Разработка методических материалов для проведения конференции «Вычисление числа π»

• тематические конференции и семинары по информатике.

К постоянно действующим  внеклассным занятиям относятся:

• кружки по информатике, разнообразные по формам, задачам;

• школьные научные общества;

• заочные и дистанционные  формы обучения учащихся.

Приведенное деление  мероприятий, как свидетельствует  практика работы, имеет условный характер: в школьной практике нередко одни формы порождают другие, переходят  в новые формы, разветвляются  на несколько новых форм. Например, в рамках постоянно функционирующего кружка можно организовать тематический вечер, выпуск стенной газеты по информатике и ИКТ.

Индивидуальная работа присутствует во всех формах организации  развивающего досуга школьников, она  может выражаться: в чтении дополнительной научно-популярной и методической литературы; в подготовке к конференции; разработке информационных материалов к викторине; обучении в заочных или дистанционных школах и т. д.

Работа кружков по информатике и ИКТ является основной формой внеклассных занятий по информатике, по содержанию связана с изучением курса информатики и ИКТ.

§ 3. Организация проектной деятельности учащихся

 

Учебный проект достаточно широко используется при изучении различных  тем и курсов на основе информационных технологий. Проектная форма (нелинейная технология обучения) используется в дополнение последовательного (линейного) изложения материала. Учитывается пошаговое овладение научными понятиями от простых ко все более сложным, логически последовательное изложение тем курса. Главной особенностью учебных проектов является проблема постановки учебных целей и задач по предметной области, которые позволяют преподавателю формировать путь их достижения, предложить необходимый инструментарий, методический материал, инструкции, опыт. Проектная деятельность учащихся требует достаточно длительного времени. Поэтому целесообразно использовать учебные проекты во внеклассных занятиях по информатике как в индивидуальной так и в коллективной форме обучения. Основные этапы нелинейной технологии обучения:

1. Постановка задачи.

2. Обзор источников по предметной  области (обзор литературы).

3. Выбор и освоение инструментов  познания.

4. Планирование этапов работы  по проекту.

5. Разработка содержания этапов  проекта.

6. Выполнение работ по проекту.

7. Анализ результатов, выводы  по проекту.

8. Систематизация и обобщение  собственных знаний по данной  предметной области.

В ходе реализации проектной технологии обучения учитель должен предусмотреть:

1. Этапы планирования  деятельности учителя при подготовке проектных заданий:

• подбор проектных заданий с выделением основных тем изучаемого материала;

• установка соответствия между проектным заданием и пройденным материалом;

• выявление функций проектных заданий (дидактические, познавательные, развивающие, практические);

• определение новых знаний, умений и навыков, которые учащиеся приобретут в ходе реализации проектных заданий;

• выбор проектных заданий, допускающих несколько способов реализации;

• составление проектных заданий, учитывающих индивидуальный уровень развития и интереса учащихся;

• планирование контроля, коррекции хода реализации проектного задания учащимися;

• планирование формы защиты проектного задания (публичная защита или наедине с учителем) и формы оценки (оценка при коллективной и групповых формах организации учитывается как вклад учащегося в реализацию проекта; при индивидуальной форме выполнения проектного задания оценка может зачитываться как итоговое — за четверть, полугодие, год). Письменный отчет выполненной работы.

2. Этапы планирования деятельности учащегося:

• знакомство с проектным заданием;

• обзор источников по предметной области (обзор литературы как обычной, так и электронной; поиск информации в Internet);

• выбор и освоение инструментария выполнения проектного задания (технического и программного);

• выполнение работ по проекту;

• анализ результатов, выводы по выполненному проектному заданию;

• систематизация и обобщение  собственных знаний, приобретенных  умений и навыков в ходе реализации проектного задания по данной предметной области; • защита проектного задания. На любом этапе реализации проекта, учащийся вправе обратиться за консультацией к учителю, в свою очередь учитель вправе внести коррективы в деятельности учащегося.

В таблице приведена  структура учебной деятельности по обучению компьютерному моделированию.

