Урок информатики по теме "Дерево вычисления". 4-й класс

Цели урока:

• Деятельностная: обучающиеся умеют реализовывать следующие способы действий c информацией: за счет освоения схемы "дерево вычисления" визуализируют алгоритм вычисления арифметического выражения; базовый уровень - применение, а также способны решить обратную задачу "с помощью визуальной схемы сконструировать математическое выражение" (анализ и синтез).
• Содержательная: расширена понятийная база за счет включения в нее нового понятия - "дерево вычисления" (базовый уровень).

Задачи урока:

• Образовательные: осознанное усвоение способов решения задач (поиск и выделение исходной необходимой информации и ее отражения в структуре дерева - корень, листья, ветви, путь дерева, определение основной и второстепенной информации при анализе структуры деревьев, в том числе и дерева вычисления; структурирование числовой информации в графическую, проведение интеграции с предметом "Математика", выбор наиболее эффективных способов вычисления значения арифметических выражений, выбор оснований и критериев для сравнения, классификации информационных деревьев и их отдельных частей), закрепить умение строить знаково-символические модели информационных процессов в виде деревьев; создание условий для закрепления знаний учащихся при решении задач (применение методов обучения, обеспечивающих активное освоение новых знаний, контроль и оценку процессов и результатов обучения).
• Развивающие: определение последовательности промежуточных действий с учетом конечного результата, составление плана и последовательности действий при анализе структуры дерева вычисления, проведении вычислительных операций на дереве вычисления; коррекция деятельности: внесение необходимых дополнений и корректив в план действий, выполняя задания в группе (команде); оценка: осознание качества и уровня усвоения темы "Дерево вычисления", оценка результатов работы с учетом анализа достигнутых достижений.
• Воспитательные: планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками – определение цели, функций участников, способов взаимодействия, применяя активные методы "шляпа", "З/Х/У", "правда-неправда", "светофор"; повышение своего образовательного уровня и уровня готовности к продолжению обучения с помощью активных методов обучения - "главные слова", "инфо-карусель", "инфо-лотерея", "светофор".

Знания, умения, навыки, которые актуализируют/приобретут/закрепят участники в ходе мероприятия:

Обучающиеся расширят свои знания по теме "Дерево", познакомившись с новым видом дерева. Научатся структурировать числовую информацию, представляя процесс вычисления арифметического выражения в виде дерева, т.е. графически раскладывая процесс его вычисления на отдельные действия. Обеспечат формирование своей информационной компетентности за счет умения визуализировать информационные процессы с помощью схем.

Материал, подлежащий усвоению, актуализации, закреплению:

1. Понятие дерева, виды дерева (дерево бусин, дерево букв, дерево цифр, дерево слов, дерево чисел, дерево игры), структура дерева (корни, ветви, листья, пути).

2. Понятие дерева вычисления, его назначение, отличие структуры дерева вычисления от других видов деревьев (наличие только одного корня; работа с деревом начинается с листьев, а не с корня; количество листьев совпадает с количеством чисел, необходимых для записи арифметического выражения, арифметические действия обозначаются в дереве цветными квадратными бусинами).

3. Вычисление арифметического выражения по его дереву.

4. Построение дерева вычисления по арифметическому выражению.

Необходимое оборудование, материалы и другие условия для качественного проведения урока: флипчарт "Дерево вычисления" (разработан для интерактивной доски Hitachi StarBoard FX с использованием программного обеспечения StarBoard Software 9.2), разноцветные карточки, флажки, карточки-бонусы, фломастеры, ручки, клей-карандаши, шляпа, листки с таблицей “З/Х/У”, карточки с ребусами.

Ход урока

Фаза 1. "Начало образовательного мероприятия".

Этап 1: Инициация, приветствие, знакомство (2 мин).

АМО "Шляпа" (адаптированный заимствованный [1]).

Цель – Встреча друг с другом, приветствие, разделение на группы.

Численность - все обучающиеся.

Предварительная подготовка: следует поставить 4 сдвоенные парты, на них стоят флажки четырех цветов (например синий, фиолетовый, оранжевый и голубой), лежат листки с таблицами З/Х/У (см. "Формирование ожиданий/образовательных эффектов"), фломастеры, клей-карандаши, и освободить пространство, чтобы ученики могли свободно ходить по помещению. Приготовить шляпу с листочками (перед дверью в класс на стуле стоит шляпа с 12-15 листочками 4 цветов (по 3-4) – тех же, что и флажки на столах. На шляпе (любым способом) прикреплена надпись “Вытяни меня”.

Проведение: На входе учащиеся тянут по листочку и проходят к столам с флажком того же цвета. Когда все находят свои места, они приветствуют сначала коллег по парте, а затем столы приветствуют друг друга (по комментарию учителя).

Этап 2: Целеполагание или погружение в тему (3 мин).

АМО "Главные слова" (адаптированный заимствованный [1]).

Цель: Мотивация обучающихся на получение новых знаний через определение темы урока по “главным словам”.

Участники: все обучающиеся

Необходимые инструменты: карточки с ребусами.

Предварительная подготовка: на сайте "Генератор ребусов" [3] сгенерировать ребусы к словам "дерево", "число", "сложение", "деление" и распечатать их, чтобы хватило всем ученикам.

Проведение: каждой команде выдают одну из карточек с ребусами, в которых зашифрованы слова "дерево" (см. рис. 1), "сложение" (см. рис. 2), "число" (см. рис. 3), "деление" (см. рис. 4). Учащиеся отгадывают слова, выдвигают предположения о теме урока (тема урока будет связана с информационным деревом, предназначенным для выполнения действий над числами, для вычислений). За каждый правильно отгаданный ребус команда получает бонус в виде карточки с "веселым компьютером" (см. рис. 5).

Этап 3: Формирование ожиданий/образовательных эффектов (3 мин).

АМО "З/Х/У (Знаю-хочу узнать-узнал)" (адаптированный заимствованный [1]).

Цель: выявить ожидания участников и определить опасения, для того, чтобы учебный процесс был эффективен; развитие умения сжато формулировать информацию в письменной форме.

Группы: все обучающиеся.

Материалы: таблица “З/Х/У”-на листах А4 (см. Приложение 1), ручки.

Предварительная подготовка: распечатать листки с таблицами “З/Х/У” для каждого ученика.

Проведение: в первой графе "Знаю" учащиеся записывают то, что они уже знают и что научились выполнять с деревом в 3-4 классах; во второй "Хочу узнать" заносят свои идеи о том, что они хотят узнать о новом типе "информационного дерева" – "дереве вычислений"; третья графа остается пока незаполненной.

Учитель просит некоторых учеников озвучить вслух то, что они написали в первой и второй колонке таблицы, после чего комментирует их высказывания.

Оценка результата: Учащиеся получают возможность в краткой форме изложить свои затруднения и ожидания от урока. Учитель получает представление о том, какие могут быть опасения и ожидания учеников от урока.

Фаза 2. "Работа над темой"

Этап 4: Закрепление изученного (домашнее задание – [2], с. 49, №78) (2 мин).

АМО "Светофор" (адаптированный заимствованный [1]) и "Убери лишнее" (авторский).

Цель: закрепление, контроль и коррекция знаний и умений учащихся.

Материалы: флипчарт с заранее заготовленным заданием (см. рис. 6), маркеры для доски; три вида карточек для каждого ученика (красная, желтая, зеленая).

Предварительная подготовка: разработать флипчарт, приготовить цветные карточки.

Проведение: Учитель сначала задает вопросы учащимся: "Что изображено на доске?" (ответ - дерево), "К какому типу относится это дерево?" (ответ - к дереву бусин), "Кроме дерева бусин, какие деревья вы знаете?" (ответ - дерево цифр, дерево букв, дерево слов и т.п.).

Затем у доски по очереди работают участники каждой команды (по одному), задача каждого:

1) ответить на один из вопросов, написав его в соответствующем окне и доказав правильность ответа (например, на вопрос - "Сколько корней у дерева?" написать ответ "3" и показать их на рисунке (см. рис. 6 и рис. 7). Остальные учащиеся контролируют ход выполнения задания (после того, как ученик ответил на вопрос, они поднимают одну из карточек: красная - ошибка, зеленая - верно, желтая - сомнение). Если ответ неверный, ученик должен выслушать аргументы одноклассников и исправить его (зачеркнуть число, написать рядом верный ответ и подтвердить его, показав заново нужные элементы дерева).

2) убрать из окна один лишний (на его взгляд) путь дерева, который не удовлетворяет высказыванию (вначале в окне находятся все пути дерева, см. рис. 6). Остальные учащиеся контролируют ход выполнения задания (после того, как ученик у доски убрал одну цепочку, они поднимают одну из карточек: красная - ошибка, зеленая - верно, желтая - сомнение). Ученик у доски должен доказать правильность своего действия, или, выслушав аргументы одноклассников, согласиться, что он был неправ и вернуть цепочку в окно. В конце выполнения задания в окне должны остаться только цепочки, удовлетворяющие высказыванию (см. рис. 7).

Примечание: если задание выполнено без исправлений, команда, член которой работал у доски, получает дополнительный бонус.

