1.2.Применение компьютерной графики в учебно-творческой деятельности студентов вуза

Развитие информатизации, переход к формированию нового информационного взгляда на жизнь ставят перед системой образования новую глобальную проблему подготовки людей к жизни и деятельности в совершенно новых для них условиях информационного общества, тем самым актуализируя вопрос об информатизации сферы образования. Информатизация образования является одним из ключевых условий подготовки будущих специалистов, в частности педагогического образования, так как выпускники должны быть готовы использовать основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации, готовы работать с компьютером как средством управления информацией, способны взаимодействовать с информацией в глобальных компьютерных сетях. Данные общекультурные компетенции указаны в федеральном государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования [174, с.4].

Вопросами информатизации образования занимаются такие ученые, как Я.А. Ваграменко, Е.И. Машбиц, И.В. Роберт, Л.И. Долинер, Б.Е. Стариченко и другие [21, 37, 91, 135, 152].

И.В. Роберт определяет информатизацию образования «как процесс обеспечения сферы образования методологией и практикой разработки и оптимального использования современных новых информационных технологий, ориентированных на реализацию психолого-педагогических целей обучения и воспитания» [135, c.7]. Ключевую позицию в данном определении занимает обеспечение методологией использования современных средств информационных технологий, поэтому уделим внимание информационным технологиям и их применению в обучении.

Различным аспектам использования информационных технологий в образовании посвящены работы многих исследователей: Н.В. Апатовой, В.П. Беспалько, Л.И. Долинера, В.А. Извозчикова, М.П. Лапчика, Е.И. Машбица, И.В. Роберт, Б.Е. Стариченко, Н.Ф. Талызиной, Д. Хена, В.Ф. Шолоховича и др. [8, 12, 77, 93, 178]. При этом можно отметить разные трактовки самого термина, что связано с различиями в постановке задач и в аспектах исследования.

С одной стороны, термин «информационная технология» понимают как определенное научное направление, с другой – как конкретный способ обработки информации, то есть совокупность знаний о способах и средствах работы с информационными ресурсами, как способ, средство сбора, обработки, передачи и хранения информации с целью получения новых сведений об объекте. Рассмотрим ряд определений термина «информационные технологии» разных авторов, которые отражают многоаспектность этого понятия.

Г.М. Коджаспирова делит информационные технологии на 3 группы:

1. сберегающие информационные технологии – они позволяют сэкономить время, материальные ресурсы;

2. рационализирующие информационные технологии – это системы поиска информации, заказа и т.д.

3. созидающие (творческие) информационные технологии – они включают человека в систему переработки и использования информации [71, с.10].

В.А. Извозчиков определяет информационную технологию как «технологию машинной (с помощью ЭВМ) обработки, передачи, распространения информации, создания вычислительных и программных средств информатики» [56, с.47].

И.В. Роберт называет средствами новых информационных технологий «программно-аппаратные средства и устройства, функционирующие на базе микропроцессорной, вычислительной техники, а также современных средств и систем информационного обмена, обеспечивающие операции по сбору, продуцированию, накоплению, хранению, обработке, передаче информации» [135, с.11]. Исходя из этого определения, к средствам новых информационных технологий относятся персональный компьютер, устройства ввода-вывода информации, в том числе графической.

Схожее определение информационных технологий приводят В.А. Трайнев и И.В. Трайнев, понимая под ними «совокупность методов и программно-технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, обработку, хранение и отображение информации с целью снижения трудоемкости ее использования, а также для повышения ее надежности и оперативности» [165, с.10].

Общим в предложенных определениях является то, что, во-первых, информационные технологии рассматриваются как способы организации информационных процессов и, во-вторых, эти процессы проводятся с использованием компьютерных средств. В дальнейшем будем руководствоваться данным пониманием информационных технологий. Поскольку интересующей нас сферой деятельности человека является обучение, то и информационные технологии будем рассматривать с позиции процессов, реализуемых в обучении.

Процесс информатизации образования актуализирует разработку подходов к использованию потенциала информационных технологий для развития личности обучаемого, повышения уровня его креативности, развития способностей к альтернативному мышлению, формирования умений разрабатывать стратегию поиска решений задач и так далее.

Потенциал информационных технологий в образовании проявляется многопланово, открывая следующие основные возможности:

• совершенствование методологии и стратегии отбора содержания образования, введение изменений в обучение традиционным дисциплинам;

• повышение эффективности обучения, его индивидуализации и дифференциации, организации новых форм взаимодействия в процессе обучения и изложения содержания и характера деятельности обучающего и обучаемого;

• совершенствование управления учебным процессом, его планирования, организации, контроля, модернизации механизмов управления системой образования [194, c.5].

