется в соответствии с откликом учащегося. Таким образом, данная программа обладает большой гибкостью. Помимо этого, система включает в себя тестирование разных видов и имеет возможность экспериментально просматривать реализации преобразований. Из вышесказанного можно сделать вывод, что реализованная автоматизированная обучающая система по способу взаимодействия с пользователем относится к замкнутой системе. Следуют отметить, что данная обучающая система разрабатывалась в поддержку курса "Компьютерная графика", который читается на факультете прикладной математики и кибернетики в Томском государственном университете. Однако, благодаря дружественному интерфейсу программы, данной системой может пользоваться любой человек, интересующийся компьютерной графикой.
В процесс выполнения выпускной квалификационной работы бакалавра были изучены:
1. существующие типы обучающих систем, их классификация, преимущества и недостатки;
2. основы компьютерной графики, а именно геометрические
преобразования в двумерной плоскости;
3. освоена работа с базой данных Oracle, а также ее интеграция в среду программирования Visual Studio;
4. дополнительные возможности среды программирования Visual Studio.
Передо мной стояла задача написать обучающую систему по курсу «Компьютерная графика: Двумерные преобразования», цель которой помочь пользователю в изучении геометрических преобразований. Данная работа была мною полностью реализована. Так как система является обучающей, то одним из требований являлось то, что интерфейс программы должен быть максимально дружелюбным, что позволило создать интерактивную среду. То есть на каждое действие, совершенное пользователем ожидается живой отклик программы. Созданная обучающая система представлена в трех частях. Реализованные требования дают системе в части I «Теоретический материал» следующие возможности:
1) система позволяет обучающемуся переходить к следующему слайду;
2) система позволяет обучающемуся переходить к предыдущему слайду;
3) система позволяет обучающемуся переходить к заданному слайду.
Благодаря требованиям, которые были выполнены к части II «Моделирование», система обладает следующими преимуществами:
1) система позволяет студенту создать фигуру самостоятельно;
2) система позволяет создавать фигуры с помощью ввода координат точки;
3) система позволяет удалять последнюю введенную координату фигуры;
4) система имеет возможность удалять фигуру;
5) система имеет возможность замыкать фигуру;
6) система предоставляет студенту возможность модифицировать
фигуру с помощью ввода значений для преобразования;
7) система предоставляет студенту возможность модифицировать
фигуру с помощью ввода формулы для преобразования;
8) система проверяет вводимые значения;
9) система информирует студента о неправильном вводе значений;
10) система имеет готовые примеры, иллюстрирующие работу преобразований;
11) система содержит информацию о задании, которое выполняется в готовом примере;
12) система содержит информацию о преобразованиях, которое
использовались в готовом примере.
Требования, которые были реализованы в части III «Тест», дают системе следующие возможности:
1) система имеет базу данных, в которой хранятся вопросы, варианты ответов и правильные решения;
2) система содержит 20 закрытых вопросов (с выбором варианта ответа);
3) количество верных ответов у закрытых вопросов в системе варьирует;
4) система предоставляет студенту 10 случайных закрытых вопросов для прохождения тестирования;
5) система содержит 10 открытых вопросов (с вводом ответа с клавиатуры);
6) система предоставляет студенту 5 случайных открытых вопросов для прохождения тестирования;
7) система проверяет отклики на вопросы данные студентом на соответствие правильным решениям;
8) система суммирует все правильные отклики на вопросы данные студентом для оценивания пройденного тестирования;
9) система сообщает студенту результате прохождения тестирования по пятибалльной шкале.
Для повышения уровня обучаемости в данной программе студент напрямую контактирует с системой. Таким образом, представленная автоматизированная обучающая система по способу взаимодействия программы с пользователем относится к замкнутой (с обратной связью) системе, что позволяет придать системе интерактивный характер.
Помимо этого, были соблюдены следующие требования, относящиеся к системе:
1) обучающая система должна быть запрограммирована на языке C++ в визуальной среде Visual Studio;
2) система должна быть создана без использования специальных графических библиотек, только средствами доступными Visual Studio.
Реализованная обучающая система поддерживает разнообразные варианты работы с пользователем. Обучающийся может выбрать возможные варианты действий, может самостоятельно ввести данные, а также изменить их на любом этапе работы программы. Система не имеет заранее запрограммированной последовательности действий, она корректируется в соответствии с откликом учащегося. Таким образом, данная программа обладает большой гибкостью. Помимо этого, система включает в себя тестирование разных видов и имеет возможность экспериментально просматривать реализации преобразований. Из вышесказанного можно сделать вывод, что реализованная автоматизированная обучающая система по способу взаимодействия с пользователем относится к замкнутой системе. Следуют отметить, что данная обучающая система разрабатывалась в поддержку курса "Компьютерная графика", который читается на факультете прикладной математики и кибернетики в Томском государственном университете. Однако, благодаря дружественному интерфейсу программы, данной системой может пользоваться любой человек, интересующийся компьютерной графикой.
