Когнитивная функция компьютерной графики

Во все времена перед образованием стояла и будет стоять задача формирования культуры мышления будущего специалиста-профессионала, заключающейся в умении творчески, нестандартно мыслить.
Одним из механизмов мышления является образное, геометрическое, интуитивное мышление, обеспечивающее работу с чувственными образами и представлениями об этих образах. Значительное воздействие на него оказало развитие средств компьютерной графики, что привело к появлению нового, пока еще не достаточно очерченного направления, так называемой когнитивной (т.е. способствующей познанию) компьютерной графики. Ее важным моментом является непосредственное, целенаправленное, активирующее воздействие на подсознательные интуитивные механизмы образного мышления человека, что позволяет активизировать свойственную человеку способность мыслить сложными пространственными образами, а также способствует в процессе познания появлению нового знания.
Известно, что процесс познания состоит из нескольких, иногда циклично повторяющихся, этапов: гипотеза, модель изучаемого объекта или явления и решение, результатом которого является новое знание.
Он во многом укладывается в схему «интуиция, абстракция, символическая интерпретация». В этом контексте основная проблема и задача когнитивной компьютерной графики – создание таких моделей представления знаний, в которых можно было бы однообразно представлять как объекты, характерные для логического (символического, алгебраического) мышления, так и объекты, характерные для образного мышления. При этом такое представление должно, во-первых, быть наглядным, «осязаемым», то есть «прояснять» абстрактные построения сложных явлений и процессов (в частности, понятий, гипотез, теорий) средствами графических интерпретаций, во-вторых, позволить увидеть связи и значения, которые до сих пор были скрыты от человека, а, в-третьих (как следствие) способствовать выявлению сути абстракции.
Эта проблема (полностью или частично) решается в процессе построения разных изображений, в котором выделяется два основных этапа – моделирование и визуализация. Моделирование представляет собой описание объектов различной природы (геометрические объекты на плоскости и в пространстве, реальные природные объекты, например, деревья, горы, облака, большие числовые массивы, используемые в экспериментальных исследованиях и др.) с помощью математических методов. На этапе визуализации происходит преобразование полученных на предыдущем этапе моделей объектов в одно или несколько статических изображений, результатом чего является построение на плоском экране компьютера реалистических изображений объемного мира.
Для получения натурального изображения объемных объектов на экране компьютера необходимо мастерски владеть методами моделирования геометрических форм и средствами достоверной визуализации. В основе этого лежат фундаментальные дисциплины – аналитическая геометрия и оптика, и программирование.
В процессе изучения компьютерной графики реализуются следующие цели: 1) систематизация знаний студентов аналитической геометрии и дополнение их новыми, интересными фактами; 2) закрепление теоретических знаний и выработка навыков их применения в практической деятельности; 3) формирование умения решать нестандартные задачи; 4) развитие навыков самостоятельной работы.
Наилучший способ обучения, дающий сознательные и прочные знания учащимся и обеспечивающий одновременно их умственное развитие, заключается в том, что перед учащимися ставятся последовательно связанные одна за другой посильные теоретические и практические задачи, решения которых дают новые знания. Обучение на немногочисленных, но хорошо подобранных задачах, решаемых учащимися в основном самостоятельно, способствует вовлечению их в творческую исследовательскую работу, последовательно проводя через этапы научного поиска, развивает логическое мышление. Усвоение материала курса через последовательное решение учебных задач происходит в едином процессе приобретения новых знаний и их применения, что способствует развитию познавательной самостоятельности и творческой активности.
С дидактической точки зрения в процессе решения задач компьютерной графики заложены большие (по сравнению с решением алгебраических задач) возможности развития мышления. Решение этих задач существенно и позитивно влияет на развитие логического мышления, пространственного воображения, конструктивно-геометрического мышления, способности к анализу и синтезу пространственных форм и отношений на основе графических моделей пространства, практически реализуемых в виде изображений конкретных пространственных объектов.
В то же время в значительно меньшей степени при решении задач компьютерной графики может быть использован образец решения некоторого класса задач, тем самым осуществляется дестандартизация как самих задач, так и методики их использования в обучении.
Вышесказанное объясняет план занятий: 1) формулировка задачи, постановка проблемной ситуации; 2) анализ имеющихся данных; 3) выбор оптимального из предлагаемых методов решения данной задачи; 4) формулировка теоретического положения, необходимого для решения задачи; 5) применение этого положения при решении задач; 6) реализация решения посредством программы.
По нашему мнению, программирование играет ключевую роль в реализации когнитивной функции компьютерной графики, поскольку оно позволяет получить ответы на многие вопросы типа «почему именно так». Именно детальное изучение алгоритмов и методов компьютерной графики и их реализация способствуют более полному пониманию рассматриваемых объектов и явлений, их связей и закономерностей создания реалистических (как статических, так и динамических) изображений.
Как показал опыт, обучение компьютерной графике через задачи обеспечивает развитие самостоятельности и творческой активности учащихся, способствует приобретению прочных и осознанных знаний, развивает умение сравнивать, обобщать, делать творческие выводы из решенных задач, поддерживает учебно-познавательный интерес учащихся к математике (в частности, к геометрии), и к информатике (в частности, к программированию).
Таким образом, когнитивные функции изучения элементов компьютерной графики состоят:
1. в активизации мыслительной деятельности человека, повышении интереса к изучаемым фундаментальным дисциплинам, в частности, к аналитической геометрии, росте уровня остаточных знаний;
2. в развитии пространственного представления и воображения, конструктивно-геометрического мышления, способностей к анализу и синтезу пространственных форм и отношений, изучению способов конструирования различных геометрических пространственных объектов.
Необходимо также заметить, что при изучении компьютерной графики возрастает роль преподавателя. Процесс обучения становится более контролируемым, активно работает прямая и обратная связь «преподаватель – студент». Преподаватель видит слабые места студента в том или ином разделе аналитической геометрии, компьютерной графики, обращает на это внимание студента, еще раз разъясняет ошибки.
Развитие когнитивной компьютерной графики открыло для сферы обучения принципиально новые возможности, а именно увеличение скорости передачи информации учащимся, повышение уровня ее понимания, а также развитие таких важных для специалиста любой отрасли качеств, как интуиция, профессиональное «чутье», образное мышление.
Использование достижений когнитивной компьютерной графики в обучении способствует интеллектуальному процессу получения нового: учащиеся при анализе изображений могут динамически управлять их содержанием, формой, размерами и цветом, добиваясь получения нового, т.е. еще не существующего в их голове, знания (иначе говоря, учащиеся «добывают» знания с помощью исследований на математических моделях изучаемых объектов). При чем графические изображения позволяют каждому учащемуся сформировать свой, сугубо личностный, образ изучаемого объекта или явления во всей его целостности и многообразии связей.
Таким образом, когнитивная компьютерная графика представляет собой эффективный технический инструмент воздействия на интуитивное образное мышление человека.

Я обожаю быть в курсе всех новинок интернета: новые гаджеты, новые ресурсы, новые способы весело провести время. Узнавать об этом своевременно мне помогает Блог об Интернете, где я всегда могу найти что-то новенькое для себя. От Интернет Бизнеса до самых наивных вопросов об устройстве интернета. Читаю и учусь, чего и вам желаю!

Что за странное слово линкомаулия? Впервые услышал, зашел - поинтересовался и узнал! Узнай и ты, что это значит.