Различные стороны дидактических возможностей использования информационных технологий в учебном процессе нашли отражение в работах Я.А. Ваграменко, А.Г. Гейна, И.Г. Захаровой, М.П. Лапчика, И.В. Роберт, И.Г. Семакин, Б.Е. Стариченко, Е.К. Хеннер и других [21, 31, 43, 77, 135, 153].

И.В. Роберт описывает дидактические требования научности, доступности, адаптивности, систематичности и последовательности, сознательности и самостоятельности, прочности усвоения, обеспечения интерактивного диалога и визуализации и прочее, предъявляемые к педагогическим программным средствам, которые «предполагают освоение новой информации при наличии обратной связи пользователя с программой» [135, с.16].

По мнению Б.Я. Советова и В.В. Цехановского, наиболее важными при использовании компьютерных технологий в обучении являются следующие дидактические требования:

• целесообразность представления учебного материала;

• достаточность, наглядность, полнота, современность и структурированность учебного материала;

• многослойность представления учебного материала по уровню сложности;

• своевременность и полнота контрольных вопросов;

• протоколирование действий во время работы;

• интерактивность, возможность выбора режима работы с учебным материалом [150].

Б.Я. Советов и В.В. Цехановский отмечают, что при соблюдении этих дидактических требований применение компьютерных технологий в учебном процессе будет результативным и оправданным.

По мнению А.И. Яковлева, в настоящее время идет процесс накопления опыта в сфере применения информационно-коммуникационных технологий, ищутся пути повышения качества обучения и новых форм использования информационных технологий в различных образовательных процессах. Трудности возникают из-за отсутствия методической базы использования информационно-коммуникационных технологий в образовании, что заставляет педагога на практике ориентироваться на личный опыт и умение эффективного применения информационных технологий [202, c.33].

Исходя из разнообразных возможностей компьютера и информационных технологий в образовательной сфере, А.П. Ершов дает классификацию их применения, выделяя:

1. учебное;

2. орудийное (компьютерная поддержка видов деятельности, например, рисования, для которых разработано специализированное программное средство);

3. профессиональное и профориентационное;

4. дефектологическое;

5. досуговое;

6. учительское;

7. педвузовское.

Технологии компьютерного обучения Е.И. Машбиц определяет как «некоторую совокупность обучающих программ различных типов: от простейших программ, обеспечивающих контроль знаний, до обучающих систем, базирующихся на искусственном интеллекте» [91, с.39].

Е.И. Машбиц рассматривает компьютер как средство учебной и обучающей деятельности и выделяет два типа компьютерного обучения:

1. непосредственное взаимодействие учащихся с компьютером;

2. взаимодействие с компьютером педагога, а не обучающийся. В данном случае рассматривается, как педагог управляет учебным процессом, осуществляет подготовку к занятиям [91, с.23].

В статье В.Ф.Шолоховича информационные технологии обучения определяются с точки зрения содержания, как отрасль дидактики, занимающаяся изучением планомерно и сознательно организованного процесса обучения и усвоения знаний, в котором находят применение средства информатизации образования [194].

По мнению И.Г. Захаровой, «информационная технология обучения – это педагогическая технология, использующая специальные способы, программные и технические средства (кино, аудио- и видеотехнику, компьютеры, телекоммуникационные сети) для работы с информацией» [43, с.22]. Смысл информатизации образования заключается в создании как для педагогов, так и для обучаемых благоприятных условий для свободного доступа культурной, учебной и научной информации. И.Г. Захарова предлагает понимать информационные технологии обучения как приложение информационных технологий для создания новых возможностей передачи знаний (деятельности педагога), восприятия знаний (деятельности обучаемого), оценки качества обучения и, безусловно, всестороннего развития личности обучаемого в ходе учебно-воспитательного процесса.

В монографии Б.Е. Стариченко информационные технологии обучения рассматриваются как «совокупность педагогической техники преподавателя, методов обучения, базирующихся на использовании компьютерных средств, и технологии педагогических измерений, обеспечивающих воспроизводимое и эффективное достижение поставленных целей обучения в данной предметной области и однозначное отслеживание результативности на всех этапах обучения» [152, c.142]. При этом сам автор разграничивает понятия «информационные технологии обучения» и «информационные технологии в обучении». Первое определяет целостный процесс обучения, для реализации которого требуется выполнение целого ряда дидактических условий. Второе понятие применимо к отдельным элементам процесса обучения, таким как использование отдельных программ учебного назначения, использование компьютеров в индивидуальной работе с учащимися (рефераты, творческие задания), применение компьютерных средств контроля знаний учащихся и пр. Во избежание двусмысленности Б.Е. Стариченко предлагает во втором случае употреблять данный термин в значении средств обучения.

