Автор работы: Пользователь скрыл имя, 24 Ноября 2013 в 15:11, дипломная работа
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;
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
Этапы моделирования |
Этапы творческого процесса |
1. Постановка задачи: описание задачи; цель моделирования; анализ объекта. |
1. Осознание проблемы: возникновение проблемной ситуации; осмысление и понимание постановка проблемы (вопроса). |
2. Разработка модели. |
2. Разрешение проблемы: выработка гипотезы; развитие решения, эксперимент. |
3. Компьютерный эксперимент. | |
4.
Анализ результатов |
3. Проверка решения (в |
Сравнение этапов позволяет
сделать вывод о том, что процесс
моделирования легко
Так как все этапы моделирования
определяются поставленной задачей
и целями моделирования, то применительно
к каждому конкретному классу
моделей схема может
1. выделение предположений, на которых будет основана математическая модель;
2. определение того, что считать исходными данными и результатом;
3. запись математических
соотношений, связывающих
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-
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
Большинство задач информационного
моделирования относятся к
"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 |
Уже упомянутая задача о портфеле школьника,
в которой практически 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 |
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 |
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 |
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 |
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
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.