Использование учебно-творческих задач при обучении компьютерному моделированию для развития творческих способностей учащихся
Рефераты >> Педагогика >> Использование учебно-творческих задач при обучении компьютерному моделированию для развития творческих способностей учащихся

Моделирование - творческий процесс, поэтому обучение данной теме обладает широкими возможностями по развитию творческих способностей учащихся. Рассмотрим некоторые аспекты обучения моделированию в школьном курсе информатики.

По мнению М.П. Лапчика и др. [23] тему "Основные этапы компьютерного моделирования" необходимо изучать в профильных курсах, ориентированных на моделирование. Те же авторы указывают, что при изучении линии "Моделирование и формализация" в базовом курсе учащиеся должны уметь "проводить в несложных случаях системный анализ объекта (формализацию) с целью построения его информационной модели" и "проводить вычислительный эксперимент над простейшей математической моделью" [23, с.259]. Данные умения являются неотъемлемой частью целостного процесса моделирования. Поэтому мы считаем, что изучение указанной темы обязательно в базовом курсе.

Проведем сравнительный анализ основных этапов компьютерного моделирования (автор - Н.В. Макарова [19]), и структуры творческого процесса (автор - Я.А. Пономарев [30]):

Этапы моделирования

Этапы творческого процесса

1. Постановка задачи:

описание задачи;

цель моделирования;

анализ объекта.

1. Осознание проблемы:

возникновение проблемной ситуации;

осмысление и понимание наличных данных;

постановка проблемы (вопроса).

2. Разработка модели.

2. Разрешение проблемы:

выработка гипотезы;

развитие решения, эксперимент.

3. Компьютерный эксперимент.

4. Анализ результатов моделирования (если результаты не соответствуют целям, значит, допущены ошибки на предыдущих этапах).

3. Проверка решения (в результате осуществления данного этапа выдвинутая гипотеза может не оправдаться, тогда она заменяется другой).

Сравнение этапов позволяет сделать вывод о том, что процесс моделирования легко вписывается, согласуется с творческим процессом. Поэтому обучение учащихся моделированию, и в частности - поэтапному его планированию, ведет к формированию знаний и по планированию творческой деятельности.

Так как все этапы моделирования определяются поставленной задачей и целями моделирования, то применительно к каждому конкретному классу моделей схема может подвергаться некоторым изменениям. Так, применительно к математическим моделям, постановку задачи разбивают на следующие этапы:

1. выделение предположений, на которых будет основана математическая модель;

2. определение того, что считать исходными данными и результатом;

3. запись математических соотношений, связывающих результаты с исходными данными (эта связь и является математической моделью) [25].

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-творческим, можно сделать вывод, что практически во всех учебниках есть задачи на формализацию и применение математических методов, а также задачи других типов, решение которых сводится к применению математического аппарата. Однако авторы учебников практически не предлагают задачи на развитие таких компонентов творческих способностей личности, как способность к видению проблем и противоречий, критичность мышления и способность к оценочным суждениям, способность находить нужную информацию и переносить, применять ее в условиях задачи, способность формулировать и переформулировать задачи, коммуникативно-творческие способности и т.д.

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 формирования знаний, умений, навыков. К сожалению, в учебниках задачи по-прежнему используются в основном для формирования умения применять знания (в смысле запоминания фактов и их воспроизведения). Мы же в нашем исследовании будем рассматривать учебно-творческие задачи, предполагающие другую схему решения, используя нетрадиционные методы и средства. Это уже новый этап использования задач, когда они служат в качестве развития личности и воспитания учащихся.

Большинство задач информационного моделирования относятся к учебно-творческим задачам (УТЗ), определение, обоснование содержания и роли, а также классификация которых были предложены В.И. Андреевым. Остановимся подробнее на понятии учебно-творческих задач и их классификации.


Страница: