VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Введение

Курс «Методика преподавания информатики» вошел в учебные планы педвузов в середине 80-х годов прошлого века. Информатика как учебный предмет была введена во все типы средних школ с 1 сентября 1985 года. Новая дисциплина получила название «Основы информатики и вычислительной техники» (ОИВТ).

В условиях дефицита в школах вычислительной техники, готового программного обеспечения и под влиянием вузовских традиций обучения программированию курс МПИ вначале строился в основном как методика решения задач на алгоритмизацию, в «меловом» варианте - с исполнением алгоритмов на доске, что, в общем, соответствовало и состоянию школьной информатики.

Лишь постепенно было выполнено следующее:

1. Сформулированы цели изучения информатики в школе.

2. Выделены уровни работы с компьютером.

3. Конкретизированы принципы общей дидактики применительно к преподаванию информатики.

4. Переосмыслены фундаментальные понятия компьютерной грамотности, образованности и информационной культуры.

5. На основе системы потребностей личности раскрыты способы формирования устойчивого интереса учащегося к предмету.

6. Рассмотрены новые и традиционные дидактические средства применительно к информатике.

Работа с компьютерной графикой - одно из самых популярных направлений использования персонального компьютера. Без компьютерной графики не обходится не одна современная мультимедийная программа. В школьном курсе информатики компьютерная графика изучается в разделе Информационные технологии.

Одним из направлений изучения информатики в школе является создание и обработка компьютерных графических изображений средствами растровых и векторных графических редакторов. Раньше в большинстве образовательных учреждений для этого использовались распространённые лицензионные программы Adobe Photoshop и Corel Draw. Теперь в связи окончанием срока действия лицензий нужно использовать свободно распространяемое программное обеспечение, в связи с чем нами были рассмотрены растровый редактор GIMP (аналог Adobe Photoshop) и векторный редактор Inkscape.

На изучение графического редактора, как правило, отводится от 6 до 9 часов, причем два последних часа учитель обычно посвящает творческой работе учащихся, выбирая в качестве формы организации деятельности лабораторную работу. Творческими задания могут быть создание рисунков средствами графических редакторов. Графические редакторы могут успешно изучаться, уже начиная с младших классов.

Таким образом, важность и актуальность проблемы, ее недостаточная теоретическая и практическая разработанность позволили сформулировать тему курсового исследования: «Методика изучения темы «Обработка графических изображений» с использованием открытого программного обеспечения».

Объектом исследования является процесс обучения информатике в средних классах.

Предметом исследования является процесс изучения темы: «Обработка графических изображений» в рамках школьного курса информатики

Цель курсовой работы – совершенствование методики преподавания темы «Обработка графических изображений».

Задачи курсовой работы:

1. Рассмотреть элементы компьютерной графики.

2. Выделить теоретические основы преподавания темы «Обработка графических изображений» в школьном курсе информатики.

3. Изучить методику преподавания темы «Обработка графических изображений» в школьном курсе информатике.

Глава 1. Теоретические аспекты изучения темы «Обработка графических изображений» с использованием открытого программного обеспечения

1.  
   1. Основы изучения компьютерной графики в школьном курсе информатики

Изучение темы «Обработка графической информации» направлено на формирование образного мышления, пространственного воображения, общей компьютерной культуры, способствует формированию положительного отношения учащихся к изучаемому материалу, оживляет учебный процесс.

В школе на уроке информатики ребенок должен научиться использовать основные информационные процессы в своей урочной, внеурочной и повседневной деятельности; работать с различными видами информации, включая графическую.

Основными понятиями компьютерной графики являются пиксели, разрешение, размер изображения.

Изображение на экране состоит из маленьких ячеек. Каждая из них может иметь определенный цвет. Такая ячейка получила название пикселя (pixel). Совокупность пикселов составляет матрицу и образует изображение на экране. В зависимости от модели монитора параметры матрицы в пикселях могут изменяться: 640х480, 800х600, 1024х768, 1600х1200...

Величина матрицы не влияет на физический размер экрана и не зависит от него. Чем больше матрица на одном и том же экране, тем размер ячейки меньше, а, стало быть, качество изображения лучше.

Следует четко различать:

• разрешение экрана;

• разрешение печатающего устройства;

• разрешение изображения.

Разрешение экрана - это свойство компьютерной системы (зависит от монитора и видеокарты) и операционной системы (зависит от настроек Windows). Разрешение экрана измеряется в пикселях и определяет размер изображения, которое может поместиться на экране целиком.

Разрешение принтера - это свойство принтера, выражающее количество отдельных точек, которые могут быть напечатаны на участке единичной длины. Оно измеряется в единицах dpi (точки на дюйм) и определяет размер изображения при заданном качестве или, наоборот, качество изображения при заданном размере.

Разрешение изображения - это свойство самого изображения. Оно тоже измеряется в точках на дюйм и задается при создании изображения в графическом редакторе или с помощью сканера. Значение разрешения изображения хранится в файле изображения и неразрывно связано с другим свойством изображения - его физическим размером.

Физический размер изображения может измеряться как в пикселях, так и в единицах длины (миллиметрах, сантиметрах, дюймах). Он задается при создании изображения и хранится вместе с файлом.

Если изображение готовят для демонстрации на экране, то его ширину и высоту задают в пикселях, чтобы знать, какую часть экрана оно занимает.

Если изображение готовят для печати, то его размер задают в единицах длины, чтобы знать, какую часть листа бумаги оно займет.

Формат (format) в определенной степени понятие бюрократическое, каждому приходилось заполнять всевозможные анкеты. Анкета - это и есть формат для организации данных, ее нудно заполнять, зато потом легко обрабатывать.

Без формата информации не существует. Ее нельзя сохранить и передать. Соответствие форматов -- это как разговор на одном языке. Форматов файлов очень много. Для каждого вида компьютерной деятельности существуют стандартные форматы, то есть самые удобные, или часто применяемые. Для текстов такими форматами является DOC, ТХТ, для полиграфической продукции - TIFF, Р1СТ, для графики в Интернет - GIF, JPEC и т. д. Для того чтобы программы понимали файлы различных форматов, существуют конверторы. Они переводят информацию из собственного формата файла в формат, понятный данной программе. Чем больше конверторов есть в программе, тем больше различных форматов файлов она может распознать.

Система цветов RGB

Монитор компьютера создает цвет непосредственно излучением света и, использует схему цветов RGB. Если с близкого расстояния посмотреть на экран монитора, то можно заметить, что он состоит из мельчайших точек красного, зелёного и синего цветов. Компьютер может управлять количеством света, излучаемого через любую окрашенную точку и, комбинируя различные сочетания любых цветов, может создать любой цвет. Будучи определена природой компьютерных мониторов, схема RGB является самой популярной и распространённой, но у неё есть недостаток: компьютерные рисунки не всегда должны присутствовать только на мониторе, иногда их приходится распечатывать, тогда необходимо использовать другую систему цветов - CMYK.

Рис. 1. Цветовая модель RGB

Система цветов CMYK

Данная система была широко известна задолго до того, как компьютеры стали использоваться для создания графических изображений. Для разделения цветов изображения на цвета CMYK применяют компьютеры, а для полиграфии разработаны их специальные модели. Преобразование цветов из системы RGB в систему CMYK сталкивается с рядом проблем. Основная сложность заключается в том, что в разных системах цвета могут меняться. У этих систем различна сама природа получения цветов и то, что мы видим на экране мониторов, никогда нельзя точно повторить при печати. В настоящее время существуют программы, которые позволяет работать непосредственно в цветах CMYK. Программы векторной графики уже надёжно обладают этой способностью, а программы растровой графики лишь в последнее время стали предоставлять пользователям средства работы с цветами CMYK и точного управления тем, как рисунок будет выглядеть при печати.

Рис. 2. Цветовая модель CMYK

Системы цветов HSB и HSL

Системы цветов HSB и HSL базируется на ограничениях, накладываемых аппаратным обеспечением. В системе HSB описание цвета представляется в виде тона, насыщенности и яркости. В другой системе HSL задаётся тон, насыщенность и освещённость. Тон представляет собой конкретный оттенок цвета. Насыщенность цвета характеризует его относительную интенсивность или частоту. Яркость или освещённость показывают величину чёрного оттенка добавленного к цвету, что делает его более тёмным. Система HSB хорошо согласовывается с моделью восприятия цвета человеком, то есть он является эквивалентом длины волны света. Насыщенность - интенсивность волны, а яркость - общее количество света. Недостатком этой системы является то, что для работы на мониторах компьютера её необходимо преобразовать в систему RGB, а для четырехцветной печати в систему CMYK.

