автореферат диссертации по архитектуре, 18.00.01, диссертация на тему:Учебные компьютеры в начальной композиционной подготовке

» 3 ¥2 9®

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАГЮГО ЗНАМЕНИ АРХИТЕКТУРНЫЙ ИНСТИТУТ

на правах рукописи УДК 72.01:681.14

ЗАГРЕБИН ОЛЕГ ВЛАДИМИРОВИЧ

УЧЕБНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ Б НАЧАЛЬНОЙ КОМПОЗИЦИОННОЙ ПОДГОТОВКЕ

Специальность: 18.00.01 - теория и история архитектуры

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата архитектуры МОСКВА 1590

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красног Знамени архитектушом институте на кафедре основ архитектурног

- кандидат архитектуры, профессор А. В. Степг.:юв

- доктор архитектуры, профессор Г. И. Лаврик

- кандидат архитектуры, . дйцент .

Е. С. Пронин

- Казанский государственный, университет, • архитектурно-строительный факультет.

Запита диссертации состоится " " • _ 1990г.

в ...... часов на заседании Специализированного Совета

Д 083.20.01 при Московском ордена Трудового Красного Знамени

архитектурном институте.по адресу:

103031, Москва, ул. Рождественка, дом П. .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " " ......... . 1990 года.

I

Ученый секретарь Специализированного Совета

кандидат архитектуры Н.Д. Кострикин

проектирования. Научный руководитель

Официальные оппоненты Ведущая организация

■'■■■> I . 1.

л *

Актуальность исследования, ^¡^бжный и многоплановый характер задач, решаемых професси-тальными архитекторами, требует разработки новых подходов к 1роблемам подготовки архитекторов в высшей школе. Одним из пу--ей ее решения является интенсификация процесса композиционной юдготовки на основе использования современных средств ;омпьютерного обеспечения. Наибольшие возможности здесь предос-авляют учебные персональные компьютеры и пакеты прикладных рограмм к ним . Их реализация в учебном процессе возможна по реи основным направлениям: системы машинной графики, оыпыэтерные обучающие программы, запись и считывание информа-ии по теории и практике учебного курса с баз данных.

На сегодняшний день происходит значительное расширение феры применения учебных персональных компьютеров в системе ысшего образования, ведутся активные разработки проблем их ис-ользованяя для изучения специальных дисциплин, увеличивается оличество программных и аппаратных средств.

В то же время, в системе вузовской композиционной подго-эвки учебные персональные компьютеры, как эффективное средство Зучения, еще не нашли своего места. Большинство исследований, эсвяиенных применение компьютеров в учебных целях, отражают :ыт их использования _ технических дисциплинах . В теории ар-«тектурной подготовки содержание и специфика применения лерсо-шьных компьютеров для обучения композиции не затрагивались; ? раскрывались возможности интенсификации всего процесса под->товки архитектора этими средствами;не разрабатывались и нй (основывались подходы к проектированию программного обеспече-1Я для учебного композиционного моделирования.

Решение этих задач требует дальнейшего расширения и углуй-. >ния теоретических исследований по проблемам компьютерного'

обучения , специфике его использования в пропедевтической композиционной подготовке студентоэ с целью включения в учебный процесс его наиболее эффективных элементов.

Наличие такого ряда актуальных вопросов свидетельствует о важности изучения композиционной подготовки с применением учебных персональных компьютеров и о необходимости разработки данной темы р специальном диссертационном исследовании.

На сегодняшний день имеются все необходимые теоретические предпосылки выполнения такого исследования на основе фундаментальных теоретических и методических разработок:'

- по теории архитектурной композиции (1);

- по психолого-педагогическим проблемам компьютерного обучения (2); '

- по теории и методологии архитектуры СЗ);.

Объектом исследования является процесс подготовки архитектора в пропедевтическом курсе основ архитектурной композиции с использованием учебных персональных компьютеров.

Предмет исследования. Состоит в определении специфики применения учебных компьютеров в . начальной композиционно« подготовке архитекторов.

Цель исследования заключается в раскрытии особегносте{ применения учебных персональных компьютеров в пропедевтическо{ композиционной подготовке, выявлении основных направлен^ использования, условий и принципов проектирования специализированных компьютерных•программ.

1/А.В.Степанов , А.Э.Коротковский, В.Ф.Кринский. H.A.Ла-довский, И.В.Ламцов, А.В.Иконников, А.А.Тиц, М.А.Туркус i 2/ А.В.Петровский, Н.Н.Нечаев, Е.И. Машбиц. J. Х.Кривицш С.Пейаерт, И. И. Рафалович

3/ Л. Н. Авдотьин.Б. Г.Бархин, В. Л. Глазычев, Г.И. Лаврик И. Г. Лежэва, А.В.Рябушун, Т.Ф.Саваренская, И. М. Смоляр и др

Для достижения цели в исследовании ставится ряд радач:

1. Проанализировать состояние исследований в области повы-иения эффективности и качества композиционной подготовки в системе вузовского образования.

2. Провести систематизации исследований по использование 1ерсональных компьютеров в отечественном и зарубежном выс-ием образовании и сформулировать основные направления их трименения в курсе ОПК.

3. На основе психолого-педагогических исследований сформу-тировать принципы проектирования программных средств для на-1альной композиционной подготовки .

4. Обосновать-и предложить систему компьютерного обучения (ля курса обьемно-пространственной композиции и зкеперименталь-ю опробировать ее элементы.

Методика исследования опирается на основные положения теории познания диалектического материализма. В основе исследования специфики и возможностей применения учебных компьютеров в 1ропедевтической композиционной подготовке, разработке принципов проектирования специализированных программных средств лежат юнятия и категории из теории архитектурной композиции, психо-тогии компьютерного обучения , методологии САПР.

Границы исследования определены задачами пропедевти-1еской композиционной подготовки н возможностями использования . ^ебных персональных компьютеров в этой подготовке. Математи-«ские и технические аспекты в данном исследовании не рассматриваются.

Научная новизна исследования. Работа является первым комплексным исследованием проблем использования учебных г эрсо-тльиых компьютеров в курсе основ архитектурной подготовки: Зпервыэ определяются возможности данных ерзгетв в системе коч~

позиционной подготовки,формулируются теоретически и экспериментально обоснованные принципы и рекомендации по проектированию к включении в учебный композиционный процесс специализированны* программных средств.

Практическая значимость исследования. Результаты работы дают возможность для повышения эффективности и качества композиционной подготовки студентов-архитекторов на основе включения в эту подготовку учебных персональных ЭВМ и программного обеспечения к ним. Теоретические положения исследования могут оыть использованы в дальнейшей разработке технс .огии применения компьютерного обучения в архитектурном ВУЗе.

Предмет защиты. На защиту выносятся:

- теоретическое обоснование необходимости применения учебных персональных компьютеров для повышения эффективности и качества архитектурной подготовки в ВУЗе;

- научные положения,раскрывавшие возможности компьютерных программных средств в композиционном моделировании, обучении, хранении и обработке данных по материалам учебного курса.

- принципы проектирования программных'¿средств для учебного композиционного моделирования;

- методические рекомендации по технологии применения учебных компьютеров в системе традиционных средств обучения архитектурной композиции.

Апробация и внедрение результатов исследования: Диссертация выполнена в соответствии с координационным планом важнейших научно-исследовательских работ по архитектуре MB и CCI PGvCP /шифр раздела N 4-05/. Результаты исследования докладывались и обсуждались на ежегодных конференциях МВ1~.У Сб. Строгановское) /1937-1990/, СвердАРХИ /1987-1п38/, Всесоюзном семинаре "Информатика б школе"/1986'/, основные, положения исследования

!ыли представлены на выставке " Перестройка в МАРХИ "/1929/.

На основании результатов исследования разработан и внедрен I практику композиционной подготовки архитекторов ряд методических указаний по использований учебных персональных компьютеров 1 курсе основ архитектурного проектирования /СвердАРХИ.1989/. Сдельные положения исследования были использованы в учебном :урсе Школы Юного Архитектора при СвердАРХИ /1986-1988/. 1о предложенной теме диссертации опубликовано 6 работ.

Структура и обьем работы . Диссертация состоит из введения •рех глав, заключения, списка литературы. Иллюстративная часть юдержит 36 таблиц.

Основное содержание работы.

В первой главе исследования " Предпосылки использования [ерсональных компьютеров в пропедевтическом композиционном кур-¡е" анализируется комплекс предпосылок , определяющих специфику 1рименения программных и аппаратных средств компьютерного обу-[ения в курсе основ архитектурного проектирования.

В содержание этого комплекса входят следующие элементы:

- сложившаяся в отечественной архитектурной школе структура пропедевтического композиционного курса;

- теоретические и методические разработки по проблемам повышения эффективности и качества з обучении композиции;

- псих лого-педагогические аспекты использования компьютеров в ВУЗе;

- опыт использования персональных компьютеров в высшем образовании.

Сложившаяся в отечественной архитектурной школе структура ропедевтического композиционного курса, представляет собой хо-ошо отработанную теоретически и методически основу для разви-

тия профессиональнных знаний и умений по основам архитектурно{ композиции. Несмотря на некоторые различия, композиционные курсы ведущих архитектурных школ / МАРХИ, СвердАРХИ, ХИСИ к др./ содержат положения, которые являются общими для всех программ. Основой для них является программа курса объёмно-пространственной композиции МАРХИ. В нее включено.изучение принципов и закономерностей построения обьемно-пространственной композиции: изу чение видов композиции и свойств обьемно-пространственных форы.

В то же время программа курса направлена на развитие специальных свойств личности учащегося - пространственных представлений и пространственного мышления, способностей к конструированию, комбинационного воображения,'зрительной памяти и проекционного восприятия.

В теоретических и методических разработках по проблемам повышения эффективности и качества обучения композиции можно выделить два направления исследований. Первое посвящено развитию методики композиционной подготовки в архитектурной школе С1: Второе затрагивает проблемы интенсификации и повышения эффективности обучения композиции за счёт развития технических средств моделирования С2).

Анализ исследований,составляющих первое направленно, пока-зыват, что в становлении композиционных способностей особое место отводится пространственным представлениям. К условиями их эффективного развития относятся: совершенствование теоретического обучения в дисциплинах,связанных с композицией; расширение опыта чувственного анализа формы через деятельность в макетировании к конструировании; постановка творческих заданий по ком-

1) Л. Л.Нелсдикский, К. В.Кудряшев. А.В.Степанов, В. И. Мальгин,А. Г.Усов.

2? Е. П. Ксстогасова, А.И. Рудь, С. Д. Сулименко, Н.Н.Нечаев

позиции, требующих для их решения пространственного воображения. Наиболее эффективным средством формирования пространственных представления выступает объемное макетирование.

Лимит учебного времени .однако, не позволяет эффективно реализовать предложения .содержащиеся в исследованиях на эту тему. Теоретическое обучение в курсе композиции также ограничено краткими лекциями и объяснительными беседами. Выход на более высокий уровень эффективности занятий видится лишь в использовании новейших средств информационного обеспечения и композиционного моделирования.

В исследованиях, посвященных проблемам интенсификации проектной и композиционной деятельности за счет новейшего инструментария, основное внимание уделено техническим средствам архитектурного проектирования. К ним относятся фотограмметрия, те-лемакетоскопия, базы данных, машинная графика. Анализ исследований, посвященных использованию машинной графики, показывает, что она представляет возможности пространственного моделирования, отличающиеся от существующих как по способу и возможностям применения, так и по характеру самого процесса. Машинная графика совмещает в себе ряд свойств, присущих макетировании, графике, цветовому моделированию. В то же время она обеспечивает анализ архитектурных решений методами динамичного моделирования условий восприятия, позволяет производить динамичное формирование архитектурной композиции с помощью автоматизированных процедур построения формы. Есть и предложения по использованию машинной графики в композиционной подготовке архитектора, но они ограничены лишь рэкомендацияими по _ использованию ее '. как средства пространственного моделирования. Персон лыше компьютеры, располагая средствами машинной графики, могут сбес- '■ печить учебный процесс большими дидактическими возможностями.

Анализ исследований, посвященных психолого-педагогическим аспектам использования компьютеров в БУЗе (1) показывает, что в обучающей среде, созданной им,основными являются процессы организации и интерпретации информации. Эта среда формирует такие характеристики мышления, как склонность к экспериментированию, гибкость,связность,структурность. Они соответствуют познавательным процессам, связанным с творческой деятельностью и решением проблем.

При анализе работ по проблемам психологии компьютерного обучения выделяются следующие возможности его как средства:

- расширяет возможности предъявления учебной информации;

- позволяет усилить мотивацию учения;

- активно вовлекает учащихся в учебный процесс;

- намного расширяются-наборы применяемых учебных задач;

- качественно изменяется контроль за деятельности учащихся;

- способствует формированию у учащихся рефлексии • собственной деятельности; . . ■

В процессе применения компьютера можно выделить два типа обучения. К первому относится непосредственное взаимодействие учащегося с персональным компьютером, без непосредственного участия преподавателя. Второй тип характеризуется вгаимодей-ствием с компьютером преподавателя. При этом обеспечивается помочь в управлении учебным процессом.

. В настоящее время использование компьютеров для изучения предметов физико-математического и естественнонаучного циклов занимают ведущее место. Тем не менее специалисты отмечают , что компьютеры позволяют на качественно новом уровне изучать и гуманитарные и проектные дисциплины. При этом рассматриваются

13 К. И.Я-:-чаев, К.П.Брусенцсь, А.П.Петровский, Е. И. ,о. К. Тихомирг.

следующие функции в обучении этим предметам:

- предъявление учэбного материала Свключает моделирование, погружение учацихся в историко-культурный контекст);

- накопление и анализ информации из жизни общества;

- развитие мышления путем решения особого рода задач на моделирование различных ситуаций;

- вспомогательная (обработка текстов, составление обучающим разнообразных учебных задач).

Особое место в ряду проблем, связанных с использованием персональных компьютеров в учебном процессе, отводится рассмотрению роли и места педагога в новых условиях. Подавляющее большинство исследователей отводит ему ключевую роль в определении целесообразности и возможных направлений применения компьютеров в дисциплине, которую он преподает. В это ке время, новая информационная среда, которую создает компьютер, предъявляет к педагогу повышенные требования и стимулирует творческую активность.

Анализ опыта использования персональных компьютеров в высшем образовании (1) проведен на основе отечественной и зарубежной практики. При этом особое значение уделено изучению проектных и конструкторских дисциплин с использованием компьютеров. Ведущее место здесь занимают попытки использовать САПР в учеб-, ном проектировании. Ок . осуществляются, как правило, по аналогии с профессиональной деятельностью, что значительно обедняет обучающие функции учебного проектирования. Несмотря на положительное значение этого опыта,дидактически он крайне ограничен. Перспективны™ же являются комплексные разработки систем типа

1) Научно-технический прогресс и система образования :США,ФРГ,Франция, Швеция и др.).Сборник обзоров.Сер."Науковеде- .

*ие за-рубежом",М. ,1983., Руководство по разработке и внедрению ЖР объектов строительства/, И.. 1980.

АСУ-ВУЗ в американских вузах. Широкая сеть пе'рсональных компьютеров,с возможным подключением к мощным ЭВМ, обеспечивает новейшие возможности электронной почты, многоканальной коммуникации, машинной графики, обучающих программ. Это предусматривает активное вовлечение студентов в процесс освоения микрокомпьютерной техники. На сегодняиний день, наиболее актуальной для этих систем становится проблема разработки специализированных программных сподств для отдельных дисциплин.

Изучение опыта преподавания архитектурной композиции, приме-мекепил персональных компьютеров в ВУЗе к психологических аспектов их использования позволяет сделать вывод о необходимости разработать комплекс мероприятий по включению учебных персональных компьютеров в пропедевтический композиционный курс и сформулировать основные направления его использования.

Во второй главе "Возможности учебных компьютеров в начальной композицирнной подготовке " на основе рассмотренных теоретических и методических положений анализируются возможные направления в использовании персональных компьютеров для учебной композиционного моделирования;их место,значение в этом процесс*

При рассмотрении возможностей учебных персональны; компьютеров в пропедевтическом композиционном курсе вь'деляютс; два основных направления их использования: интерактивная машин ная графика и обращение к базам данных. В процессе автоматиза ции проектирования появилась возможность использования интерак тивной машинной графики в. числе одного из средств прос трчнственного моделирование 1). В соотнесении с традиционным средствам композиционного моделирования, она. обладает рядо существенных отличий по возможностям применения. Обладая свой

1) Фоли Лж., ван Дэм А. "Основы интерактивной машинно :-реф;<ки".кн. 1 и кн. 3. ,-М.: МИР,1985.

ствами обычных видов моделирования, в то же время интерактивная графика обеспечивает динамичные преобразования обьемно-прос-транственной композиции, визуализации пространственно-временных процессов. Зто, как показали проведенные исследовали? , реализует не только процесс анализа композиционных решений методами динамичного моделирования условий восприятия, но и доятельнос-тный аспект композиционного творчества - динамичное формирование архитектурной композиции. Средствами,которые обеспечивают приемы построения композиции, определение ее компоэш.ионных характеристик и последующих преобразований являются: процедуры размещения объекта в пространстве С позиционирование, вращение, перемещение),компоновки (пересечение, расчленение, объединение),моделирование реальных условий восприятия Сс .различных углов зрения вне обьекта и внутри него), проиорциониро-вание, масштабирование, изменение положения в пространстве элементов формы и их преобразования. Вычислительные ресурсы учебных- компьютеров пока ограничены и могут быть и ¡пользованы только для двумерных преобразований. С другой сторони реализация потенциальных возможностей интерактивной машинной графики в • учебном композиционном моделировании состоит также в активном включении в этот процесс компьютерных обучающих программ. Проведенный анализ существующих типов компьютерных обучающих программ показывает, что возможности их использования разнообразны -от простых,для закрепления навыков и умений, до достаточно слож- , ных, реализующих задачи проблемного обучения в композиции. ' ,

При классификации компьютерных обучающих программ возникает пять типов: тренировочные, наставнические, проблемного -обуче- ; ния, имитационные й моделирующие, игровые.

Программы первого типа предназначены для тестирования и закрепления знаний , умений и навыков. Их использование, наряду

с лекционными формами поддерживает интерес к изучаемому материалу, улучшает понимание учебного материала и его запоминание. ■ Данные апробаций этих программ показывают,что они действительно экономят время преподавателя, значительно расширяя при этом возможности в предъявлении информации.

Программы второго типа ориентированы преимущественно на усвоение новых понятий. Основной функцией таких программ лвля-ется предъявление учебной информации с последующей постановкой вопросов. Это позволяет фиксировать небольшие разделы учебного материала и обеспечивает обратную связь.

Программы третьего типа построены на предъявлении разнообразных задач. Их решение ведется путем проб и ошибок. Появление этих программ связано с развитием методов обучения и отражает наиболее перспективное направление в использовании компьютерных обучающих систем. Их гибкость, разветвленность и адаптация к индивидуальным возможностям обучаемого способствует развитию мышления, интуиции и воображения.

В программах четвертого типа в качестве средства обучения используется моделирование. Диапазон сложности этих программ достаточно широк - от простых графических редакторов с элементами интерактивной графики до компьютерного моделирования на основе САПР. Познавательный процесс в этом случае более всего носит конструктивный характер,идет от абстрактного к конкретному.

Все более возрастает в вузовском обучении роль игровых обучающих программ. Их применение поддерживает высокий эмоциональный тонус, познавательную активность,способствует развитию необходимых умений и навыков.

Вторым направлением в использовании учебных компьютеров является обращение к базам данных. Их »¡¡пользование в учебном процессе лоэвсляет вывести информационное обеспечение всего

курса .а качественно новый уровень. Для реализации этого направления необходимо создание локальных сетей с подключением к ним средних ЭВМ,работающих в режиме разделения времени.При этом студенты и преподаватели получает доступ к таким классам данных:

- библиотеке общего каталога, что позволяет найти ин^рма-цию по любому разделу учебных и прикладных дисциплин;

- библиотеке класса для получения материала по учебному и методическому фонду курса.

- библиотеке пользователя для использования свои* индивидуальных архивов и разработок.

Оценка возможностей учебных персональных компьютеров в пропедевтическом композиционном моделировании дает основания для их включения в этот учебный процесс. В то же время, для их успешного применения необходимо решить две задачи. Во-первых, учитывая практику использования существующих систем компьютерного обучения, для создания эффективных обучающих программ необходимо сформулировать принципы йх проектирования. Сни должны опираться на специфику конкретной учебной дисциплины. Во-вторых, важнейшим условием в достижении обучаглаего эффекта является методическая организация процесса компьютерного обучения.

В третьей главе "• Принципы проектирования и методическая , организация компьтерного обучения в пропедевтическом композиционном курсе", исходя из рассмотренных возможностей применения учебных персональных компьютеров в начальной композициционной'-подготовке, формулируются принципы проектирования компьютерных обучающих программ различного уровня сложности для учебной дисциплины • "Обьемно-пространственкая композиция",предлагаются ; "структуры данных" компьютерных архивов курса .ОПК к его псльзо-' вателей - преподавателей и студентов,а также методическая организация использования учебных компьютеров в .данной дисциплине

Принципы проектирования компьютерных обучающих программ строятся на трех основных положениях. Во-первых, их алгоритми- ■ ческал структура должна опираться на известный набор существующих аналогов. Во-вторых, необходимо различать три уровня сложности данных алгоритмов: последовательный, разветвленный и адаптивный, что влияет на характер проектируемой программы. И в-третьих, учебный и иллюстративный материал к программе составляемся в соответствии с методикой данного курса.

Процесс проектирования разделен на четыре этапа: концептуальный, технологический, операционный и этап реализации. На первом этапе концептуальном - формулируются цели и задачи проектируемой программы, составляется описание модели обучения с ее помощью. На втором этапе технологическом - описываются конкретные способы реализации данной модели, определяются источники учебной информации (текстовой и иллюстративной), разрабатываются сценарии мультипликации информационных кадров, составляются задачи или упражнения по материалу выбранного раздела и указываются критер"и оценки их выполнения. Проект обучающей программы на третьем этапе - ^итерационном - включает в себя ■ исполнение информационных и графических кадров в специализированных редакторах,после чего,через выбранный алгоритм,они объединяются в единую программу. Этап реализации складывается из двух под'^тапов - педагогической и программной реализации. Первый содержит проверку выполнения программой сценария обучения и его эффективность. Программлая реализация включает в себя проверку выполнения всего алгоритма,отладку и устранение ошибок.

За основу структурного гостроения обучающих программ для иллюстрирования, тестирования и закрепления полученных знаний по теоретической ;части курса пропедсггпчэской композиционной подготовки предлагается ваять алгоритм последовательных программ.

проектирование иллюстративных программ является наиболее, простым . Работа над ними включает в себя: определение количества иллюстраций по данной теме лекции или объяснительной беседы, выбор характера графического представления материала, составление сопроводительного текста.

Программы на закрепление полученных знаний по теоретической части курса состоят из последовательных информационных и контролирующих Свопросных) кадров. В информационные кадры входит как иллюстративный, так и поясняющий материал. Каждый кадр отражает логически завершенный раздел по тому или иному теоре-. тическому вопросу архитектурной композиции. Алгоритм прохождения такой программы предусматривает или подтверждение правильности ответа или возврат к предыдущим информационным кадра* при ' неверном ответе. В этом случае предлагается повторить материал, по которому не дан верный ответ. Образуется цикл, выход из которого осуществляется после предъявления правильного ответа. Проектирование таких программ включает в себя подбор материала для информационных кадров, определение перечня вопросов с целью тестирования полученных- знаний. Компоновка кадров в блоки программы предусматривает возможность их замены,. что в свою очередь обеспечивает постоянное совершенствование программного фонда. . Результаты проектирования программы "СЛОВАРЬ" для закрепления знаний по основным понятиям обьемно-пространственной композиции показали достаточную эффективность изложенных предложений.

В основу структурной организации учебных программ по проблемному обучению и развитию определенных навыков и умений в . композиционном моделировании закладывается алгоритм разветвленных программ. Гибкость и наличие обратной связи о ходе обуча- ' емого процесса дает возможность использовать их как в лекциях а беседах, так и в ходе выполнения практических упрагнен/.'Л.

Проектирование программ с данным алгоритмом для теоретической части курса имеет свои особенности. Такая программа также состоят из информационных и вопросных кадров. Помимо кадров с потверждением правильности ответов, сюда включаются дополнительные пояснения оснований для выбора ответа. Программа получается разветвленной вследствие того, что в ней предусмотрен не один, а несколько путей выхода из каждого вопросного кадра. В прог, амме можно выделить основную последовательность информационных кадров и "боковые ветви". Число ветвлений в каждой контрольной точке определяет сложность структуры программы.

В процесс проектирования данной программы входит: описание цели и задач, определение сложности иерархической структуры программы Сколичество"ветвей" в контрольных точках), разработка сценариев для мультипликации иллюстративного и поясняющего материала, подбор всего информационного материала,составление вопросов для тестирования, определение конкретного алгоритма реализации программы, работа над графическим оформлением информационных и контролирующих кадров, проверка успешности работа программы и ее апробирование.

Адаптивные программы для теоретического курса " Обьем-но-пространственная композиция" отличаются от разветвленных наличием логического блока . Он осуществляет перевод к следующему материалу на основе "истории" обучения, а не по конечному ответу. Проектирование таких программ, помимо изложенных процедур, содержит определение уровней сложности каждого модуля программы, способа их изложения , определение количества вопросов для модуля и порога, при котором происходит перевод в новый учебный материал. Это сложные, но более эффективные программы для обучения теоретическим основам композиции.:

Практическая часть пропедевтической композиционной подго-

тозки построена на выполнении серий упражнений средствами графики и макетирования. Использование в этом процессе обучающих программ имеет поэтому свою специфику. Как и традиционные средства они должны помочь студенту развить композиционное мышление , закрепить навыки и умения. Для решения этих задач могут быть использованы моделирующий и игровой тип программ.

