Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. РАЗВИТИЕ СОДЕРЖАТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ «МОДЕЛИРОВАНИЕ И ФОРМАЛИЗАЦИЯ» В ШКОЛЬНОМ КУРСЕ ИНФОРМАТИКИ 13
1.1 Тенденции развития содержательной линии «Моделирование и формализация» общеобразовательного курса информатики и информационных технологий 13
1.2. Информационное моделирование как необходимый компонент содержания курса информатики и информационных технологий .. 30
ВЫВОДЫ...: 49
ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ В БАЗОВОМ КУРСЕ ИНФОРМАТИКИ 50
2.1. Условия реализации модельного и объектного подходов при обучении информационному моделированию в базовом курсе информатики 50
2.2. Классификации моделей, адаптированные для учащихся среднего звена 73
2.3. Модель преподавания модуля «Информационное моделирование» содержательной линии «Моделирование и формализация» в базовом курсе информатики 88
ВЫВОДЫ 101
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ОСНОВАМ ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В КУРСЕ ИНФОРМАТИКИ НА ВТОРОЙ СТУПЕНИ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЫ 103
3.1. Методика изучения модуля «Информационное моделирование» содержательной линии «Моделирование и формализация» в базовом курсе информатики 103
3.2. Опытно-экспериментальная проверка эффективности предложенных подходов 129
ВЫВОДЫ 140
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 141
БИБЛИОГРАФИЯ ПРИЛОЖЕНИЯ
- Тенденции развития содержательной линии «Моделирование и формализация» общеобразовательного курса информатики и информационных технологий
- Условия реализации модельного и объектного подходов при обучении информационному моделированию в базовом курсе информатики
- Методика изучения модуля «Информационное моделирование» содержательной линии «Моделирование и формализация» в базовом курсе информатики
Введение к работе
л Актуальность исследования.
В настоящее время содержание обучения информатике существенно
меняется. Основной мотив этих изменений - приведение его в соответствие с
тенденциями развития науки информатики, мировыми тенденциями в
изучении информатики и информационных технологий и традициями
российской общеобразовательной школы [1, 79, 102, 112, 113, 193, 226].
Большинство ведущих специалистов (К.К. Колин, А.А. Кузнецов,
^ В.С.Леднев, Н,И. Мизин, Н.Н. Моисеев и др.) сходится во мнении, что
информатика становится фундаментальной научной дисциплиной [11, 31, 49,
103, 132, 146 и др.].
Изменение статуса информатики приводит к необходимости развития
jj содержания и методики преподавания соответствующей ей учебной
|| ;| дисциплины. Одно из направлений изменения содержания обучения
11 информатике - повышение внимания к вопросам моделирования,
i# построению и изучению информационных моделей. Это проявляется, в
і частности, в том, что содержательная линия «Моделирование и
формализация» становится неотъемлемым компонентом всех современных j
общеобразовательных курсов информатики, важнейшим понятием которых
является понятие «информационной модели» [27, 29, 73, 221 и др.].
Это обуславливается, с одной стороны, той ролью, которое
информационное моделирование играет в обучении в целом, с другой
ф- стороны, тем, что в содержании курса информатики происходит вполне
закономерный процесс «восстановления позиций» кибернетического аспекта.
Изучению различных аспектов информационного моделирования
посвящены работы В.К. Белошапки, С.А. Бешенкова, А.Г. Гейна,
Т.Б.Захаровой, А.А. Кузнецова, B.C. Леднева, А.С. Лесневского,
В.П.Линьковой, Н.В. Макаровой, Н.В. Матвеевой, Е.А. Ракитиной,
Е.К.Хеннера, А,П. Шестакова, М.И. Шутиковой и др.
Информационное моделирование в педагогике может рассматриваться в трех аспектах, как:
инструмент познания, поскольку получение новых знаний о реальном объекте, соответствующей информационной модели, объектах языка моделирования, используемых для описания этой модели, происходит в процессе построения и исследования модели;
средство обучения, так как процесс обучения в большинстве случаев связан с оперированием информационными моделями изучаемого объекта, такими как словесное описание, графическое изображение, формульное представление закономерностей и др.;
объект изучения, поскольку информационная модель может рассматриваться как самостоятельный информационный объект, с присущими ему особенностями, свойствами, характеристиками.
Основное отличие данных аспектов с точки зрения обучаемого заключается в том, что в первом случае в процессе познавательной деятельности обучаемый сам строит модель изучаемого объекта на базе собственного опыта, знаний, ассоциаций. Во втором случае обучаемому предоставляется модель изучаемого объекта, разработанная учителем, автором учебного пособия или создателем научной теории. В последнем случае совокупность моделей является изучаемым объектом.
Активное применение информационных моделей как инструмента познания и средства обучения начинается на второй ступени общеобразовательной школы практически на всех учебных предметах -физике, химии, математике, биологии и т.д. На каждом предмете изучаются специфические информационные модели, но ни на одном из них не акцентируется внимание на общих закономерностях построения моделей, не изучаются их общие свойства. Как показывает практика, учащиеся часто испытывают затруднения при работе с информационными моделями (например, преобразование к другому виду), отождествляют понятия «объект
6 моделирования» и «информационная модель объекта» (например, условие задачи и модель ее решения), крайне редко учитывают то влияние, которое оказывает выбор объектов языка моделирования на свойства модели, построенной с их помощью.
Курс информатики в наибольшей степени предназначен приведению в систему знаний учащихся об информационных моделях. Однако он также далеко не полностью раскрывает все названные выше аспекты информационного моделирования. Так, в имеющихся на сегодняшний день учебниках (под ред. А.Г. Гейна, Н.В. Макаровой, И.Г. Семакина и др.) информационное моделирование рассматривается преимущественно как средство обучения [3, 12, 41, 59, 63, 64, 65, 92, 106, 107, 139, 239, 242]. Практически отсутствуют методики, формирующие широкий взгляд на понятие модели, нет методически приемлемой типологии моделей.
Таким образом, проблема данного исследования определяется противоречием между необходимостью представления информационного моделирования как инструмента познания, объекта изучения и средства обучения и отсутствием содержания и методик, раскрывающих названные аспекты.
Представляется, что уже в среднем звене общеобразовательной школы целесообразно включение в содержание обучения информатике вопросов, связанных с рассмотрением информационного моделирования как инструмента познания, средства обучения и объекта изучения (такой подход условно назовем «модельным»). Это может быть сделано путем введения отдельного модуля «Информационное моделирование» в рамках содержательной линии «Моделирование и формализация».
Изучение информационного моделирования целесообразно строить на базе подхода, в соответствие с которым, в каждой учебной ситуации учащиеся должны выделять и анализировать разные типы объектов: объект изучения, информационную модель как новый объект и объекты языка
моделирования, которые использовались при построении модели. Условно
такой подход назовем «объектным»,
# Объект исследования - обучение информационному моделированию
в курсе информатики.
Предмет исследования - содержание и методика обучения информационному моделированию в базовом курсе информатики.
Цель исследования - разработать методические подходы, содержание и методику обучения информационному моделированию как самостоятельного модуля содержательной линии «Моделирование и формализация» базового курса информатики.
Гипотеза исследования заключается в том, что изучение
і содержательной линии «Моделирование и формализация» базового курса
| информатики будет более эффективным, если:
содержательная линия «Моделирование и формализация» будет включать
отдельный модуль «Информационное моделирование», в котором
и информационные модели, уже известные учащимся из других школьных
курсов, рассматриваются с разных точек зрения, и при этом происходит знакомство с общими свойствами и характеристиками моделей;
при построении методики обучения информационному моделированию
основное внимание уделяется формированию системы задач. Задачи
должны быть отобраны таким образом, чтобы:
были представлены разные области знания;
при их решении учащиеся могли использовать различные классы информационных моделей;
построение моделей задач требовало ограниченного числа объектов языка моделирования;
методика обучения направлена, в частности, на формирование у
школьников умений:
- определять сферу применения, назначение и свойства моделей;
s - выделять в процессе решения задачи объекты, наиболее существенные для каждого из этапов построения и изучения моделей. Задачи исследования:
Выявить основные тенденции развития содержательной линии «Моделирование и формализация» общеобразовательного курса информатики и информационных технологий.