Компьютерная индустрия породила сотни новых и необычных терминов, пытаясь объяснить, что такое компьютер и как он работает. Термин растровая графика достаточно очевиден, если усвоить понятия, относящиеся к растровым изображениям.

Пиксел - основной элемент растровых изображений. Именно из таких элементов состоит растровое изображение. В цифровом мире компьютерных изображений термином пиксел обозначают несколько разных понятий. Это может быть отдельная точка экрана компьютера, отдельная точка напечатанная на лазерном принтере или отдельный элемент растрового изображения. Эти понятия не одно и тоже, поэтому чтобы избежать путаницы следует называть их следующим образом: видео пиксел при ссылке на изображение экрана компьютера; точка при ссылке на отдельную точку, создаваемую лазерным принтером.

Достоинств у растровой (точечной) графики, как ни странно, не слишком много.

Основным является простота и, как следствие, техническая реализуемость автоматизации ввода (оцифровки) изобразительной информации. Существует развитая система внешних устройств для ввода фотографий, слайдов, рисунков, акварелей и прочее - сканеров, видеокамер, цифровых фотоаппаратов.

Не менее важным достоинством точечной графики является фотореалистичность. Можно получать живописные эффекты, скажем, туман или дымку, добиваться тончайшей нюансировки цвета, создавать глубину и нерезкость, размытость, акварельность и др.

Однако точечной графике присущи и существенные недостатки:

• Вот недостаток, который вы обнаруживаете сразу: при первой же вышей попытке что-нибудь нарисовать в программе точечной графики, она потребует от вас принципиального решения о разрешении (количестве точек на единицу длины) и о глубине цвета (количество цветовых бит на пиксел). Ничего этого знать в векторной программе не нужно...

• Второй недостаток не замедлит проявиться, как только вы попытаетесь отсканировать, по вашему мнению, не очень большую фотографию с максимальным разрешением и глубиной цвета. Одна картинка потребует для сохранения столько дискового пространства, что ваш восторг перед сканером сменится удивлением и негодованием.Объем файла точечной графики - это произведение площади изображения на разрешение и на глубину цвета (если они приведены к единой размерности).

• Третья неприятность постигнет вас тогда, когда вам потребуется слегка повернуть изображение, например, с четкими тонкими вертикальными линиями. Вы обнаружите, что они превратились в жуткие ступеньки, которые, естественно, вас мало устраивают. Это означает, что при любых трансформациях (повороты, масштабирование, наклоны) в точечной графике нельзя обойтись без искажений. Можно даже сказать, что точечную графику легче деформировать, чем трансформировать.

В отличие от растровой графики в векторной графике изображение строится с помощью математических описаний объектов, окружностей и линий. Хотя на первый взгляд это может показаться сложнее, чем использование растровых массивов, но для некоторых видов изображений использование математических описаний является более простым способом.

Ключевым моментом векторной графики является то, что она использует комбинацию компьютерных команд и математических формул для объекта. Это позволяет компьютерным устройствам вычислять и помещать в нужном месте реальные точки при рисовании этих объектов. Такая особенность векторной графики дает ей ряд преимуществ перед растровой графикой, но в тоже время является причиной ее недостатков. Векторную графику часто называют объектно-ориентированной графикой или чертежной графикой.

Достоинство векторной графики в том, что описание является простым и занимает мало памяти компьютера. Однако недостатком является то, что детальный векторный объект может оказаться слишком сложным, он может напечататься не в том виде, в каком ожидает пользователь или не напечатается вообще, если принтер неправильно интерпретирует или не понимает векторные команды.

Программы векторной графики способны создавать растровые изображения в качестве одного из типов объектов. Это возможно потому, что растровый рисунок просто набор инструкций для компьютера, и так как инструкции эти очень просты, то векторная графика способна воспринимать растровые изображения наравне с остальными объектами, хотя можно поместить растровые изображения в виде объекта векторном формате, но не удается отредактировать и изменить в нем отдельные пиксели.

Достоинства:

1. Она экономна в плане объемов дискового пространства, необходимого для хранения изображений: это связано с тем, что сохраняется не само изображение, а только некоторые основные данные, используя которые программа всякий раз воссоздает изображение заново. Кроме того, описание цветовых характеристик несильно увеличивает размер файла.

2. Объекты векторной графики просто трансформируются и ими легко манипулировать, что не оказывает практически никакого влияния на качество изображения.

3. Векторная графика максимально использует возможности разрешающей способности любого выводного устройства: изображение всегда будет настолько качественным, на сколько способно данное устройство.

