Выполняют задания

III этап. Работа с новым материалом

(проблемное изложение материала)

Предлагает задачу из двух частей: 1часть - для равновероятных событий, 2 часть - с проблемным содержанием (для событий с различной вероятностью).

(Примерный текст задачи приведен ниже таблицы). (Учащимся выдаются карточки с текстом задачи).

Решение проблемной ситуации.

Знакомит с понятием вероятности, с формулой для ее вычисления (P=K/N).

Предлагает учащимся самим вывести формулу для событий с различной вероятностью. Для этого предлагает сравнить:

1) результаты первого случая (а) задачи I₄=log₂4, p₄=1/4 и

2) результаты одной из устных задач I=log₂8, p=1/8. (Вывод "Следовательно, I=log₂ (1/p)")

"Полученная формула является общим видом формулы Хартли".

"В случае равновероятных событий вероятность p=1/N, поэтому формула Хартли принимает вид I=log₂N. Таким образом, известная нам ранее формула является частным случаем формулы I=log₂ (1/p)".

1 часть задачи решают, записывают в тетрадь, один человек записывает решение на доске.

При решении второй части должны увидеть проблему: невозможно решить, не хватает знания формулы для событий с разной вероятностью.

Слушают, записывают новые формулы.

Участвуют в обсуждении, в процессе вывода новой для них формулы I=log₂ (1/p)").

III этап. Продолжение работы с новым материалом (исследование)

Постановка проблемы, выдвижение гипотезы исследования.

Учитель задает вопрос "Зависит ли количество информации от изменения вероятности события?"

Вопрос "Как вы думаете, как именно изменяется количество информации

в сообщении о некотором событии от изменения вероятности?"

Если учащиеся затрудняются ответить на этот вопрос, то можно задать наводящий: "Чем больше вероятность, тем количество информации должно быть 1) больше,

2) меньше,

3) остаться постоянным,

4) нет закономерности?"

(В сильном классе может быть такой ответ: логарифмическая функция по

основанию 2 возрастает, поэтому, чем больше вероятность события, тем

Выдвижение гипотезы исследования.

Высказывают свое мнение, формулируют предположение.

Участвуют в обсуждении, формулируют гипотезу

меньше значение выражения, стоящего под знаком логарифма, и следовательно меньше количество информации. При таком ответе можно выполнить тренировочные упражнения по нахождению количества информации для разновероятных событий (в подтверждение вывода). Время урока в этом случае можно сэкономить. В конце урока тесты предложить более сложные).

Дает возможность учащимся самим решить задачу по новым формулам (ответ пока записываем с помощью логарифма, не выполняя расчеты), приглашает первого справившегося с заданием ученика к доске.

Выбор метода исследования (компьютерного эксперимента)

Организует обсуждение, как можно вычислить точное значение выражения. В случае затруднения, задает учащимся наводящие вопросы.

Вызывает к доске одного ученика для составления алгоритма вычисления с помощью программы Калькулятор, другого - для составления формулы при решении с помощью Excel.

исследовательской задачи.

1). Предлагает выполнить вычисления с помощью компьютера двумя способами и сделать выбор более рационального способа.

2). По результатам эксперимента сделать вывод. Для наглядности и облегчения получения вывода.

Результаты можно записать в таком виде:

Самостоятельно решают вторую часть задачи, используя новые формулы. Возникает вопрос "Как получить точное значение логарифма дроби по основанию 2".

Выбор метода исследования (компьютерного эксперимента)

Предлагают способы решения: с помощью программы Калькулятор, с помощью Excel.

Проведение исследования (проверка гипотезы).

Считают с помощью компьютерных программ. Делают выводы о том, какую программу лучше использовать для более быстрого получения результата.

"По результатам одного эксперимента трудно с определенностью сказать всегда ли будет такой результат. Может оказаться, что он получен случайно".

"Проведем еще несколько экспериментов".

Предлагает учащимся задания по карточкам. (Примерные тексты заданий по карточкам - ниже таблицы)

Ответы каждой пары, полученные в результате компьютерного эксперимента, записываются на доске.

Выводы исследования

Делается общий вывод "Количество информации в сообщении о некотором событии зависит от вероятности этого события. Чем меньше вероятность, тем больше информации"

Результаты заносят в таблицу (в тетрадях и на доске). Делают выводы: подтверждается или нет выдвинутая гипотеза.

Самостоятельно (работа в парах) выполняют задания по карточкам, применяя наиболее рациональный способ решения. Результаты заносят в таблицу (в тетради). Делают выводы.

Участвуют в обсуждении.

Выводы исследования Выводы записывают в тетради

IV этап.

Закрепление

Осуществляется во время проведения эксперимента при выполнении индивидуальных заданий по карточкам.

V этап.

Завершающий контроль

Предлагает:

1) тест по информатике "Измерение количества информации" 2) тест по математике "Логарифмы"

Выполняют тесты на компьютере.

VI этап.

Домашнее

Дает задание на дом, делает необходимые пояснения.

Записывают домашнее задание,

задание. Рефлексия.

Предлагает высказать свое мнение о собственной работе на уроке, работе групп и всего класса.

слушают пояснения. Высказываются, дают самооценку, делятся мнениями об уроке.

Упражнения II этапа - этапа актуализации знаний

1. Найти значение выражения, решить уравнения и неравенства, объяснить какими свойствами или определениями можно воспользоваться.

Таблица 4.

Задания для этапа актуализации знаний

log232 log2256	log155 + log153 log23 - log2	log2X=7 2x=10 x=2 log232
Продолжение таблицы 4
log2 log3 log2 log2 log2	log96 - log3 lg4 + lg25 2log48 4log255 log2	4=2log2X log232 < log2X log0,5X> log0,52 log210=logx/logy

2. Упражнения на нахождение количества информации, неопределенности знаний для равновероятных событий.

