Prezentácia obsahuje základné výsledky dizertečného výskumu didaktiky úvodných kurzov počítačovej grafiky. Venuje sa im prevažne heslovite, zameriava sa na dosiahnuté ciele a prínosy. V závere obsahuje odpovede na otázky komisie. Práca bola obhájená v decembri 2012.

1. Didaktika úvodného kurzu
počítačovej grafiky
Mgr. Daniela Onačilová
Školiteľ: doc. RNDr. Andrej Ferko, PhD.
Dizertačná práca
Katedra základov a vyučovania informatiky
FMFI UK v Bratislave
03.12.2012

2. Motivácia
●
●
●
●
Analýza a metodika návrhu úvodných kurzov počítačovej
grafiky (ÚKPG) nie sú rozpracované.
Existujú rôzne prístupy k výučbe ÚKPG.
Snaha využiť skúsenosti z odboru Teórie vyučovania
informatiky pri analýze a metodike návrhu ÚKPG.
Vysoký počet študentov v ročníku – cca 300.
Výskumný problém – vyučovanie počítačovej grafiky v rámci
úvodného univerzitného kurzu. Zaoberáme sa však aj
propedeutikou počítačovej grafiky na nižších stupňoch
vzdelávania.
2

3. Ciele
●
●
●
Analyzovať úvodné vysokoškolské kurzy
počítačovej grafiky, a na základe tejto analýzy
vytvoriť súbor ich charakteristík, ktoré budeme
do hĺbky skúmať.
Opísať poznávací proces v počítačovej grafike
od strednej školy až po absolvovanie úvodného
kurzu.
Zistiť, akú úroveň poznania majú študenti
úvodného kurzu PG.
3

4. Výskumné otázky (VO)
?
1. Podľa akých kritérií možno analyzovať už existujúce úvodné kurzy
počítačovej grafiky?
a) Pomocou akých kritérií možno charakterizovať tieto kurzy?
b) Akým okruhom tém sa ÚKPG venujú?
c) Aké metódy výučby sa využívajú v ÚKPG?
2. Aké vedomosti z matematiky a informatiky v súvislosti
s počítačovou grafikou má a mal by mať študent úvodného
vysokoškolského kurzu PG?
a) Ktoré témy z predmetov matematika a informatika na strednej škole súvisia
s počítačovou grafikou?
b) Aké sú prerekvizity úvodných kurzov PG na vybraných univerzitách?
c) Akú úroveň programátorských a praktických zručností dosahujú študenti pred
úvodným kurzom na FMFI UK?
d) Aké úrovne poznania dosahujú študenti ÚKPG?
3. Aký je pohľad študenta na počítačovú grafiku pred a po absolvovaní
4
úvodného kurzu na FMFI UK?

5. Metódy riešenia
výskumného projektu
Kvalitatívne aj kvantitatívne metódy výskumu
Metódy zberu dát:
●
dotazník
●
vyhľadávanie na internete
Metódy analýzy dát:
●
analýza textu
●
opisná štatistika
5

6. Zdroje
analyzovaných
dát
6

7. Charakteristiky VO 1. a)
Opis charakteristiky Pedagogická definícia podľa (Průcha et al., 2009)
kurzu
Komu je kurz určený
Cieľová skupina
Určitý segment populácie, na ktorý je zameraný nejaký napr. preventívny
program
Prerekvizity
Očakávané alebo požadované vstupné vedomosti, podmieňujúce predmety
Cieľ/ciele kurzu
Aké ciele chce vyučujúci daným predmetom naplniť
1 Účel, zámer výučby; 2 výstup, výsledok výučby
Časová dotácia
Rozsah výučby z hľadiska času – v hodinách za týždeň/semester
Obsah výučby
Aké témy sú predmetom vzdelávania
Literatúra pokrývajúca obsah výučby
Učebnice,
odporúčaná literatúra
Metóda výučby
Spôsob, akým sú vedomosti predávané študentom
Postup, cesta, spôsob vyučovania. Charakterizuje činnosť učiteľa vedúcu
žiaka k dosiahnutiu stanovených vzdelávacích cieľov
Podpora prednášky
cvičeniami
Či je predmet podporovaný aj cvičeniami
Hodnotenie
študentov
Hodnotenie a spôsoby hodnotenia vedomostí a zručností študentov
V bežnej pedagogickej komunikácii hodnotia učitelia žiakov priebežne tak,
7
že im oznamujú, aké sú ich výkony, úspechy ai.