В качестве одной из педагогических целей использования средств информационных технологий И.В. Роберт предлагает считать «развитие личности обучаемого, подготовку индивида к комфортной жизни в условиях информационного общества» [135, с.12]. Это заключается в развитии мышления, эстетического воспитания, в частности за счет использования возможностей компьютерной графики и мультимедиа технологий, формировании умений принимать оптимальное решение или предлагать варианты решения сложной ситуации, формировании информационной культуры и умений осуществлять обработку графической информации. Сформулированная педагогическая цель определяет направление внедрения средств информационных технологий в образовании как метода развития личности обучаемого [123]. В настоящем исследовании будем рассматривать информационные технологии как средство обучения.

Согласимся с мнением Г.М. Коджаспировой, что компьютер является лишь средством, применение которого должно определяться целями обучения, и «компьютерная программа становится обучающей, если может использоваться для достижения этих целей» [71, с.234]. Если педагог ставит целью обучения развитие творческих способностей обучаемых, то соответственно для достижения этой цели следует выбирать информационные технологии, позволяющие реализовать творческий потенциал обучаемых [67].

И.Г. Захарова выделяет в программном обеспечении информационных технологий обучения следующие категории:

• обучающие, контролирующие и тренировочные системы;

• системы для поиска информации;

• моделирующие программы;

• микромиры;

• инструментальные средства познавательного характера;

• инструментальные средства универсального характера;

• инструментальные средства для обеспечения коммуникаций.

Из приведенного И.Г. Захаровой описания категорий становится ясно, что использование моделирующих программ, инструментальных программных средств познавательного характера и инструментальных средств универсального характера способствует активизации учебно-творческой деятельности обучаемых.

Причиной использования моделирующих программ в обучении является потребность в моделировании или визуализации каких-либо динамических процессов, которые затруднительно или просто невозможно воспроизвести в учебной лаборатории. Как указывает И.Г. Захарова, «такие программы, позволяющие моделировать эксперименты, воображаемые или реальные жизненные ситуации, используются для активизации поисковой деятельности обучаемых и в качестве самостоятельных программных средств» [43, с.33].

Инструментальные программные средства познавательного характера основываются на принципе конструктора, позволяющего создавать обучаемым их собственное понимание новых концепций, в рамках которых предоставляется возможность построить схему решения определенной проблемы, зачастую визуализированную [43, с.36].

К инструментальным средствам универсального характера можно отнести программные продукты, такие как графические и текстовые редакторы, электронные таблицы, целенаправленное использование которых позволяет расширить возможности образовательной среды и вывести на новый уровень продуктивную поисково-исследовательскую и творческую деятельность обучаемых [43, с.37].

При этом в каждой из этих категорий указывается на возможность решения поставленной задачи через ее визуализацию с помощью средств компьютерной графики. В связи с этим обратимся к более высокому уровню классификации, а именно классификации информационных технологий.

Классификацию информационных технологий можно проводить по различным признакам, к примеру, в зависимости от вида обрабатываемой информации. В этом случае информационные технологии могут быть ориентированы на обработку:

• данных (системы управления базами данных, электронные таблицы, алгоритмические языки, системы программирования и т.д.);

• текстовой информации (текстовые процессоры, гипертекстовые системы и т.д.);

• графики (средства для работы с растровой графикой, средства для работы с векторной графикой);

• анимации, видеоизображения, звука (инструментарий для создания мультимедийных приложений);

• знаний (экспертные системы).

Разделение следует считать достаточно условным, так как большинство информационных технологий позволяет поддерживать и другие виды информации. В текстовых процессорах возможна и несложная расчетная деятельность, а табличные процессоры обрабатывают не только цифровую информацию, но и могут генерировать графику. Однако каждая из видов технологии в основном ориентирована на работу с информацией определенного вида.

Как указывает Б.Е. Стариченко, компьютерные технологии обучения при их правильном использовании обеспечивают ряд преимуществ, в качестве одного из которых можно выделить активизацию студентов при усвоении учебной информации за счет индивидуальной работы с информационными технологиями в интерактивном режиме [153, с.20]. Это связано с тем, что самостоятельная работа реализуется в индивидуальном темпе [101]. Роль преподавателя заключается в организации учебного процессе и в консультировании студентов при работе с программным продуктом.

На основании проведенного анализа педагогической литературы можно сделать вывод о том, что информационные технологии в основном рассматривались исследователями как средство активизации учебной, познавательной и самостоятельной деятельности студентов, организация которой осуществлялась посредством использования Интернета [68, 156, 169], дистанционного обучения [26, 122], специализированного программного обеспечения предметной подготовки [10, 145, 151].

Анализируя возможности Интернета в обучении, Д.С. Стринкевич и А.Б. Турдина приходят к выводу, что с помощью Интернет-ресурсов можно подготовить реферат, презентацию [156, 169], что активизирует самостоятельную деятельность учащихся по поиску информации, дальнейшему её преобразованию и надлежащему представлению. Такое использование информационных технологии в преподавании дисциплин различной направленности наиболее распространено, так как не требует знания специализированных программных продуктов, достаточно умения работать с офисными приложениями.