Недостатки:

1. Программная зависимость: каждая программа сохраняет данные в своем собственном формате, поэтому изображение, созданное в одном векторном редакторе, как правило, не конвертируется в формат другой программы без погрешностей.

2. Сложность векторного принципа описания изображения не позволяет автоматизировать ввод графической информации и сконструировать устройство подобное сканеру для растровой графики.

3. Векторная графика действительно ограничена в чисто живописных средствах и не предназначена для создания фото реалистических изображений.

1.  
   1. Открытое программное обеспечение для работы с графическими изображениями

Растровый графический редактор — специализированная программа, предназначенная для создания и обработки изображений. Подобные программные продукты нашли широкое применение в работе художников-иллюстраторов, при подготовке изображений к печати типографским способом или на фотобумаге, публикации в интернете.

Растровые графические редакторы позволяют пользователю рисовать и редактировать изображения на экране компьютера, а также сохранять их в различных растровых форматах, таких как, например, JPEG и TIFF, позволяющих сохранять растровую графику с незначительным снижением качества за счёт использования алгоритмов сжатия с потерями, PNG и GIF, поддерживающими хорошее сжатие без потерь, и BMP, также поддерживающем сжатие (RLE), но в общем случае представляющем собой несжатое «попиксельное» описание изображения.

В противоположность векторным редакторам, растровые используют для представления изображений матрицу точек (bitmap). Однако, большинство современных растровых редакторов содержат векторные инструменты редактирования в качестве вспомогательных.

GIMP (GNU Image Manipulation Program) — программа для создания и обработки растровой графики с частичной поддержкой векторной графики.

Типичные задачи, которые можно решать при помощи GIMP, включают в себя создание графики и логотипов, масштабирование и кадрирование фотографий, раскраска, комбинирование изображений с использованием слоёв, ретуширование и преобразования изображений в различные форматы.

GIMP – кроссплатформенное программное обеспечение, с которым можно работать как в ОС Windows, так и в ОС Linux.

Отметим достоинства редактора GIMP:

• это свободно распространяемое программа;

• удобен для создания высококачественной экранной и веб-графики, позволяет автоматизировать выполнение повторяющихся действий;

• легко расширяем за счёт простой установки дополнений;

• имеет достаточно профессиональный уровень и практически аналогичен по возможностям редактору Adobe Photoshop;

• интерфейс программы очень похож на интерфейс Photoshop, что облегчает переход на GIMP.

Векторные графические редакторы позволяют пользователю создавать и редактировать векторные изображения непосредственно на экране компьютера, а также сохранять их в различных векторных форматах, например, CDR, AI, EPS, WMF или SVG.

Inkscape - редактору векторной графики, аналогичному по своим возможностям таким известным программам, как Adobe Illustrator, Corel Draw и другим.

Его функции: создание контуров, фигур, группирование объектов, ввод текста как текста, маркеры, размывание, направляющие линии под любым углом, создание и манипулирование клонами, поддержка альфа-канала, различные трансформации, бинарные операции, заливка градиентами и текстурами, создание и применение фильтров, размножение текстуры по контуру, диалог слоев, диалог истории, поддержка внешних программ и скриптов, разные режимы отображения (в т.ч. "каркасный") и многое другое.

Достоинствами Inkscape являются:

• свободное распространение;

• возможность автоматизировать выполнение повторяющихся действий;

• лёгкое расширение за счёт простой установки дополнений;

• использует открытого W3C-стандарт SVG (Scalable Vector Graphics) с поддержкой альфа-канала (прозрачности);

• возможность импортирование (и векторизации) и экспортирования растровой графика.

Отметим также недостатки данного редактора:

• повышенные требования к системным ресурсам и вследствие этого — медлительность;

• сырость» ряда фильтров импорта;

• несмотря на то, что в создаваемых файлах прозрачность хорошо поддерживается, невозможно отображать прозрачный фон во время рисования;

• невозможность экспорта в SWF.

Таким образом GIMP, Inkscape легки в освоении, могут в обучении с успехом заменить Photoshop и Corel Draw. Перейти от использования этих редакторов к GIMP и Inkscape несложно, так как интерфейс довольно схож с интерфейсом Photoshop и Corel Draw.