Например, 1) В алфавите 8 символов. Каков информационный вес каждого символа? 2) В кабинете 16 парт. Какое количество информации несет сообщение о том, что Катя сидит за первой партой у окна?

Таблица 5.

Данные для решения задач на нахождение количества информации

3 бита	10 бит
32бита	18 бит
64	8
2	256
12	128
16	32
1024	4
22	132
5	2048

Задания III этапа - этапа работы с новым материалом

1 задача

В классе 40 человек. За контрольную работу получено

1) 10 пятерок, 10 четверок, 10 троек, 10 двоек

2) 16 пятерок, 15 четверок, 8 троек, 1 двойка

а) Какое количество информации содержится в сообщении о том, что Иванов получил четверку?

б) Какое количество информации содержится в сообщении о том, что Иванов получил пятерку, тройку, двойку?

Примерный текст заданий для самостоятельной работы по карточкам

№1

В пруду живут 8000 карасей, 2000 щук, 40000 пескарей.

Какое количество информации содержит сообщение о том, что поймали одного карася, одного пескаря, одну щуку.

Зависит ли количество информации от вероятности. Как меняется количество информации с изменением вероятности события?

№2

Известно, что в ящике лежат 20 шаров. Из них 10 - черных, 5 - белых, 4 - желтых и 1 - красный.

Какое количество информации несет сообщение о том, что из ящика случайным образом достали черный шар, белый шар, желтый шар, красный шар?

Зависит ли количество информации от вероятности. Как меняется количество информации с изменением вероятности события?

Тема урока: "Формула Шеннона"

Программно - техническое обеспечение: компьютер, табличный процессор Excel, стандартная программа Калькулятор.

Цели урока:

Образовательные:

познакомить с формулой Шеннона, показать в каких случаях она применяется;

учить применять формулу Шеннона при решении информационных задач;

показать, что формула Хартли является частным случаем формулы Шеннона;

экспериментальным путем установить, что количество информации достигает максимального значения, если события равновероятны;

закрепить навыки выполнения вычислений с помощью табличного процессора Excel.

Воспитательные:

формировать интерес к обучению;

самостоятельность;

настойчивость;

формировать научное мировоззрение.

Развивающие:

развивать умение осознанно воспринимать новый материал;

развивать умение видеть проблему, анализировать ситуацию, находить пути решения проблемы;

умение анализировать результаты своей деятельности, сравнивать, сопоставлять, делать выводы, находить рациональные пути;

умение применять свои знания в различных ситуациях (в том числе нестандартных);

коммуникативные способности

навыки взаимодействия;

развивать творческие

развивать исследовательские способности;

развивать активность, инициативность;

развивать мышление, память.

Опорные знания и умения.

Учащиеся должны знать:

определение одного бита;

что понимается под вероятностью события;

формулу для нахождения вероятности события;

формулу Хартли;

назначение и возможности электронных таблиц;

правила записи арифметических выражений в электронных таблицах;

определение логарифма;

свойства логарифмов;

свойства логарифмической функции.

Учащиеся должны уметь:

находить количество информации при содержательном и алфавитном подходе к измерению информации для случая, когда рассматривается одно из равновероятных событий

находить количество информации при содержательном подходе к измерению информации для случая, когда события имеют различную вероятность;

находить количество информации при алфавитном подходе к измерению информации для случая, когда события имеют различную вероятность;

уметь находить вероятность одного из нескольких событий;

составлять формулы с помощью Мастера функций в табличном процессоре Excel;

уметь применять определение логарифма,

умение определять свойств логарифмов при выполнении вычислений.

Предварительная подготовка учителя:

таблицу с упражнениями на применение определения одного бита и формулы Хартли для одного из исходов события (для устного выполнения);

карточки с задачей проблемного содержания (для раздачи);

карточки с задачами по вариантам для индивидуальной работы;

плакат с формулой Шеннона.

Тип урока:

по основной дидактической цели - изучение нового материала;

по основному способу проведения - развивающий урок;

по основным этапам учебного процесса - смешанный.

Методы:

проблемное изложение материала;

исследовательский

частный случай исследовательского метода обучения - компьютерный эксперимент).

Формы обучения:

фронтальная;

индивидуальная;

в парах.

в микрогруппах

Таблица 6.