Действие	Операция	Содержание  операций
1. Обоснование необходимости разработки проекта	Ориентирование	Постановка проектного задания Сбор исходных данных Определение входных  и выходных данных Определение возможных моделей реализации проекта
	Планирование	Планирование этапов и сроков проведения работ
	Исполнение	Выбор и обоснование  критериев эффективности и качества разрабатываемой программы
	Контроль	Согласование проектного задания Обсуждение и обоснование проведенных работ
П. Исследовательские работы	Ориентирование	Системный анализ проектируемого объекта Определение к требований к программным и техническим  средствам
	Планирование Исполнение	Выбор модели представления  проекта Определение этапов и сроков разработки проектной программы и документации на нее Выбор технологии моделирования Обоснование целесообразности выбранной технологии моделирования проекта Обоснование принципиальной возможности создания проекта
	Контроль	Согласование и утверждение выполненных работ
III. Разработка проекта	Ориентирование	Определение формы представления  входных и выходных данных проекта, определение формы представления  модели проекта
	Планирование	Выбор технологии моделирования проекта Разработка алгоритмов модели проекта Подготовка тестов, выявление необходимых характеристик
	Исполнение	Исполнение технологии моделирования проекта Разработка алгоритма модели проекта Разра-
	Контроль	Согласование и утверждение  проекта
IV. Завершение работы над проектом	Ориентирование	Сдача проектного задания
	Планирование	Определение сроков сдача  проекта Определение формы подготовки документации к проекту Определение  формы защиты проекта
	Исполнение	Оформление и окончательное  утверждение проекта
	Контроль	Защита проекта

 

Кардинальное отличие проектного обучения от классических методов заключается  в том, что на разных этапах учащиеся преимущественно действуют самостоятельно, учитель выступает в роли консультанта.

На этапе планирования работы над проектом учащимися и  учителем совместно вырабатываются критерии оценивания проекта. Во время защиты проводится комплексная оценка работы самим учеником, выполнившим данный проект, учащимися класса и учителем. При этом оценивается как сам проект, так и его защита. По результатам определяется рейтинговая оценка. Вот один из возможных вариантов оценки проекта.

После осуществления учебной деятельности по компьютерному проектированию учащийся должен овладеть следующим:

1. Знания о проекте как объекте  проектирования:

• терминология;

• этапы проекта;

• содержание этапов проекта;

• содержание спецификаций (моделей) на этапах проекта;

• содержание проектных процедур на этапах проекта;

• содержание проектных операций проектных процедур;

• содержание проектной документации.

2. Знания о проектировании (действия):

• обоснование необходимости разработки проекта;

• исследовательские работы;

• разработка проектной задачи;

• разработка проекта.

3. Проектные процедуры (операции):

• постановка задачи, сбор исходных данных, определение структуры входных и выходных данных;

• сбор исходных данных, планирование этапов и сроков проведения работ;

• выбор и обоснование критериев эффективности и качества разрабатываемой программы;

• согласование проектного задания, обсуждение и обоснование проведенных работ;

• выделение первичной информации об объекте проектирования:

- информация об условии — что задано;

- информация о решении — что требуется получить;

- информация о технологии преобразования условия в решение — как решать, системный анализ проектируемого объекта;

• предварительный выбор методов реализации проекта, определение этапов и сроков разработки проектной программы и документации на нее;

• обоснование целесообразности применения ранее разработанных программ, обоснование принципиальной возможности решения поставленной задачи, описание спецификаций (моделей) на этапах проекта;

• согласование и утверждение выполненных работ;

• определение формы представления входных и выходных данных, построение модели проекта;

• подготовка тестов, выявление необходимых характеристик;

• разработка алгоритма  решения проектной задачи, разработка структуры программы, программирование и отладка программы;

• согласование и утверждение проекта;

• сдача проектного задания;

• определение сроков сдача проекта, определение формы подготовки документации к проекту, определение формы защиты проекта;

• оформление и окончательное утверждение проекта;

• защита проекта.

 

 

глава II. методические рекомендации по организации исследовательской деятельности школьников по теме «моделирование» на дополнительных занятиях

 

§ 1. Структура учебной деятельности при изучении компьютерного моделирования

Предметом изучения школьных дисциплин являются объекты, как  материальные, так и абстрактные. Часть характеристик объекта может быть усвоена учащимися при непосредственном взаимодействии с изучаемым объектом, посредством наблюдения или экспериментирования с ним.