Критерий сравнивания	Adobe Photoshop	Gimp
Поддержка операционных систем	Windows , Mac OS X	Windows, Mac OS X, Linux, BSD, Unix
Инструменты для работы с изображениями	Выборочное редактирование, поддержка слоев, гистограмма, поддержка слоев, HDR, ретуширование, кадрирование, подавление шума, организация изображений.	Выборочное редактирование, поддержка слоев, гистограмма, поддержка слоев, ретуширование, кадрирование, подавление шума.
Поддержка различных цветовых моделей	sRGB, индексированное изображение, оттенки серого, SMYK, Lab, HSV	sRGB, индексированное изображение, оттенки серого, HSV
Поддержка распространенных форматов файлов	Raw, BMP, Gif, Jpeg, PNG, TIF, PSD, PCX, OpenEXR, HDфото	Raw, BMP, GIF, Jpeg, PNG, TIF, PSD, PSP, XCF, PCX

Критерий сравнения	Corel Draw	Inkscape
Способ распространения продукта	450$ за русскую, 600$ за английскую версию	По лицензии GNU GPL
Локализация интерфейса/справки	Да/нет	Да/нет
Наличие стандартных инструментов для редактирования векторной графики	Есть	Частично
Дополнительные инструменты	Есть	Нет
Особые возможности:	Набор инструментов для работы с базами данных и для создания проектов в полиграфии	Возможность редактировать все объекты с помощью встроенного XML-редактора
Легкость изучения программы	Требуется теоретическая подготовка	Несложен в практическом изучении
Поддержка плагинов	Есть	Нету
Минимальные системные требования	600Mhz CPU, 256Mb ОЗУ	800Mhz CPU, 512Mb ОЗУ
Операционная система	Windows NT/2000/XP	Windows 9x/NT/2000/XP, Mac OS X, Linux

Глава 2. Методика изучения обработки графических изображений в школьном курсе информатика 2.1. Место темы «Обработка графических изображений» в школьном курсе информатика

В начальной школе из рекомендуемых учебных программ только авторский коллектив А.Л. Семенов, Е.И. Булин-Соколова, А.А. Муранов в курсе «Информатика» рассматривают эллементы компьютерной графики в разделе «Информационные технологии» с 1 по 3 класс. При этом рассматриваетсся понятие информационного объекта, который может быть представлен в виде рисунка, текста, звука.

В средних классах 7 - 9 в авторской программе под редакцией Кузнецова курс «Основы информатики» (8 - 9 класс) содержит тему «Построение графического изображения» в разделе «первоночальное знакомство с ЭВМ».

Далее более глубоко тема компьютерной графики рассматривается в разделе «Информационные технологии решения задач»:

• Построение и преобразование изображения.

• Графические примитивы.

• Построение изображения с помощью графических примитивов.

• Графические редокторы, их настройка.

• Применение машинной графики для решения простейших задач проектирования.

Практическая работа с графическим редактором.

В авторской программе под редакцией А. Г. Гейна и А. И. Сенокосова в курсе «Информатика» (который расчитан на изучение в 7 - 9 классах) содержит тему «Компьютерная графика» в разделе «Знакомство с информационными технологиями». Здесь рассматривается:

• Понятие компьютерной графики.

• Знакомство с графическими возможностями персонального компьютера, пакетом графических программ и технологией обработки графической информации.

• Изучение графического редактора, редактора сценариев, системы обработки изображений, пакета анимационной графики.

Учащиеся должны знать:

• возможности конкретных программных средств обработки графической информации.

Учащиеся должны уметь:

• пользоваться пакетом графических программ;

• непосредственно работать на персональном компьютере с графическими возможностями.

В старших классах (10 - 11 классы) в авторской программе под редакцией А.Г. Гейна и Н.А. Юнерман в курсе «Информатика» на темы «Графическое представление информации. Компьютерная графика. Графический экран, система координат, цвет, графические примитивы, важнейшие операции редактирования изображений. Сжатие информации. Форматы графических файлов» отводится в 10 классе 3ч - теории и 3ч - практики (при норме 2ч в неделю), и 1ч - теории и 1ч - практики (при норме 1ч - в неделю).

В авторской программе под редакцией Н.В. Макаровой рассматривается раздел «Технология работы в програмных средах обработки графических объектов, звука, видеофрагментов». Преподавание данного раздела ведется исходя из возможностей школы по обеспечению учебного процесса необходимыми программными продуктами.

В авторской программе под редакцией С.А. Бешенкова и Е.А. ракитиной в курсе «Информатика» тема «Графические редакторы» рассматривается в разделе «Технологические (прикладные) аспекты информатики»

В авторской программе под редакцией Н.Д. Угриновича в курсе «Информатика и информационные технологии» в 10 классе гуманитарного профиля тема «Технология обработки графической информации» рассматривается в разделе «Информационные и каммуникационные технологии». Тема имеет следующее содержание:

• Растровые и векторные графические изображения.

• Растровые и векторные редакторы.

• Создание и редактирование изображения.

В авторской программе под редакцией Ю.А. Шафрина в курсе «Информатика и информационные технологии» предлагается раздел (который изучается в 11 классе) «Основы обработки графических изображений» со следующими темами: Постановка задачи. Что такое графический редактор Paint. Окно программы Paint. Рабочее поле. Набор инструментов и меню инструмента. Палитра цветов.

Атрибуты изображения.

Основы работы с программой Paint.

Техника создания изображений. Общие сведения. Кисть и карандаш. Ластик. Как рисовать геометрические фигуры. Распылитель. Заливка.

Изменение размеров изображений. Редактирование деталей изображения. Ввод текста. Работа с фрагментами изображения. Печать изображения.

Планирование по теме в базовом курсе «Информатика и ИКТ»

Основной школы по Н. Угринович

Теория	Компьютерный практикум
Тема 5. Кодирование и обработка графической и мультимедийной информации – 12 часов
Кодирование графической информации (пиксель, растр, кодировка цвета, видеопамять). Растровая и векторная графика. Интерфейс графических редакторов. Редактирование рисунков и изображений. Форматы графических файлов. Компьютерные презентации. Дизайн презентации и макеты слайдов. Переходы между слайдами с помощью кнопок и гиперссылок. Кодирование звуковой информации (глубина дискретизации, частота кодирования). Цифровое видео. Разрешающая способность и частота кадров. Flash-анимация в презентациях и на Web-страницах.		№ 24. Кодирование графической информации. № 25. Кодирование звуковой информации. № 26. Сканирование и редактирование изображений в растровом графическом редакторе. № 27. Создание рисунков в векторном графическом редакторе. № 28. Выполнение геометрических построений в системе компьютерного черчения. № 29. Разработка мультимедийной интерактивной презентации со встроенной анимацией и мультимедийными эффектами. № 30. Запись и монтаж звукового клипа. № 31. Запись и монтаж видео клипа. № 32. Разработка GIF и Flash-анимации.
Контроль знаний и умений: выполнение зачетной практической работы.
Информатика-7:Глава 2. Технология обработки графической информации. Информатика-9:Глава 1. Кодирование и обработка графической и мультимедийной информации.

2.2. Методика изучения темы «Обработка графических изображений» в средней школе.

В примерной программе базового курса «Информатика и ИКТ» в основной школе на тему «Обработка графической информации» отводится 4 часа. Перечень вопросов подлежащих изучению следующий: «Растровая и векторная графика. Интерфейс графических редакторов. Рисунки и фотографии. Форматы графических файлов».

Рекомендуется провести с учащимися следующие практические работы:

• Создание изображения с помощью инструментов растрово­го графического редактора. Использование примитивов и шаблонов. Геометрические преобразования.

• Создание изображения с помощью инструментов векторно­го графического редактора. Использование примитивов и шаблонов. Конструирование графических объектов: выде­ление, объединение. Геометрические преобразования.

• Ввод изображений с помощью графической панели и сканера, использование готовых графических объектов.

• Сканирование графических изображений.

Но это не единственная тема, в которой ведется изучение графических редакторов. Так в теме «Мультимедийные технологии» (8 часов) рассматриваются вопросы: «Компьютерные презентации. Дизайн презентации и макеты слайдов.

Практические работы направлены на формирование следующих умений и навыков:

• создавать презентации с использованием готовых шаблонов, подбор иллюстративного материала, создание текста слайда;

• демонстрировать презентации, использование микрофона и проектора;

• записывать изображения и звук с использованием различных устройств (цифровых фотоаппаратов и микроскопов, видеокамер, сканеров, магнитофонов).

О графической информации идет речь и в теме «Представление информации» (6 часов)

«Кодирование графической информации (пиксель, растр, кодировка цвета, видеопамять)». Учащиеся должны выполнить практические работы по установке цвета в палитре RGB в графическом редакторе.

Тематическое планирование предмета «Информатика и ИКТ» разработано несколькими авторами для преподавания на пропедевтическом, базовом и профильном курсе школы. В числе известных авторов, чьи учебники рекомендованы и допущены министерством образования для преподавания в общеобразовательной школе, назовем Н.Д.Угринович, Н.В. Макарова, И.Г. Семакин, Гейн и др.

Рассмотрим серию учебников Л.Л. Босовой и Н.Д. Угриновича.

В учебнике для 5 класса первое знакомство с графической информацией начинается в 1 главе, затем учащихся знакомят с понятием компьютерной графики и графическим редактором Paint и системой презентации PowerPoint. 6 практических работ посвящены этим редакторам. В 7 классе учащиеся знакомятся с векторным графическим редактором встроенным в Word и продолжают работать в Paint (3 работы).

В тематическом плане для 7-9 классов Н.Д. Угринович дает тему “Кодирование и обработка графической и мультимедийной информации”.

Изучение кодирования информации

Очень важной частью при изучении графической информации являются вопросы, затрагивающие тему “Информация и ее кодирование. Измерение количества информации”. К ним относятся задачи, например, вычисления объема памяти, занимающего определенным графическим изображением или определение числа цветов в палитре изображения.

В главе 7 учебника автор Угринович Н.Д. в параграфе “Растровая графика” приводит следующий пример. Рассматривается черно-белое изображение стрелки размером 8х7. “Общее количество пикселей равно 56. Так как используется всего два цвета, то для хранения каждого пикселя необходим 1 бит. Таким образом, файл будет иметь объем 56 битов, или 7 байтов.”

Здесь следует вспомнить формулу, определяющую глубину цветаI– количество бит для кодирования цвета точки I=log₂N, где N – количество всех возможных цветов для данного изображения.

Вопросы данного типа входят и в Единый Государственный Экзамен – важнейшая итоговая аттестационная часть учебного процесса. Например, в пособии серии «Единый Государственный Экзамен 2010. Учебно-тренировочные ма­териалы для подготовки учащихся» также имеют место задания по теме “Обработка графической информации”.

Приведу пример:

1. Для хранения растрового изображения размером 64x64 пикселя отвели 1,5 килобайта па­мяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

1)8 2)2 3)16 4)4

Решение.

Вычислим объем выделенной памяти в битах: V=1,5*2¹⁰*2³=1,5*2¹³ и разделим на количество пикселей в изображении 64*64=2¹². Получим количество бит, отведенных на кодирование пикселя: I =1,5*2¹³/ 2¹²= 3 бита. Значит, по формуле N = 2^Iвычисляем число цветов в палитре: N = 2³ = 8.

Ответ. 1) 8

Работа в среде графических редакторов представляет особый интерес для школьников даже в ряду других программных средств. Целью изучения темы “Технология обработки графической информации” является не только запоминание, накопление информации об определенной области информационных технологий, но и применение полученных знаний в практической жизни, умению использовать данный опыт для творческого самовыражения. Использование всевозможной графической информации существенно увеличивает наглядность обучения, расширяет возможности индивидуальной работы учащихся.

Изучение данной темы предполагает совокупность мероприятий:

1. Изучение теоретической части.

2. Практическое освоение программных продуктов, изучение инструментария и принципов построения иллюстраций в графических редакторах.

Методика обучения технологии обработки графической информации обязательно включает в себя необходимые для усвоения пройденного материала практические работы в графических редакторах. Система практических заданий и технология практического обучения графической информации должны стимулировать учащихся не просто осваивать богатый инструментарий графических редакторов, но и развивать творческие способности учеников, логически мыслить.

К особенностям методики изучения учащимися технологии обработки графической информации можно отнести необходимость тщательного подбора заданий для выполнения практических работ в графических редакторах и, конечно же, развивающий характер заданий при изучении графических редакторов.

