Динамика жизни предусматривает сегодня новое смысловое насыщение образовательного процесса, что позволяет создавать благоприятные условия для исследовательской и инновационной деятельности учащихся, как того сегодня требует наша экономика и общество.
На заседании коллегии Министерства образования по теме “О развитии исследовательской и инновационной деятельности учащихся и студенческой молодежи” 20 октября 2013 года министр образования Беларуси С.А.Маскевич отмечал, что “сегодня развитие исследовательской и научной деятельности учащихся и студенческой молодежи приобретает новый смысл. С развитием творчества и инициативы возрастает социальная активность молодого поколения, что является основой дальнейшего развития нашей страны. Поэтому перед системой образования стоит важная задача – создать все условия для исследовательского, инновационного роста учащихся и студенческой молодежи”.
Однако в современном образовательном процессе существует противоречие между тенденциями инновационного образовательного процесса, отвечающего социальному заказу государства, и традиционными технологиями образования.
Одной из основных задач, решаемых в процессе изучения учебного предмета “Информатика”, является развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей учащихся. В соответствии с концепцией учебного предмета “Информатика” базовым подходом в обучении информатике является деятельностный подход, реализация которого предполагает: создание эффективных условий для включения учащихся в различные виды деятельности по овладению современными информационными технологиями, ориентацию на продуктивный и творческий характер деятельности учащихся, чтобы побудить их к экспериментированию, стимулировать самостоятельный поиск знаний
Одним из таких условий, на мой взгляд, является компьютерное моделирование. В настоящее время компьютерное моделирование в научных и практических исследованиях является одним из основных инструментов познания мира. Не секрет, что на уроках информатики учащиеся не умеют самостоятельно строить модели, формализовывать полученные текстовые задания, а также структурировать процесс решения задач при изучении темы “Алгоритмизация и программирование”. Эта же проблема видна и при изучении темы “Технология обработки информации в электронных таблицах”, где важно научить, не просто считать по готовым и известным формулам, а самим создавать эти формулы, что совершенно не прослеживается в стандарте и в учебниках по информатике.
Компьютерное моделирование позволяет наглядно иллюстрировать физические эксперименты и явления, воспроизводить их отдельные детали, которые могут быть незамечены наблюдателем в реальных условиях, фактически “увидеть неизвестное в известном”. Использование компьютерных моделей предоставляет уникальную возможность визуализации природных явлений, имитации физических процессов. Кроме того, компьютер позволяет моделировать ситуации, нереализуемые экспериментально в школьном кабинете физики, например, работу ядерного реактора или процесс излучения и поглощения света.
Интерактивность открывает перед учащимися огромные познавательные возможности, делая их не только наблюдателями, но и активными участниками проводимых экспериментов. При этом у школьников формируются навыки, которые пригодятся им и для реальных исследований - выбор условий экспериментов, установка параметров опытов и т.д. Все это стимулирует развитие творческого мышления учащихся, повышает их интерес к предмету.
Проблемой активизации мыслительной деятельности школьников на уроках информатики занимались многие учёные. Наиболее информативными в этой области стали для меня работы Босовой Л.Л., Н.В.Макаровой, А.В.Горячева. Из их статей были почерпнуты теоретические основы, которые укрепили мою уверенность в том, что содержание курса информатики неразрывно связано с развитием мышления (творческого, логического и алгоритмического)обучающихся. Для формирования элементов творческого мышления и овладения обучающимися соответствующими им видами деятельности необходимо использовать специальную систему задач. Я их называю учебно-творческими задачами, которые решаются с помощью компьютера. При решении таких задач происходит акт творчества, находится новый путь или создается нечто новое. Вот здесь-то и требуются особые качества ума, такие, как наблюдательность, умение сопоставлять и анализировать, находить связи и зависимости, - все то, что в совокупности и составляет творческие способности.
