ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ КАК ЭФФЕКТИВНОГО МЕТОДА ПОЗНАНИЯ НА УРОКАХ ИНФОРМАТИКИ
Гурьян Леонид Викторович, преподаватель ОАТ им. Н. Е. Жуковского, учитель информатики I кат., лаборант кабинета информатики МОУ "СОО школа №97"Программа "Использование моделирования как эффективного метода познания на уроках информатики" является углублением общепринятой программы по дисциплине "Информатика". Тематической основой предлагаемой программы является раздел "Моделирование" стандартной школьной программы. Необходимость использования данной программы обуславливается следующими причинами:
1. Существование одностороннего, теоретического подхода к моделированию в ходе дисциплины "Информатика". Это объясняется в первую очередь недостаточной технической оснащенностью кабинетов информатики, отсутствием стандартного ПО для проведения практических занятий. Кроме того, полноценные занятия по моделированию невозможны без качественной математической подготовки учащихся.
2. Возможностями широкого межпредметного использования моделирования в первую очередь из-за его наглядности и необходимости осознания сути моделируемых объектов, процессов, явлений.
3. С появлением в школах современного технического обеспечения появляется возможность уделять значительно больше внимания современному подходу в учебном моделировании - использовании разнообразных информационных моделей. Этому способствуют имеющиеся средства разработки программных продуктов - офисные приложения и компиляторы современных языков программирования (ЯП).
Таким образом, объективно существует необходимость уделять заметно больше внимания практическому, межпредметному аспекту в изучении моделирования. Предлагаемая программа предусматривает три взаимосвязанных подхода к своей реализации:
1. Для учащихся до 10 класса неспециализированных школ (по предметам математика, информатика) важно дать реальные навыки создания действующих информационных моделей. При этом важно использовать максимально доступные, не требующие факультативных знаний программные инструменты.
2. Учащихся 10-11 классов неспециализированных школ уже имеют достаточный познавательный кругозор для работы с готовыми моделями в разных областях знаний и переложения собственных знаний на описательный язык моделей.
3. Учащиеся 10-11 классов школ с углубленным изучением предмета, посещающие факультативные занятия имеют широкий познавательный кругозор, математическую подготовку, знакомы с техническим обеспечением предмета. Поэтому важно ориентировать их на приобретение навыков самостоятельной разработки разноплановых моделей - платформы современных информационных технологий.
Реализация представляемой программы "Использование моделирования как эффективного метода познания на уроках информатики" вне зависимости от начальной подготовки позволит углубить общепринятую программу по дисциплине "Информатика".
Цель программы - дать учащимся устойчивые знания по технологии информационного моделирования и умения разрабатывать и реализовывать модели в виде конечных документов и программ. Задачи программы:
· дать законченную систему знаний, необходимую для выбора и разработки информационной модели;
· углубить знание в применении инструментов моделирования;
· выработать умение практического использования готовой модели, анализировать результаты моделирования.
Содержание программы:
блок-1 "Углубление базовых знаний по информатике ", 22 часа;
блок-2 "Расширение предметного кругозора по информационному моделированию", 56 часов;
блок-3. "Интеллектуальные игры и соревнования", 18 часов.
Программа занятий в блоке 1 "Углубление базовых знаний по информатике" состоит из двух блоков: лекции по ключевым положениям компьютерного моделирования и особенностям представления геометрических моделей и семинарско-практической части, посвященной инструментарию реализации геометрических моделей и самостоятельной работы учащимися над созданием моделей. В зависимости от возраста и подготовки учащихся акцент в каждом блоке делается на введении в тему или расширении знаний, умении, навыков по предлагаемым темам. Задачи практической части также рассчитаны на разных учащихся и оцениваются в баллах.
Каждое занятие делится на теоретическую и практическую части. Теоретическая часть занятия посвящена предметному обзору, как по алгоритмическому конструированию проектов, так и по особенностям его реализации на ЯП. Параллельно с изложением материала, учащимся предлагается самостоятельное решение типовых задач на закрепление материала. Цель этой части - формирование навыков работы с динамическими типами данных, их эффективным применением в алгоритмах. На практической части занятия предполагается работа по групповым проектам.
Учащиеся разбиваются на бригады, каждая из которых выбирает для выполнения один из следующих проектов.
1. Сетевая модель "Система проведения конференций"
2. Сетевая модель "Поисковая система в среде многих серверов"
3. Модель сервера приложений с функцией удаленного исполнения программ
4. Сетевая модель "Игровое ядро как приложение Web-сервера"
5. Модель файловой системы
6. Интерфейс к структуре данных
7. Модель сетевой базы данных
8. Модель иерархической базы данных
9. Модель БД "Составление расписания"
10. Учебная модель редактора логических схем
11. Учебная модель физических процессов
12. Учебная модель математических объектов
13. Учебная модель экологических процессов
14. Модели процессов со случайными числами
Расписание занятий
| День | Тема занятия в блоке-2 | Часы |
| 1 | Распределение заданий | 4 |
| 2 | Алгоритмы со структурами | 4 |
| 3 | Организация рекурсивных алгоритмов | 4 |
| 4 | Динамические ТД и распределение памяти в программе | 4 |
| 5 | Динамические ТД и распределение памяти в программе | 4 |
| 6 | Динамические структуры и алгоритмы на них | 4 |
| 7 | Алгоритмы на списках | 4 |
| 8 | Алгоритмы на списках | 4 |
| 9 | Алгоритмы на деревьях | 4 |
| 10 | Алгоритмы на деревьях | 4 |
| 11 | Модельные алгоритмы | 4 |
| 12 | Подготовка работ к заключительной конференции | 6 |
| 13 | Заключительная научн.-практ.конференция НОУ | 6 |