Решение задач на тему: Обучение информационному моделированию учащихся старших классов

Введение

Информатика - фундаментальная наука, формирующая системно-информационный подход к анализу окружающего мира, изучающая информационные процессы, методы и средства получения, преобразования, передачи, хранения и использования информации; стремительно развивающаяся и постоянно расширяющаяся область практической деятельности человека, связанная с использованием информационных технологий.

Цели и задачи обучения информатике в школе, как любому другому учебному предмету, связываются с формированием основ научного мировоззрения школьников, развитием их мышления, способностей, подготовкой к жизни, труду, продолжению образования.

Курс "Информатика и ИКТ" должен сформировать у учащихся способность самостоятельно мыслить, применять знания, уметь планировать деятельность, ставить вопросы и уметь находить на них ответы. Все это неизбежно должно привести к поиску и внедрению новых педагогических форм и технологий в образовании. Одними из таких форм являются исследовательская и проектно-исследовательская деятельность учащихся. Под исследовательской деятельностью понимается деятельность учащихся, связанная с решением творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным решением (в отличие от практикума, служащего для иллюстрации тех или иных законов природы) и предполагающая наличие основных этапов, характерных для исследования в научной сфере, нормированную исходя из принятых в науке традиций: постановку проблемы, изучение теории, посвященной данной проблематике, подбор методик исследования и практическое овладение ими, сбор собственного материала, его анализ и обобщение, собственные выводы. Если коротко, то исследовательская деятельность - деятельность, связанная с поиском ответа на задачу, решение которой заранее неизвестно.

При решении исследовательской задачи ученик сталкивается с проблемой: нет готовых решений, алгоритмов решения задачи, и ему предстоит самостоятельно найти решение.

Учителя информатики используют на своих уроках задачи исследовательского характера в линиях алгоритмизации, программирования, архитектуры, но чаще всего исследовательские задачи применяются в профильном курсе обучения по темам "языки программирования" и "информационное моделирование". Педагоги видят преимущество в них, ведь задачи подобного типа оказывают положительное влияние на мышление учащихся, способствуют развитию стилей мышления ученика. Таким образом, задачи исследовательского характера вносят существенный вклад в обучение школьному курсу информатики.

Другими словами, исследовательские задачи играют весьма значительную роль в обучении информатике, поскольку способствуют развитию мышления, самостоятельному поиску решения у учащихся, воспитывают способность достигать поставленные цели, решать возникающие трудности, желание узнать новое. А также способствуют развитию познавательных способностей учеников.

Объектом исследования является обучение информатике в старшей школе на базовом уровне.

Предмет исследования - использование исследовательских задач в обучении основам моделирования в старшей школе на базовом уровне.

Цель работы - разработка методики организации исследовательской деятельности учащихся на уроках по теме "информационное моделирование" с использованием табличного процессора на базовом уровне.

Задачи исследования:

1. Изучить педагогическую и методическую литературу с целью выявления типов исследовательских задач.

2. Проанализировать содержание темы "Информационное моделирование" в программе базового курса информатики.

. Выявить особенности применения исследовательских задач в обучении информационному моделированию.

. Разработать уроки по теме "информационное моделирование" с применением исследовательских задач.

Выпускная квалификационная работа состоит из введения, теоретической и практической частей, заключения и приложения.

Оглавление

- Введение

- Теоретические основы организации исследовательской деятельности учащихся старших классов при обучении информационному моделированию 1.1 Дидактические основы исследовательского метода обучения

- Понятие и виды исследовательских задач

- Анализ содержания линии моделирования школьного курса информатики и ИКТ Глава 2. Методические основы применения исследовательских задач при обучении информационному моделированию на базовом уровне курса информатики старшей школы

- Комплекс исследовательских задач по теме Информационные модели

- Методика обучения информационному моделированию с применением поисковой исследовательской задачи на уроке по теме Использование МS Excel для решения задачи оптимального планирования

- Методика обучения информационному моделированию с применением проблемной исследовательской задачи на уроке по теме Метод наименьших квадратов и линия тренда Заключение

- Библиографический список

- Приложения

Заключение

Исследовательский метод занимает центральное место в проблемном обучении. Также он предполагает построение процесса обучения наподобие процесса научного исследования, осуществление основных этапов исследовательского процесса, в упрощенной, доступной учащимся форме:

выявление неизвестных (неясных) фактов, подлежащих исследованию (ядро проблемы);

уточнение и формулировка проблемы;

выдвижение гипотез;

составление плана исследования;

осуществление исследовательского плана, исследование неизвестных фактов и их связей с другими, проверку выдвинутых гипотез;

формулировку результата;

оценку значимости полученного нового знания, возможностей его применения.