Обосновать необходимость и возможность включения информационного моделирования как объекта изучения, инструмента познания и средства обучения в содержание общеобразовательного курса информатики и информационных технологий.
Определить методические подходы, способствующие эффективному преподаванию информационного моделирования в базовом курсе информатики.
Разработать научно-методическое и программное обеспечение для изучения информационного моделирования в базовом курсе информатики, включающее систему задач, дидактические материалы, компьютерные моделирующие программы.
Провести опытно-экспериментальную проверку эффективности предложенных подходов и разработанного учебно-методического комплекса.
Теоретико-методологической основой исследования являются методология, теория и практика обучения информатике (А.И. Бочкин, С.А.Бешенков, Я.А. Ваграменко, А.Г. Гейн, А.П. Ершов, В.Г. Житомирский, А.А.Кузнецов, Э.И. Кузнецов, М.П. Лапчик, Н.В. Макарова, А.В. Могилев, Н.И.Пак, И.В. Роберт, Е.К. Хеннер и др.); теоретические разработки вопросов обучения методам информационного моделирования (В.К. Белошапка, С.А.Бешенков, А.В. Горячев, А.А. Кузнецов, А.С. Лесневский, Е.А. Ракитина и др.); теория подобия и моделирования (Н.М. Амосов, В.А. Веников, А.Н.Лебедев и др.); фундаментальные исследования в области образования и
методологии психолого-педагогической науки (Ю.К. Бабанский, П.П.Блонский, Б.С. Гершунский, В,В. Давыдов, В.А. Крутецкий, В.В. Рубцов, Ю.А. Самарин, М.Н. Скаткин, Н.Ф. Талызина, М.А. Холодная, Д.Б. Эльконин и др.); теория использования внутри предметных и межпредметных связей (А.А. Аксенов, В.А. Далингер, И.Д. Зверев, Б.М. Кедров, В.Н. Келбакиани, Н.А. Лошкарева, В.Н. Максимова, Э. Мамбетакунов, В.Н. Федорова, О.А.Яворчук и др.); концепции деятельностного подхода (К.А. Абульханова-Славская, А.В.Брушлинский, Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, В.А. Зубков, С.Л.Рубинштейн и др.) и заданного подхода в обучении (Г.А. Балл, В.И.Крупич, Д. Пойа, Л.М. Фридман и др.); системный подход (Л.Берталанфи, И.В. Блауберг, Т.И. Бондаренко, М.С. Коган. Н.В. Кузьмина, И.П. Павлов, Э.Г.Юдин и др.).
Методы исследования: теоретический анализ специальной (по проблеме исследования) психолого-педагогической, научно-методической и учебной литературы; наблюдение и анализ педагогических ситуаций; педагогический эксперимент; моделирование систем и. процессов; психолого-педагогический анализ учебного процесса и учебно-познавательной деятельности учащихся; статистические методы.
Опытно-экспериментальная база исследования. Исследование проводилось в Тамбовском областном физико-математическом лицее, многопрофильном лицее г. Тамбова, Мичуринском лицее-интернате для одаренных детей, средней общеобразовательной Сатинской школе, Моршанской средней общеобразовательной школе № 6. В исследовании принимали участие школьники 8 и 9 классов.
Исследование проводилось поэтапно.
На первом этапе (1998 - 1999 гг.) проводилось изучение и анализ психолого-педагогической и методической литературы по теме исследования; выявлялись тенденции развития содержательной линии «Моделирование и формализация» общеобразовательного курса
информатики, актуальность проблемы; определялись исходные теоретические положения; осуществлялся отбор методик исследования; формулировалась гипотеза; определялись цели, задачи и программа исследования.
