Задачи компьютерного моделирования в школьном курсе информатики
Исследование задач применения компьютерного моделирования в школьном курсе информатики. Обоснование роли создания информационных моделей решения учебных задач на основе Microsoft Excel для формирования навыков формализации и эффективного усвоения знаний.
Рубрика | Педагогика |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 18.05.2017 |
Размер файла | 236,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»
ЗАДАЧИ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В ШКОЛЬНОМ КУРСЕ ИНФОРМАТИКИ
Никулина Надежда Михайловна,
студентка
Гусева Елена Николаевна
кандидат педагогических наук,
доцент кафедры бизнес-информатики
и информационных технологий
Аннотация
Статья посвящена применению задач компьютерного моделирования в школьном курсе информатики. Создание информационных моделей решения учебных задач на основе Microsoft Excel, навыки формализации и анализа данных повысят эффективность усвоения знаний учащимися.
Ключевые слова: информатика
Модель - это упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении. Для каждого человека очень важно умение качественно и оперативно работать с информацией, особенно в период перехода к информационному обществу. Для работы с информацией нужно привлекать современные средства и методы. Одной из целей школьного образования является формирование высокого уровня информационной культуры учащихся, соответствующего требованиям современного информационного общества. Учитывая размытость границ научной области информатики и невозможность в рамках школьного образования осветить весь спектр ее направлений, актуальной представляется разработка такой концепции преподавания, где наиболее ярко выделены те направления, которые послужат развитию учащихся, помогут сформировать у них системное мировоззрение, позволят овладеть современными информационными технологиями. В школьном курсе информатики одним из базовых инструментов научного анализа является информационное моделирование, проводимое на компьютере. Обязательный минимум школьного образования по информатике включает линию «Моделирование и формализация». Содержание этой линии определено следующим перечнем понятий: моделирование как метод познания, формализация, материальные и информационные модели, основные типы информационных моделей. Линия моделирования является теоретической основой базового курса информатики.[1]
Моделирование представляет собой один из основных методов познания, является формой отражения действительности и заключается в выяснении или воспроизведении тех или иных свойств реальных объектов, предметов и явлений с помощью других объектов, процессов, явлений, либо с помощью абстрактного описания в виде изображения, плана, карты, совокупности уравнений, алгоритмов и программ [3].
Задачи компьютерного моделирования в школьном курсе информатики:
1) развитие системного мышления учащихся;
2) формирование мировоззрения учащихся;
3) формирование системно-информационной картины мира через освоение основных понятий моделирования.
Задачи обучения линии «Моделирование и формализация»:
· научиться представлять и понимать информационные модели объекта, использовать их для решения задач;
· формализовывать и систематизировать множество данных о реальном объекте или процессе и создавать информационную модель;
· строить информационные модели на компьютере, использовать для практических целей.
Учащиеся должны знать: что такое модель, типы моделей, этапы решения задач на ЭВМ, этапы моделирования, принципы построения модели задачи, цели проведения компьютерного эксперимента, основные виды классификации моделей; основные признаки классификации моделей; характеристику рассматриваемых классов моделей; классификацию информационной модели; методику и основные этапы моделирования; технологию работы в средах общего назначения.
Учащиеся должны уметь: приводить примеры моделирования и формализации, строить модели с помощью компьютера, проводить компьютерные вычислительные эксперименты, приводить примеры моделей, относящихся к определенному классу.
При изучении темы «Компьютерное моделирование» применение современных программных средств позволит учащимся не просто заучивать, а понимать и получать объемное представление об объекте, правильно воспринимать его свойства, и облегчит решение задачи.
Microsoft Excel - табличный процессор, программа для обработки числовых данных и их графического представления. Microsoft Excel или свободно-распространяемые аналоги программы Open Office Calc, LibreOffice Calc существуют в открытом доступе, обладают интуитивно понятным интерфейсом, большим набором математических, статистических, логических и других встроенных функций, а также удобными средствами для построения графиков и диаграмм. Создание компьютерных математических моделей в среде Microsoft Excel поможет учащимся быстрее запомнить формулы, выявить существующие математические зависимости, научиться формализовать данные задачи, анализировать достоверность результатов моделирования. компьютерный моделирование школьный информатика
Рассмотрим пример построения математических функций в Microsoft Excel. Пусть даны две функции окружность и парабола:
Нужно определить точки пересечения графиков этих функций.
