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

Особую роль в педагогических исследованиях играет эксперимент - специально организованная проверка того или иного метода, приема работы для выявления его педагогической эффективности.

Эксперимент (от лат. experimentum - проба, опыт) - это метод познания, с помощью которого в естественных условиях или искусственно созданных, контролируемых и управляемых условиях исследуется педагогическое явление, ищется способ решения научной задачи. Таким образом, эксперимент - это  такой метод педагогического  исследования, при котором происходит активное воздействие на педагогические явления путем создания новых  условий, соответствующих цели исследования. Эксперимент должен быть ответом  на какой-либо вопрос. Он должен быть направлен  на проверку гипотезы. Без гипотез  нет эксперимента, как нет его  без убедительного теоретического и статистического доказательства, отвечающего современным требованиям.

Встречаются различные  классификации видов экспериментов.

В нашем случае мы будем  использовать сравнительный эксперимент - когда в одной группе работа (обучение) проводится с применением  новой методики, а в другой - по общепринятой или иной, чем в экспериментальной  группе, и при этом ставится задача выявления наибольшей эффективности  различных методик. Такой эксперимент  всегда проводится на основе сравнения  двух сходных параллельных групп, классов - экспериментальных и контрольных.

2.1 Описание экспериментальной  работы

Практическая работа проводился в МБОУ Хемчикской СОШ. Участники эксперимента - учащиеся 10 класса. Исследование проводилось на протяжении 4 четверти 2012-2013 учебного года.

Часть учащихся (5 человек), посещавших факультатив, составляют экспериментальную группу; из оставшихся 5 учащихся, которые составили контрольную группу.

Сравниваемые группы учащихся равны по начальным данным и по условиям педагогического процесса при проведении формирующего эксперимента.

Нам необходимо выяснить, как применение учебно-творческих задач  при обучении компьютерному моделированию  влияет на развитие творческих способностей учащихся.

Для этой цели проводится сравнительный педагогический эксперимент, где одна группа (экспериментальная) посещает факультативные занятия, которые  проводятся в соответствии с разработанной  нами методикой, а другая (контрольная) - по данной методике не обучается.

В качестве рабочей гипотезы было выдвинуто предположение о  том, что обучение компьютерному  моделированию по разработанной  нами методике, где используются учебно-творческие задачи, будет способствовать росту  уровня развития творческих способностей учащихся (а именно таких компонентов  творческих способностей как оригинальность и уникальность).

Экспериментальная работа состояла из трех этапов.

1 этап - констатирующий. Его  целью было выявление уровня  развития творческих способностей  учащихся.

2 этап - формирующий. Цель: повысить уровень развития творческих  способностей школьников посредством  использования учебно-творческих  задач при обучении графическому  моделированию на факультативных  занятиях.

3 этап - контрольный. Цель  этого этапа: выявление уровня  развития творческих способностей  школьников (повторное тестирование).

Итак, 1 этап - констатирующий - выявление уровня развития творческих способностей учащихся.

Первоначально мною был проанализирован уровень развития творческих способностей учащихся. На данном этапе нами было проведено входное тестирование: тест "Диагностика невербальной креативности" (см. приложение). Диагностические возможности адаптированного варианта методики данного теста позволяют оценивать такие два компонента творческих способностей как оригинальность и уникальность.

Результаты проведенного тестирования см. в таблице 3.

2 этап - формирующий. Цель  этапа: повысить уровень развития  творческих способностей школьников  посредством обучения компьютерному  моделированию на факультативных  занятиях.

На данном этапе при  проведении факультативных занятий  был использован разработанный мною блок факультативного курса, соответствующий следующему тематическому планированию (см. табл.1). В качестве программной среды для развития творческих способностей посредством обучения компьютерному моделированию нами был выбран графический редактор Paint.

Таблица 1.

Тематический план блока "Графическое моделирование"

№ занятия	Тема занятия	Количество часов	Вид учебной деятельности
1	Понятия модели и моделирования. Классификации  моделей. Графические модели	1	Лекция с элементами беседы
2	Этапы моделирования	1	Лекция с элементами беседы
3-5	Лабораторная работа №1 "Моделирование  геометрических фигур"	3 (1+2)	Лабораторный практикум
6-9	Конструирование - разновидность моделирования. Лабораторная работа №2 "Компьютерное конструирование"	4 (2+2)	Лекция с элементами беседы. Лабораторный практикум
10-13	Лабораторная работа №3 "Моделирование  объемных конструкций"	4 (2+2)	Лабораторный практикум
14	Подведение итогов. Выставка работ  учащихся	1
	Итого:	14

Разрабатывая курс по обучению компьютерному моделированию, я попыталась подобрать задания для лабораторных работ таким образом, чтобы они способствовали развитию творческих способностей учащихся.

Основную часть блока  составляют лабораторные работы. Лабораторная работа является основной формой работы в компьютерном классе. Лабораторная работа предоставляет учащимся возможность самостоятельно заниматься исследовательской деятельностью, что позволяет закрепить полученные знания и помогает заложить фундамент для дальнейшей самостоятельной работы.

Лабораторная работа состоит  из двух частей: в первую часть включены образцы учебно-творческих задач, в  которых прослеживаются все этапы  моделирования; вторая часть содержит задания для самостоятельного выполнения. Такая структура лабораторной работы обоснована: первая часть позволяет  сформировать навыки на репродуктивном уровне, вторая - предоставляет возможность  закрепить приобретенные навыки, способствует проявлению и развитию творческих способностей.

Лабораторные работы выдаются учащимся в печатном виде. Содержание фрагментов лабораторных работ, выделенных серым цветом, есть результат совместной работы учителя и учащихся, а именно процесса обсуждения поставленной задачи.

Все посещавшие факультатив  учащиеся имели навыки работы в среде  графического редактора Paint, так как  посещали факультатив по информатике  в 8 классе. При других обстоятельствах  разработанные мною занятия могут проводиться после изучения темы "Технология обработки графической информации" в курсе информатики, например в 10 или 11 классе.

Последним, заключительным этапом экспериментальной работы является контрольный этап. Цель этого этапа: выявление уровня развития творческих способностей школьников.

Этот этап включает в себя проведение повторного тестирования участников экспериментальной и контрольной  групп с использованием теста "Диагностика  невербальной креативности", для проверки эффективности проведенного обучения, а также сопоставление с результатами констатирующего этапа.

Результаты проведенного тестирования см. табл.4.

2.2 Методические разработки  для обучения графическому моделированию  в курсе информатики

Как и при любом другом моделировании, приступая к графическому моделированию, следует выделить его  объект, определить цели моделирования, сформировать информационную модель в  соответствии с задачей и выбрать  инструмент моделирования.

В среде графического редактора, который является удобным инструментом для построения графических моделей, создаются графические объекты - рисунки. Любой рисунок, с одной  стороны, является моделью некоторого оригинала (реального или мысленного объекта), а с другой стороны, - объектом графического редактора.

В среде графического редактора  очень важно уметь создавать  обобщенную информационную модель графического объекта (см. табл.2).

Таблица 2

Информационная модель графического объекта

Объект	Параметр	Действие
Рисунок или фрагмент рисунка	Размеры, пропорции, цвет, форма	Перемещение, тиражирование, редактирование, поворот, отражение, изменение размеров и пропорций

 

Для построения компьютерных графических моделей следует  решить следующие задачи:

моделирование геометрических операций, обеспечивающих точные построения в графическом редакторе;

моделирование графических  объектов с заданными свойствами, в частности, формой и размером;

Перечень требований к  знаниям и умениям учащихся, необходимых  для изучения графического моделирования:

1. Учащиеся должны знать:

способы представления изображений  в памяти ЭВМ; понятия о пикселе, растре, кодировке цвета, видеопамяти;

какие существуют области  применения компьютерной графики;

назначение графических  редакторов;

назначение основных компонентов  среды графического редактора Paint: рабочего поля, меню инструментов, графических  примитивов, палитры, ластика и пр.

2. Учащиеся должны уметь:

строить изображения с  помощью графического редактора Paint;

сохранять рисунки на диске  и загружать с диска.

Примеры лабораторных работ:

Лабораторная  работа № 1 "Моделирование геометрических фигур"

Задача 1. "Правильный треугольник"

1 этап. Постановка  задачи

ОПИСАНИЕ ЗАДАЧИ

Построить правильный треугольник  с заданной стороной.

Задача относится к  типу "Как сделать, чтобы…".

ЦЕЛЬ МОДЕЛИРОВАНИЯ

Построение объекта с  заданными свойствами.

ФОРМАЛИЗАЦИЯ ЗАДАЧИ

Уточняющий вопрос	Ответ
Что моделируется?	Геометрическая фигура - правильный треугольник
Какими свойствами она обладает?	Все стороны равны, все углы равны 600
Что задано?	Отрезок, равный стороне треугольника
Что надо получить?	Правильный треугольник
В какой среде можно осуществить  построение?	На бумаге или в среде графического редактора

2 этап. Разработка  модели

Построить треугольник по алгоритму (см. рис.1) и доказать, что  полученный треугольник действительно  правильный. Данный алгоритм предложил  Евклид в IV в. до н.э.

Рис.1. Алгоритм построения равностороннего  треугольника с заданной стороной

3 этап. Компьютерный  эксперимент

План ЭКСПЕРИМЕНТА

1. Тестирование построенной  по заданному алгоритму модели  совмещением с исходным отрезком.

2. Построение и тестирование  модели по собственному алгоритму  с теми же исходными данными.

3. Исследование и анализ  двух алгоритмов построения с  целью определения наилучшего.

ПРОВЕДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Докажите правильность  приведенного и собственного  алгоритмов для модели.

2. Совместите построения, выполненные по разным алгоритмам.

4 этап. Анализ  результатов

Если при совмещении фигуры не совпали, то изменить алгоритм построения или увеличить точность выполнения алгоритма за счет работы в увеличенном  масштабе (под лупой). Если совпали, то выберите наиболее удобный алгоритм.

Задача 2. "Правильный шестиугольник"

1 этап. Постановка  задачи

ОПИСАНИЕ ЗАДАЧИ

Построить правильный шестиугольник  с заданной стороной.

ЦЕЛЬ МОДЕЛИРОВАНИЯ (место  для ответов учащихся)

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

ФОРМАЛИЗАЦИЯ ЗАДАЧИ (таблица  заполняется учащимися)

Уточняющий вопрос	Ответ

2 этап. Разработка  модели

Построить шестиугольник  по алгоритму (см. рис.2) и доказать, что  полученный шестиугольник действительно  правильный.

Рис.2. Алгоритм построения равностороннего  шестиугольника с заданной стороной

3 этап. Компьютерный  эксперимент

План ЭКСПЕРИМЕНТА (место  для ответов учащихся)

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

ПРОВЕДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ (место для ответов учащихся)