Основные этапы и содержание деятельности на уроке

Структура	Содержание деятельности
	учителя	ученика
1	2	3
I этап. Мотивационная беседа, завершающаяся постановкой цели урока	Знакомит учащихся с темой урока, задает вопросы: 1) Какие события можно назвать равновероятными? 2) Какая формула используется для определения количества информации об одном из исходов события? 3) Какой вид формулы Хартли удобнее использовать для случая, когда события имеют одинаковую вероятность? когда они имеют различную вероятность? 4) Достаточно ли знать формулу Хартли для нахождения количества информации для всевозможных случаев? Является ли формула Хартли универсальной? Объявляет цель урока "Выяснить, достаточно ли знать формулу Хартли для нахождения количества информации для различных случаев. Для определенного типа задач выяснить, в каком случае количество информации будет больше: когда события равновероятны, или когда они имеют различные вероятности".	Слушают. 1) Отвечают. 2) Один из учеников записывает на доске формулу Хартли в общем виде I=log2 (1/p) и частный случай I=log2N. 3) Отвечают на вопросы. Высказывают свое мнение.
II этап. Актуализация знаний	Предлагает задания для устного выполнения. (Таблицы с заданиями помещаются на доске).	Выполняют задания.
III этап. Работа с новым материалом (проблемное изложение материала)	Раздает карточки с текстом задачи. Предлагает проанализировать текст, выделить подзадачи, сформулировать, в чем заключается различие между первой и второй частями задачи (1часть - для равновероятных событий, 2 часть - с проблемным содержанием - для событий с различной вероятностью). (Примерный текст задачи приведен ниже таблицы 6). Предлагает оформить решение в виде таблицы (первая строка - один тип задач, вторая - другой тип):	Участвуют в обсуждении. Выявляют 4 подзадачи.1 часть задачи решают, решение записывают в таблицу на доске и в тетрадь. При решении второй части должны увидеть проблему: невозможно решить, не хватает знания формулы для исходов события с разной вероятностью (для случая, когда не указан конкретный
	Решение проблемной ситуации Предлагает попробовать получить необходимую для решения формулу. Пояснения учителя: "Задача нахождения количества информации для разновероятных исходов события в случае, когда не указано для какого именно исхода требуется найти i, очень сложная не только для нас. После открытия формулы Хартли в 1928 году потребовалось еще 20 лет прежде, чем Шеннон предложил свою формулу". Прикрепляет к доске плакат с формулой Шеннона. Предлагает сравнить ее с формулой, полученной учащимися, выявить сходство и различие. Показывает, как применить формулу Шеннона для решения рассматриваемой задачи: решение записывается с помощью логарифмов	исход). Решение проблемной ситуации Возможен такой ответ: Iб+Iк+Iс+Iз=log2 (1/pб) + log2 (1/pк) +log2 (1/pс) + log2 (1/pз) = Участвуют в обсуждении. Слушают, записывают новую формулу. Решение задачи записывают с помощью логарифмов
III этап. Продолжение работы с новым материалом (исследование)	Постановка проблемы, выдвижение гипотезы исследования Прежде чем перейти к расчетам, учитель задает вопрос "Как вы думаете, количество информации о цвете вынутого шарика будет больше в каком случае: когда события равновероятны или когда события имеют различную вероятность?"	Выдвижение гипотезы исследования Участвуют в обсуждении, формулируют гипотезу. Записывают предположение в виде схемы, например 1) Равновероятные I=2 бита больше 2) разновероятные I=… бита
	Выбор метода исследования (метода компьютерного эксперимента) Проводит обсуждение, в результате которого определяется, какой программой удобнее воспользоваться для выполнения вычислений, чтобы как можно быстрее получить результат. Постановка исследовательской задачи. Вычислить количество информации для задачи второго типа (случай событий с различной вероятностью). Занести результаты в заготовленную в тетради схему. Сделать вывод о подтверждении или опровержении гипотезы. Для подтверждения того, что результат исследования неслучаен, предлагает провести еще несколько экспериментов по вариантам. Раздает карточки с заданиями (Примерные тексты заданий по карточкам - ниже таблицы 6). Каждая пара учащихся должна предоставить свои результаты в виде сравнительной схемы. Ответы каждой пары, полученные в результате компьютерного эксперимента, записываются на доске. Выводы исследования Несмотря на то, что данные у каждой пары были разные, был получен один и тот же вывод: "Количество информации всегда больше, если события равновероятны. В этом случае количество информации достигает максимального значения". Вывод сделан на основании небольшого числа проведенных нами экспериментов. Такого количества экспериментов недостаточно для научного вывода. Но полученные нами выводы действительно полностью соответствуют научным. Предлагает ответить на вопрос "Формула Шеннона является универсальной, т.е. применимой для любого типа задач на нахождение количества информации и для случая равновероятных событий и для	Выбор метода исследования (компьютерного эксперимента) Участвуют в обсуждении. Принимают решение: проводить расчеты с помощью табличного процессора Excel. Проведение исследования (проверка гипотезы). Выполняют вычисления. Заносят в схему результаты, делают вывод о подтверждении или опровержении гипотезы. Выполняют (работа в парах) индивидуальные задания по карточкам. Делают записи в тетради. Формулируют выводы. Выводы исследования Выводы записывают в тетрадь. Участвуют в обсуждении.
	событий с различной вероятностью?". "В первом случае мы использовали формулу Хартли I=log2N. Означает ли это, что формула Шеннона в данном случае неприемлема?" Помогает выполнить преобразования формулы Шеннона. Вывод: формула Хартли является частным случаем формулы Шеннона	Под руководством учителя выполняют преобразования формулы Шеннона для равновероятных событий, в результате которых получается формула Хартли
V этап. Закрепление изученного	Осуществляется во время проведения эксперимента при выполнении индивидуальных заданий по карточкам.
V этап. Домашнее задание. Рефлексия.	Дает задание на дом, делает необходимые пояснения. (Текст задачи приведен ниже таблицы). Предлагает высказать свое мнение о собственной работе на уроке, работе групп и всего класса.	Записывают домашнее задание, слушают пояснения учителя. Высказываются, дают самооценку, делятся мнениями об уроке.

Упражнения II этапа - этапа актуализации знаний

Упражнения на нахождение количества информации, неопределенности знаний для равновероятных событий.

Например, 1) В алфавите 8 символов. Каков информационный вес каждого символа? 2) В кабинете 16 парт. Какое количество информации несет сообщение о том, что Катя сидит за первой партой у окна?

Подобных задач можно предложить несколько. Удобнее числовые данные для них поместить в таблицу (см. таблицу 4).

Задания III этапа - этапа работы с новым материалом

1 задача

В непрозрачном мешочке хранятся шарики:

1) 25 белых, 25 красных, 25 синих, 25 зелёных,

2) 10 белых, 20 красных, 30 синих, 40 зелёных

Какое количество информации будет содержать зрительное сообщение о: том, что из мешочка достали синий шарик? О цвете вынутого шарика?