Решение учебно-творческих задач с профессионально-ориентированным содержанием – не только средство реализации межпредметных связей, но и методологический подход, позволяющий продемонстрировать значение информационных технологий, как в современном мире, так и в будущей конкретной профессиональной деятельности. А поскольку такие задачи решаются с помощью компьютера, то возрастает заинтересованность в изучении информационных технологий не только как инструмента, позволяющего проводить необходимые вычисления, но и как средства моделирования реальных производственных и других процессов.
Поэтому предметом исследования было выбрано развитие творческих способностей учащихся в процессе обучения компьютерному моделированию.
Анализ педагогической литературы и собственный опыт преподавания информатики позволили выделить следующие направления применения технологии компьютерного моделирования:
Термины модель, моделирование являются неразрывно связанными, Информационные модели нельзя потрогать или увидеть, они не имеют материального воплощения, потому что строятся только на информации.
Информационные модели используются при теоретических исследованиях объектов моделирования. В наше время основным инструментом информационного моделирования является компьютерная техника и информационные технологии.Понятно, что реализация информационной модели на компьютере сводится к ее формализации в форматы данных, с которыми умеет работать компьютер.
Для меня важно в процессе моделирования точно соблюдать все 4 этапа создания моделей:
1. Постановка задачи.
2. Разработка модели.
3. Компьютерный эксперимент.
4. Анализ результатов моделирования.
Являясь на протяжении 14 лет руководителем кружка по информатике “Волшебный мир компьютера” в СШ им.Я.Купалы №19 г.Минска, я заметила, что формирование творческого мышления и первоначальных навыков исследовательской работы происходит не в 6 классе (именно тогда начинается изучение информатики), а раньше, уже в начальной школе. Чтобы способность к мышлению развивалась, мозгу надо постоянно подбрасывать новые оригинальные проблемы и задания.Именно поэтому, проводя занятия в кружке с учащимися 1-4 классов, я ввожу в занятие логические задачки, развивающие мыслительную деятельность детей при помощи таких мыслительных операций как: сравнение, анализ и синтез, абстракция, обобщение, конкретизация.
Формирование творческого мышления и первоначальных навыков исследовательской деятельности в начальной школе, рассматриваю как особое направление работы, в которой тесно связаны учебный процесс и внеклассная работа, ориентированная на развитие исследовательской, творческой, познавательной активности учащихся.
Первоначальным приемам моделирования, как мне кажется, лучше всего начинать обучать учащихся в среде графического редактора. Именно в среде графического редактора, который является удобным инструментом для построения геометрических моделей, мы создаем графические объекты - рисунки. Геометрические модели отличает простота и наглядность. Любой рисунок, с одной стороны, является моделью некоторого оригинала (реального или мысленного объекта), а с другой стороны, - объектом среды графического редактора. (Приложение 1)
Некоторые задания помоделированию, используемые для работы в среде графического редактора:
1. Представьте, что Вы — глава фабрики по
производству ткани. Разработайте образцы тканей
с геометрическим орнаментом.
2. Представьте, что Вы — мастер по созданию
витражей. Разработайте набор стекол для
составления витражей и создайте витраж.
3. Представьте, что к вам пришел директор фабрики
игрушек. Он просит, чтобы Вы разработали набор
деталей мозаики и продемонстрировали, какие
узоры можно будет складывать из этих деталей.
4. Представьте, что Вы — художник фабрики по
производству керамической плитки. Разработайте
набор керамических плиток.
5. Представьте, что Вы — главный специалист
фабрики, производящей ковровое покрытие.
Разработайте образцы ковровых покрытий для
детской комнаты.
6. Представьте, что Вы — дизайнер. Разработайте
образцы поздравительных новогоднихоткрыток.
Текстовые процессоры также обладают широкими
возможностями для оформления: различные типы
шрифтов, обрамление и тонировка отдельных
фрагментов текста и страниц в целом, вставка
специальных символов, расположение текста
колонками, вставка объектов WordArt и рисунков ClipArt,
а также объектов, созданных при помощи
инструментария векторной и растровой графики, и
многое другое.
