Экспериментальная программа интегрированного курса "Математика — Информатика"

Разделы: Математика, Информатика


Интенсивная математизация различных областей человеческой деятельности особенно усилилась с появлением и развитием ЭВМ. Компьютеризация общества, внедрение современных информационных технологий требует математической и информационной грамотности человека почти на каждом рабочем месте.

Проблема интеграции содержания образования продиктована новыми социальными запросами, предъявляемыми школе. Построение модели учебного процесса на интегративной основе может происходить по-разному. Одной из таких моделей является интеграция содержания предметов, входящих в одну и ту же образовательную область или в один и тот же образовательный блок, на базе преимущественно одной какой-то предметной области.

В связи с этим нами предлагается интегрированный курс "Математика – Информатика", главной целью которого является приобретение учеником теоретических знаний и практических навыков, достаточных для дальнейшего успешного обучения в системе непрерывного образования.

Сущность: Развитие мышления и формирование мировоззрения учащихся в условиях преподавания интегрированного курса информатики и математики в среднем звене школы.

Изучение всех предметов должно быть не целью, а средством изучения мира, давать возможность учащимся проникать в сущность изучаемых проблем. Известный русский психолог Я. А. Пономарев говорил: "Мышление – необходимая предпосылка всякой другой деятельности, ибо любая деятельность в конечном итоге есть его свернутый и переработанный итог". Большое количество педагогических технологий посвящены развитию мышлению, формированию научного мировоззрения. Одним из решений этой проблемы может послужить внедрение в среднюю школу интегрированного курса информатики и математики.

Существенная роль изучения информатики состоит в развитии мышления, формировании научного мировоззрения. Компьютеры можно запрограммировать так, чтобы сделать обучение более активным, чтобы оно приобрело характер исследования. Они открывают новые пути в развитии навыков мышления и умения решать проблемы. Целесообразностью переноса начала изучения информатики в среднее звено также является широкое применение знаний и умений по информатике в других учебных предметах. С введением курса информатики расширяются возможности осуществления межпредметных связей, что влечет за собой формирование самостоятельности мышления и познавательного интереса.

Условия формирования опыта:

В федеральном компоненте не предусмотрено преподавание информатики в 5-6 классах, поэтому мы ввели информатику, используя школьный компонент для преподавания интегрированного курса "Математика – информатика" 5-6 классах как пропедевтического по отношению к базовому курсу "Информатика 7-9 классы".

Теоретическая база опыта: при составлении учебной программы использовался непрерывный курс информатики для средней школы, разработанный Московским институтом повышения квалификации работников образования (проф. А. Л. Семенов, Н. Д. Угринович); программа, разработанная старшим преподавателем КИ и МПИ Тобольского государственного педагогического института Клюсовой В. В.; опорой послужили программа по математике, обязательный минимум содержания образования по информатике и требования к уровню подготовки выпускников школы, разработанные Министерством образования РФ.

Новизна: Внедрение интегрированного курса информатики и математики в среднем звене дает возможность для развития мышления, для усиления мировоззренческой направленности познавательных интересов учащихся, всестороннего развития личности; знания у учащихся приобретают качества системности, умения становятся обобщенными, комплексными; повышается качество обучения.

Продуктивность опыта в том, что учащиеся успешно овладевают системой знаний, практическими умениями, предусмотренными программой математики и требованиями к уровню подготовки выпускников по информатике, умело используют межпредметные связи при решении поставленной задачи.

Трудоемкость опыта заключается в реализации межпредметных связей на практике по причине отсутствия методических рекомендаций по конкретным темам и урокам. Для разработки дидактического материала, для обеспечения курса программным обеспечением требуется материально-техническая база.

Возможность внедрения: опыт может быть использован любым учителем информатики или учителем математики при условии их тесного сотрудничества (другой вариант: весь курс ведет один учитель) и хорошей материально-технической базы.

Принципы построения курса:

  1. Курс состоит из двух блоков: математики и информатики. Каждый их которых включает ряд тем.
  2. Программа курса построена в соответствии с требованиями Государственного стандарта и современным уровнем развития информационных технологий.
  3. Последовательность изложения материала блока "Математика" соответствует программе Н. Я. Виленкина для 5-6 классов.
  4. В основу блока "Информатики" положены модули:
  5. а) информационный – ключевой идеей которого является информация;
    б) алгоритмический – ключевой идеей которого является алгоритм и исполнитель;
    в) инструментально-технологический – ключевой идеей которого является компьютер.

  6. На основании перечисленных модулей и анализа теоретических и экспериментальных программ по "Информатике" нами выделены следующие темы в блоке "Информатика":
    1. Знакомство с ЭВМ.
    2. Основы алгоритмизации. Язык Лого.
    3. Графический редактор.
    4. Электронные таблицы.
    5. Музыкальный редактор.
    6. Текстовый редактор.
  7. В качестве "исполнителя" выбран язык Лого. Выбор языка Лого обусловлен в первую очередь анализом действующих программ по информатике; он прост по синтаксису и близок к естественному языку; обладает мощными современными средствами, формирующими культуру мышления; позволяет создавать программы локальными, прозрачными по структуре и эффективными; хорошее средство для моделирования; решает проблему индивидуализации стиля деятельности ребенка.
  8. "Лого – первый компьютерный микромир. Такие микромиры как бы дополняют окружающую нас среду, в них можно создавать проблемные ситуации, трудно воспроизводимые в реальности".
    Лого можно использовать как превосходное средство для организации развивающего, проблемного обучения, в результате которого у детей возрастает не только количество знаний, но и познавательная самостоятельность.

  9. Блоку "Информатики" свойственно концентрическое построение, т. е. в 5 классе проходит первичное знакомство, а в 6-ом более углубленное.
  10. Для проверки подготовленности учащегося по курсу "Математика – Информатика" используются тесты трех уровней сложности.

Интеграция материала этих блоков достигается с помощью следующих принципов:

  1. Изучение материала блоков ведется параллельно (например, тема 1. блока "Информатика" не связана с материалом первой темы блока "Математика", но опустить "Знакомство с ЭВМ" не возможно, т. к. учащиеся не смогут практически освоить следующий материал);
  2. Изучение материала блоков ведется параллельно, с опорой на пройденный материал из другого блока (например, при изучении темы 2. "Графический редактор" блока "Информатика" мы опираемся на знания (о прямых и их расположении, плоскостях и т. д.), полученные учащимися при изучении темы 1. "Натуральные числа и шкалы" блока "Математика");
  3. Совместное изучение материала в двух блоках (например, в теме 4. "Электронные таблицы" блока "Информатика" и теме 8. "Инструменты для вычислений и измерений" блока "Математика" рассматриваются понятия таблиц, элементы таблиц, их представление в электронной форме, построение круговых диаграмм и т. д.);
  4. Совместное использование основных понятий (алгоритм, модель, объект и т. п.) и задач.

Курс обладает также и большим гуманитарным потенциалом: это – история арифметики и информатики, исторические и занимательные задачи, текстовые арифметические задачи самого разнообразного содержания, при решении которых могут составляться алгоритмы и программы (например, краеведческого, экологического, валеологического, литературного, сказочного и т. д.). Практические цели изучения курса, кроме умений применять вычисления, использовать несложное программное обеспечение, в настоящее время предполагают знакомство учащихся с элементами финансовой математики, элементами алгоритмического языка, профессиональную ориентацию (в частности, на профессии региона), самообразовательные умения в работе с различной литературой и электронными источниками информации.

Требования к подготовке учащихся

С требованиями к математической подготовке учащихся можно ознакомится в программе "Математика" (средней общеобразовательной школы).

Приведем требования к подготовке учащихся по блоку "Информатика".

Учащиеся должны:

  • уметь приводить примеры передачи, хранения и обработки информации в деятельности человека, живой природе, обществе и технике;
  • иметь представление об информации как фундаментальном свойстве материи;
  • иметь представление о развитии компьютеров и информационных технологий;
  • знать правила техники безопасности и правила поведения в КУВТ;
  • знать назначение и основные характеристики устройств компьютера;
  • понимать сущность понятия алгоритма, знать его основные свойства, иллюстрировать их на конкретных примерах;
  • знать основные алгоритмические конструкции и уметь их использовать для построения алгоритмов;
  • уметь определять возможность применения исполнителя для решения конкретной задачи по системе его команд;
  • уметь построить и исполнить на компьютере алгоритм для учебного исполнителя;
  • знать основные виды данных и формы их представления для обработки на компьютере;
  • уметь записывать на учебном алгоритмическом языке алгоритм решения простой задачи;
  • знать назначение и основные принципы работы в электронной таблице, текстовом, графическом и музыкальном редакторах.

Содержание обучения

Блок "Математика"

Блок "Информатика"

5 класс

(Математика: учебник для 5 кл. / Н. Я. Виленкин, В. И. Жохов и др., 1997 г.)