На сегодняшний день появилось множество Интернет-сервисов, позволяющих произвести сбор информации и организовать исследование. На наш взгляд, Интернет-технологии можно использовать для проведения анкетирования в рамках педагогического или социологического исследования [49]. Применение опросов через Интернет стимулирует научно-исследовательскую деятельность студентов.

Активизация творческой самостоятельной деятельности студентов, как отмечают А.А. Кобозева и Л.В. Скакун, возможна через организацию дискуссионного взаимодействия студентов и преподавателя методом публичного обсуждения с привлечением Интернет-технологий [68]. Предполагается наличие электронной копии лекционного материала с открытым доступом для студентов и возможностью обсуждения в чате или на форуме, а затем на лекциях. Это схоже с идей дистанционного обучения.

Еще одной из тенденций в процессе информатизации образования, в частности в вузах, является организация и введение дистанционного обучения, в рамках которого осуществляется взаимодействие студента и преподавателя. Работы В.В. Вучевой, О.Н. Мещеряковой, Н.И. Подгребельной, Л.А. Соколовой и других [26, 122] посвящены изучению потенциала дистанционного обучения для активизации познавательной деятельности студентов. В условиях дистанционного обучения или с применением элементов дистанционного обучения студенты имеют доступ к различным источникам информации, и важно помочь каждому из них составить образовательную траекторию, наиболее соответствующую его индивидуальным особенностям. Поэтому важны ранняя дифференциация вариантов обучения и выход на индивидуальное обучение с применением методов дистанционного доступа к образовательным программам.

К средствам обучения, используемым в технологии дистанционного обучения, стимулирующим активизацию познавательной деятельности, относятся:

• доступ к учебно-методической литературе по изучаемой дисциплине, за счет чего решается проблема отсутствия литературных источников. Также возможно размещение еще не изданных трудов, преподаватель при этом может контролировать доступ к информации, что рассматривается как преимущество дистанционного обучения;

• регламентированная выдача заданий и сдача решений студентами таким образом, чтобы, исходя из результата правильности решения заданий, преподаватель смог выстроить следующее занятие. При этом выполнение заданий студентами стимулирует повторение изученного материала;

• обсуждение студентами и преподавателем проблемных вопросов, связанных с теоретической и практической частью, в чате и форуме и нахождение решений сообща.

• совместное написание электронных учебно-методических материалов, в частности при использовании Wiki-технологии. В исследовании Р.Х. Исхакова указывается, что работа над созданием дидактических материалов способствует проведению анализа и синтеза получаемых знаний, установлению связей, а также запоминанию [60].

• создание тестов по учебной дисциплине или ее части, определяющих уровень знаний обучающихся по каждой дидактической единице и дающих обучающемуся и преподавателю целостную картину знаний в определенной области.

Как при использовании информационных технологий, так и в дистанционном обучении меняется роль преподавателя, он теперь не только источник информации, но и управляющий учебным процессом, что влечет за собой дополнительный временные затраты. Вопрос о переподготовке профессорско-преподавательского состава в плане переориентации с уровня информирования на уровень управления учебно-воспитательным процессом рассматривается Н.И. Подгребельной как одна из необходимых составляющих активизации познавательной деятельности студентов в системе дистанционной формы [122].

Активизация учебно-познавательной деятельности студентов с применением информационные технологии рассматривается в работах Н.С. Беззубенко и О.А. Соседко, при этом информационные технологии соответствуют предметной области изучаемой дисциплины. Например, Н.С. Беззубенко использует информационные технологии как фактор активизации познавательной деятельности студентов филологического факультета педагогического вуза в рамках дисциплины «Информатика» [10], а О.А. Соседко при изучения теории графов применяет математический редактор Maple [151].

Анализ научно-методической литературы выявил, что информационные технологии как средство активизации учебно-творческой деятельности студентов рассматриваются с позиций:

• использования Интернет-ресурсов (поиск информации);

• дистанционного обучения;

• применения программного обеспечения изучаемой дисциплины.

Таким образом, на основе анализа литературы можно заключить, что использование информационных технологий в учебном процессе способствует активизации учебно-творческой деятельности, но информационные технологии по обработке графики и анимации с данной целью не применяются. Уделим им внимание.

В качестве одной из методических целей, которые наиболее эффективно реализуются с использованием программных средств информационных технологий, И.В. Роберт указывает компьютерную визуализацию учебной информации. Компьютерная визуализация позволяет продемонстрировать наглядное представление как изучаемого объекта, его составных частей с возможностью демонстрации их внутренних взаимосвязей, так и изучаемого процесса, в том числе скрытого в реальном мире, а при необходимости – в развитии, во временном и пространственном движении, представление графической интерпретации исследуемой закономерности изучаемого процесса [135, с.16].

