Количество часов в неделю: 2 ч в неделю, всего 68 учебных часов.
Цель и задачи курса: научить учащихся:
- строить информационные модели объектов и процессов из различных предметных областей (физика, математика, биология и т.д.);
- составлять блок-схемы алгоритмов решения задач;
- на их основе разрабатывать компьютерные модели с использованием систем объектно-ориентированного программирования Visual Basic;
- проводить компьютерный эксперимент, т.е. исследование компьютерных моделей.
Методы обучения
Основная методическая установка курса — обучение школьников навыкам индивидуальной работы по практическому созданию компьютерных программ на основе объектно-ориентированного программирования.
Большинство заданий выполняется с помощью персонального компьютера и необходимых программных средств.
Кроме индивидуальной, применяется и групповая работа. На обобщающих этапах обучения учащиеся объединяются в группы, т.е. используется проектный метод обучения. Выполнение проектов завершается защитой.
Метод проектов
Основным методом обучения в данном элективном курсе является метод проектов. Проектная деятельность позволяет развить исследовательские и творческие способности учащихся. Роль учителя состоит в кратком по времени объяснении нового материала и постановке задачи, а затем консультировании учащихся в процессе выполнения практического задания.
Компьютерный практикум
Разработка каждого проекта реализуется в форме выполнения практической работы на компьютере (компьютерный практикум).
Контроль знаний и умений
Текущий контроль уровня усвоения материала осуществляется по результатам выполнения учащимися практических заданий. Итоговый контроль реализуется в форме защиты итоговых проектов
Формы организации учебных занятий
Учебно-методический комплект предусматривает организацию учебного процесса в двух взаимосвязанных и взаимодополняющих формах:
- урочная форма, в которой учитель объясняет новый материал и консультирует учащихся в процессе выполнения ими практических заданий на компьютере;
- внеурочная форма, в которой учащиеся после занятий (дома или в школьном компьютерном классе) самостоятельно выполняют на компьютере практические задания.
Основной тип занятий — практикум. Большинство заданий курса выполняется с помощью персонального компьютера и необходимых программных средств.
Единицей учебного процесса является блок уроков (глава). Каждый такой блок охватывает изучение отдельной информационной технологии или ее части. В предлагаемой программе количество часов на изучение материала определено для блоков уроков, связанных с изучением основной темы. Внутри блоков разбивка по времени изучения производится учителем самостоятельно. С учетом регулярного повторения ранее изученных тем темп изучения отдельных разделов блока определяется субъективными и объективными факторами.
Каждая тема курса начинается с постановки задачи — характеристики образовательного продукта, который предстоит создать ученикам. С этой целью учитель проводит демонстрацию работы готовой программы для того, чтобы учащиеся убедились в возможности создания программы для решения данной задачи. В последствие демонстрации можно и не проводить, так как учащиеся после выполнения некоторого количества заданий прийдут к выводу: с помощью компьютера можно решить любую задачу, главное, правильно составить алгоритм решения задачи.
Изучение нового материала носит сопровождающий характер. Ученики изучают его с целью создания запланированного продукта.
Далее проводится тренинг по отработке умений выполнять технические задачи, соответствующие минимальному уровню планируемых результатов обучения по данной теме. Тренинг в конечном итоге переходит в комплексную творческую работу по созданию учениками определенного образовательного продукта.
В ходе обучения проводятся краткие срезовые работы по определению уровня знаний учеников по данной теме ( знание операторов языка программирования). Выполнение контрольных работ способствует быстрой мобилизации и переключению внимания на осмысливание материала изучаемой темы. Кроме того, такая деятельность ведет к закреплению знаний и служит регулярным индикатором успешности образовательного процесса.
Регулярное повторение способствует закреплению изученного материала. Возвращение к ранее изученным темам и использование их при изучении новых тем способствуют устранению весьма распространенного недостатка — формализма в знаниях учащихся — и формируют научное мировоззрение учеников.
Индивидуальная учебная деятельность сочетается с проектными формами работы. Выполнение проектов завершается их защитой и рефлексивной оценкой.
Планируемые результаты курса
В рамках данного курса учащиеся должны овладеть следующими знаниями и умениями:
- строить информационные модели объектов и процессов из различных предметных областей (физика, математика, биология и т.д.);
- составлять блок-схемы алгоритмов решения задач;
- на их основе разрабатывать компьютерные модели с использованием систем объектно-ориентированного программирования Visual Basic;
- проводить компьютерный эксперимент, т.е. исследование компьютерных моделей.
Способы оценивания уровня достижений учащихся
Предметом диагностики и контроля являются внешние образовательные продукты учеников (созданные компьютерные программы), а также их внутренние личностные качества (освоенные способы деятельности, знания, умения), которые относятся к целям и задачам курса.
Основой для оценивания деятельности учеников являются результаты анализа его продукции и деятельности по ее созданию. Оценка имеет различные способы выражения — устные суждения педагога, письменные качественные характеристики.
Оценке подлежит в первую очередь уровень достижения учеником минимально необходимых результатов, обозначенных в целях и задачах курса. Оцениванию подлежат также те направления и результаты деятельности учеников, которые определены в рабочей программе учителя и в индивидуальных образовательных программах учеников.
Ученик выступает полноправным субъектом оценивания. Одна из задач педагога — обучение детей навыкам самооценки. С этой целью учитель выделяет и поясняет критерии оценки, учит детей формулировать эти критерии в зависимости от поставленных целей и особенностей образовательного продукта.
Проверка достигаемых учениками образовательных результатов производится в следующих формах:
- текущий рефлексивный самоанализ, контроль и самооценка учащимися выполняемых заданий;
- взаимооценка учащимися работ друг друга или работ, выполненных в группах;
- публичная защита выполненных учащимися творческих работ (индивидуальных или групповых);
- текущая диагностика и оценка учителем деятельности школьников;
- итоговая оценка индивидуальной деятельности учащихся учителем, выполняемая в форме образовательной характеристики.
Итоговый контроль проводится в конце всего курса в форме защиты творческих работ. Данный тип контроля предполагает комплексную проверку образовательных результатов по всем заявленным целям и направлениям курса. Формой итоговой оценки каждого ученика выступает образовательная характеристика, в которой указывается уровень освоения им каждой из целей курса и каждого из направлений индивидуальной программы ученика по курсу.
Содержание курса
1. Основы объектно-ориентированного программирования
- Объекты: свойства, методы, события. Событийные и общие процедуры. Операторы ветвления, выбора и цикла. Основные типы данных: переменные и массивы. Функции.
- Интегрированные среды разработки систем объектно-ориентированного программирования Visual Basic. Визуальное конструирование графического интерфейса. Форма и управляющие элементы.
2. Построение и исследование моделей в системах объектно-ориентированного программирования
- Моделирование как метод познания. Системный подход к окружающему миру. Основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере. Построение компьютерных моделей с использованием систем объектно-ориентированного программирования Visual Basic
- Построение и исследование физических моделей. Компьютерный эксперимент.
- Исследование математических моделей. Построение графиков функций. Приближенное решение уравнений (графическое и с использованием числовых методов). Вероятностные модели (метод Монте-Карло).
- Биологические модели развития популяций: модели неограниченного роста, ограниченного роста, ограниченного роста с отловом, модели жертва — хищник.
- Модели логических устройств. Логические схемы. Решение логических задач.
Тематическое планирование курса представлено в Приложении 1.