Примерный текст заданий для самостоятельной работы по карточкам

№1

1. Какое количество информации будет содержать зрительное сообщение о цвете вынутого шарика, если в непрозрачном мешочке хранятся 30 белых, 30 красных, 30 синих и 10 зеленых шариков?

2. Подсчитать количество информации для случая, когда шариков разного цвета поровну.

3. Сравнить результаты. Сделать вывод.

№2

1. В непрозрачный мешочек поместили ёлочные игрушки: 4 шарика, 5 ягодок, 3 рыбки, 8 шишек. Какое количество информации несёт сообщение о вынутой игрушке?

2. Подсчитать количество информации для случая, когда различных игрушек поровну.

3. Сравнить результаты. Сделать вывод.

Задача для домашнего задания

После экзамена по информатике объявляются оценки "2", "3", "4", "5". Какое количество информации будут нести сообщения:

1) об оценке учащегося А, который выучил половину билетов,

2) об оценке учащегося В, который выучил все билеты.

Опытным путем установлено, что для учащегося А все четыре оценки равновероятны, а для учащегося В наиболее вероятна "5", её вероятность составляет 1/2, вероятность "4" в 2 раза меньше 1/4, "2" и "3" ещё в 2 раза меньше 1/8.

2.7 Оценка эффективности использования заданий, способствующих формированию исследовательской культуры учащихся на уроках информатики

Для оценивания эффективности использования заданий, формирующих исследовательскую культуру учащихся, был проведен эксперимент. Для эксперимента было отобрано по одному классу на каждой параллели. Такой выбор представляется обоснованным: каждый класс при изучении информатики делится на 2 группы, уровень знаний учащихся в классе примерно одинаков, соответственно, и уровень знаний в группах внутри класса также примерно одинаковый. Одна группа была контрольной, в ней уроки велись по традиционной методике, вторая группа - экспериментальной.

Эксперимент продолжался в течение 2009-2010 учебного года на базе ГУ "Средняя школа №3 города Рудного" и ГУ "Начальная школа №9 города Рудного", так как территориально обе эти школы находятся в одном здании и сш №3 не имеет начальной ступени обучения.

Перед началом эксперимента были определены качественные показатели обученности - процент качества знаний (количество оценок "4" и "5" в процентном отношении от общего количества оценок) и процент успеваемости, который показывает, каков процент успевающих учеников в классе.

По данным были построены диаграммы.

На диаграмме представлены качество обучения и процент обученности контрольной и экспериментальной групп.

Рисунок 15. Качество знаний учащихся (начало эксперимента)

Анализируя рисунок 15, можно сделать вывод о том. Что качество обучения и процент успеваемости в обеих группах практически одинаков, так как группы были сформированы из учащихся одного класса простым делением на подгруппы.

В течение года при проведении уроков информатики в экспериментальной группе учащимся предлагались задания, способствующие формированию исследовательской культуры учащихся, тогда как дети их контрольной группы работали только с традиционными заданиями.

По окончании эксперимента, анализируя оценки по информатике, поставленные за год, построили еще одну диаграмму.

Рисунок 16. Качество знаний учащихся (по окончании эксперимента)

Сравнивая диаграммы 15 и 16, можно сделать вывод о том, что использование заданий, формирующих исследовательскую культуру учащегося, позволяет повысить качество знаний по предмету. Кроме того, у учащихся формируется устойчивая положительная мотивация к изучению предмета. Кроме того, именно использование заданий подобного характера позволяет ученика в полной мере осознать, что компьютер - это не цель, а средство обучения.

Имеется еще один положительной аспект: ученики экспериментальной группы приняли активное участие в работе ежегодной школьной научно-практической конференции (март 2010 года).

2.8 Результативность использования заданий, способствующих формированию исследовательской культуры на уроках информатики

Работа по формированию исследовательской культуры учащихся на уроках информатики, несомненно, приносит свои результаты. Отдельные задания, формирующие исследовательскую культуру учащихся на уроках информатики, начала применять еще в 2003 году. Воспитанники регулярно участвуют в конкурсе научных проектов школьников по линии МАН (Малой академии наук), "Зерде" (конкурс исследовательских проектов школьников 1-7 классов), по линии "Дарын".

2003 г. - 1 место в городской НПК (секция информатика);

2003 г. - 2 место в республиканской НПК (секция информатики);

2004 г. - 1, 2 место городская НПК (секция информатика);

2004 г. - 1, 2 место в Республиканской НПК (секция информатика);

2006 г. - 1, 2 место в городской НПК (секция информатика)

2006 г. - участие в областном фестивале мультимедийных работ.

2008 год - 1,2 место, Гран-при областного фестиваля мультимедийных работ школьников

2008 год - 2 место в областной НПК школьников по линии "Дарын"

2010 год - 2 место в городском конкурсе мультимедийных проектов "Мы против наркотиков" (секция "Компьютерное моделирование и анимация". Кроме того, обобщив имеющийся материал, посчитала необходимым создать элективный курс "Компьютерное моделирование", который был залицензирован в областном ИПКи ПРО г. Костаная. Задания из курса частично использую на уроках, основная часть выполняется во внеурочное время. Выполнение заданий курса позволяют также формировать умения, навыки, необходимые для организации исследовательской работы школьников. Пояснительная записка и пример занятия курса представлены в Приложении А.

Заключение

В жизни часто приходится решать совсем не те задачи, которые ученики решают в школе. Каждая возникающая жизненная проблема, по меньшей мере, обладает новизной. Один из возможных способов подготовки школьников к решению новых задач - формирование навыков исследовательской деятельности, включая проведение реальных и виртуальных экспериментов.