Важная особенность исследовательского метода состоит в том, что в процессе решения одних проблем постоянно возникают новые, и процесс научного исследования имитируется в небольшой мере.

Список литературы

1. Бабанский Ю.К. Избранные педагогические труды. - М: Педагогика, 2006.

. Балл Г.А. Теория учебных задач. - М.: Педагогика, 2005. - 320 с.

3. Берцфаи Л.В. Формирование умения в ситуации решения конкретно-практических и учебных задач. // Вопросы психологии. -2007. - №6. - С. 21-33.

4. Бешенков С.А. Информатика. Систематический курс: Учебник для 10-го класса. / С.А. Бешенков, Е.А. Ракитина. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. - 432 с.

5. Борытко Н.М. Методология и методы психолого-педагогических исследований: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. / Н.М. Борытко, А.В. Моложавенко, И.А. Соловцова; под. ред. Н.М. Борытко. - М.: Академия, 2008. - 320 с.

6. Гинецинский В.И. Предмет психологии: Дидактический аспект. - М.: Логос, 2008. - 214 с.

. Гликман И.З. Подготовка к творчеству: учебное исследование. // Школьные технологии. - 2006. - №3. - С. 91-95.

. Григорович Л.А. Педагогическая психология. - М.: Гардарики, 2005. - 320 с.

9. Гришин Д.М. О видах и структуре учебных задач. // Советская педагогика. - 2006. - №3. - С. 33-41.

10. Дьяченко В.К. Новая дидактика. - М.: Народное образование, 2007. - 412 с.

. Задача. Википедия - свободная энциклопедия [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Задача.

. Зимняя И.А. Педагогическая психология. - М.: Логос, 2005. - 384 с.

. Иванов П.И. Проблемное обучение. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://paidagogos.com/?р=108.

. Информатика. 10-11 класс / Под ред. Н.В. Макаровой. - СПб.: Питер, 2005. - 300 с.

15. Информатика: Учеб. пособие для 10-11 кл. общеобр. учреждений / Л.З. Шауцукова. - 3-е изд. - М.: Просвещение, 2003. - 416 с.

. Карпов В.А. Моделирование в электронных таблицах. // Информатика и образование. - 2008. - №5. - С. 47-52.

. Колягин Ю.М. Исследовательские задачи. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://library.krasu.ru/ft/ft/_articles/0112235.pdf.

18. Краснов П.С. Электронные таблицы. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.rusedu.info/Article503.html

. Левитес Д.Г. Практика обучения: современные образовательные технологии. / Книга для учителя. - Мурманск, 2007.

. Лернер И.Я. Поисковые задачи в обучении как средство развития творческих способностей. Научное творчество. / Под ред. С.Р. Микулинского и М.Г. Ярошевского. - М.: Наука, 2006. - С. 112-126.

21. Лернер И.Я. Процесс обучения и его закономерности. - Ереван: Луйс, 2007. - 93 с.

. Лернер И.Я. Факторы сложности познавательных задач. / Новые исследования в педагогических науках. Вып. 1(XIV). - М.: Педагогика, 2007. - С. 86-101.

. Махмутов М.И. Теория и практика проблемного обучения. - Казань, 2005. - 365 с.

24. Мир словарей. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://psihotesti.ru/gloss/tag/uchebnaya_zadacha.

. Пентин А.Ю. Исследовательская и проектная деятельность: структура и цели. // Школьные технологии. - 2007. - №5. - С. 111-114.

26. Подласый И.П. Педагогика: новый курс. - М.: Владос, 2009.

27. Пожарищенская Л.Е. Открытый урок по теме: "Электронные таблицы МS Excel". [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://festival.1september.ru/articles/413591.

. Пойа Д. Как решать задачу. - М.: Либроком, 2010.

. Приемы учебной деятельности [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://pedagog.home.nov.ru/priem.htm.

. Савенков А.И. Психологические основы исследовательского обучения школьников. // Школьные технологии. - 2008. - №1. - С. 11-20.

31. Семакин И.Г. Информатика. / И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер. - 2-е изд. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. - 139 с.

