Исследовательская деятельность обучающихся - деятельность учащихся, связанная с решением учащимися творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным решением (в отличие от практикума, служащего для иллюстрации тех или иных законов природы) и предполагающая наличие основных этапов, характерных для исследования в научной сфере, нормированную исходя из принятых в науке традиций: постановку проблемы, изучение теории, посвященной данной проблематике, подбор методик исследования и практическое овладение ими, сбор собственного материала, его анализ и обобщение, научный комментарий, собственные выводы. Любое исследование, неважно, в какой области естественных или гуманитарных наук оно выполняется, имеет подобную структуру. Такая цепочка является неотъемлемой принадлежностью исследовательской деятельности, нормой ее проведения.
Главным смыслом исследования в сфере образования есть то, что оно является учебным. Это означает что его главной целью является развитие личности, а не получение объективно нового результата. В образовании цель исследовательской деятельности - в приобретении учащимся функционального навыка исследования как универсального способа освоения действительности, развитии способности к исследовательскому типу мышления, активизации личностной позиции учащегося в образовательном процессе на основе приобретения субъективно новых знаний (т. е. самостоятельно получаемых знаний, являющихся новыми и личностно значимыми для конкретного учащегося).
В нашей гимназии в течение трех лет работает Научное общество учителей и учащихся, в рамках которого ученики 6 - 10 классов и осуществляют учебные исследования.
Одной из трудностей организации исследовательской работы для учителя является подбор темы исследования: с одной стороны, она должна быть новой для ученика и предоставить ему широкие возможности для развития, а с другой стороны - посильной для ребенка и достаточно интересной, чтобы исследование было завершено.
Хочу предложить учителям информатики идею одного исследования, отвечающего всем этим требованиям. Исследование это межпредметное, предметом его является поведение параметрически заданных кривых.
Задача перед учениками была поставлена следующим образом:
"Исследовать поведение некоторых параметрически заданных кривых на плоскости в зависимости от значения параметров при помощи компьютера. Обосновать выбор среды для анализа кривых".
В ходе такого исследования ученикам предоставляется множество возможностей для развития:
- разобраться с параметрически заданными кривыми на плоскости (этот материал в курсе математики средней школы не предусмотрен);
- построить алгоритм построения вышеуказанных кривых с помощью компьютера;
- выбрать наиболее подходящую среду для исследования;
- проанализировать зависимость поведения кривых в зависимости от значения параметров, обобщить полученные сведения и оформить результаты ;
- в нашем случае ребятам также пришлось познакомиться со средой DosBox, так как для исследования кривых они выбрали TurboPascal, а скриншоты в графике этой программы стандартным способом сделать невозможно.
Покажу последовательность работы на примере розы, задаваемой уравнением
Выбирая программу для исследования кривой, ребята рассмотрели две среды:
MS Exscel
TurboPascal.
Как видно из уравнения, роза задана с помощью полярных координат (изучение этой системы координат в школьном курсе математики не предусмотрено). В компьютерных программах же, как правило, используется на плоскости декартова прямоугольная система координат. Перейти от системы полярной к системе прямоугольной поможет следующая математическая модель:
Рисунок 1.
Для построения графика розы при разных значениях параметров в первой были построены таблицы.
В результате в зависимости от параметра k получались результаты следующих видов:
k = 3
k=4
Из приведенных примеров видно, что зависимость графика от параметра k определить можно. А вот когда с помощью MS Excel стали выяснять, как зависит график от параметра a, получили такую картину:
а=10
а=20
Различия в графиках не очевидны, чтобы их увидеть, надо присматриваться к значениям на осях. Это не очень удобно, поэтому ребята остановились на использовании среды TurboPascal.
Для этого была написана несложная программа:
program roza;
uses crt, graph;
var gd,gm: integer;
s,c,r: real;
begin
gd:=detect;
initgraph (gd,gm,'C:\TP7\BGI');
c:=200; s:=0;
while s< 6.28 do begin
r:=c*sin(5*s);
putpixel (320+round (r*cos(s)),
240-round(r*sin(s)),14);
s:=s+0.001; delay(1000);
end;
readln;
end.
Отличия в графиках при изменении одного из параметров очевидны.
Подобрав таким образом оптимальную для исследования среду, ребята накопили большое количество эмпирического материала, который затем обобщили и систематизировали.
Аналогично можно исследовать и множество других параметрических кривых:
гиперболическая спираль 
Памятка по использованию программы DosBox:
Запустив DosBox, создаем виртуальный диск C: в DosBox, соответствующий физическому диску C:\ :
mount c: c:\
Переходим к диску C: :
C:
Стандартной ДОСовской командой переходим в нужный каталог:
cd TP7\BIN
Запускаем нужную программу:
turbo.exe
Далее все просто - открываем нужный файл, выполняем программу.
Скриншот можно сделать просто как копию активного окна экрана (<Alt>+<PrintScreen>) или сохранить автоматически в формате .png в папке capture (при нажатии <Ctrl>+<F5>).