В процессе выполнения работы было выяснено, что формирование исследовательской культуры школьников будет успешным, если:

обеспечить поэтапное и комплексное включение школьников в различные этапы исследовательской деятельности;

целенаправленно формировать практические умения на уроках информатики, включая в традиционные уроки исследовательские задания.

В работе были проанализированы основные формы и методы написания исследовательских проектов школьников, систематизированы по классам и темам задания, способствующие формированию исследовательской культуры учащихся, а также предложены разработки уроков и внеклассных занятий, на которых ученики проводят мини-исследования: от формулирования гипотезы по получения результатов эксперимента и их интерпретации.

Результаты, полученные в процессе написания данной работы, позволяют сделать ряд выводов:

Учебно-исследовательская культура учащегося представляет собой интегративное качество личности, характеризующееся единством знаний целостной картины мира, умениями, навыками научного познания, ценностного отношения к его результатам и обеспечивающее ее самоопределение и творческое саморазвитие.

Состояние сформированности учебно-исследовательской культуры личности учащегося определяется с помощью ряда критериев (мотивации исследования, научного стиля мышления, технологической готовности к учебному исследованию, творческой активности личности).

Эффективность формирования учебно-исследовательской культуры учащихся обеспечивается совокупностью педагогических условий: формированием ценностного отношения учащихся к исследовательской деятельности и ее результатам; организацией субъект-субъектного взаимодействия в системе "ученик - учитель" в процессе учебно-исследовательской деятельности; созданием на уроке исследовательско-творческой среды, обеспечивающей единство изучения различных учебных; развитием творческой активности каждого учащегося на основе предоставления свободы выбора тематики исследования, использования интегративного характера содержания исследовательской работы и учета индивидуального познавательного опыта; обучением научным методам познания и технологиям решения исследовательских задач и проблем.

Технология формирования исследовательской культуры учащегося на уроках информатики представлена последовательной системой взаимосвязанных действий педагогов и учащихся на основе инструментально-дидактических средств. Деятельность учителя включает: анализ и отбор содержания материалов по предмету; организацию учебного познания как исследования с помощью активных форм и методов учебной и внеклассной работы; предоставление учащимся возможности выбора исследовательской задачи или проблемы; обучение их методам научного познания и технологиям учебного исследования; обеспечение процесса исследования необходимыми инструментально-дидактическими средствами; оказание помощи учащимся в планировании, в ходе исследования и оценке его результатов.

Представленные методические разработки уроков и примеры заданий, способствующих формированию исследовательской культуры учащихся были апробированы на учащихся средней школы №3 и начальной школы №9 города Рудного. Сравнительный анализ количественных показателей качества обучения и уровня успеваемости учащихся контрольной и экспериментальной групп позволяет сделать вывод о том, что ученики, которым были предложены задания исследовательского характера, имели более высокую мотивацию к изучению предмета, и, соответственно, более высокий уровень знаний.

Таким образом, на основании полученных знаний можно сделать вывод о том, что использование заданий, способствующих формированию исследовательской культуры на уроках информатики, является достаточно эффективным средством вовлечения учащихся в исследовательскую деятельность и, как следствие, формирование навыков учебного исследования, которые пригодятся им в процессе обучения в школе и при дальнейшей учебе.

Список использованной литературы

1. Леонтович А.В. Исследовательская деятельность учащихся как способ формирования мировоззрения. // Народное образование, №10, 1999

2. Лернер И.Я. Проблемное обучение. - М.: Знание, 1974

3. Леонтович А.В. Исследовательская деятельность учащихся (сборник статей), М. 2003, Издание МГДД (Ю) Т.

4. http://sokolovskaya.86mmc-megionsch2.edusite.ru/p4aa1.html

5. Кохановский В.П. Философия и методология науки: Учебник для высших учебных заведений. - Ростов-на-Дону.: "Феникс", 1999. с.135-136.

6. http://elena-zelenskaj. ucoz.ru/news/2009-03-12-6

7. Программа Intel® "Обучение для будущего". Электронное приложение к учебному пособию. Версия 4.1 Модуль 1. Дискуссия в группе. Статья Полат Е.С. "Метод проектов".

8. Логинова Н.А. Феномен ученичества: приобщение к научной школе. // Психологический журнал. 2000, том 21, №5

9. Гальперин П.Я. Методы обучения и умственное развитие ребенка. М.: Просвещение, 1985

10. Файн Т.Д. Поэтапные действия по формированию исследовательской культуры школьников // Практика административной работы в школе. 2003. №7. С.35-40

11. Артамонова И.И. Общее положение организации исследовательской деятельности учащегося. // Научно-исследовательская деятельность ученика и учителя. Сборник статей. / Под ред. М.А. Булавиной. - Омск: ООИПКРО, 2004.

12. http://festival.1september.ru/articles/519024/

13. Якимов, Н.А. Проектно-исследовательская деятельность младших школьников // Исследовательская работа школьников. - 2003. - №1. - С.48-51.

14. Долгушина, Н. Организация исследовательской деятельности младших школьников // Начальная школа (Первое сентября). - 2006. - №10. - С.8

15. http://www.in-exp.ru/inexp-3-2009/60-in-issl-projects/213-org-poisk-issl-rab.html

16. http://www.gim5.ru/

17. http://festival.1september.ru/articles/419558/

18. http://uo-prohladny. narod.ru/uchstranica

19. http://king-arthur-court. narod.ru/materials/inform

20. http://www.proshkolu.ru/user/mameeva-schvartsman/blog/56311

21. http://festival.1september.ru/articles/210713/

22. http://festival.1september.ru/articles/520056/

23. http://www.metod-kopilka.ru/page-2-2-9-10.html

24. Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии. Учебное пособие для 10-11 классов. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, АО "Московские учебники", 2001.

25. Махмутов М.И. Современный урок. - М., 1977.

26. Семакин И.Г., Залогова Л.А., Русаков С.В., Шестакова Л.В. Информатика: Базовый курс.7-9 классы. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001.

27. Семакин И.Г., Шеина Т.Ю. Преподавание базового курса информатики в средней школе. Методическое пособие. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001.

28. Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии. Учебное пособие для 10-11 классов. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, АО "Московские учебники", 2001.

29. Угринович Н.Д., Босова Л.Л., Михайлова Н.И. Практикум по информатике и информационным технологиям. Учебное пособие для образовательных учреждений. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001.

30. Угринович Н.Д. Преподавание курса "Информатика и информационные технологии". Методическое пособие. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001.

31. Программа Intel® "Обучение для будущего". Электронное приложение к учебному пособию. Версия 4.1 Модуль 1. Дискуссия в группе. "Пять вечеров". Беседы о телекоммуникационных проектах.

32. http://www.iteach.ru/forum/probvopros.html

33. Акимов М.К. Индивидуальность учащихся и индивидуальный подход. М, 1992 г.

34. Выготский Л.С. Педагогическая психология. М, 1991 г.

35. Гафитулин. М.С. Проект "Исследователь". Методика организации исследовательской деятельности учащихся // Педагогическая техника. 2005. - №3. - С.21-26.

36. Дубровиной И.В. Круглова В.С. Особенности обучения и психического развития школьников 13-17 лет. М, 1988 г.

37. Попов Ю.П., Пухначев Ю.В. Математика в образах. - М.: "Знание". 1989. - 208 с.

38. Наймушин А.И., Наймушин А.А. Методы научных исследований. Материалы для изучения. Электронный вариант. - Уфа, ЛОТ УТИС. 2000.

39. Егоров Ю.Л. Современное образование: гуманитаризация, компьютеризация, духовность. М, 1996 г.

40. http://www.abitu.ru/researcher/issledovaniya/pedagogika/

41. Савенков, А.И. Содержание и организация исследовательского обучения школьников - М.: "Сентябрь", 2003. - С. 204

42. Давыдов В.В. Научное обеспечение образования в свете нового педагогического мышления. М, 1989 г.

43. Опыт организации исследовательской деятельности школьников: "Малая Академия наук" / авт. - сост.Г.И. Осипова. - Волгоград: Учитель, 2007.

44. Краткий психологический словарь / Под общей редакцией Н.В. Петровского, М.Г. Ярошевского. М.: Политиздат, 1985. - С.13.

45. Поддъяков, А.Н. Исследовательское поведение. Стратегии познания, помощь, противодействие, конфликт - М.: Просвещение, 2000. - С.45.

46. Разагатова, Н.А. Исследовательская деятельность младших школьников…Такое возможно? // В школу вместе. Издание для родителей. Изд. дом "Агни": Самара, 2007. - 88 с.

47. Роджерс, К. Свобода учиться - М., 2002. - С.124.

48. Наймушин А.И., Наймушин А.А. Методы научных исследований. Материалы для изучения. Электронный вариант. - Уфа, ЛОТ УТИС. 2000.

49. Румянцева, Н.Ю. Потенциальная готовность учителя к организации учебно-исследовательской деятельности младших школьников - М.: Просвещение, 1999. - 234 с.

50. Богоявленская, А. В науку идут малыши // Практический журнал для учителя и администрации школы. - 2006. - №1. - С.26-31.

51. Тысько, Л.А. Исследовательская деятельность учащихся в общеобразовательной школе // Преподавание истории и обществознания в школе. 2006. - №4. - С.14-22.

52. Семенова, Н.А. Исследовательская деятельность учащихся // Начальная школа. - 2006. - №2. - С.45-49.

Приложения

Приложение А

Пояснительная записка и пример занятия курса "Компьютерное моделирование"

Селективный курс "Компьютерное моделирование"

Лицензия Областного совета по экспертизе и лицензированию

№0598 от 24 ноября 2006 г.

Пояснительная записка

Место данного курса в образовательном процессе. Компьютеры проникают во все сферы человеческой деятельности (наука, образование, искусство, бизнес, быт и т.д.). Жизнь современного человека без компьютера невозможна. Поэтому, чем раньше школьники познакомятся с компьютерами, научатся ими пользоваться и на них работать, тем лучше они будут приспособлены к окружающему миру. В школе компьютеры используют как на уроках информатики, так и на других уроках (математики, физики, химии, биологии и т.д.). С помощью компьютера на уроках осуществляется имитация физических, химических, биологических и других процессов. В курсе предполагается рассмотреть ряд разнообразных задач из различных областей знания (астрономии, биологии, географии, информатики, математики, физики, химии, экологии, экономики), которые могут быть решены с помощью компьютерного моделирования.

Таким образом, одной из сильнейших сторон информатики является ее интегративный характер. Используя идеологию системного подхода, можно изучать объекты и процессы из разных предметных областей, используя для этого современные компьютерные средства и методы. Следует отметить, продуктивный характер подобной деятельности, в основу которой заложена ориентация на исследование и творчество. При этом помимо развития системного мышления может быть достигнута не менее важная цель - закрепление знаний и умений, полученных учеником на других школьных предметах.

Цели, задачи, образовательные результаты курса - Целью данного курса является ознакомление учащихся с компьютерным моделированием в различных областях знания. Задачи данного курса:

Ознакомление с классическими моделями в различных областях знания (математике, физике, химии, биологии и т.д.).

Ознакомление с основными правилами разработки математических моделей, алгоритмов и методами их реализации на компьютере на примере реальных моделей в различных областях знания.

Образовательные результаты. После прохождения данного курса учащиеся получат:

1) предметные знания по различным дисциплинам (математике, физике, химии, биологии, и др.), которые будут более обширными и глубокими, поскольку курс построен таким образом, что в нем рассматриваются классические модели из различных областей знания, которые опираются как на знания, полученные в средней школе, так и на новые знания;

2) представления о том, как строятся реальные компьютерные модели в различных областях знания и какие трудности возникают при их построении;

3) представление о том, что процессы, происходящие в окружающем мире, имеют единую природу и описываются единым математическим аппаратом, а разделение на физику, химию, биологию и т.д. в некоторой степени условно. Основное внимание уделяется этапу формализации задач и разработке информационной модели изучаемого объекта или системы. В зависимости от типа задачи моделирование проводится в системе графического редактора, текстовом и табличном процессорах.

В основе данного курса лежит формирование теоретической базы и овладение учащимися конкретными навыками использования компьютерных технологий в различных сферах человеческой деятельности.

Содержание курса. Курс состоит из 12 часов, разделенных на теоретические и практические занятия.

К теоретической базе мы относим знание общих принципов решения задач с помощью компьютера, понимание того, что значит поставить задачу и построить компьютерную модель, знание основных способов алгоритмизации. Навыки использования информационных технологий предполагают умения работать с готовыми программными средствами.

В соответствии с этим занятия делятся на теоретическую и практическую части. На теоретической части создаются компьютерные модели и алгоритмы решения задач. В ходе практических работ учащиеся создают информационные модели и проводят компьютерные эксперименты.

Программа курса "Компьютерного моделирования" для 9 класса рассчитана на 12 учебных часов: 6ч. отводится на теоретические занятия и 6ч. - на компьютерные эксперименты.

В результате изучения курса учащиеся должны:

знать классы задач, ориентированные на моделирование в том или ином процессоре;

иметь представление о компьютерном конструировании;

знать структуру информационных моделей;

знать технологию работы в той или иной компьютерной среде;

уметь составлять и проводить поэтапное моделирование, осуществлять компьютерный эксперимент.

Программа курса "Компьютерное моделирование"

Программное обеспечение курса: операционная система Windows 2000, графический редактор Paint, текстовый процессор Word 2000, табличный процессор Excel 2000 и выше

Тема 1 - Модели объектов и процессов. Классификация моделей. Информационные модели. Познакомить с понятием моделирования как метода познания; рассмотреть различные классификации моделей; сформировать у учащихся понятие "информационная модель"; научить учащихся описывать информационные модели.

Тема 2 - Формы представление информационных моделей. Словесные и математические модели. Познакомить учащихся с формами представления информационных моделей; сформировать понятие "формализация"; научиться создавать словесные и математические модели.

Тема 3 - Графические модели. Виды графических моделей. Сформировать у учащихся понятие "графическая модель"; научить учащихся строить графические модели.

Тема 4 - Табличные информационные модели - ввести классификацию структур информационных моделей; сформировать понятие табличной информационной модели; научить учащихся составлять табличные информационные структуры.

Тема 5 - Основные этапы моделирования. Познакомить учащихся с основными этапами моделирования; сформировать понимание обязательного соблюдения этапов моделирования.

Тема 6 - Творческая работа в среде электронных таблиц "Задача о летнем отдыхе" - Познакомить учащихся с практическим применением теории моделирования для решения прикладных задач

Тема 7 - Зачет по теме: "Модели и моделирование".

Занятие 9.

Основные этапы моделирования

Цели: познакомить учащихся с основными этапами моделирования; сформировать понимание обязательного соблюдения этапов моделирования.

Требования к знаниям и умениям:

Учащиеся должны знать:

этапы моделирования.

Учащиеся должны уметь:

моделировать с соблюдением всех этапов.

Ход занятия

I. Постановка целей занятия

1. Как правильно построить модель какого-либо объекта, процесса или действия.

2. Что такое компьютерный эксперимент?

3. Какое значение имеет тестирование модели?

II. Проверка домашнего задания

Задания для индивидуального опроса (дифференцированы по уровню сложности).

1. Постройте граф для следующей системы и укажите тип, вершины, тип связей между вершинами:

зонтик;

стул;

фломастер.

2. Классифицируйте следующую информацию:

а) Числительные в русском языке классифицируются по составу и по значению. По составу они делятся на простые, сложные и составные. Пример простых числительных: один, два. Пример сложных числительных: триста, четыреста. Пример составных числительных: двадцать один, сто двадцать три. По значению числительные делятся на порядковые и количественные. Пример количественных числительных: два, три. Пример порядковых числительных: второй, девятый.

б) Существительные бывают одушевленные и неодушевленные. Неодушевленные отвечают на вопрос "Что?", одушевленные - "Кто?". И неодушевленные и одушевленные существительные относятся к одному из трех родов - мужскому, женскому или среднему.

в) Местоимения в русском языке бывают трех лиц: 1-го, 2-го и 3-го. Во всех трех лицах они могут быть единственного и множественного числа. Местоимения 3-го лица единственного числа изменяются по родам - мужскому, женскому и среднему.

Актуализация знаний

Какую роль играет моделирование в жизни человека?

Сколько моделей может иметь объект и от чего зависит это количество?

Каковы достоинства и недостатки компьютерной модели?

Какой может быть цель моделирования?