Примеры задач для моделирования в среде текстового процессора:
- поздравительная открытка;
- объявление;
- грамота;
- диплом;
- плакат;
- информационный листок и т.д.
Многие объекты и процессы можно описать математическими формулами, связывающими их параметры. Эти формулы составляют математическую модель оригинала. Среда электронных таблиц (ЭТ) – это инструмент, который очень быстро выполняет трудоемкую работу по расчету и пересчету количественных характеристик исследуемого объекта или процесса.
Вот лишь некоторые направления решаемых нами задач по моделированию в ЭТ :
- Моделирование ситуаций.
- Обработка массивов данных.
- Моделирование биологических процессов.
- Моделирование экологических систем.
- Моделирование случайных процессов и др.
Наши знания о реальном мире представляют собой множество информационных моделей. Чтобы ориентироваться в этом изобилии и разнообразии данных, человек стремится их систематизировать. И сделать это он может с помощью систем управления базами данных (СУБД). На уроках информатики мы с учащимися создаем такие информационные модели (ИМ) в СУБД, как:
- ИМ “Исторические события”;
- ИМ “Учащиеся”;
- ИМ “Школьные учителя”;
- ИМ “Школьная библиотека”;
- ИМ “Туристическое агентство” и др.
Основными параметрами результативности педагогической деятельности по предлагаемому опыту являются:
- устойчивый познавательный интерес учащихся к предмету, что проявляется в активном участии в различных творческих конкурсах, осознание ценности творческого открытия учащимися;
- высокая активность и результативность участия в олимпиадах, конференциях;
- положительная динамика уровня обученности;
- развитие информационной, социальной и коммуникативной компетентностей учащихся;
- повышение уровня удовлетворенности учащихся и их законных представителей качеством образования.
Исходя из вышесказанного, можно сделать следующие выводы:
- Одним из эффективных методов познания окружающей действительности является метод моделирования, который является мощным аналитическим средством, вобравшим в себя весь арсенал новейших информационных технологий.
- Опыт творческой деятельности любого человека формируется через решение проблемных задач разной направленности и, в частности, через исследовательскую деятельность. Одним же из важнейших инструментов исследовательской деятельности является моделирование.
- Применение компьютерного моделирования способствует развитию у учащихся широкого спектра интеллектуальных умений, таких, как уменийанализировать и синтезировать, сравнивать и находить закономерности, классифицировать, обобщать, рассуждать, конкретизировать, т.е. умений применять различные приемы мыслительной деятельности к изучаемому материалу, к решению задачи, к любой жизненной ситуации.
- Технология моделирования является одним из способов реализации системно-деятельностного подхода в обучении, о котором говорится в Концепции учебного предмета “Информатика”.
Данный опыт позволяет выйти на новые ступени творчества, как учителю, так и обучающемуся.
Если ученик в школе не научился сам ничего творить, то и в жизни он всегда будет только подражать, копировать, так как мало таких, которые бы, научившись копировать, умели сделать самостоятельное приложение этих сведений.
Л.Н.Толстой
Литература
- Информатика. 9 класс/ Под ред. Н. В. Макаровой. - СПб: Питер Ком, 1999. - 304 с.
- Макарова Н. В. Информатика. Методическое пособие для учителей. 9 класс / Под ред. Профю Н. В. Макаровой. – СПб.: Питер, 2003. – 240 с.
- Макарова Н. В. Программа по информатике (системно-информационная концепция). – СПб.: Питер, 2004. – 64 с.
- Мясникова О. К. Моделирование и формализация в курсе информатики. // ИНФО, №9 – № 10, с. 25-31, № 11.
- Оборнев Е. А., Оборнева И.В., Карпов В.А. Моделирование в электронных таблицах.// ИНФО, № 5. - 2000.
- Угринович Н.Д. Преподавание курса “Информатика и информационные технологии”. Методическое пособие. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. – 96 с.
- Яковлева Т. А. Технология компьютерного моделирования.// ИНФО, № 5. - 1997.