На втором этапе (1999 - 2000 гг.) определялись методические подходы, способствующие эффективному преподаванию информационного моделирования в курсе информатики на второй ступени общеобразовательной школы. Разрабатывалась классификация моделей, адаптированная для учащихся среднего звена. Обосновывался отбор наиболее эффективных методов, форм и средств обучения на базе модельного и объектного подходов, Разрабатывалась модель преподавания модуля «Информационное моделирование» в базовом курсе информатики. Разрабатывались методика изучения этого модуля и программно-методическое обеспечение (компьютерные программы, тетрадь с печатной основой для учащихся, методические рекомендации по проведению занятий, тесты).
На третьем этапе (2000 - 2001 гг.) проводился обучающий эксперимент с целью проверки эффективности и корректировки предлагаемых подходов к обучению информационному моделированию; выполнялась статистическая обработка экспериментальных данных; обобщались результаты, полученные в ходе теоретического и экспериментального исследования; формулировались выводы.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключаются в:
обосновании целесообразности изучения информационного моделирования как самостоятельного модуля содержательной линии «Моделирование и формализация» базового курса информатики;
определении подходов к отбору содержания модуля «Информационное моделирование», раскрывающих понятие информационной модели как
II инструмента познания, средства обучения, объекта изучения и построению соответствующей методики.
Практическая значимость результатов исследования состоит в том, что:
разработана методика обучения информационному моделированию в базовом курсе информатики, позволяющая полнее раскрыть основные аспекты изучения и использования информационных моделей;
разработано научно-методическое и программное обеспечение модуля «Информационное моделирование», повышающее эффективность изучения содержательной линии «Моделирование и формализация» базового курса информатики;
учебно-методический комплекс и методика внедрены в учебный процесс ряда школ г. Тамбова и Тамбовской области.
На защиту выносятся следующие положения:
Одним из важных компонент содержательной линии «Моделирование и формализация» общеобразовательного курса информатики, обладающим самостоятельной методической значимостью, является информационное моделирование, которое в базовом курсе информатики целесообразно изучать в виде отдельного модуля.
Содержание модуля «Информационное моделирование» целесообразно строить в соответствии с подходом, позволяющим изучать информационные модели как инструмент познания, объект изучения, средство обучения («модельный подход»).
В методике обучения информационному моделированию целесообразно использовать «объектный» подход, который позволяет учащимся более осознанно применять в своей учебной деятельности особенности объектов разного вида, таких как объект моделирования, модель как новый информационный объект, объекты языка моделирования.
Апробация и внедрение результатов.
Теоретические положения, материалы и результаты исследования докладывались и обсуждались на научно-методической конференции «Современные системы, технологии, методы обучения предметам естественно-математического цикла» (г. Тамбов, Институт повышения квалификации работников образования в 1997 г.), второй и третьей научно-практических конференциях работников образования «Информатизация образования в регионе» (г. Тамбов, Институт повышения квалификации работников образования в 1998, 2000 гг.), первой региональной научно-практической конференции «Проблемы преподавания дисциплин естественно-математического цикла» (г. Липецк, Липецкий государственный институт усовершенствования учителей в 1998 г.), первой Всероссийской научно-технической конференции «Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве» (г, Нижний Новгород, Нижегородский государственный технический университет в 1999 г.), IV-VI научных конференциях ТГТУ (г, Тамбов, Тамбовский государственный технический университет в 1999-2001 гг.), III—V Тамбовских межвузовских научных конференциях «Актуальные проблемы информатики и информационных технологий» (г. Тамбов, Тамбовский государственный университет имени Г.Р.Державина в 1999-2001 гг.), X юбилейной международной конференции-выставки «Информационные технологии в образовании» (г. Москва, Московский государственный инженерно-физический институт в 2000 г.), на заседаниях лаборатории «Информационные технологии в обучении» Тамбовского государственного технического университета (1998, 1999, 2000, 2001 гг.).
Тенденции развития содержательной линии «Моделирование и формализация» общеобразовательного курса информатики и информационных технологий
«Модель» и «моделирование» с самого начала становления информатики как учебной дисциплины выступали одними из основных ее понятий, но их роль и содержательное наполнение с течением времени менялось очень существенно.
Согласно В.В. Давыдову в процессе познания важны четыре основные характеристики модели:
1. Модель - средство познания.
2. Модель - представитель оригинала, который в каком-либо отношении более удобен для изучения и может при этом перенести полученные знания на объект.
3. Модель - выражение существенных свойств прототипа.
4. Модель как однозначное соответствие оригиналу.
Процесс моделирования при этом может рассматриваться как движение от сложной, многосторонней реальной действительности к ее модели, где эта действительность заведомо обеднена, но зато подчеркнуты основные связи, главные процессы, виден механизм развития. Процесс размоделирования, то есть перехода от модели к реальности, идет уже с новыми знаниями, которые позволяют глубже понять сущность реальности [76]. Для естественных (природных) объектов любая модель - это упрощение. Информационная модель - это абстрактный конструктивный объект, созданный человеком. Для такой модели «обедненность действительности» при моделировании не всегда справедлива. Например, когда по таблице истинности строится структурная формула или функциональная схема, то трудно говорить об упрощении. Происходит трансформация формы.
Требует уточнения и третья характеристика модели В.В. Давыдова. Модель должна выражать свойства прототипа, но существенные с точки зрения целей моделирования. Что касается четвертой характеристики, то однозначное соответствие модели и оригинала бывает крайне редко, а именно в тех случаях, когда модель и оригинал имеют изоморфную структуру. Таким образом, любая модель:
1) выступает средством познания;
2) строится в соответствии с некоторой целью, которая заранее определяется субъектом моделирования;
3) соответствует объекту либо по внешнему виду (похожесть), либо по структуре (выделены составляющие элементы объекта и указаны их взаимосвязи), либо по поведению (реагирует на внешние воздействия так же, как это делает объект или находится в подобных отношениях с другими объектами);
4) выражает существенные с точки зрения целей моделирования свойства прототипа;
5) значительно облегчает процесс изучения оригинала, являясь нередко единственно возможным инструментом исследования.
Как известно, одним из истоков информатики является кибернетика, в которой моделирование является одним из основных методов исследования объектов.
По мнению многих исследователей [123, 209, 224, 232, 287 и др.] приведение явления к удобному для обработки виду путем построения соответствующей ему упрощенной модели представляет одну из важнейших закономерностей познания.
Роль моделирования как метода исследования возрастала в связи с увеличением доли абстрактного во всех областях науки. «Абстрактный характер теоретических построений в современных науках и развитие специальных, или знаково-символических языков - это свидетельство развития познания от непосредственного контакта с окружающей человека действительностью к опосредованному ее освоению, которое совершается, в частности, с помощью методов и средств моделирования» [98].
К исследованиям, посвященным методу моделирования в познании и деятельности и другим познавательным средствам, относятся работы Н.М.Амосова, О.Е. Баксанского, Б.В. Бирюкова, А.Б. Бойко, М.В. Гамезо, Ю.А.Гастеева, Е.С. Геллера, Б.А. Глинского, В.М. Глушкова, И.Е.Лихтштейна, С. Петрова, Е.А, Пономаревой, Р.Л. Солсо, B.C. Тюхтина, СИ. Шапиро, В.А. Штоффа и др.
Большинство исследователей [36, 57, 69, 209, 257, 273, 275, 276, 278 и др.] рассматривали познание как моделирование особого рода, своеобразное моделирование и отмечали целесообразность поиска модели как «посредника» между субъектом и познаваемым фрагментом природы, объясняя это тем, что при моделировании создается объект, в котором значительно проще исследовать стороны оригинала, чем принепосредственном его рассмотрении, и притом нередко, модель оказывается единственно возможным инструментом исследования.
