Преподавание формализация моделирование урок
Введение
В настоящее время информатика и информационные технологии мощным потоком влились в нашу жизнь. Трудно назвать другую область человеческой деятельности, которая развивалась бы так стремительно и порождала такое разнообразие проблем, как информатизация и компьютеризация общества.
История развития информационных технологий характеризуется быстрым изменением концептуальных представлений, технических средств, методов и сфер применения. В современном мире весьма актуальным для большинства людей стало умение пользоваться информационными технологиями. Проникновение ПК во все сферы жизни общества убеждает в том, что культура общения с ПК становится частью общей культуры человека: термины "Word", "Excel", "Internet" стали такими же обыденными, как "телефон", "телеграф", "телевизор". Но далеко не все понимают разницу между простым "нажиманием клавиш" и целенаправленной работой на компьютере, умением четко поставить задачу и, правильно подойдя к ее решению, используя программные средства (наиболее подходящие), прийти к ожидаемому результату.
Курс информатики был введен в школу как средство обеспечения компьютерной грамотности учащихся, подготовки школьников к практической деятельности, к труду в информационном обществе.
Важной содержательной линией в курсе информатики является линия "Формализация и моделирование".
Перед учителем информатики стоят различные цели. Одной из них является развитие логического и алгоритмического мышления школьников. Правильный подход к преподаванию линии "Формализация и моделирование" позволит оказать существенное влияние на общее развитие и формирование мировоззрения учащихся, а также решить многие задачи в полном их объеме.
Уроки, ориентированные на моделирование, должны выполнять развивающую, общеобразовательную функцию, поскольку при их изучении учащиеся продолжают знакомство еще с одним методом познания окружающей действительности - методом компьютерного моделирования.
Целями моей работы являются:
· Отображение наиболее существенных сторон линии "Формализация и моделирование".
· Представление разработки урока по изучению понятия "модель" на примере математической модели.
· Представление изложения темы "Введение в информационное моделирование".
1. Содержание линии "Моделирование и формализация"
В обязательном минимуме содержания образования по информатике присутствует линия "Моделирование и формализация" Содержание этой линии определено следующим перечнем понятий:
· моделирование как метод познания;
· модели материальные и информационные;
· информационное моделирование;
· формализация информационных моделей;
· типы информационных моделей.
В стандарте основного общего образования по информатике и ИКТ содержание этой линии определенно следующим перечнем базовых понятий:
· Информационные (нематериальные) модели.
· Использование информационных моделей в учебной и познавательной деятельности.
· Назначение и виды информационных моделей.
· Формализация задач из различных предметных областей.
· Структурирование данных.
· Построение информационной модели для решения поставленной задачи.
· Оценка адекватности модели объекту и целям моделирования (на примерах задач различных предметных областей).
В примерной программе основного общего образования на изучение темы "Формализация и моделирование" выделяется 8 часов.
ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ПОДГОТОВКИ ВЫПУСКНИКОВ
В результате изучения темы "Формализация и моделирование" ученик должен:
знать/понимать
· что такое модель;
· типы моделей;
· этапы решения задач на ЭВМ;
· этапы моделирования;
· принципы построения модели задачи;
· основные виды классификации моделей;
· основные признаки классификации моделей;
· характеристику рассматриваемых классов моделей;
· классификацию информационной модели’
· методику и основные этапы моделирования;
· технологию работы в средах общего назначения.
· назначение и виды информационных моделей, описывающих реальные объекты и процессы;
уметь
· приводить примеры моделирования и формализации;
· строить модели с помощью компьютера;
· проводить компьютерные вычислительные эксперименты.
· приводить примеры моделей, относящихся к определенному классу;
· проводить формализацию задач;
· моделировать в среде текстового процессора;
· моделировать в среде графического редактора;
· моделировать в среде табличного процессора;
· моделировать в среде системы управления базой данных.
· использовать готовые информационные модели, оценивать их соответствие реальному объекту и целям моделирования;
использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:
· создания простейших моделей объектов и процессов в виде изображений и чертежей, динамических (электронных) таблиц, программ (в том числе в форме блок-схем);
· проведения компьютерных экспериментов с использованием готовых моделей объектов и процессов;
В результате изучения темы "Формализация и моделирование" ученики должны выполнить следующие практические работы:
· Постановка и проведение эксперимента в виртуальной компьютерной лаборатории.
