Экспериментальная программа интегрированного курса "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.

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:

а) информационный – ключевой идеей которого является информация;
б) алгоритмический – ключевой идеей которого является алгоритм и исполнитель;
в) инструментально-технологический – ключевой идеей которого является компьютер.

5. 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.
6. 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.

"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.

7. Блоку "Информатики" свойственно концентрическое построение, т. е. в 5 классе проходит первичное знакомство, а в 6-ом более углубленное.
8. 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".

• 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.

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

2. 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.
3. 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.

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.