Моделирование как метод познания и форма мышления тесно связано с такими философскими категориями, как «отражение», «символизация», «информация» и др. [19, 23, 111, 165, 173, 199, 245 и др.]
Символы и модели имеют много сходных черт. Например, и символы, и модели служат опосредованному отражению действительности. Модели могут носить символически-знаковый характер, а символические конструкции являться моделями. Однако существуют и различия между ними. Если модель является средством отражения объекта в процессе его изучения, исследования, то символ - средством реализации абстракций, отвлеченного и конкретного содержания (чувств, эмоций, ценностных ориентацией людей), то есть отличие между ними заключается в различном предназначении модели и символа. Отличие моделирования от символизации проявляется и в том, что символизация способна давать познающему субъекту дополнительную информацию не о самом объекте, а о каком-либо явлении, отличном от воспринимаемого, в то время как с помощью модели мы получаем новую информацию, знания именно о моделируемом объекте. Таким образом, основное предназначение символа отражение коммуникативных сторон объекта, а модели - исследование изучаемого объекта, исходя из целей моделирования.
Сходство категорий «модель» и «информация» заключается в том, что и при моделировании, и при передаче информации, в частности в процессе кодирования информации, происходит перенос существенных свойств от одного объекта к другому, то есть выражение определенного содержания в иной форме.
Условия реализации модельного и объектного подходов при обучении информационному моделированию в базовом курсе информатики
Конкретизация целей и задач осуществляется на основании общих требований, предъявляемых к знаниям и умениям учащихся, определенных в проекте государственного образовательного стандарта по информатике для содержательной линии «Моделирование и формализация». Следующими этапами являются соответственно планирование деятельности учащихся, ее организация и отбор содержания обучения. Результатом проектирования содержания является учебно-методический комплекс.
Управление познавательной деятельностью учащихся осуществляется в соответствии с целью через планирование, организацию, содержание обучения, контроль и коррекцию действий преподавателя и обучаемого.
В соответствии с концепцией деятельностного подхода для эффективного обучения информационному моделированию на основе модельного и объектного подходов необходимо определить условия его реализации, опирающиеся в свою очередь на систему дидактических принципов [15, 44, 211 и др.]:
научности, в соответствии с которым в содержании обучения должны быть отражены новейшие достижения соответствующих областей знания, с адаптацией на познавательные возможности учащихся, и использованы активные методы обучения (моделирование, проблемное обучение и т.д.);
последовательности и цикличности, означающий, что изучаемые вопросы информационного моделирования на разных ступенях курса информатики повторяются, обогащаясь, во все новых контекстах и реализуется через исследование последовательно усложняющихся моделей с использованием моделирующих программ и средств ИТ;
доступности, согласно которому изучение соответствующих вопросов информационного моделирования должно иметь свою специфику на каждом этапе обучения информатике;
прочности и системности, основанном на поиске и построении внутри- и межпредметных связей и ассоциаций, реализованном при решении задач из различных предметных областей;
индивидуализации и коллективности обучения, который реализуется как способ работы учащегося с моделирующей программой «один на один», в соответствии с индивидуальным темпом, своими путями преодоления трудностей и способствует организации индивидуально-групповой и групповой форм обучения;
связи теории с практикой, согласно которому изучение моделирования целесообразно проводить при решении жизненных плохо формализованных задач с использованием компьютера.
К таким условиям можно отнести следующие:
заданный подход;
использование средств информационных технологий и специально разработанных компьютерных моделирующих программ;
использование классификации моделей.