На значимую роль визуализации в процессе решения задач указывают психологи В.П. Зинченко, Н.Ю. Вергилес. В качестве важного этапа решения задачи вводится процесс визуализации проблемной ситуации, которая может рассматриваться как средство ее опредмечивания. Независимо от природы визуализации допустимо утверждать, что в процессе решения роль преобразуемого объекта должна выполнять не реальная ситуация, а образ этой ситуации, складывающейся либо на стадии проб и ошибок, либо на стадии планомерно осуществляющейся ориентировочно-исследовательской, перцептивной деятельности. Как отмечает В.П. Зинченко, реальная ситуация не может служить объектом непосредственных мысленных преобразований, от нее необходимо отвлечься, в известном смысле временно освободиться, иначе она может стать даже помехой для мысленных преобразований [46]. Объектом такого рода преобразований является концептуальная модель, выступающая чаще всего в виде визуализированного образа проблемной ситуации или ее элементов. Преимущество визуализированного зрительного образа по сравнению с двигательными или слуховыми образами состоит в мгновенном проникновении в суть проблемы во всей ее сложности и широте охвата ситуации.

Зрительное восприятие теснейшим образом связано с творческой деятельностью, понимаемой в самом широком смысле. Эта связь издавна подчеркивалась художниками и искусствоведами, философами, педагогами и психологами и математиками. Наличие этой связи зафиксировано в таких терминах, как «продуктивное восприятие», «разумный глаз», «образное или визуальное мышление», «озарение», «усмотрение» и т. п. Своими корнями творческая деятельность уходит даже глубже, в чувственно-предметную, практическую деятельность, что зафиксировано в таких терминах, как «наглядно-действенное мышление», «практический интеллект».

Таким образом, мнение о важной роли визуализации в творчестве поддерживается как психологами, так и педагогами, при этом одни не выделяют в качестве главного какой-либо определенный способ визуализации, другие же подчеркивают необходимость использования для этого информационных технологий.

Информационные технологии предоставляют возможность визуализировать абстрактную информацию, в частности за счет динамического представления процессов, такие технологии относят к мультимедиа технологиям. Отличие мультимедиа от любой другой технологии заключается в интеграции в одном программном продукте многообразных видов информации, как традиционных – текст, таблицы, иллюстрации, так и оригинальных – речь, музыка, анимация. Мультимедийные технологии позволяют увеличить (детализировать) изображение или его наиболее интересный фрагмент, использовать функцию «стоп-кадр», покадрового «пролистывания», представлять на экране любую визуальную информацию, обеспечивая возможность выбора нужной линии развития представляемого сюжета или ситуации, реализуя интерактивное информационно ёмкое и эмоционально насыщенное взаимодействие пользователя с виртуальным представлением изучаемых или исследуемых объектов, процессов, явлений [61]. Мультимедиа технологии можно использовать в обучении для реализации принципа наглядности, то есть для показа видеофильмом, для демонстрации flash-роликов [215].

Уделим внимание понятию «компьютерная графика» как одному из видов информационных технологий.

В исследовании Т.В. Черняковой компьютерная графика определяется как область научных знаний, охватывающая «технологии (инструментарий, методы, средства) создания компьютерных двухмерных и трехмерных изображений различного характера (растровых, векторных двухмерных, векторных трехмерных, фрактальных и др.)» [185, с.4].

Компьютерная графика применяется во многих сферах человеческой деятельности. Так, научная компьютерная графика используется для визуализации вычислительных экспериментов и дает наглядные представление их результатов. В качестве программного обеспечения можно указать Mathcad, MatLab и др [151].

Деловая компьютерная графика предназначена для наглядного представления различных аспектов работы учреждений: плановые показатели, презентационное сопровождение выступлений, отчетная документация, статистические сводки. Для перечисленных объектов создаются иллюстративные материалы с деловой графики, программные средства которой включаются в состав текстовых документов, электронных таблиц, к примеру, MS Word и Excel.

Инженеры, архитекторы, изобретатели в своей работе используют конструкторскую графику, так как она входит в состав систем автоматизации проектирования. Конструкторская графика (AutoCAD, ArchiCAD, 3d studio Max и др.) позволяет создавать как плоские изображения (проекции, сечения), так и пространственные трехмерные [117, 181, 182].

Иллюстративная графика предназначена для произвольного рисования. Программные средства иллюстративной графики относятся к прикладному программному обеспечению общего назначения и называются графическими редакторами, к примеру, Adobe Photoshop, Gimp, Corel Photo Paint и другие [185].

С помощью художественной и рекламной графики создаются рекламные ролики, мультфильмы, видеопрезентации. Графические программы требуют больших ресурсов компьютера по быстродействию и памяти, так как их отличительной особенностью является возможность создания реалистических и движущихся изображений [134]. При этом продуктом могут являться трехмерные рисунки с поворотами, приближениями, удалениями, деформациями, также возможно задать освещенность объекта в зависимости от положения источника света, теней, фактуры поверхности, ‑ все это требует больших расчетов. Такой разнообразный спектр функций может обеспечить совокупность программ: Adobe Photoshop, CorelDRAW, Adobe PageMaker, Adobe InDesign, Adobe Premiere [205].