В настоящее время существует целый ряд различного уровня сложности программ и интегрированных систем моделирования объектов в двумерном и трехмерном пространстве. Учитывая возможности и ограничения в использовании интерактивной машинной графики для учебных компьютеров,предлагаются следующие рекомендации по проектированию заданий на выполнение упражнений:

- составление сценария на выполнение упражнения средствами интерактивной машинной графики';

- определение характера'пространственных элементов для построения композиции и организация их в графическое "мпню" задания;

- выбор видов пространственных двумерных. или трехмерных преобразований для конкретного упражнения; .

- выполнение упражнения должно быть неразрывно связано с . последующим макетно-графическим заданием.по теме; .

- определение критериев оценки выполненного упражнения;

Игровой тип программ может.быть реализован через специализированные графические редакторы. На их основе проектируются иллюстративные кадры и мультипликация этих кадров. Последующая '. компиляция графической части в алгоритм игровой программы,разработанный по написанному сценарию, не представляет особых трудностей. Процесс проектирования игровых обучающих программ аналогичен процессу для разветвленных программ теоретического курса. Отличием является отсутствие в этих программа;: контролирующих и поясняющих кадров. . " ■ - .

В отдельный раздел исследования выделены предложения по организации структур данных в компьютерных архивах курса ОПК и • его пользователей. Это объясняется все возрастающей эффективностью и актуальностью использования компьютеров именно в таком качестве. Дополнительным аргументом в польз, создания таких электронных архивов является возможность проводить недоступную ранее аналитическую и исследовательскую работу с их помощь»-.

предложения по архиву курса ОПК включают в себя организацию данных в иерархическом порядке - от концептуальных уровней (теория, практика, администрирование) до микроуровней, хранящих аннотации к первоисточникам,графические и макетные материалы, расписания и таблицы успеваемости на магнитных дисках. В отличие от архивов курса, электронная библиотека преподавателя содержит на верхнем уровне материа~ч по обучающей и научной деятельности. Соответственно характеру каждой из них определяются подуровни для этого архива.В первом случае - это лекции,поясняющие аналоги,контроль выполнения; во-втором - библиография, иллюстрации, авторские разработки. Микроуровни содержат весь необходимый минимум информации в развернутом виде. Архивы студентов аналогичны библиотеке преподавателя, но имеют менее развитую структуру и ориентированы преимущественно на учебную де-

V

ятелыюсть. Важуо и то, что предлагаемые структуры данных могут бить реализованы на универсальных системах управления базами данных типа "бВАБЕ II" и "<1ВА2Е Ш".

Методика преподавания дисциплины "Обьемно-пространственная композиция" построена таким образом, что чередование лекций, объяснительных бесед к практических упражнений способствует постепенному, последовательному освоению композиционных навыков и умения. ' Предлагаемая структура использования компьютерны* Програш - полностью опирается вз данную методику.

•19. '

Лекционная часть курса по теоретическим основам композиции сопровождается программами тренировочного и . проблемного типа. Они предназначены для тестирования и закрепления знаний по определенным разделам учебного курса. Включение в лекцию последовательных или разветвленных программ этих типов происходит по ' мере углубления теоретических знаний по данной теме. Предполагается, что студенты при этом уже ознакомлены с основными понятиями в ходе лекции. В связи с этим, программы рекомендуется использовать после изложения материала.

Объяснительные беседы, раскрывающие содержание практического задания могут включать в себя более широкий выбор обучающих программ. Целесообразно использование программ проверяющих степень усвоения пройденного материала, предлагающих решить проблемные задачи на основе более сложной,разветвленной структуры. Рекомендуется использовать их перед обьяснительной .беседой, повторяя и контролируя пройденный материал.

' Практическая часть курса обьемно-пространствены.'й композиции связана с активным применением всех средств моделирования: графикой, макетированием, цветомоделированием. Включение в этот набор интерактивной машинной графики должно носить постепенный, последовательный характер и зависеть от степени развития графического и макетного мастерства. На первом этапе это - графические редакторы простейших двумерных преобразований обьектов, • на втором - системы трехмерных преобразований формы,. на третьем '. интегрированные пакеты программ с элементами САПР.

Обращение к классам данных может происходить на всех этапах обучения, как в ходе лекций, объяснительных бесед, так и во время выполнения практических упражнений.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

1. Исследования по проблемам повышения эффективности и ка-' чества проведения занятий в пропедевтическом композиционном курсе, интенсификации процесса композиционного моделирования показали, что основным направлением здесь является развитие пространственных представлений на основе включения в этот процесс или специальных упражнений, или средств автоматизации композиционных процедур. Учебные персональные компьютеры могут в наибольшей степени способствовать решению указанных проблем.

2. Результаты исследований психолого-педагогических аспектов компьютерного обучения в ВУЗе позволили определить: возможности компьютера как средства обучения; типы взаимодействия с компьютером обучающего и обучаемого; его функции при обучении гуманитарным и проектным дисциплинам;условия и факторы эффективности компьютерного обучения,роль и место педагога в условиях применения в образовательном процессе учебных компьютеров.

3. Анализ опыта использования персональных компьютеров в высшем образованк-т помог установить основные способы включения их в учебный процесс: з качестве инструментария в лабораторном практикуме, средства моделирования и визуализации процессов и объектов, подключение к информационным базам данных, использование в лекциях и домашних занятиях.

4.Проведенный анализ возможностей учебных персональных компьютеров в пропедевтической композиционном курсе позволил Выделить три направления их использования: как средства композиционного моделирования; компьютерного обучения в лекционном курсе на основе обучающих программ; средства обращения к учебной н методической информации через компьютерные архивы.

: Первое направление обусловлено наличием динамических преобразований моделируемых объектов в системах интерактивной ма-

шинной графики. Эти системы могут способствовать развитие пространственных представлений и закреплении навыков и умений.

Второе направление основано на применении в теоретической части курса разнообразных обучающих программ - тренировочных,наставнических, проблемного обучения,игровых. Их включение в лекционный курс повысит эффективность и интенсифицирует учебный процесс.

Третье направление открывает перспективы информационного обеспечения всех учебных дисциплин на качественно новом уровне. Библиотеки общего каталога, класса и пользователя помогут получить быстрый доступ к учебному и методическому материалу курса.

5. На основе разработанного подхода к использованию учебных компьютеров в курсе основ обьемно-пространственной композиции предлагаются принципы проектирования обучающих программ для теоретической части этого курса-, 'проектирование ведется поэтапно - на концептуальном, технологическом, операционном уровнях и уровне реализации; различаются три вида программ для проектирования - последовательные , разветвленные и адаптивны«-; для каждого вида определен набор методических процедур разработки. Отдельно рассмотрен вопрос проектирования заданий для интерактив- . ного моделирования на компьптере.

6.В качество предложений по организации структур данных компьютерных архивов курса ОПК и его пользователей (преподавателей и студентов) рассматривается информационное обеспечение учебного процесса . Впервые сделана попытка реализовать потен-;.. циал персональных компьютеров через организацию быстрого и эф--фэктивного доступа к учебным и методическим материалам курса "Обьемно^пространственная композиция",его анализ и переработку,;-;

7. Проведенное исследование позволило предложить структуру-включения учебных компьютеров в начальную комйадицаокяую ' подготовку. В лекционный курс входят последовательные и разветвтеяй^

ныв обучающие программы на закрепление теоретического материала. В объяснительных беседах - разветвленные и адаптивные программы на закрепление,усвоение новых понятий,В практической части - программы и системы компьютерного моделирования с заданиями-упражнениями, предваряющими основные упражнения по курсу. Во всех разделах возможно использование систем управления базами данных.

Основные положения диссертации освещены в следующих работах автора:.

1. Выразительные возможности орнамента машинной графики. Материалы научно-теоретической конференции МВПХУ,1987.

2.Вопросы организации учебного композиционного моделирования в режиме диалога "студент - компьютер". Материалы научно-теоретической конференции МВПХУ, 1988.

3.Возможности использования компьютерных обучающих программ в пропедевтическом курсе основ архитектурной композиции. Материалы научно-тегретичгской конференции МВПХУ, 1989.

4. Персональные компьютеры в учебном композиционном моделировании формы. Материалы научно-теоретической конференции МВПХУ,1990.

5.Опыт использования учебных персональных ЭВМ в довузовской художественно-композиционной подготовке школьников. Тезисы докладов на Всесоюзном семинаре руководителей классов информатики, Ульяновск, 1986.

6.Учебные компьютеры в курсе " Основы архитктурного проектирования". Материалы выставки "Перестройка в МАРХИ",1989.

Подписано • пет 0£ у/. 90, г ?4 ГЛа !

НС _ОДмм /О Тир,/ЙР Зап. №

'Свердлове*, К-83, пр. Ленина, 5). Ткпилаборатория УрГУ.