Компьютерное моделирование как способ реализации межпредметных связей

В современной педагогике межпредметные связи определяются как «дидактическое условие, сопутствующее отражению в учебном процессе сформированности целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики, а также овладение учащимися навыками познавательной, учебно-исследовательской и проектной деятельности. В результате знания становятся не только конкретными, но и обобщенными, что дает учащимся возможность переносить эти знания в новые ситуации и применять их на практике.» (Блинова Т.Л., Кирилова А.С. Подход к определению понятия "Межпредметные связи в процессе обучения" с позиции ФГОС). Межпредметные связи влияют на состав и  структуру  учебных предметов. Каждый  учебный  предмет  является  источником тех или иных видов межпредметных связей. Поэтому возможно выделить  те связи, которые учитываются в содержании информатики, и, наоборот, - идущие от информатики в другие учебные предметы. В преподавании информатики используются, например) знания физики (понимание принципов работы компьютера, кодирование сигналов), ИЗО (цветовые модели в компьютерной графике), математики (системы координат, методы решения задач). Информатика, в свою очередь, учит основным способам работы с информацией, которые необходимы в изучении любого предмета (например, поиск, структурирование информации), применению различных программных сред для решения прикладных задач и разных способов представления информации.

Одним из способов реализации межпредметных связей является компьютерное моделирование, т.е отображение процессов и объектов, изучаемых в других предметных областях с помощью программных компьютерных средств. Чаще всего для этих целей используются графические программы, возможности языков программирования и электронные таблицы. В данной работе демонстрируется применение программы создания презентаций для компьютерного моделирования процессов, изучаемых на других уроках.

Программа создания презентаций наиболее часто используется при изучении школьных предметов как самими, учителями, так и в самостоятельной работе учащихся. Но очень часто использование  возможностей программы ограничивается выводом текста, графических изображений, мультимедийной информации. В предложенном далее варианте работы основным является использование возможности программы создавать эффект движения объектов на экране, изучаемый в курсе информатики 7 класса. Изучались два способа движения объекта:

• Анимация «путь перемещения» в пределах одного слайда;
• Изменение положения и вида объекта в последовательности слайдов и настройка показа такой последовательности.

В качестве итогового задания при изучении темы «Создание презентаций» учащимся 7 класса было предложено самостоятельно выбрать тему, объяснение которой требует моделирования некоторого процесса, создать презентацию либо с эффектом анимации «путь перемещения», либо с настройкой смены слайдов с изменением объекта  и с ее помощью объяснить выбранную тему на публичной защите своего проекта. Целью поставленной задачи является развитие следующих универсальных учебных действий учащегося:

• выбор предметного содержания для заданного представления информации в широком информационном поле (обычно решается обратная задача – представление конкретной информации);
• структурирование информации, выделение объектов, определение их характеристик или взаимодействия для отображения с помощью эффекта движения;
• использование изученных возможностей программы построения презентаций;
• логическое построение выступления для объяснения темы;
• выступление перед аудиторией.

Такая постановка задачи позволяет не просто применить конкретные навыки работы в изучаемой среде или продемонстрировать предметное содержание темы, а соединить эти две важные части в одном проекте.

Опыт реализации проекта показал огромное разнообразие тем и учебных предметов, выбираемых учащимися. Среди презентаций были мультипликационные фрагменты, иллюстрирующие как процессы (развитие растений, химические реакции, водоворот воды в природе и другие), так и алгоритмы действий (построения в черчении, правила спортивной игры).

Данную работу можно рассматривать как реализацию одной из двух педагогических технологий – самостоятельная работа учащегося или проектная работа. В первом случае работа создается только для представления на уроке информатики и оценивается прежде всего со стороны применения информационных технологий для отображения процессов. В случае создания проекта целесообразно определить аудиторию, для которой можно использовать в преподавании данную презентацию и пригласить на защиту учителей-предметников для оценки этой работы.
Рассмотрим данную работу как самостоятельную деятельность учащегося.

Самостоятельная деятельность понимается как вид познавательной деятельности, в котором предполагается определенный уровень самостоятельности во всех структурных компонентах деятельности – от постановки проблемы до осуществления контроля, самоконтроля и коррекции, с постоянной трансформацией руководящей роли педагогического управления в сторону ее перехода в формы ориентации и коррекции. Самостоятельная деятельность требует от обучающихся принятия цели работы, как личносто значимой, анализа условий задачи, моделирования способов ее решения, контроля и обсуждения полученных результатов. Самостоятельность работы заключается в том, что каждое действие, выполняемое обучающимся, им осознается, подчинено поставленной цели.

Технология организации самостоятельной работы включает несколько этапов: подготовительный, этап целеполагания (осуществляется совместно с обучающимся), деятельностный _ собственно этап самостоятельной работы (при поддержке и консультировании педагога), рефлексивный (совместно с обучающимся). Кроме названных этапов необходим также аналитический, выполняемы только педагогом с целью анализа полученных результатов и корректировки заданий.

Приведем матрицу согласования этапов технологии самостоятельной деятельности и УУД

Таким образом, применение компьютерного моделирования  позволяет развить следующие  общеучебные  действия:

• поиск и выделение необходимой информации;
• знаково-символические действия, включая моделирование (преобразование объекта из чувствен ной формы в модель, где выделены существенные характеристики объекта и преобразование модели с целью выявления общих законов, определяющих данную предметную область);
• умение структурировать знания;
• умение осознанно и произвольно строить речевое высказывание в устной и письменной форме;
• выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий; рефлексия способов и условий действия

 Отображение ранее изученного материала с помощью компьютерных технологий, самостоятельный выбор темы позволяет учащимся  перейти с уровня усвоения готовых знаний  на уровень активной деятельности с учетом их возможностей.