Компьютерная графика лежит в основе компьютерной анимации, так как сначала изображаются начальное и конечное положения объектов, а все промежуточные состояния рассчитываются и создаются компьютером. Полученная анимация выводит последовательно на экран рисунки с определенной частотой, и создается иллюзия движения. Реализовать анимацию такого вида возможно с помощью Flash-технологии. Н.В. Петрова рассматривает компьютерную анимацию как средство развития творческих умений в области средств массовой информации (медиаобразования) [119]. В основе анимации лежит компьютерная графика, к которой добавлена интерактивность.

В соответствии с технологией построения изображения на экране монитора, вычисления точек пространства [211], образующих изображение, выделяются следующие виды компьютерной графики:

• растровая графика;

• векторная графика;

• фрактальная графика.

В растровой графике изображение состоит из пикселей, мельчайших элементов растрового изображения, в памяти компьютера хранится его графическая характеристика. Растровые иллюстрации в исключительных случаях рисуют полностью с помощью компьютерных программ, в основном для этой цели используют готовые изображения: фотографии или отсканированные изображения, заранее подготовленные художниками. Наряду с цифровым фотоаппаратом и сканером для ввода растровых изображений в компьютер широко применяются графические планшеты. В качестве аппаратных средств для рисования можно использовать систему графического планшета, которая включает в себя планшет, мышь и перо, тем самым заменяя лист бумаги и карандаш. Поэтому большинство графических редакторов предназначены не столько на создания изображений, сколько для их обработки. В результате растровую графику применяют для создания коллажей, разработки электронных и полиграфических изданий [216].

Векторная графика создается при помощи векторного метода, при котором изображение представляется в виде совокупности отрезков и дуг. Вектор понимается как набор данных, описывающих какой-либо объект.

Графические редакторы по работе с векторной графикой предназначены скорее для создания изображений, эмблем, логотипов, их качественного прорисовывания, нежели для их обработки. По этой причине программные средства векторной графики широко используют в дизайнерских студиях, рекламных агентствах, редакциях и издательствах для создания логотипов, визиток, плакатов, рекламных баннеров [217].

Фрактальная графика представляет собой растровое изображение, элементы которого выстраиваются по рекуррентной формуле. Изображение строится по уравнению или по системе уравнений, поэтому в памяти компьютера хранятся только формулы. Изменив коэффициенты в уравнении, можно получить абсолютно другое изображение. Программы по работе с фрактальной графикой автоматически генерируют изображение путем математических расчетов, поэтому в основе создания фрактальной художественной композиции лежит программирование, а не рисование или оформление. Вычислительным путем с помощью фрактальной графики можно моделировать образы живой природы, а при автоматической генерации часто получаются необычные иллюстрации. Фракталы используются для моделирования и отображения средствами компьютерной графики различного рода процессов (биологических, географических), связанных с изменением исходного состояния сложных объектов, (например, рост различных организмов, изменение фарватеров рек, береговой черты).

Таким образом, компьютерная графика используется во многих сферах деятельности человека, а программные средства компьютерной графики позволяют не только обрабатывать графические изображения, но и создавать их.

Современные графические редакторы поддерживают многослойность представления изображения; зачастую увеличение количества слоев связано с уровнем сложности учебного задания. Существуют графические редакторы, протоколирующие действия пользователя во время работы и позволяющие их отменять. Именно такие программы следует применять в учебном процессе. При использовании средств компьютерной графики у обучаемого появляется возможность выбора режима работы с учебным материалом.

По мнению ряда исследователей [40, 185, 205, 206, 207], именно при работе с компьютерной графикой наиболее полно раскрывается творческий потенциал личности, нежели при использовании других информационных технологий. Создание художественных образов, их оформление средствами компьютерной графики, разработка компьютерных моделей требует от студентов проявления личной инициативы, творческой самостоятельности и исследовательских умений.

В то же время умение самостоятельно применять на практике знания, полученные в области компьютерной графики, востребовано на современном этапе развития информационного общества в различных сферах деятельности человека. Формирование графической культуры студентов вуза в совокупности с умением использовать информационные технологии способно оказать влияние на их дальнейшее профессионально становление [186]. От выбранной профессии зависит уровень знания в сфере компьютерной графики и уровень овладения программным обеспечением. При этом следует развивать творческие способности студентов, формировать умение решать графические творческие задачи, видеть противоречия и выход из сложной ситуации. На развитие творческого мышления, как отмечает Т.В. Чемоданова, оказывают влияние средства компьютерной графики, в частности системы автоматизированного проектирования при изучении графических дисциплин [32, 182].