32. Сериков В.В. Образование и личность: Теория и практика проектирования педагогических систем. - М.: Логос, 2006. - 272 с.

. Скаткин М.Н. Методология и методика педагогических исследований. - М.: Педагогика, 2007.

34. Сластенин В.. Общая педагогика. - М: Владос, 2005.

35. Стандарт среднего (полного) общего образования по информатике и ИКТ. - 2004.

36. Теория и методика обучения информатике: учебник / М.П. Лапчик, И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер, М.И. Рагулина и др.; под ред. М.П. Лапчика. - М.: Академия, 2008. - 592 с.

. Тихомиров О.К. Структура мыслительной деятельности человека. - М.: Педагогика, 2008. - 315 с.

38. Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10-11 классов / Н.Д. Угринович. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. - 512 с.

. Учебная задача. Педагогический словарь. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://psihotesti.ru/gloss/tag/uchebnaya_zadacha/.

. Фридман Л.М. Как научиться решать задачи. - М.: Просвещение, 2005. - 254 с.

. Хмелева В.Н. Методические аспекты применения ИКТ на уроках физики. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://festival.1september.ru/articles/505540.

Приложение 1

Дидактический материал к уроку по теме "Использование МS Excel для решения задачи оптимального планирования"

Средство табличного процессора МS Excel "Поиск решения". Соответствующая команда находится в меню Сервис. "Поиск решения" - одно из самых мощных средств ТП Excel.

Вначале необходимо подготовить электронную таблицу к решению задачи оптимального планирования. В режиме отображения формул таблица показана на рис. 1. Ячейки В5 и С5 зарезервированы соответственно для значений х (план по изготовлению пирожков) и у (план по изготовлению пирожных). Ниже этих ячеек представлена система неравенств (а), определяющая ограничения на искомые решения. Неравенства разделены на левую часть (столбец В) и правую часть (столбец D). Знаки неравенств в столбце С имеют чисто оформительское значение. Целевая функция (Р) занесена в ячейку В15.

Рис. 2. - Таблица, подготовленная к вычислению оптимального плана

Теперь следует вызвать программу оптимизации "Поиск решения" и сообщить ей, где расположены данные. Для этого надо выполнить команду => Сервис => Поиск решения. На экране откроется соответствующая форма (Рис. 3)

Рис. 3. - Начальное состояние формы "Поиск решения"

Далее надо выполнить следующий алгоритм:

1. Ввести координату ячейки с целевой функцией. В нашем случае это В15. (Заметим, что если перед этим установить курсор на ячейку В15, то ввод произойдет автоматически).

2. Поставить отметку "максимальному значению", то есть сообщить программе, что нас интересует нахождение максимума целевой функции.

. В поле "Изменяя ячейки" ввести В5:С5, то есть сообщить, какое место отведено под значения переменных - плановых показателей.

. В поле "Ограничения" надо ввести информацию о неравенствах-ограничениях, которые имеют вид B10<=D10; B11<=D11; B12>=D12; B13>=D13. Ограничения вводятся следующим образом:

щелкнуть по кнопке "Добавить"; в появившемся диалоговом окне "Добавление ограничения" ввести ссылку на ячейку В10, выбрать из меню знак неравенства <= и ввести ссылку на ячейку D10; снова щелкнуть по кнопке "добавить" и аналогично ввести второе ограничение B11<=D11 и так далее. В конце надо щелкнуть по кнопке ОК.

5. Закрыть диалоговое окно "Добавление ограничения". Снова появится форма "Поиск решения" (рис. 4).

Рис. 4. - Форма "Поиск решения" после ввода информации

6. Теперь надо дать последние указания: задача является линейной (это многократно облегчит программе ее решение). Для этого следует щелкнуть по кнопке "Параметры" - появится форма "Параметры поиска решения" (рис. 5).

Рис. 5. - Форма "Параметры поиска решения"

Надо выставить флажок на переключателе "Линейная модель". Остальная информация в форме "Параметры поиска решения" служебная, автоматически устанавливаемые значения нас устраивают, и вникать в их смысл мы не будем. Следует щелкнуть по кнопке ОК, что возвратит нас в форму "Поиск решения".

8. Вся информация введена. Далее надо щелкнуть по кнопке "Выполнить" - мгновенно в ячейках В5 и С5 появится оптимальное решение, а в ячейке В15 - максимальное значение целевой функции.