Оценка результата: Учитель получает представление о том, какие знания имеются по теме "Дерево" (на данный момент времени) у каждого учащегося и класса в целом.

Этап 5: Инпут (5 мин)

АМО "Светофор" и "Правда - неправда" (адаптированные заимствованные [1])

Цель: знакомство учащихся с новой темой.

Материалы: флипчарт с заранее заготовленным заданием (см. рис. 8), маркеры для доски; два вида карточек для каждого ученика (красная, зеленая).

Предварительная подготовка: разработать флипчарт, приготовить цветные карточки.

Проведение: Ученики, смотря на доску (см. рис. 8), должны определить, правильно ли указан тип дерева рядом с его изображением. Учитель спрашивает: "дерево №1 - правда или неправда?". Учащиеся поднимают, одну из карточек: зеленая - правда, красная - неправда, учитель ставит напротив названия дерева "+" или "-". После того, как заданы вопросы про все 4 дерева, к доске выходит участник одной из команд (по желанию) и переставляет те названия деревьев, которые указаны неверно (см. рис. 9) и получает дополнительный бонус.

Затем учитель задает учащимся вопрос: "Название какого дерева является для вас новым?"

Учащиеся: "Из четырех деревьев новое название - "дерево вычислений".

Учитель: "А как же вы поняли, что это дерево вычислений?"

Учащиеся: "Рядом с деревом написаны слова "сложение", "вычитание", "умножение", "деление".

После этого учитель задает учащимся вопросы про новый тип дерева, опираясь на их математические знания, а также знания по теме "Дерево", полученные ранее, а учащиеся отвечают на них, поднимая красную или зеленую карточку:

1. С помощью данного дерева можно вычислить значение арифметического выражения - правда или неправда? (учащиеся - правда).

2. Вычисление начинается с корня дерева (учащиеся - неправда, с листьев).

3. Количество листьев дерева совпадает с количеством чисел, необходимых для записи арифметического выражения (учащиеся - правда).

4. Результат вычислений - это корень дерева (учащиеся - правда).

5. Результат математического действия над двумя числами находится выше этих чисел на один уровень (учащиеся - неправда, ниже на один уровень).

6. Умножение в дереве вычислений обозначается красным цветом, а деление - желтым (учащиеся - правда).

После ответов на вопросы учитель предлагает одному из учеников (желательно сильному) выйти к доске и написать выражение, соответствующее дереву вычисления.

Ученик пишет на доске выражение (см. рис. 9), остальные учащиеся контролируют ход выполнения задания, поднимая красную или зеленую карточку, указывая на ошибки (пропущена скобка, неправильно написано действие и т.п.).

Примечание: та команда, члены которой делают меньше всего ошибок, получает за ответы на вопросы дополнительные очки (оценивается каждый вопрос, а за построение арифметического выражения без ошибок дается 2 очка, с ошибками - 1 очко).

Оценка результата: Учитель контролирует процесс получения учащимися новой информации за счет осуществления обратной связи.

Этап 6: Проработка содержания темы обучающимися (15 мин)

АМО "Инфо-карусель" и "Инфо-лотерея" (адаптированные заимствованные [1]).

Практические задания: №92-95 ([2], с. 58) – см. Приложение 2.

Цель: закрепление новых знаний через взаимодействие в малых группах.

Группы: 4 команды по 3-4 человека.

Материал: 4 стола с распечатанными заданиями для учащихся (за одним столом - одно задание, количество листков с заданиями должно быть с запасом - на два-три листка больше, чем количество команд); шляпа со свернутыми листками, на которых напечатаны номера заданий (92, 93, 94, 95); флипчарт с заготовками заданий (каждое задание на отдельной странице флипчарта).

Предварительная подготовка: разработать флипчарт, распечатать карточки с заданиями, приготовить шляпу с распечатанными номерами заданий.

Проведение: Учитель раздает на каждый стол 5-6 листков с одинаковыми заданиями (например, 1-я команда - листки с заданием №92, 2-я команда - листки с заданием №93 и т.д.). Каждая команда за одним столом выполняет одно задание на одном листке (на выполнение одного задания отводится 2,5 минуты). По истечении отведенного времени каждая команда заканчивает работу за своим столом, забирает свой листок с выполненным заданием и переходит к столу другой команды. Команды работают до тех пор, пока каждая из них не побывает за каждым из столов (своим и других команд).

После выполнения всех заданий у каждой из команд должно быть 4 листка с выполненными заданиями, и они снова возвращаются за свой стол.

Затем учитель проводит лотерею: подходит к каждой команде со шляпой, в которой находятся листки с номерами заданий, один из ее членов достает из коробки один листок, разворачивает его и называет номер выпавшего группе задания.