Вопросы компьютерного дизайна и графики рассматривали Э.Т. Романычева, Л.Н. Турлюн, Р. Хоуэ, О.Г. Яцюк [171, 205, 206, 207, 210]. Выход из ситуации шаблонного мышления и восприятия в области графических образов О.Г. Яцюк видит в постановке задач, связанных не только с модернизацией предметного мира, но и с совершенствованием мировосприятия человека, развитием его креативности и деятельного отношения к жизни.

Согласимся с мнением В.М. Монетова о том, что компьютерные технологии создания и обработки изображений как материал и инструмент расширили горизонт художественного творчества, а также компьютерные технологии являются средством и материалом воплощения художественных образов [95].

В понимании Л.Н. Турлюн компьютерная графика – это совокупность методов и приемов преобразования при помощи электронных вычислительных машин (ЭВМ) данных в графическое представление или графического представления в данные [171].

Необходимо пояснить, что термин «компьютерная графика» первоначально использовался для обозначения наглядной формы отображения результатов математических вычислений, постепенно его значение существенно расширилось, теперь с ним ассоциируются не только научная, инженерная и деловая графика, но и компьютерные средства изобразительного искусства. Л.Н. Турлюн определяет компьютерную графику как «область информатики, занимающуюся проблемами получения различных изображений (рисунков, чертежей, мультипликации) на компьютере» [171, с.186]. При этом компьютерная графика охватывает классическую графику, живопись, графический дизайн, фотоискусство, компьютерная графика является одной из составных частей медиаискусства, мультимедиа, интерактивного искусства.

Также необходимо отметить, в понятие «компьютерная графика», с одной стороны, включается графическое изображение, продукт, полученный средствам информационных технологий, а с другой – программное обеспечение, которое позволяет нам этот продукт создать.

Исходя из определения «средств информационных технологий» (И.В. Роберт) и «компьютерной графики» (Т.В. Чернякова), мы понимаем средства компьютерной графики как средства информационных технологий, включающие в себя аппаратные устройства и программное обеспечение, предназначенные для создания и обработки графической информации.

Вопросам обучения компьютерной графике в высшей школе в методическом аспекте посвящены работы Т.Ю. Забавниковой, Е.М. Разинкиной, Н.В. Орловой, Е.К. Хеннера, Т.В. Черняковой и других.

В соответствии с тем, как Е.И. Машбиц выделяет два основных направления компьютеризации, где компьютер выступает как объект изучения (компьютерная грамотность) и как средство, повышающее эффективность обучения [85, с.4], также можно определить место компьютерной графики в учебном процессе как составляющей информационных технологий. В процессе подготовки студентов компьютерная графика проявляется как:

1. предмет изучения;

2. вспомогательное средство при разработке графической информации.

При подготовке будущих педагогов в составе дисциплин «Информатика», «Математика и информатика» выделяется раздел, посвященный ознакомлению с компьютерной графикой [174, c.10], более подробное рассмотрение которой происходит при изучении специализированных дисциплин профильной подготовки. К примеру, для будущих учителей информатики и информационных технологий компьютерная графика представлена более подробно при изучении дисциплин профильной подготовки, таких как «Компьютерная геометрия и графика», «Информационные технологии» и т.д. Следует учитывать уровень знаний студентов и владение компьютерной графикой при планировании использования её на других учебных дисциплинах. Современный уровень развития информационных технологий стирает границы не только между отдельными разделами графических дисциплин (инженерной и компьютерной графикой), но и между сферами применения компьютерной графики. Поэтому необходимо сформировать у студентов знания общетеоретических и инвариантных основ, графического представления как метода описания окружающей действительности. Владение средствами компьютерной графики позволяет студентам осваивать новые способы визуализации объектов.

Компьютерную графику можно понимать как раздел учебной дисциплины, в котором можно выделить два взаимосвязанных компонента: овладение инструментами и приемами создания различных видов компьютерной графики и использование творческого подхода для создания учебных проектов реального назначения, которые могут быть востребованы в других областях знаний и на рынке труда. Компьютерная графика предполагает творческую направленность процесса создания продукта и не ассоциируется с понятиями «технологичность», «технократичность». Но объекты, элементы компьютерной графики создаются программными средствами информационно-коммуникационных технологий, которые технологичны по своей сути. Поэтому возникает проблема: как, используя потенциал информационно-коммуникационных технологий, реализовать художественные принципы, развивать креативную деятельность и индивидуальность обучаемого, контролируя процесс обучения и управляя им.

В работах Н.В. Орловой, Л.В. Павловой, Т.В. Черняковой компьютерная графика выступает как предмет изучения и рассматривается методика ее преподавания как самостоятельной дисциплины [115, 117, 131, 185].

Компьютерная графика, в частности графический редактор, может использоваться как вспомогательное средство при изучении других дисциплин и выполнять следующие функции:

• обработка фотографий для размещения в Интернете;

• подготовка шаблона, макета проекта (дизайнерская);

• оформление и разработка курсового и дипломного проектов.