Обсуждая решение задачи с учащимися, надо вспомнить уравнения окружности и параболы, описать значение каждой переменной в уравнениях:
По уравнению окружности обговариваем, какими будут координаты ее центра А(a,b), величина радиуса R. Можно также вспомнить физические процессы, в которых мы можем наблюдать траектории круга и параболы: движение небесных тел; падение тел, брошенных под углом к горизонту. Для того, чтобы учащиеся представили как в итоге будет выглядеть график, оцениваем направление ветвей параболы (при a > 0 - вверх, при a < 0 -вниз) и приводим формулы расчета координат ее вершины:
Затем нужно приступить к созданию табличной информационной модели в Microsoft Excel. В таблице задаем значения Х в интервале [-1,2; 3,2] и рассчитываем для них по уравнениям круга и параболы значения Y.
Переменная Y1 описывает верхнюю часть окружности и рассчитывается по формуле:
Переменная Y2 описывает нижнюю часть окружности и рассчитывается по формуле:
Затем надо построить точечную диаграмму на основе рядов Х и значений Y1 и Y2.
Для построения параболы нужно создать набор точек Y3 по формуле:
Нужно ввести соответствующую формулу в ячейку таблицы, затем добавить график параболы на уже построенную диаграмму с окружностью, выбирая точечную диаграмму с гладкими кривыми (рис. 1).
Рисунок 1. Модель задачи в Microsoft Excel
Возможности компьютерного моделирования позволяют школьникам глубже усваивать знания, как в области математики, так и в области информационных технологий. Моделирование в школьном курсе информатики является новым направлением, поэтому разработка методики преподавания этого раздела еще не завершены. Создание и изучение математических моделей способствует развитию логического и творческого мышления учащихся, помогает сформировать системно-информационную картину мира.
Библиографический список
1. Макарова Н.В. Информатика. 7-9 класс: Учебник/Под ред. Н.В. Макаровой. - СПб.: Питер, 2014,- 432 с.
2. Королев А. Компьютерное моделирование / А. Королев: Бином, 2010.
3. Гусева Е. Н. Дидактические условия использования педагогических программных средств в процессе профессиональной подготовки будущих учителей/ дис. канд. пед. наук:13.00.08/Гусева Елена Николаевна; МГПИ:-Магнитогорск, 1999, - 168 с.
4. Гусева Е. Н. Информатика: [электронный ресурс] учеб. пособие/ Е. Н. Гусева, И.Ю. Ефимова, Р.И. Коробков, К.В. Коробкова, И.Н. Мовчан, Л.А. Савельева. - 3-е изд., стереотип. - М.: Флинта, 2011.- 260 с. -Режим доступа: http://www.knigafund.ru/books/116085
5. Гусева Е. Н. Математика и информатика: [электронный ресурс] учеб. пособие/ Е. Н. Гусева, И.Ю. Ефимова, И.Н. Мовчан, Л.А. Савельева. - 3-е изд., стереотип. - М.: Флинта, 2015- 400 с. -Режим доступа: lf5.com/Knigi/Nauka-Obrazovanie/Matematika/Matematika-i-informatika-148-103807
6. Гусева Е. Н. Экономико-математическое моделирование: учеб. пособ.: / Е. Н. Гусева. - Москва: МПСИ, 2011.-216 с.
7. Гусева Е.Н. Основы имитационного моделирования экономических процессов: лаб. практикум / Е.Н. Гусева. - Магнитогорск: МаГУ, 2007. - 140с.
8. Гусева Е.Н. Имитационное моделирование экономических процессов в среде «Arena»: учеб. пособие: [электронный ресурс]. М.: Флинта, 2011. - 132 с. - Режим доступа: http://www.knigafund.ru/books/114189
9. Гусева Е.Н. Математические основы информатики/ Е.Н. Гусева, И.И. Боброва, И.Ю. Ефимова, И.Н. Мовчан, С.А. Повитухин, Л.А. Савельева. -Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2016.- 234 с.
10. Гусева Е.Н. Задачи на измерение количества информации с использованием понятия вероятности// Информатика и образование. - М.: № 2, 2008. -С. 61-64.
11. Гусева Е.Н. Имитационное моделирование социально-экономических процессов. - Магнитогорск: изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2015. - 25с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Место темы в школьном курсе информатики и ее содержание. Требования к заданиям для среднего школьного возраста по теме "Моделирование и формализация". Основные условия и факторы эффективного обучения учащихся 7 класса информационному моделированию.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 13.06.2013Историческое начало и элементы педагогической техники. Педагогическое разрешение и создание конфликта. Ознакомление с особенностями организации и проведения личностно-ориентированных и компьютерных телекоммуникаций в школьном курсе информатики.
дипломная работа [1,0 M], добавлен 10.03.2012Язык программирования HTML: его мультимедийные и графические возможности. Требования к оформлению и созданию Web-сайтов. Методические разработки по изучению "Web конструирования" в школьном курсе информатики и информационно–коммуникационных технологий.
курсовая работа [40,7 K], добавлен 12.09.2012Изучение алгоритмизации в школьном курсе информатике. Алгоритм решения вычислительной задачи как совокупность правил преобразования исходных данных в результатные. Разновидности алгоритмов: линейный, ветвящийся, циклический. Способы записи алгоритмов.
курсовая работа [257,5 K], добавлен 27.11.2010Дидактические основы исследовательского метода обучения, его принципы и особенности применения. Содержание темы "Информационное моделирование" в школьном курсе информатики. Разработка уроков с использованием поисковой и проблемной исследовательских задач.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 12.04.2012Психолого-педагогические особенности старшеклассников. Исторические аспекты введения моделирования в курс информатики. Учебные материалы в среде имитационного моделирования AnyLogic, методические аспекты их использования в углубленном курсе средней школы.
дипломная работа [3,2 M], добавлен 06.09.2017Сущность теоретических методов познания, примеры их использования в школьном курсе физики. Этапы цикла научного познания. Методы абстрагирования, идеализации, аналогии, моделирования и мысленного эксперимента. Этапы овладения методами в школьном курсе.
курсовая работа [18,3 K], добавлен 02.05.2010Теоретические основы и анализ понятий информационного математического моделирования. Информационные технологии в обучении. Анализ подходов к обучению информационному моделированию в школьном курсе информатики. Элективные курсы в профильном обучении.
дипломная работа [439,5 K], добавлен 31.03.2011Роль задач в процессе обучения школьников в школьном курсе геометрии. Роль ключевых задач в системе обучающих задач в школьном курсе. Методы отбора ключевых задач по изучаемой теме. Медиана, проведенная к гипотенузе. Свойство биссектрисы и ее длина.
курсовая работа [458,5 K], добавлен 30.01.2014Подходы к раскрытию понятий "информационная модель", "информационное моделирование". Моделирование знаний в курсе информатики. Требования к знаниям и умениям учащихся по линии формализации и моделирования. Планирование урока информатики в средней школе.
дипломная работа [200,4 K], добавлен 23.05.2008История и роль школьного предмета "Информатика". Общие вопросы изучения алгоритмизации и программирования в школьном курсе информатики. Основные методы преподавания темы "Основы алгоритмизации и программирования". Разработка урока по исследуемой теме.
курсовая работа [55,5 K], добавлен 22.11.2011О возможности применения векторных многоугольников для решения физических задач. Роль решения задач в процессе обучения физике. Традиционный способ решения задач кинематики и динамики в школьном курсе физики. О векторных способах решения задач механики.
курсовая работа [107,3 K], добавлен 23.07.2010Виды компьютерной графики, системы цветов. Растровый графический редактор Paint, векторный редактор MS Office. Методика рассмотрения основных понятий компьютерной графики в школьном курсе. Использование информационных технологий при изучении данной темы.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 24.06.2011Линия информационных процессов как одна из основных содержательных в базовом курсе информатики. Методика проведения практических занятий в курсе. Итоговый контроль знаний в ходе изучения линий. Лабораторная работа на тему: "Представление информации".
курсовая работа [28,4 K], добавлен 08.07.2012Изучение темы "Электронные таблицы" в школьном курсе информатики. Обзор учебников и пособий, основные понятия и термины. Метод решения практических задач. Разработка технологических карт уроков на примере заданий к основному государственному экзамену.
курсовая работа [5,7 M], добавлен 09.04.2019Психолого-педагогические основы отбора содержания и усвоения новых знаний. Методическая значимость реализации внутрипредметных связей в школьном курсе математики, их применение на этапе обобщения и систематизации знаний, умений, изучения нового материла.
курсовая работа [251,7 K], добавлен 27.05.2015Основные методические особенности преподавания темы "Базы данных" в профилирующем курсе информатики. Проверка влияния разработанной системы задач по теме "Базы данных" в профильном курсе информатики на развитие познавательной активности учащихся.
дипломная работа [126,1 K], добавлен 31.03.2011Сущность и особенности изучения программного обеспечения ЭВМ в школьном курсе информатики. Характеристика основных устройств компьютера. Разработка учебного курса дисциплины "Основы информатики и вычислительной техники" в общеобразовательной школе.
курсовая работа [35,7 K], добавлен 26.11.2012Роль и место геометрических построений в школьном курсе. Методика решения задач по стереометрии. Основы теории геометрических построений. Основные этапы решения задач на построение в стереометрии: анализ, построение, доказательство, исследование.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 27.05.2012Роль и место темы "Многоугольники" в школьном курсе геометрии, методика изучения данной темы. Понятия и признаки треугольника, прямоугольника, ромба, квадрата, трапеции. Выпуклые и правильные многоугольники: доказательство теорем и решение задач.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 16.02.2012