Использование учебно-творческих задач при обучении компьютерному моделированию для развития творческих способностей учащихся МБОУ Хе

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 24 Ноября 2013 в 15:11, дипломная работа

Краткое описание

Цель исследования: исследовать возможности развития творческих способностей учащихся при обучении компьютерному моделированию с использованием учебно-творческих задач в школьном курсе информатики.
Для достижения цели исследования предполагается решить следующие задачи: - выявить сущность творческих способностей школьников; - определить место и значение, цели и задачи обучения компьютерному моделированию;
- изучить перечень базовых знаний и понятий компьютерного моделирования, раскрыть их сущность; - раскрыть роль использования учебно-творческих задач при обучении моделированию в развитии творческих способностей;

Содержание

Введение

Глава I. Теоретические основы развития творческих способностей школьников в процессе обучения компьютерному моделированию

1.1 Творчество и творческие способности

1.2 Обучение компьютерному моделированию в школьном курсе информатики Место и значение компьютерного моделирования в школьном курсе информатики

1.2. 1 Цели и задачи обучения моделированию и формализации

1.2.2 Формирование основных понятий при обучении компьютерному моделированию

1.3 Развитие творческих способностей учащихся при использовании учебно-творческих задач компьютерного моделирования

Глава II. Практическая работа по исследованию роли учебно-творческих задач при обучении компьютерному моделированию в развитии творческих способностей учащихся

2.1 Описание практической работы

2.2 Методические разработки для обучения графическому моделированию в курсе информатики

2.3 Результаты практики и их анализ

Заключение

Библиография

Вложенные файлы: 1 файл

Дипломная работа по теме (Автосохраненный).docx

— 171.32 Кб (Скачать файл)

При решении конкретной задачи какой-то из этапов может быть исключен или усовершенствован, какой-то добавлен.

1.3 Развитие творческих  способностей учащихся при использовании  учебно-творческих задач компьютерного  моделирования

В перечне целей, достижение которых обеспечивает обучение информатике  на этапе основного общего образования, указывается развитие творческих способностей средствами ИКТ. Если мы посмотрим цели обучения информатике и информационным технологиям на этапе среднего (полного) образования, то увидим, что здесь  помимо средств ИКТ предполагается развитие творческих способностей и  путем освоения и использования  методов информатики. По нашему мнению, именно моделирование и формализация в наибольшей степени являются теми методами информатики, освоение и использование  которых в сочетании с их реализацией  средствами ИКТ приведет к повышению  уровня развития творческих способностей.

Моделирование - творческий процесс, поэтому обучение данной теме обладает широкими возможностями по развитию творческих способностей учащихся. Рассмотрим некоторые аспекты обучения моделированию в школьном курсе  информатики.

По мнению М.П. Лапчика и др. тему "Основные этапы компьютерного моделирования" необходимо изучать в профильных курсах, ориентированных на моделирование. Те же авторы указывают, что при изучении линии "Моделирование и формализация" в базовом курсе учащиеся должны уметь "проводить в несложных случаях системный анализ объекта (формализацию) с целью построения его информационной модели" и "проводить вычислительный эксперимент над простейшей математической моделью". Данные умения являются неотъемлемой частью целостного процесса моделирования. Поэтому мы считаем, что изучение указанной темы обязательно в базовом курсе.

Проведем сравнительный  анализ основных этапов компьютерного  моделирования (автор - Н.В. Макарова [19]), и структуры творческого процесса (автор - Я.А. Пономарев [30]):

Этапы моделирования

Этапы творческого процесса

1. Постановка задачи:

описание задачи;

цель моделирования;

анализ объекта.

1. Осознание проблемы:

возникновение проблемной ситуации;

осмысление и понимание наличных данных;

постановка проблемы (вопроса).

2. Разработка модели.

2. Разрешение проблемы:

выработка гипотезы;

развитие решения, эксперимент.

3. Компьютерный эксперимент.

4. Анализ результатов моделирования  (если результаты не соответствуют  целям, значит, допущены ошибки  на предыдущих этапах).

3. Проверка решения (в результате  осуществления данного этапа  выдвинутая гипотеза может не  оправдаться, тогда она заменяется  другой).


Сравнение этапов позволяет  сделать вывод о том, что процесс  моделирования легко вписывается, согласуется с творческим процессом. Поэтому обучение учащихся моделированию, и в частности - поэтапному его  планированию, ведет к формированию знаний и по планированию творческой деятельности.

Так как все этапы моделирования  определяются поставленной задачей  и целями моделирования, то применительно  к каждому конкретному классу моделей схема может подвергаться некоторым изменениям. Так, применительно  к математическим моделям, постановку задачи разбивают на следующие этапы:

1. выделение предположений,  на которых будет основана  математическая модель;

2. определение того, что  считать исходными данными и  результатом;

3. запись математических  соотношений, связывающих результаты  с исходными данными (эта связь  и является математической моделью).

Приведем пример выполнения задания по разработке математической модели массы портфеля школьника  двумя учащимися:

Решение 1:

Решение 2:

1. Выделение предположений:

все учебники имеют одинаковую массу;

все тетради имеют одинаковую массу;

масса дневника равна массе тетради;

количество тетрадей и количество учебников равно количеству учебных  предметов в данный день;

в портфеле лежат только тетради, дневник, учебники и пенал.

2. Определение исходных данных  и результата:

m1 (кг) - масса пустого портфеля;

m2 (кг) - масса одного учебника;

m3 (кг) - масса одной тетради;

m4 (кг) - масса пенала;

n (шт) - количество учебных предметов;

M (кг) - масса портфеля школьника.

3. Математическая модель

М=m1+m2·n+m3· (n+1) +m4, где m1>0, m2>0, m3>0, m4>0, n>1.

1. Выделение предположений:

все учебники имеют одинаковую массу;

все тетради имеют одинаковую массу;

в портфеле могут лежать тетради, дневник, учебники, пенал и "еще что-нибудь" (игрушка, бутерброд и т.д.).

2. Определение исходных данных  и результата:

m1 (кг) - масса пустого портфеля;

m2 (кг) - масса одного учебника;

m3 (кг) - масса одной тетради;

m4 (кг) - масса дневника;

m5 (кг) - масса пенала;

m6 (кг) - масса "еще чего-нибудь";

n1 (шт) - количество учебников;

n2 (шт) - количество тетрадей;

M (кг) - масса портфеля школьника.

3. Математическая модель:

М=m1+m2·n1+m3·n2+m4+m5++m6, где m1>0, m2>0, m3>0, m4>0, m5>0, m6>0, n1>0, n2>0.


Данный пример наглядно подтверждает, что задания подобного типа позволяют  четко проследить поэтапность создания модели и являются ярким примером творческой деятельности учащихся. Сделав иные предположения, каждый из учащихся получает свою собственную, отличную от других, модель.

Просмотрев и проанализировав  задачный аппарат учебников информатики, рекомендованных для учащихся средних  школ, на предмет наличия задач  моделирования, относящихся к учебно-творческим, можно сделать вывод, что практически  во всех учебниках есть задачи на формализацию и применение математических методов, а также задачи других типов, решение которых сводится к применению математического аппарата. Однако авторы учебников практически не предлагают задачи на развитие таких компонентов творческих способностей личности, как способность к видению проблем и противоречий, критичность мышления и способность к оценочным суждениям, способность находить нужную информацию и переносить, применять ее в условиях задачи, способность формулировать и переформулировать задачи, коммуникативно-творческие способности и т.д.

Термин "задача" по частоте  его использования - один из самых  распространенных в науке и образовательной  практике. Некоторые авторы понятие "задача" рассматривают как  неопределяемое и в самом широком  смысле означающее то, что требует  исполнения, решения. В аспекте использования  средств обучения она выступает  средством целенаправленного формирования знаний, умений, навыков. К сожалению, в учебниках задачи по-прежнему используются в основном для формирования умения применять знания (в смысле запоминания  фактов и их воспроизведения). Мы же в нашем исследовании будем рассматривать  учебно-творческие задачи, предполагающие другую схему решения, используя  нетрадиционные методы и средства. Это уже новый этап использования  задач, когда они служат в качестве развития личности и воспитания учащихся.

Большинство задач информационного  моделирования относятся к учебно-творческим задачам (УТЗ), определение, обоснование  содержания и роли, а также классификация  которых были предложены В.И. Андреевым. Остановимся подробнее на понятии  учебно-творческих задач и их классификации.

"Учебно-творческая задача - это такая форма организации содержания учебного материала, при помощи которого педагогу удается создать учащимся творческую ситуацию, прямо или косвенно задать цель условия и требования учебно-творческой деятельности, в процессе которой учащиеся активно овладевают знаниями, умениями, навыками, развивают творческие способности личности".

По нашему мнению, при  обучении моделированию возможно применение учебно-творческих задач на развитие самых различных компонентов  творческих способностей.

Классификация учебно-творческих задач, предложенная В.И. Андреевым, довольно обширна.

Классификация учебно-творческих задач в связи с их использованием для развития творческих способностей личности:

Типы

УТЗ

Примеры задач на моделирование

Развиваемые компоненты творческих способностей

1. Задачи с некорректно представленной  информацией

Уже упомянутая задача о портфеле школьника, в которой практически отсутствует  исходная информация, а есть только цель деятельности.