При определении роли и места компьютерного моделирования  будем придерживаться определений  и основных положений ученых-исследователей по теории моделирования:

«Модель — это соответствующее  целям моделирования и сохраняющее  существенные свойства представление  некоторого объекта (явления, процесса) другим объектом (процессом, явлением), которое может быть изучено подходящим инструментарием той или иной науки».

«Для того чтобы некоторое  действие считалось моделированием, необходимо:

• наличие целей моделирования (познание, исследование, презентация, проектирование), то есть — ДЛЯ ЧЕГО производится моделирование;

• наличие моделируемого объекта (мысленного или реального) — ЧТО моделируется;

• наличие самой модели — другой объект, заменяющий в некотором отношении моделируемый объект (объект оригинал)».

Использование компьютеров  в учебном процессе позволяет  выделить важное направление использования компьютеров как средство обучения — моделирование изучаемых в школе явлений, процессов, объектов с помощью компьютеров.

Процесс преобразования исходного объекта в модель назовем  технологией моделирования. В общем  виде под технологией понимается целенаправленное преобразование объекта из одного состояния или формы в другое состояние или форму. Технология в наиболее общем и простом описании входит в частью в триаду:

Исходный объект —> Технология —> Конечный объект

Применительно к моделированию эта триада выглядит так:

Исходный объект —> Цели моделирования —> Технология —» Модель

Под технологией моделирования  мы будем понимать процесс создания модели, которая включает и информационно-компьютерные технологии, если речь идет о компьютерном моделировании.

На наш взгляд, последовательность действий процесса моделирования будет  выглядеть следующим образом:

Технология моделирования предполагает выделения существенных скойств  объекта, исходя из целей моделирования, формы представления модели и выбранной технологии создания модели. Приведем схему технологии моделирования.

Например, целью моделирования  является демонстрация кристаллической  решетки. Форма представления —  компьютерная анимация. Технология создание модели — использование информационных технологий. Можно подготовить модель, используя графические редакторы (мультипликацию), можно использовать графику языков программирования. Во втором случае необходимо математическое описание поведения и расположения молекул и электронов, построить математическую модель, составить алгоритм описания математической модели, выбрать среду программирования, написать программу (код).

Значение моделей в учебно-воспитательном процессе связано с повышением наглядности, развитием их мышления, приобретением учащимися навыков моделирования.

Деятельностный подход к процессу моделирования позволяет выделить отдельные действия, которые соответствуют  этапам процессам моделирования.

Любое действие выполняет определенные функции и реализуется через  определенные операции.

Операции, описывающие действия, могут быть определены только на основе выделения целей выполнения действий. Каждое действие выполняется через следующие операции: ориентирование, планирование, исполнение и контроль.

Описание деятельности по компьютерному  моделированию через выделение всех этапов, через все операции соответствует структуре учебной деятельности при изучении компьютерного моделирования.

В таблице 9 приведена структура  учебной деятельности при изучении компьютерного моделирования.

Действие	Операция	Содержание  операций
Постановка  задачи моделирования	Ориентирование	Определение цели моделирования  Изучение объекта моделирования
	Планирование	Выделение существенных свойств и черт объекта, подлежащего  моделированию, их взаимосвязи
	Исполнение	Выбор формы представления модели, выделение информации о модели, описание свойств ожидаемой модели и определение границ применимости данной модели
	Контроль	Анализ соотношения  между несуществующей моделью и  моделируемым объектом
Технология  моделирования	Ориентирование	Выбор технологии моделирования
	Планирование	Определение подхода, методов, выявление связей, описывающих данную ситуацию; выделение программного и  аппаратного обеспечения решения  задачи
	Исполнение	Выделение параметров модели, выбор метода и функциональных зависимостей, составление алгоритма, блок-схемы, анализ алгоритма, определение достаточности его для получения соотношения между требованием и условием задачи, написание программы
	Контроль	Ручное исполнение алгоритма  и программы, ввод и редактирование программы, получение результатов выполнения программы
Работа с  моделью	Ориентирование	Подготовка завершения работы над моделью
	Планирование	Подготовка тестов, выявление  необходимых характеристик
	Исполнение	Экспериментирование с  моделью
	Контроль	Анализ содержания полученного  результата, соотнесение его со структурными элементами знаний, анализ модели на непротиворечивость, анализ адекватности модели объекту  и цели моделирования, определение  других способов моделирования