Оглавление

Введение 2

Глава I. Процесс изучения моделирования, как преподавания темы 6

I. 1. Сущность метода познания, заключается в создании и исследовании используемых в школьных учебниках. 7

Выводы: 9

Глава II Вопросы и методика изучения моделирования в основных школах 10

Заключение 12

Список литературы 13

Введение

Тема: Методические аспекты обучения моделированию, как средство познания объекта учащимися основной школы.

Актуальность: На сегодняшний день в курсе информатики всё большее место занимают понятия "Модель" и "информационная модель", более того данные понятия становятся базовыми и пронизывают весь курс информатики. Способ преподавания темы основные типы информационных моделей в школе не полностью позволяет связать теоретический материал по информационным моделям и практическую работу с данными типами моделей, область и особенности применения на практике основных типов информационных моделей, их достоинства и недостатки. Мотивация учащихся, наглядность и доступность теоретического материала при изучении данной темы по имеющимся методикам является недостаточной для эффективного усвоения учащимися материала, что приводит к затруднениям у учащихся при изучении остальных разделов курса информатики. Возникает противоречие: данная тема занимает всё более важное место при изучении курса информатики, но эффективной методики изучения данной темы не разработано. В дальнейшем данное противоречие приведет к невозможности для большинства учащихся полностью освоить содержание курса информатики. Данное противоречие обусловливает актуальность исследования.

Объект: Процесс применения компьютерных игр в обучении.

Предмет: Методы использования компьютерных игр при обучении теме "Основные типы информационных моделей».

Проблема: Имеются отдельные исследования и практические разработки, в которых используются элементы игрового подхода и использования компьютерных игр при преподавании темы "Основные типы информационных моделей". Однако специального исследования по этому вопросу не предпринималось. Противоречие между необходимостью теоретического обоснования методики преподавания темы "Основные типы информационных моделей" с использованием набора компьютерных игр реализующих основные типы информационных моделей, и отсутствием соответствующего специального исследования и составляет проблему нашего исследования.

Цель работы: Создание методики использования игр при изучении основных типов информационных моделей.

Гипотеза: создание методики преподавания моделирования с использованием компьютерных игр отражающих основные типы информационных моделей позволит повысить эффективность обучения за счёт повышения мотивации учащихся и повышения уровня доступности изучаемого материала.

Задачи:

1. Анализ литературы по методике преподавания основных типов информационных моделей.

2.. Подобрать компьютерные игры наиболее полно и разносторонне реализующие основные типы информационных моделей. Разработать методику изучения основных типов информационных моделей основанную на использовании подобранного набора компьютерных игр, с учётом особенностей реализации основных типов моделей в данных играх

3. Экспериментально проверить эффективность данной методики и сравнить полученные результаты с результатами контрольной группы учащихся.

Методологическая основа: Анализ методической литературы по данному вопросу. Исследование и сравнительный анализ результатов.

Методы:

1. Метод теоретического исследования:

   1. Анализ

2. Методы эмпирического исследования:

   1. Изучение литературы

   2. Наблюдение (фотографирование)

   3. Эксперимент

   4. Анкетирование

Новизна: Разработана новая методика изучения основных типов информационных моделей.

Практическая значимость: Данная методика может применяться учителями и студентами.

Для учителей: создана методика преподавания данной темы, подобранны компьютерные игры для основных типов информационных моделей, изучаемых в школе и создан дидактический материал по данной теме.

Для учеников: Более наглядно представленные основные типы информационных моделей, повышенный интерес к материалу по данной теме, увлекательные практические задания, повышающие мотивацию учеников.

Личный вклад: Опробована новая методика преподавания темы "Основные типы информационных моделей" в школе 236.

Этапы исследования:

Теоретический анализ: Анализ существующих теоретических подходов к преподаванию данной темы, а также практических подходов к изучению основных типов информационных моделей в школе.

Разработка методики: поисковый эксперимент. Создание и апробация отдельных элементов данной методики, подбор и доработка компьютерных игр. Создание предварительного варианта методики преподавания основных типов информационных моделей. Создание инструментов оценки эффективности обучения учащихся.

Формирующий эксперимент. (Апробация новой методики преподавания основных типов информационных моделей в школе доработка и уточнение отдельных элементов данной методики). Создание законченного варианта методики преподавание основных типов информационных моделей. Доработка инструментов оценки эффективности обучения учащихся.

Контрольный эксперимент. Контрольное применение данной методики преподавания основных типов информационных моделей. Формирование экспериментальной и контрольной групп учащихся. Сравнение результатов экспериментальной и контрольной групп учащихся.

На защиту выносится:
1. При изучении основных типов информационных моделей к каждой из них можно подобрать компьютерную игру, реализующую данную модель, и показывающую в явном виде её возможности и ограничения.
2. Методика изучения основных типов информационных моделей основывается на использовании специально подобранного набора компьютерных игр наглядно и доступно показывающих принципы работы, возможности и ограничения каждого из типов информационных моделей, а также различные варианты реализации одной и той же информационной модели в различных ситуациях.
3. Экспериментально доказано что разработанная методика педагогически эффективна что выразилось в улучшении доступности для учащихся материала по данной теме приведшей к более полному и осознанному усвоению ими изучаемого материала, а также повышению интереса учащихся к данной теме по сравнению с учащимися занимавшимися по традиционной методике.

Структура работы: Для подготовки данной работы были изучены и проанализированы следующие учебники и методические пособия, а также рассмотрены следующие ресурсы сети Интернет.

1. «Информатика и информационные технологии» 10-11 Н. Угринович

2. «Практикум по информатике и информационным технологиям» Н. Угринович

3. Методическое пособие для преподавателя. Н. Угринович

4. «Информатика»7-9 А. Г. Гейн

5. «Информатика»7-9 Н. В. Макарова

6. «Информатика Практикум по информационным технологиям»7-9 Н. В. Макарова

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава I. Процесс изучения моделирования, как преподавания темы

В данной главе анализируются учебники по предмету «Информатика», методические пособия к ним, а также различные материалы учителей практиков.

Моделирование является одной из основных учебно-методических линий преподавания курса «Информатики» в школе. Понятие «модель» соответственно является одним из базовых понятий курса «Информатика». Кроме того, при изучении других предметов ученики также работают с моделями, поэтому умения классифицировать модель, понимание отличий модели от объекта и умение использовать и создавать новые или модифицировать имеющиеся модели является одним из важных навыков школьника. На уроках информатики ученики работают с информационными моделями, у них формируются навыки создания и модернизации моделей, а также понимание отличий модели от объекта. Кроме того, на уроке информатики ученикам даётся и общая классификация моделей по способу представления. Учеников учат распознавать типы информационных моделей, уметь использовать наиболее подходящий тип модели в каждом конкретном случае и учитывать недостатки используемого типа информационной модели. Создание и работа с математическими моделями также в основном идет только на уроке информатике, так как на остальных уроках ученики работают уже с готовыми, заранее созданными математическими моделями, часто не понимая, откуда они взяты и какие ограничения могут иметь данные модели.

На уроках информатики дается следующая классификация моделей:

Классификация моделей.

Ученики на уроках информатики работают в основном со знаковыми смешанными типами моделей: математическими, алгоритмическими, таблицы, графы, карты, чертежи. Кроме того, используемые модели могут быть как статическими, так и динамическими.

I. 1. Сущность метода познания, заключается в создании и исследовании используемых в школьных учебниках.

1. «Информатика и информационные технологии» 10-11 Н. Угринович 2001 Мос. Учебник.
   Под моделирование выделена отдельная глава. Однако классификация моделей не даётся, показаны только три типа информационных моделей: табличные, иерархические и сетевые. Причём не даётся даже обзорного перечисления других типов информационных моделей. Примеры для табличной и сетевой моделей не полностью отображают их возможности, особенности и область применения. Определения всех трёх типов моделей даны нечёткие. Материал подан сухо, слабо показана связь с другими разделами информатики

2. «Информатика»7-9 А. Г. Гейн
   Учебник рассчитан на 7-9 классы, поэтому материал несколько упрощён по сравнению с учебником Н. Угриновича. Моделирование рассматривается в одной главе с информацией и её представлением в компьютере. Определение модели (точное), классификация моделей не даны, однако показана взаимосвязь между школьными предметами, а также область применения и назначение моделей в науке и жизни, хотя и не очень подробно. Понятие «информационная модель» не раскрыто, не показана связь между ней и «моделью задачи». Рассматривается только алгоритмическая информационная модель, но также в неявном виде. Упоминается понятие «математическая модель», однако дальнейшего развития оно не получает.

3. «Информатика»7-9 Н. В. Макарова
   В учебнике понятия «объект» и «модель» являются базовыми и пронизывают все разделы. Определения «модель» и «информационная модель» точно не даются. В учебнике дана полная классификация моделей, но не приведены примеры для основных типов информационных моделей, не указаны их области применения, особенности и ограничения. Вообще очень мало конкретных примеров применения моделей на практике. Это не способствует повышению интереса учеников к данной теме.

4. «Практикум по информатике и информационные технологиям» Н. Угринович
   В задачнике практикуме рассматриваются в основном математические (логические) модели, а также геоинформационные и информационные модели управления. В неявном виде используется табличная модель (химическая). В основном при работе с моделями используется Visual BASIC или VBA, а также Excel. Для работы с геоинформационной моделью используется также компьютерная карта Москвы, а для работы с химической моделью - программа Table. Основное место отведено программированию, что может оттолкнуть тех учеников, которым оно не нравится. Очень мало места отведено другим способам работы с моделями. В практикуме смешаны понятия оптимизация модели и задача на оптимизацию. Большинство заданий не представляет интереса даже для учеников увлекающихся программированием, так как не являются творческими.