· Построение генеалогического дерева семьи.
· Создание схемы и чертежа в системе автоматизированного проектирования.
· Построение и исследование компьютерной модели, реализующей анализ результатов измерений и наблюдений с использованием системы программирования.
· Построение и исследование компьютерной модели, реализующей анализ результатов измерений и наблюдений с использованием динамических таблиц.
· Построение и исследование геоинформационной модели в электронных таблицах или специализированной геоинформационной системе.
Подходы к раскрытию темы в учебной литературе
1. Учебник Макаровой Н.В. "Информатика" 9 кл.
Место, которое занимает тема информационного моделирования и информационной модели, в учебнике Макаровой Н.В. 9 класс содержится в разделе 2. Обилие примеров, рисунков, схем, таблиц в учебнике и простота изложения материала способствует более легкому усвоению даже очень сложных для учеников тем. Так же к учебнику прилагается задачник по моделированию, в котором сформулированы понятия моделирования в разных программных средах (графический редактор, текстовый процессор, электронные таблицы, БД). В этих учебных пособиях полностью отображается образовательный минимум содержания образования линии "Моделирование и формализация". Практическая часть (т. е. примеры и задачи для практической работы) не вполне соответствует возрасту учащихся. Введение в моделирование в учебниках Н.В.Макаровой изучается в 9 и 10 классах, по концентрической системе, тема разбросана по всему курсу информатики.
. Учебник Гейн А. Г. "Информатика" 9 класс.
В учебнике Гейна тема моей курсовой рассматривается в главе 4 "Искусство построения моделей". Основные понятия темы излагаются в 3 параграфах: §34 "О задачах и моделях", §35 "Как устроены модели", §36 "Рождение модели". Практическая работа описывается в §37 "Задача о выборе места для железнодорожной станции". Материал в этом учебнике отличается объемностью и доступностью теоретического материала, который легко воспринимается и запоминается обучающимися.
. Учебник Ю.А Быкодорова "Информатика и ИКТ" 9 класс.
В учебнике Ю.А Быкодорова в §26 "Модели и моделирование" рассматриваются основные понятия темы Моделирование, также ученикам предлагается информация об истории моделирования. §27 "Виды моделей" содержит различные классификации моделей и основы формализации. В §28 "Проекты и проектирование" ученики узнают об основах проектирования. Учебники содержит красочные примеры моделей.
3. Методика преподавания темы "Формализация и моделирование"
В образовательном стандарте и примерной программе курса "Информатика и ИКТ" для основной школы тема, относящаяся к моделированию, стоит после темы "Алгоритмы". Моделирование выступает важным методом научных исследований, средством решения широкого класса информационных задач.
Линия моделирования является теоретической основой курса информатики, так же как и линия информации и информационных процессов. Однако эта линия тесно связана с другими линиями курса. Технологические приемы обработки информации и соответствующие программные средства можно рассматривать как инструменты для работы с различными информационными моделями. В базовом курсе изучаются только начальные понятия, относящиеся к информационному моделированию, и показываются возможности, которые дает для этого применение компьютерных технологий.
Современный подход к моделированию в базовом курсе информатике отличается значительной широтой. Темы алгоритмизация и программирование тоже считаются непосредственно относящимися к моделированию. Таким образом, моделирование является сквозной линией для многих разделов базового курса информатики.
Отдельные темы в базовом курсе изучаются в различном объёме:
· натурные модели рассматриваются лишь при введении понятия модели;
· информационные модели изучаются подробно и классифицируются;
· моделирование знаний лишь упоминается, что связано как со сложностью данного вопроса, так и малой разработанностью его в науке;
· подробно рассматривается классификация моделей на графические, вербальные, табличные, математические и объектно‐информационные.
Что касается моделирования знаний, то оно относится к сфере искусственного интеллекта, изучение которого в базовом курсе информатики пока проблематично. Тем не менее нужно сообщить учащимся, что с искусственным интеллектом они сталкиваются в следующих случаях: когда автоматически выполняется проверка орфографии в набранном на компьютере тексте, когда делают машинный перевод, когда работают с обучающими и контролирующими программами. Эти сведения существенно расширяют кругозор учащихся, способствуют систематизации знаний и профориентации.