III. Изложение нового материала

1. Описание процесса моделирования

Итак, мы с вами выяснили, что моделирование является одним из ключевых видов деятельности человека. Моделирование всегда предшествует любому делу в той или иной форме. Моделирование позволяет обоснованно принимать решения о том, как совершенствовать привычные объекты, надо ли создавать новые, как изменять процессы управления и, в конечном итоге, - как менять окружающий мир в лучшую сторону.

Когда мы беремся за какую-либо работу, то сначала мы четко представляем себе отправной пункт деятельности - прототип (объект или процесс). Далее мы продумывает этапы работы (этапы моделирования), выполняем ее (моделируем) и принимаем решение. В результате мы получаем либо новый объект, либо улучшаем существующий, либо получаем о нем дополнительную информацию.

Поясним на примерах.

Пример 1

Вспомним историю развития космической техники. Для реализации космического полета надо было решить две проблемы: преодолеть земное притяжение и обеспечить продвижение в безвоздушном пространстве. Эти проблемы начал рассматривать еще Ньютон в XVII веке, далее идут работы Э.К. Циолковского и закончил их С.П. Королев.

Ньютон говорил о возможности преодоления притяжения Земли.

К.Э. Циолковский предложил для продвижения в пространстве создать реактивный двигатель, в котором используется в качестве топлива смесь жидкого кислорода и водорода. Эта смесь при сгорании выделяет энергию достаточную для движения ракеты. Циолковский составил достаточно точную словесную модель будущего космического корабля с чертежами, расчетами и обоснованиями.

Спустя полвека описательная модель К.Э. Циолковского стала основой для реального моделирования в конструкторском бюро под руководством С.П. Королева. В процессе моделирования менялись состав топлива, форма ракеты, система управления полетом, система жизнеобеспечения космонавтов, приборы для научных исследований и т.д. В результате такого моделирования мощные ракеты вывели на околоземное пространство искусственные спутники земли и корабли с космонавтами на борту и космические станции.

Пример 2

Известный химик XVIII века Антуан Лавуазье изучал процесс горения. При этом он проводил многочисленные опыты с различными веществами, которые нагревал и взвешивал до и после опыта. В ходе опытов ученый зафиксировал, что некоторые вещества после нагревания становились тяжелее. Тогда он предположил, что к этим веществам в процессе нагревания что-то добавляется. И последующий анализ результатов привел к определению кислорода, к обобщению понятия "горение". Также процесс и результат моделирования дал объяснение многим известным явлениям и открыл новые возможности для исследований в других областях науки, например в биологии, так как кислород оказался основным компонентом дыхания и энергообмена флоры и фауны.

Моделирование - творческий процесс и заключить его в формальные рамки практически невозможно. Но можно выделить основные этапы моделирования. Все этапы определяются поставленной задачей и целями моделирования, поэтому какой-то этап может быть убран или усовершенствован, кокой-то - добавлен.

2. Этапы моделирования

Рассмотрим этапы моделирования.

Пояснение: учащиеся должны приготовить таблицу и заполнить ее в ходе изложения материала.

1 этап. Постановка задачи

Задача - это некоторая проблема, которую необходимо решить.

Описание задачи

Проблема формулируется на обычном языке, и описание должно быть понятным. Главное - определить объект моделирования представить результат.

Все задачи по характеру постановки делятся на две группы:

Первая группа - задачи, в которых требуется исследовать изменение характеристик объекта в данном диапазоне с некоторым шагом или исследовать, как изменятся характеристики объекта при некотором воздействии на него. Постановка такой задачи звучит так: "Что будет, если?. "

Например:

"Что будет, если увеличить плату за электроэнергию в два раза?"

"Как изменится скорость велосипедиста через 10 секунд, если он движется прямолинейно и равноускоренно с начальной скоростью 2 м/с и ускорением 0,5 м/с2?"

"В очереди стоит 3 человека. В течение следующих 5 минут подошли еще 6 человек. Далее очередь увеличивалась на 4 человека каждые 5 минут. Проследить, каково будет общее количество человек в очереди через 15, 30 и т.д. минут".

Вторая группа - задачи, в которых необходимо выяснить, какое надо произвести действие на объект, чтобы его параметры удовлетворяли некоторому заданному условию. Постановка такой задачи звучит так: "Как сделать, чтобы?. "

Например:

"Какой должна быть сила тяги, чтобы вывести космический аппарат на околоземную орбиту?"

"Какой должна быть скорость автомобиля при определенных начальных значениях времени пути и расстояния, чтобы он прибыл в пункт назначения вовремя?"

"Каким должен быть вес объекта, чтобы он плавал на поверхности воды?"

"Каким должен быть прожиточный минимум, чтобы человек мог жить достойно?"

Цель моделирования

Цель показывает, для чего необходимо создать модель. Цели моделирования менялись в ходе развития человеческого общества.

Несколько миллионов лет назад первобытные люди изучали окружающий мир, чтобы научиться противостоять природным стихиям, пользоваться природными ресурсами, выживать. Свой опыт они передавали последующим поколениям в виде моделей - устных описаний, словесных и материальных моделей. Такие модели позволяли понять, как устроен объект, узнать его свойства, законы развития и как он взаимодействует с окружающей средой. В этом случае цель моделирования заключалась в познании окружающего мира.

Накопив достаточно знаний, человек стал рассуждать о возможности создания объектов с заданными свойствами для того, чтобы противодействовать стихиям или заставить природные явления служить себе. И он стал строить модели еще не существующих объектов. В результате родились идеи создания ветряных мельниц, различных механизмов и устройств. Некоторые из этих моделей стали реальностью. Это объекты, созданные руками человека. Таким образом, можно определить следующую цель моделирования - создание объектов с заданными свойствами: "Как сделать, чтобы. "