Как объект изучения информационное моделирование можно рассматривать на уровне абстрактных теоретических рассуждений либо выводить общие свойства моделей в процессе решения прикладных задач с последующим обобщением полученных результатов. В среднем звене школы второй подход более продуктивен. Это объясняется психолого-педагогическими особенностями подросткового возраста. При таком подходе обеспечивается органичное раскрытие всех аспектов моделирования - этапов построения моделей, их общих и особенных свойств, влияние объектов выбранного языка моделирования на свойства моделей, методов исследования полученных моделей, анализ информации, полученной в результате их исследования, превращение этой информации в знания. Это способствует формированию у школьников целостного взгляда на мир, творческого системного мышления. «Решение прикладных задач позволяет сделать реальные жизненные процессы не только иллюстративным материалом, но и объектом изучения» [215].
За последние два десятилетия в психологии, педагогике, теории и методике обучения разным дисциплинам были проведены исследования по различным проблемам теории задач. В исследованиях Г.А. Балла, В.А.Гусева, Л.Л. Гуровой, В.В. Давыдова, Ю.М. Колягина, В.И. Крупича, М.А. Лернера, A.M. Матюшкина, Л.М. Фридмана и др. решены проблемы постановки, структуры и типологии задач, поиска их решения и обучения через задачи, введены и проанализированы такие понятия как сложность и трудность задачи. Накоплен определенный опыт, связанный с формированием общего приема учебной деятельности при решении задач, исследованы умения и приемы деятельности при решении нестандартных, творческих, проблемных задач (А.А. Аксенов, В.К. Белошапка, Н.В.Воронина, Н.А. Жигачева, И.И. Зубова, В.В. Котенко, Е.Ю. Миганова, Л.А. Сафонова и др.).
Методика изучения модуля «Информационное моделирование» содержательной линии «Моделирование и формализация» в базовом курсе информатики
Для практической реализации модельного и объектного подходов к обучению школьников среднего звена основам моделирования и формализации было разработано содержание модуля «Информационное моделирование» и апробирована методика его преподавания.
Основными положениями при отборе содержания модуля являлись:
рассмотрение моделей как инструмента познания;
использование информационных моделей как средства обучения;
знакомство с информационным моделированием как объектом изучения в информатике.
Содержание модуля «Информационное моделирование» включает теоретические вопросы, подкрепленные системой задач, позволяющих осуществить:
построение информационных моделей реальных объектов и изучение их свойств на основе разработанной классификации моделей;
знакомство с особенностями построения компьютерных моделей;
исследование влияния объектов языка моделирования, используемых для построения модели, как на уровне абстрактных рассуждений, так и при работе с моделирующими программами;
укрепление межпредметных связей информатики с математикой, физикой и др., связи обучения с практикой.
При изучении вопросов, связанных с этапами построения модели, анализом ее свойств, проверкой адекватности модели объекту и цели 1 моделирования, выяснением влияния выбора языка моделирования на то, какую информацию об объекте можно получить, изучая его модель и т.п., методически целесообразно учитывать модели, которые знакомы учащимся и рассматриваются на базовых предметах (математика, физика, химия, биология). Поэтому логично построить содержание модуля на использовании таких объектов языка (в частности объектов языка математики), которые изучаются в 7-9 классах и в дальнейшем часто применяется в учебной и практической деятельности.
Анализ учебных программ, учебных пособий [83, 184, 198, 282 и др.] показал, что основным из таких объектов является квадратичная зависимость, которая может проявляться в моделях как квадратное уравнение, неравенство, их системы и т.д.
Особое внимание уделялось методическому и программному обеспечению. Программно-методическую поддержку модуля «Информационное моделирование» составляют: программа, методическое пособие для учителя, рабочая тетрадь с печатной основой для учащихся, компьютерные моделирующие программы «Квадратичная функция», «Квадратное уравнение», тесты контроля успеваемости в печатном и электронном вариантах. Кроме того, часть учебных заданий подразумевает использование программных средств, входящих в офисные пакеты (графический редактор Paint, электронная таблица Excel, текстовый редактор Word, аниматор Pro).
В программе модуля приводится перечень вопросов, предназначенных для изучения, перечисляются требования к уровню подготовки учащихся, приводится тематическое планирование.