Тема 1. Натуральные числа и шкалы (16 ч.) Тема 1. Знакомство с ЭВМ (2 ч.)

Тема 2. Графический редактор

(1 ч)

Тема 2. Сложение и вычитание натуральных чисел (21 ч.) Тема 2. Графический редактор

(2 ч)

Тема 1. Знакомство с ЭВМ (2 ч)

Тема 3. Умножение и деление натуральных чисел (26 ч.) Тема 1. Знакомство с ЭВМ (3 ч)

Тема 3. Основы алгоритмизации. Язык Лого(18 ч)

Тема 4. Площади и объемы

(12 ч.)

Тема 3.

Тема 5. Обыкновенные дроби

(23 ч.)

Тема 3.

Тема 6. Десятичные дроби. Сложение и вычитание десятичных дробей (13 ч.)

Тема 3.

Тема 7. Умножение и деление десятичных дробей (26 ч.)

Тема 3.

Тема 8. Инструменты для вычислений и измерений (17 ч.) Тема 4. Электронные таблицы

(3 ч)

Повторение (15 ч) Тема 3. Основы алгоритмизации. Язык Лого (1 ч)

Повторение(2 ч)

Итого: 170 часов Итого: 34 часа

6 класс

(Математика: учебник для 6 кл. / Н. Я. Виленкин, В. И. Жохов и др., 1998 г.)

Тема 9. Делимость чисел (17 ч) Тема 3. Основы алгоритмизации. Язык Лого(16 ч)
Тема 10. Сложение и вычитание дробей с разными знаменателями

(25 ч)

Тема 3.

Тема 11. Умножение и деление обыкновенных дробей (33 ч)

Тема 3.

Тема 12. Отношения и пропорция (17 ч) Тема 3.

Тема 2. Графический редактор

(4 ч)

Тема 13. Положительные и отрицательные числа (13 ч) Тема 2. Графический редактор

Тема 5. Музыкальный редактор

(3 ч)

Тема 14. Сложение и вычитание положительных и отрицательных чисел (12 ч) Тема 5. Музыкальный редактор

Тема 6. Текстовый редактор (5 ч)

Тема 15. Умножение и деление положительных и отрицательных чисел (9 ч)

Тема 6.

Тема 16. Решение уравнений

(18 ч)

Тема 6.

Тема 17. Координаты на плоскости (11 ч) Тема 4. Электронные таблицы

(4 ч)

Повторение (15 ч) Тема 4.

Повторение (2 ч)

Итого: 170 часов Итого: 34 часа

Приведем примеры интегрированных заданий, которые могут решаться на уроках математики и информатики.

Задание к теме "Делимость чисел"

Что означает слово "варан"?

Варан – самая крупная ящерица в нашей стране, живет она в пустыне Средней Азии. Узнайте длину (в дециметрах) тела варана при помощи блок-схемы.

Итак, длина тела серого варана 15 дм. 15 дм – сколько это метров?

Задания к теме "Столбчатые диаграммы"

  1. Постройте столбчатую диаграмму (используя возможности ЭВМ), показывающую добычу газа в 1985 и 1990 гг.
    25253 млн т
    30 597 млн т
  1. Бригада К. М. Левина в 1969 г. пробурила 2600 м, в 1971 г. – 60 000 м, в 1978 г. – 85 000 м, а в 1979 г. – 91 000 м. Составьте столбчатую диаграмму, используя возможности ЭВМ.
  2. Работниками нефтегазодобывающей промышленности г. Когалыма обязались добыть в 1987 г. сверх годового плана 50 тыс. т нефти, в том числе за I квартал – 10 тыс. т; за II квартал – 14 тыс. т; III квартал – 18 тыс. т. Сколько тысяч тонн нефти нужно добыть в четвертом квартале, чтобы выполнить сверхплановое обязательство.
  3. Постройте столбчатые диаграммы добычи сверхплановой нефти за I,   II, III, IV кварталы.

  4. Итоги работы буровых бригад объединения "Мегионнефтегазгеология" за 1991 г.:

1) Аганская нефтеразведочная экспедиция пробурила с начала года 92 482 м;
2) Мегионская нефтеразведочная экспедиция – 97 335 м;
3) Восточно-Мегионская нефтеразведочная экспедиция – 66 842 м;
4) Вахская нефтеразведочная экспедиция - 35 374 м.

Постройте диаграмму проходки буровых бригад.