8. Charakteristiky kurzu
a ich analýza I.
VO 1. a 2.
Prerekvizity: teoretická informatika, programovanie, matematika
VO 2.b)
Časová dotácia: 1-3 prednášky/týždeň
Obsah výučby: (6 okruhov tém )
●
●
VO 1.b)
slovenské – 2D, (UCM, STU úplne bez 3D)
zahraničné – zobrazovanie priestorových dát = 3D a matematické
základy
Hodnotenie študentov: písomné testy, zadané úlohy programátorské,
matematické, informatické, projekty, súťaže
čiastočne publikované 2009
8

9. Charakteristiky kurzu
a ich analýza II.
VO 1. c)
Učebnice a odporúčaná literatúra:
počítačová grafika aplikačne/teoreticky
●
spracovanie obrazu
●
interakcia človek-počítač – HCI
Metódy výučby:
●
●
●
●
●
●
●
VO 1. c)
programátorské prístupy
bez rasterizačných algoritmov
virtual reality based learning
modelovanie a CAD systémy
2D grafika a spracovanie obrazu
teoretický prístup
9

10. Vstupné vedomosti
študentov - ŠVP
VO 2. a)
●
●
●
Porovnanie s Computer Graphics Knowledge Base Report
od ACM SIGGRAPH Education Committee.
Informatika – zobrazovacie zariadenie, grafický hardvér,
základy algoritmizácie (prípadne programovanie), tvorba,
úprava, ukladanie a zobrazovanie 2D rastrovej obrazovej
informácie.
Matematika – základy geometrie, funkcie, rovnice a
nerovnice, vypustenie analytickej geometrie, absencia
matíc.
publikované 2011
10

11. Vstupné vedomosti
študentov - Dotazník
VO 2. c)
Programátorské zručnosti:
●
●
%
rôznorodé, ale ovládajú aspoň základy programovania
C/C++, Pascal/Delphi, Java,E: Praktické zručnosti študentov
iné
Diagram
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
bmp
vekt
foto
pano
3D
anim
web
prog
informatici 2009 informatici 2010
GSVM 2009
GSVM 2010
publikované 2011
matematici 2009 matematici 2010
UPG 2009
UPG 2010
11

12. Predstavy študentov
o počítačovej grafike
VO 3
Pred úvodným kurzom PG
●
●
●
Rôznorodé skúsenosti s grafickými nástrojmi a programovaním.
PG vnímajú hlavne aplikačne a pocitovo, zo skúseností a aplikácií
z okolia.
Teoretické pozadie PG nevnímajú.
Po úvodnom kurze PG
●
Objavujú teoretickú súčasť počítačovej grafiky.
●
Dopĺňajú si praktickú skúsenosť s tvorbou 3D grafického obsahu.
●
Zamýšľajú sa nad budúcim štúdiom v tomto odbore.
publikované 2011
12

13. Úrovne poznania študentov
úvodného kurzu - úvod
Osem základných formálnych jazykov matematiky rozdeľuje (Kvasz, 2000)
do dvoch skupín:
●
symbolické jazyky aritmetiky
●
ikonické jazyky geometrie
●
●
Navrhli sme
analógiu
v počítačovej
grafike.
Využili sme
zjednodušený
referenčný model
počítačovej grafiky.
13

14. Úrovne poznania študentov
úvodného kurzu
VO 2. d)
1. Používateľ – zobrazovacie zariadenie, grafické aplikácie.
2. Pokročilý používateľ – aktívne využívajú aplikačný grafický softvér,
vytvárajú digitálny grafický obsah pomocou symbolického jazyka
matematiky a informatiky.
3. Programátor – používal profesionálnu grafickú knižnicou, programoval
3D grafický výstup, žiadne alebo veľmi slabé znalosti o grafickom
systéme.
publikované 2012
14

15. Prínos
●
●
●
●
●
Prehľad metód výučby úvodného kurzu počítačovej grafiky.
Deväť kritérií úvodných kurzov a šesť tematických okruhov
počítačovej grafiky, ktoré sú vhodné na analýzu a návrh úvodných
kurzov počítačovej grafiky.
Analýza všetkých dostupných slovenských a vybraných zahraničných
kurzov – kurz je potrebné navrhovať v kontexte celého študijného
programu.
Analýza vstupných vedomostí slovenských študentov a návrh troch
úrovní poznania pred úvodným kurzom počítačovej grafiky.
Zistili sme, že náš úvodný kurz má svoje opodstatnenie, pretože na jeho
základe sa študenti rozhodujú o budúcom štúdiu a získavajú základné
15
vedomosti a zručnosti v oblasti tvorby 2D a 3D grafického obsahu.

16. Ďakujem za pozornosť
Mgr. Daniela Onačilová
daniela.onacilova@gmail.com
Katedra základov a vyučovania informatiky
FMFI UK v Bratislave
16
03.12.2012

17. 1. Aký je rozdiel medzi úlohami matematickými,
informatickými a programátorskými?
prof. Ing. Veronika Stoffová, CSc.
Matematické úlohy – obsahujú matematické, výpočtové úlohy na
precvičovanie/testovanie súvisiace s preberanou látkou z počítačovej grafiky.
Informatické úlohy – obsahujú úlohy na precvičovanie/testovanie
teórie v rámci počítačovej grafiky.
Programátorské úlohy – sú zadania na implementáciu grafických
algoritmov v niektorom programovacom jazyku.
17

18. 2. Je nutné a dôležité predpisovať ako nástroj na realizáciu
grafických algoritmov konkrétny programovací jazyk (C++,
Java ...)?
prof. Ing. Veronika Stoffová, CSc.
Nie je to nutné.
Skúmali sme, čo vyučujúci preferujú:
● programovacie jazyky C/C++, Java
● programátorsky zamerané prednášky
● medzinárodne uznávané publikácie na podporu
vyučovania zamerané na programovanie
●
●
●
D. D. Hearn, M. P. Baker, (W. Carithers). Computer Graphics with OpenGL.
Prentice Hall.
E. Angel. Interactive Computer Graphics: Top-Down Approach Using OpenGL.
D. Shreiner, et al.. OpenGL Programming Guide. Addison-Wesley. (pozn. The
Red Book)
18

19. 1. … (časová dotácia prednášky, metóda výučby prednášky,
okruhy tém, odporúčaná literatúra, prerekvizity a spôsoby
hodnotenia študentov). Prečo bolo vybratých práve týchto 5
kritérií pre hlbšiu analýzu? V čom bol problém skúmať ciele
kurzov? Možno by to súviselo s tromi úrovňami poznania
študentov.
doc. RNDr. Gabriela Andrejková, CSc.
1. Rozsah projektu
2. Málo informačne hodnotné:
a) úvod do počítačovej grafiky
b) opis obsahu kurzu
19

20. 2. Odpovede respondentov v troch dotazníkoch boli
zaznamenané v papierovej forme, nebolo by jednoduchšie
spracovane, keby to bolo urobené v elektronickej forme?
doc. RNDr. Gabriela Andrejková, CSc.
Študenti
●
●
●
Skúsenosti z diplomovej práce – nemuseli dotazník vyhľadať,
nebol hodnotený – nevyplnili ho.
Na cvičenia nechodili všetci študenti, iba časť – skreslenie
výsledkov.
Počas priebežného a záverečného testu:
●
●
●
bol na to vyhradený čas
boli tam všetci, ktorí chceli byť klasifikovaní
papierová forma bola pre nich dostupnejšia
20

21. 1. Vysvetlite pojem didaktika.
Mgr. Júlia Tomanová, PhD.
Didaktika
je „pedagogickou disciplínou, teóriou vyučovania (grec. didasken =
učiť sa, vyučovať)“ (Průcha et al., 2009)
„...se zabývá: 1. tím, co a k jakým účelům se vyučuje; 2. tím, jak se to
vyučuje.“ (Průcha, 2009, s. 102)
Rozdelenie na:
1. teória a výskum kurikula
2. teória a výskum vyučovania
21

22. 2. V práci špecifikujte časti, ktoré by ste pomenovali
didaktikou úvodného kurzu počítačovej grafiky.
Mgr. Júlia Tomanová, PhD.
Čo učiť
Tutoriály autorských nástrojov (0. iterácia výskumu) – 5 rokov využívania
Kurikulá (kap. 2.4) – ACM, IEEE, Eurographics
Analýza úvodných kurzov počítačovej grafiky (PG) (kap. 3) – 38 univ., 9
charakteristík, prerekvizity, obsahy, časová dotácia, hodnotenie
Analýza vyučovacích predmetov na SŠ súvisiacich s PG (kap. 4) – ŠVP: inf, mat
Analýza úvodných kurzov počítačovej grafiky na FMFI UK (kap. 5) – 500 respond.,
vstupné vedomosti, predstavy o počítačovej grafike
Úrovne poznania študentov vzhľadom na referenčný model PG (kap. 5.5) – 3 úrovne
Ako učiť
Prístupy k vyučovaniu ÚKPG (kap. 2.2) – 8 publ., 6 prístupov
Publikácie určené na podporu vyučovania PG (kap. 2.3) – 12 publ., 6 tem. okruhov
Analýza úvodných kurzov počítačovej grafiky (PG) (kap. 3) – učebnice, prístupy
5 príspevkov k článkom pre virtuálne múzejníctvo
9 publikácií na konferenciách: 2 grafické, 2 geometrické, 3 didaktické
22