После этого к доске выходят команды в порядке выпавших им заданий (сначала у доски работает команды, которой выпало задание №92, затем команда, которой выпало задание №93 и т.д.) и защищают свое решение задачи: один знакомит с условием, другой концентрирует внимание на исходных данных, третий рассказывает об алгоритме вычислений, четвертый знакомит с результатом: выражением и результатом вычисления. Членам команды дается возможность первыми внести корректировку, если они обнаружили несоответствие в процессе защиты. Затем делегаты от трех других команд выносят свой вердикт, поднимая красную или зеленую карточку.

Анализируя результат, учитель, как независимый эксперт, выводит на доску страницу флипчарта со своим вариантом решения задачи. Обучающиеся делают вывод – это ПРАВДА или НЕПРАВДА. Если решение на доске совпало у всех команд, и учитель (арбитр) также подтверждает, что у него решение такое же, то в листках напротив этого задания ставится "+"; если же в решении какого-задания есть ошибки (у одной/нескольких команд или у учителя решение другое), то они исправляются на листках (неправильное число зачеркивается и рядом пишется правильное) и напротив этого задания ставится "-" (Образцы выполнения заданий приведены в Приложении 3).

Оценка результата: Работа над темой происходит в непринужденной обстановке. Учащиеся самостоятельно осваивают новый материал. Учитель выступает только как арбитр, за которым остается последнее слово в определении правильности выполнения заданий.

Фаза 3. "Завершение образовательного мероприятия"

Этап 7: Разминка (5 мин)

АМО Магическое число "Семь" (адаптированный заимствованный [4]).

Цель – весело и активно расслабиться.

Численность – команды по 3-4 человека.

Проведение: Команды остаются такие же, как на шаге 6 фазы II (по 3-4 человека), выбирают ведущего. Команды встают, образуя треугольник (или квадрат), примерно на расстоянии вытянутой руки друг от друга. Левая рука каждого участника команды ложится на плечо соседа, а правая должна свободно свешиваться вниз. Правила игры следующие: участники игры свободной правой рукой встряхивают перед собой, сжав ее в кулак. Ведущий в команде громко говорит заклинание: “Крибле, крабле, бумс!” В то мгновение, когда произнесено слово “бумс”, каждый из членов команды выбрасывает правой рукой произвольное количество пальцев, протягивая при этом руку вперед. Задача команды - не договариваясь, выбросить такое количество пальцев, чтобы их сумма составляла число “7”. Если магическое число "семь" появляется в какой-то мини-группе, то вся команда кричит "Ура!!!". Ведущие по очереди меняются.

Этап 8: Подведение итогов (4 мин).

АМО "Светофор" и "ЗХУ" (адаптированные заимствованные [1]).

Цель – подвести итоги урока; выяснить настроение учащихся по его окончанию.

Численность – все учащиеся.

Материалы: листки с выполненными заданиями; цветные карточки (зеленые, желтые, красные); таблица “З/Х/У”-на листах А4, ручки.

Предварительная подготовка: приготовить цветные карточки, распечатать листки с таблицами “З/Х/У” для каждого ученика.

Проведение: сначала учитель просит сосчитать число плюсов в листках заданий, выдает командам карточки-бонусы по количеству плюсов, затем просит сосчитать количество бонусов, заработанных командой, и произвести количественный самоанализ работы своей команды на уроке, прикрепив к листкам цветные карточки (7-13 бонусов - красная карточка, 14-20 бонусов - желтая карточка, 20-27 бонусов - зеленая карточка).

Затем учитель дает учащимся задание заполнить третью колонку в таблице "З/Х/У". Учащиеся фиксируют, как урок расширил их знания по теме "Дерево". Потом учитель просит учащихся озвучить вслух то, что написали в третьей графе и сказать, выполнили ли они свой план на уроке и если нет, то почему это получилось и что они хотят сделать, чтобы план был выполнен.

Оценка результата: по цветовой палитре на листках и по записям в третьей графе таблицы "З/Х/У" можно оценить количественный и качественный результаты урока, что позволит учителю вносить коррективы в дальнейшее обучение учащихся, а учащимся увидеть пробелы в своих знаниях и спрогнозировать планы на следующие уроки информатики.

Использованная литература, источники информации:

1. "Копилочка активных методов обучения", http://moi-universitet.ru/ebooks/kamo/kamo/

2. Рудченко Т.А. Семенов А.Л. Информатика. 4 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. - М.: Просвещение: Институт новых технологий, 2013.

3. Генератор ребусов, http://rebus1.com/index.php?item=rebus_generator.

4. К.Фопель “Энергия паузы”. М.: “Генезис”. 2004, с 15.