При этом востребованными оказываются средства компьютерной графики, к которым отнесем программные и технические средства, используемые для создания, ввода и обработки графических изображений (графические редакторы, фотокамеры, видеокамеры, графические планшеты (дигитайзеры) и другие).

Реализация указанных выше функций подразумевает создание коллажей.

В философском энциклопедическом словаре коллаж определяется как способ организации целого посредством конъюнктивного соединения разнородных частей, статус которого может быть оценен [175].

В переводе с французского языка «collage» означает «наклеивание». Коллаж – это технический приём в изобразительном искусстве, наклеивание на какую-либо основу материалов, отличающихся от неё по цвету и фактуре; коллажем также называется произведение, целиком выполненное этим приёмом. Коллаж применяется главным образом в графике для большей эмоциональной остроты фактуры произведения, неожиданности сочетания разнородных материалов.

Термин «коллаж» в его современном толковании используется также для обозначения приёма создания целого изображения из ряда других изображений или их отдельных фрагментов, как правило, при помощи компьютерных программ, таких как Adobe Photoshop и других графических редакторов. В основе создания цифрового коллажа лежит работа со слоями. В процессе создания коллажа могут применяться различные типы наложения, смешивания и прозрачности. Несмотря на то, что в большей части случаев термин «фотомонтаж» был бы более уместен, границы этих двух понятий при манипуляции изображениями с помощью компьютерных программ практически стираются. Целью фотомонтажа является создание реалистичного изображения, а у коллажа нет этой цели, но при этом и тот и другой направлены на эмоциональное потрясение зрителя.

Коллаж, созданный средствами компьютерной графики, показывает движение замысла от четкой предметности, от реалистичности к свободной композиции, к абстрактной форме. Не являясь материальной средой, компьютерные технологии предоставляют широкий спектр возможностей, при этом появляется индивидуальный творческий почерк, основанный на выборе используемых эффектов.

Во многих исследованиях [85, 117, 140] отмечаются возможности активизации учебной, познавательной деятельности студентов средствами компьютерной графики.

Н.М. Тарасова в своей работе доказывает, что возможно эффективное развитие творческих способностей будущих учителей физики посредством выполнения лабораторных работ по компьютерной графике. В работе, как и у многих других исследователей, рассматривается целенаправленное и содержательное обеспечение спецкурса «Компьютерная графика» [159]. Следует отметить тот факт, что одним из программных продуктов, используемым автором как средство компьютерной графики, является Adobe Photoshop. В качестве одного из педагогических условий организации творческих работ будущих учителей Н.М. Тарасова выделяет активизацию познавательной деятельности студентов и развитие их творческих способностей.

Л.В. Павлова указывает на возможность активизации учебно-познавательной деятельности студентов с использованием комплекса занимательных заданий по компьютерной графике, делая поправку на подготовку инженерных кадров и опираясь на методы проблемного обучения. Активизация учебно-познавательной деятельности студентов технических вузов происходит за счет постановки занимательных задач и организации обучающе-развивающих игр. Автор указывает, что учебно-познавательная деятельность рассматривается в процессе изучения инженерной и компьютерной графики [117].

Также возможности активизации деятельности студентов средствами компьютерной графики исследуют М.В. Матвеева, Ж.М. Садыкова, опираясь при этом на задачи инженерно-конструкторской деятельности [86, 140, 170].

Во всех вышеуказанных исследованиях средства компьютерной графики применяются либо при изучении дисциплины «компьютерная графика», либо при профильной подготовке студентов. Несмотря на то что, по мнению ряда исследователей (Т.Ю. Забавникова, Т.В. Чернякова, О.Г. Яцюк), именно при работе с компьютерной графикой, как разновидностью применения информационных технологий в образовательном процессе, наиболее полно раскрывается творческий потенциал личности студентов, проведенный анализ показал, что компьютерная графика не используется в структуре педагогических технологий активизации учебно-творческой деятельности.

Из анализа проблемы применения средств компьютерной графики в учебно-творческой деятельности студентов вуза можно сделать следующие выводы:

1. Тенденции развития информационного общества и официальные документы в сфере образования актуализируют применение в процессе подготовки кадров современных информационных технологий, что делает выпускника наиболее конкурентно способным и востребованным на рынке труда.

2. Основываясь на проведенном анализе научно-методической и психолого-педагогической литературы, можно констатировать недостаточную разработанность в исследованиях проблем, посвященных целенаправленной работе по активизации учебно-творческой деятельности студентов с использованием информационных технологий, в частности компьютерной графики.

3. Проведенный анализ литературы свидетельствует о том, что совместное проблема использования эвристических методов и информационных технологий, в частности компьютерной графики, в учебном процессе недостаточно исследована.

4. Выявлена актуальность описания методики использования средств компьютерной графики студентами гуманитарных направлений подготовки для активизации учебно-творческой деятельности.