5. «Информатика» Н. В.Макарова
   Практических заданий по работе с моделями в практикуме нет. Моделирование изучается только теоретически, что не способствует повышению интереса учащихся к данной теме и повышению мотивации обучения.

Выводы:

Из выше изложенного видно, что, несмотря на важность темы, в учебниках и задачниках она представлена плохо - нет классификации моделей (кроме учебника Н. В. Макаровой), перечислены не все из основных типов информационных моделей, существует путаница в определениях. Теоретический материал подан не очень удачно, практически отсутствуют примеры. Не полностью показана важность данной темы, её прикладное применение, как на уроках информатики, так и на других уроках. Практическая часть не вызывает особого интереса у учеников и кроме того затрагивает лишь часть упомянутых типов информационных моделей (либо вообще отсутствует). Задачи по моделированию сводятся либо к работе в Excel либо к программированию в Visual BASIC. Нет заданий на определение типов информационных моделей, их ограничений.

Глава II Вопросы и методика изучения моделирования в основных школах

При изучении темы «основные типы информационных моделей» сначала даётся общая классификация моделей по способу представления, а затем подробно, с примерами из жизни и компьютерных игр рассказывается о каждом из основных типов информационных моделей. Для закрепления материала используются следующие задания:

1. Привести пример информационной модели определенного типа.

2. Определить тип приведённой модели.

3. Определить все типы моделей используемых в конкретной игре.

4. Привести пример применения приведённой модели.

5. определить ограничения данной модели (и как их можно убрать, обойти).

Для лучшего понимания и повышения мотивации учеников используются популярные и известные ученикам компьютерные игры: стратегии, РПГ, шутеры и аркады, а также игры на основе Flash-технологии. Ученики могут обсудить данные игры с точки зрения используемых моделей, поговорить о присущих им недостатках, обсудить идеальную игру в каждом жанре и причины по которым она так и не создана.

Помимо заданий ученики делают две лабораторные работы:

1. Ученику даётся две-три простых Flash-игры и он должен определить применённые в них типы моделей (одна на игру) и указать на ограничения данных моделей.

2. Двум-трём ученикам даётся компьютерная игра (стратегия, РПГ, шутер или аркада) и они должны определить все типы применённых в ней моделей (не менее 4-5), указать на ограничения данных моделей и их отличия от реальных объектов или процессов.

Предварительно одна из игр разбирается полностью всем классом при участии и активной помощи учителя

Для оценки эффективности разработанной методики преподавания темы «основные типы информационных моделей» был проведён эксперимент. Ученики были разбиты на две группы по 15 человек в каждой. В одной из групп использовалась разработанная методика. Особое внимание уделялось объяснению необходимости изучаемой темы, а также показывались различные связи с жизнью и другими темами курса.

Во второй группе изучение темы проходило по стандартным методикам. Использовались уже изученные приложения, новое программное обеспечение не применялось. Не решались творческие задания, не было момента занимательности на уроках.

После изучения данной темы была проведена самостоятельная работа в обеих группах, которая показала следующие результаты:

На данной диаграмме представлены также результаты предыдущей контрольной работы, которые являются типичными для данных учеников

В ходе эксперимента использовалось наблюдение за учащимися. Можно отметить, что в экспериментальной группе овладение материалом проходило быстрее, легче, процент усвоения материала был выше, чем во второй группе. Учащиеся стали задавать больше вопросов. Улучшилось отношение не только к данной теме, но и к теоретической части предмета в целом.

Заключение

В ходе эксперимента подтвердилась эффективность методики использования компьютерных игр при изучении основных типов информационных моделей. Наблюдалось повышения интереса учащихся к данной теме и более высокая степень усвоения изученного материала.

Но данная методика может эффективно применяться только при жестком контроле деятельности учащихся учителем, иначе возможно, что ученики вместо выполнения заданий будут просто играть. Учитель должен четко контролировать ход занятия.

Список литературы

1. Кирмайер М. Мультимедиа. - СПб.: BHV-Санкт-Петербург, 1999. - 248 c.

2. Глушаков С.В. Мельников И.В. Персональный компьютер. Учебный курс.- Харьков: Фалио; М.: ООО «Фирма «Издательство ACT», 2002. - 499 с.

3. Грановский Ю.В. Аппаратная поддержка мультимедиа. // Компьютер пресс вып.2, 1999. - с.20.

4. Информатика: Энциклопедический словарь для начинающих. / Сост. Д.А. Поспелов. - М.: Педагогика-Пресс, 2000. - 352с.

5. Информатика: Базовый курс / С.В. Симонович и др. - СПб.: Питер, 2001. - 640 с.