Разработать реляционную модель туристического агентства

Способность находить нужную информацию и применять ее в условиях задачи

2. Задачи на прогнозирование

Математическое моделирование: какой  будет численность населения  России к 2050 году?

Словесное или графическое моделирование: разработать модель школы XXI в.

Способность генерировать идеи, выдвигать  гипотезы

3. Задачи на оптимизацию

При каких размерах длины и ширины прямоугольного участка площадью S будет затрачено наименьшее количество штакетника?

Гибкость, рационализм мышления

4. Задачи на рецензирование

Задачи на оценку адекватности модели: математическая модель зависимости  роста численности популяции  амеб от рождаемости выражается следующей  формулой: Ч (I+1) =Ч (I) *2. Отражает ли данная модель реальный процесс? Какие факторы  стоит учесть дополнительно?

Критичность мышления, способность к  оценочным суждениям

5. Задачи на обнаружение противоречия  и формулировку проблемы

В кинотеатре города, рассчитанном на 100 мест, в день проходит 5 сеансов. Фильм "Турецкий гамбит" будут показывать в течение недели. Исследуйте ситуацию с различных точек зрения путем формирования заданий для решения задач типа "что будет, если…" и "как сделать, чтобы…". Сформулируйте выводы и дайте рекомендации.

Способность к видению проблем  и противоречий

6. Задачи на разработку алгоритмических  и эвристических предписаний

Разработайте алгоритм создания модели шахматной доски в графическом  редакторе.

Разработайте алгоритм преобразования неструктурированной информации об объекте в таблицу вида "объект-свойство" или "объект-объект".

Составьте описательную модель поведения  при знакомстве с лицом противоположного пола.

Способность к обобщению и свертыванию  мыслительных операций, способность  к рефлексии мышления

7. Задачи на корректную постановку  задачи

Дана математическая модель в виде диаграммы. Постройте таблицу, для  которой может быть создана такая  диаграмма (таблица должна нести  смысловую нагрузку).

Придумайте задачу, в результате решения которой может быть получена логическая модель вида (А В) >С.

Способность формулировать и переформулировать  задачи

8. Логические задачи

Задачи на создание логических моделей.

Задачи на разработку структурных (иерархических, сетевых, реляционных) моделей.

Интеллектуально-логические способности

9. Конструкторские задачи

Компьютерное конструирование, моделирование  объекта по техническому рисунку  или чертежу с недостающими на нем линиями, доработка формы  деталей предмета т.д.

Способности к конструированию


Конечно, ограниченное количество часов, отводящихся на изучение линии "Моделирование и формализация" в базовом курсе информатики, является преградой для применения в обучении в полной мере системы  учебно-творческих задач. Однако указанные  задачи можно распределить по различным  темам информатики. Из условий задач  видно, что для их решения и  для реализации информационных моделей  достаточно владения умениями работы в универсальных программных  средах: графический и текстовый  редактор, компьютерные презентации, электронные  таблицы и СУБД. Возможности этих программных средств таковы, что  при умелом подборе заданий, создании на занятиях атмосферы творчества, использование этих программ помогает развивать у обучаемых воображение, фантазию, интуицию, инициативность, т.е. те личностные качества, которые и относят к разряду творческих. Поэтому часть задач можно применить при обучении информационным технологиям в базовом курсе информатики. Возможно также их использование в профильных курсах, ориентированных на моделирование или информационные технологии.

Рекомендуемые нами учебно-творческие задачи применяются на этапе постановки и формализации задачи и при разработке знаковой информационной модели, информационные технологии же являются лишь средством  реализации и исследования созданной  модели. Так, например, задачи с некорректно  представленной информацией (задачи с  недостающей исходной информацией, задачи с избыточной информацией, задачи с противоречивой исходной информацией, задачи, в которых практически  отсутствует исходная информация, а  есть только цель деятельности) могут  применяться при обучении работе в любой программной среде. Необходимость  в разработке алгоритмического предписания  может содержаться в условии  задачи, а может возникать и  в процессе ее решения или программной  реализации. Задачи на управление и  коммуникативно-творческие задачи возможно применять в проектной деятельности и групповой работе. Таким образом, мы считаем возможным совместное обучение информационным технологиям  и информационному моделированию  в целях более глубокого, осознанного  и содержательного изучения обеих  линий, а самое главное - для повышения  уровня развития творческих способностей учащихся.

Таким образом, обучение разработке моделей как целостному поэтапному процессу и широкое применение учебно-творческих задач позволяет указать на педагогические возможности обучения информационному  моделированию как творческому  процессу.

Глава II. Практическая работа по исследованию роли учебно-творческих задач при обучении компьютерному моделированию в развитии творческих способностей учащихся

Информация о работе Использование учебно-творческих задач при обучении компьютерному моделированию для развития творческих способностей учащихся МБОУ Хе