Прикладные программные средства. Существует множество прикладных программ, предназначенных для работы с графикой. Для каждого раздела компьютерной графики имеются свои программы, например, для графической обработки научных данных используется программа Grapher; инженеры-конструкторы для подготовки чертежей пользуются пакетом AutoCad; существуют специализированные пакеты деловой графики, предназначенные для построения диаграмм, отражающих всевозможные статистические данные. Название «графический редактор» применяется по отношению к прикладным программам, не имеющим какой-либо специализированной ориентации и используемым для «произвольного рисования» или редактирования сканированных изображений. В соответствии с двумя принципами представления графической информации — растровым и векторным — графические редакторы делятся на растровые и векторные редакторы. К числу простейших растровых редакторов относятся Paintbrush и Paint (второй стал результатом развития первого). Растровый редактор Adobe Photoshop используется профессиональными дизайнерами. Чаще всего его применяют для редактирования сканированных изображений (фотографий, репродукций картин), создают художественные композиции, коллажи и пр. Для профессионального рисования на компьютере используются редакторы векторного типа. Наиболее известным из них является Corel Draw. Это профессиональный редактор с богатыми возможностями и в то же время вполне подходящий для детского художественного творчества. В стандартной поставке Windows в группе «Стандартные» имеется графический редактор Paint. Paint является прямым «родственником» редактораPaintbrush, который работает в среде MS-DOS. В базовом курсе информатики для практической работы с компьютерной графикой обычно используют один из этих редакторов. В профильном курсе компьютерной графики для получения рисованных изображений больше подходит CorelDraw. Заметим, что профессиональные графические редакторы, такие какCorelDraw, Adobe Photoshop — довольно дорогие программные продукты, и поэтому не всем доступны.

Заключение

В результате выполнения курсовой работы были рассмотрены следующие задачи:

• Основные понятия компьютерной графики.

• На основе изучения и анализа литературы были выделены теоретические основы преподавания темы «Обработка графических изображений» в школьном курсе информатики.

• Была изучена методика изучения по темы «Обработка графических изображений» в средней школе.

Список использованной литературы

1. Ажгиреева О.В. Изучение графического редактора в начальной школе.// Информатика и образование. - 2003. - № 1. - С. 92.

2. Бородоский Г.А. Информатика в понятиях и терминах. М.: Просвещение, 1992. - 126 с.

3. Бочкин А.И. Методика преподавания информатики. Учеб. пособие. - Мн.: Выш. Шк. Издательство «Высшая школа», 1998.стр.7

4. Гейн А.Г., Сенокосов А.И., Шолохович В.Ф. Информатика. Классы 7 - 9. - М.: Дрофа, 1998.

5. Гусева Е.Н. Информатика (3-е издание, стереотипное)/ Гусева Е.Н., Ефимова И.Ю., Коробков Р.И., Коробкова К.В., Мовчан И.Н., Савельева Л.А. – М.: Флинта. – 2011. – 260 с.

6. Захарова, И.Г. Информационные технологии в образовании: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений [Текст] / И.Г. Захарова - М.: Изд. центр Академия, 2003. - 192 с.

7. Королев И.Т. Графические объекты редактора Paint // Информатика и образование. - 2000. - № 6. - С. 40 - 45.

8. Костин В.П. Творческие задания для работы в растровом редакторе // Информатика и образование. - 2002. - № 10. - С. 39 - 45.

9. Кузнецов А.А., Апатова Н.В. Основы информатики: 8 - 9 кл. - М.: Дрофа, 1999.

10. Лапчик М.П. и др. Л24 Методика преподавания информатики: Учеб. пособие для студ. пед. вузов. - М.: Издательский центр «Академия», 2001. - 624 с.

11. Лапчик М.П. Информатика и информационные технологии в системе общего и профессионального образования: Монография. - Омск: Издательство Ом. гос. пед. ун-та, 1999.

12. Мовчан И.Н. Цифровые образовательные ресурсы: современные возможности и тенденции развития / Мовчан И.Н. // Сборник научных трудов Sworld. – 2010. – Т. 26. № 4. – С. 36-38.

13. Павлова И.М. Практические задания для работы в графическом редакторе Информатика и образование. - 2001. - № 1. - С. 35 - 44.

14. Разинкина Е.М. Курс по основам компьютерной графики // Информатика и образование. - 2003. - № 3. - С. 2.

15. Сафронова Н.В., Богомол А.В. Развитие воображения при изучении графических редакторов // Информатика и образование. - 2000. - № 6. - С.20.

16. Семакин И.Г. и др. Информатика: Базовый курс для 7 - 9 кл. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 1998.

17. Угринович Н.Д. Методическое пособие для учителя. «Преподавание курса «Информатика и ИКТ» в основной и старшей школе. – 2005. - БИНОМ. Лаборатория знаний.

18. Шафрин Ю. А. Информационные технологии: В 2 ч. Ч. 2: Офисная технология и информационные системы. - М.: Лаборатория базовых знаний, 2001. - 336 с.

19. Шишкин Е.В. Начала компьютерной графики. – М.: Диалог-МИФИ, 1994.

Код для цитирования: Скопировать