Главная Коллекция "Revolution" Педагогика Развитие познавательной активности обучающихся при решении задач оптимизации в 7-9 классах

Развитие познавательной активности обучающихся при решении задач оптимизации в 7-9 классах

Средства формирования познавательной активности учащихся в общеобразовательном курсе информатики. Методические аспекты ее развития у детей. Организация образовательного процесса по решению задач оптимизации. Результаты апробации предложенной методики.

Рубрика Педагогика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 07.09.2017
Размер файла 820,4 K
рефераты на заказ со скидкой

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.

Страница:

Оборудование уроков:

- компьютеры с ОС MSWindows; системы программирования;

- карточки с задачами для самостоятельной работы.

Для наилучшего использования разработанного практикума были созданы методические рекомендации.

Использование разработанных задач расширяет спектр возможностей учителя по отбору необходимых заданий в соответствии с дидактическими целями обучения, так как, прежде всего, увеличивает банк активно использующихся задач и решает проблему нехватки учебной литературы.

Практикум может быть использована для организации урочных и внеурочных занятий по информатике и математике (комбинированные уроки) в 7-9 классах. Задачи практикума не привязаны к конкретной программе и учебно-методическому комплекту.

Для выбора задач, соответствующих дидактической цели занятия, используются следующие типовые задания по уровню сложности.

Определены 6 уровней сложности:

1. Составления плана решения, то есть определения неизвестных. Анализ условия задач оптимизации с целью определения типов данных: исходные, расчетные, результат.

2. Определение целевой функции и параметров.

3. Определение области поиска (ограничений на неизвестные).

4. Математическое моделирование.

5. Компьютерное моделирование и эксперимент.

6. Эвристическое исследование оптимизационных задач. Виды занятий, на которых может быть использован практикум:

* уроки формирования умений решения задач по оптимизации;

* уроки контроля знаний и умений;

* комбинированные уроки;

* внеурочные, кружковые занятия и курсы по выбору для решения задач повышенного уровня;

* внеурочные, кружковые занятия и курсы по выбору для подготовки к олимпиадам;

* и т.п.

Методика использования практикума:

* планирование учебного занятия;

* определение содержания и дидактических задач каждого этапа;

* отбор задач для выбранного этапа по тематическому разделу и требуемой сложности;

* подготовка комплектов задач;

* последовательное отображение задач на экране, интерактивной доске, мониторах или раздача печатных материалов.

Особенности отбора задач для занятий различных видов:

· Уроки формирования знаний: отбор задач производится по тематическому рубрикатору в соответствии с темой урока.

Для проведения занятий в рамках репродуктивных педагогических технологий используйте задания с уровнем сложности до 3 включительно. Для проведения занятий в рамках частично-поисковых и развивающих технологий уровень сложности не ограничен.

· Уроки формирования умений: отбор целесообразно вести по уровню классификации типовых заданий. Это же относится к внеурочным, кружковым занятиям и курсам по выбору, дидактическая цель которых заключается в формировании умений;

· Уроки контроля:

- для отработки навыков составления оптимизационного плана возможно использование среды электронных таблиц Excel, с целью создания компьютерных информационных моделей,

- для исследовательского уровня необходимо создание компьютерных моделей, проведение компьютерных экспериментов, анализ и прогнозирование результатов.

Тематические разделы практикума Нелинейное программирование (8 ч.)

Задача 1. "Задача проектирования площади участка минимального периметра".

Задача 2. "Задача проектирования емкости".

Задача 3. "Задача о максимальном объеме коробки из квадратного листа".

Линейное программирование (10 ч.)

Задача 4. "Задача оптимального плана пошива одежды"

Задача 5. "Задача оптимального количества сотрудников в штате" Задача 6. "Задача о птицах"

Задача 7. "Производственная задача о получении максимальной прибыли

Задача 8. "Транспортная задача"

Целочисленное программирование (10 ч.)

Задача 9. "Задача о путешественнике"

Задача 10. "Задача об упаковке"

Задача 11. "Задача о выборе оборудования" Задача 12. "Задача о рюкзаке"

Задача 13. "Задача о распределении рабочей силы"

Формы работы: данное планирование рассчитано на 28 часа групповых занятий (таблица 2).

Табл. 2. Тематическое планирование

№ п\п

Тема блока

Кол-во часов

1.

"Решение оптимизационных задач нелинейного программирования в среде электронных таблиц"

8

2.

"Решение оптимизационных задач линейного программирования в среде электронных таблиц"

10

3.

"Решение оптимизационных задач линейного целочисленного программирования в среде электронных таблиц и используя среды программирования"

10

ИТОГО

28

Табл. 3. Количество часов на изучение задач

№ п\п

Тема

Кол-во часов

1.

"Задача проектирования площади участка минимального периметра"

2

2.

"Задача проектирования емкости"

2

3.

"Задача о максимальном объеме коробки из квадратного листа"

4

4.

"Задача оптимального плана пошива одежды"

2

5.

"Задача оптимального количества сотрудников в штате"

2

6.

"Задача о птицах"

2

7.

"Производственная задача о получении максимальной прибыли"

2

8.

"Транспортная задача"

2

9.

"Задача о путешественнике"

2

10.

"Задача об упаковке"

2

11.

"Задача о выборе оборудования"

2

12.

"Задача о рюкзаке"

2

13.

"Задача о распределении рабочей силы"

2

ИТОГО

28

Выделим обязательные этапы организации обучения информационным технологиям с использованием различных программных средств:

1. Обоснования актуальности и практической значимости информационной технологии. Рассмотрение области применения программных средств. Демонстрация готовых результатов работы и лучших образцов-ориентиров.

2. Наглядная демонстрация приемов работы (образцов деятельности), инструктаж, запись алгоритма выполнения. Максимальное использование аналогии и переноса знаний и умений в новую среду обучения.

3. Контроль знаний учащихся по ответам на систему вопросов, определение критериев выполнения работы.

4. Практическая деятельность учащихся по выполнению заданий с использованием раздаточного материала, ориентировочной основы деятельности. Обязательное планирование исследовательской деятельности школьников.

5. Анализ работы учащихся. Контроль и выставление отметок за выполненную работу.

Задачи решаются на практических занятиях и в виде проектной деятельности. Во время лекции учитель дает самую необходимую информацию, касающиеся темы задач, а также рассматриваются технологии и методы решений программных средств, необходимых при решении задач. На практических занятиях необходимо разобрать решения задач и рассмотреть способы решений прикладными программными средствами компьютера.

Этапы решения задач оптимизации:

1. Выбор модели.

2. Содержательная постановка.

3. Составление математической модели.

4. Сбор исходных данных. Решение задач большой размерности необходимо начинать с примера. Для этого требуется на начальном этапе работы собрать для оценки правильности составленной модели.

5. Решение задачи.

6. Анализ решения.

7. Принятие оптимального решения (конечный этап работы).

8. Графическое представление результата решения и анализа (необходимо для наглядности информации, благодаря которое и принимается решение).

Для практикума были отобраны задачи оптимизации, наиболее удачно встраивающиеся в программу курса информатики основной школы. Вначале типовая задача разбирается полностью по предлагаемым этапам (их может быть меньше 8, зависит от сложности условия), далее предлагаются задания для самостоятельного решения.

Практикум. Нелинейное программирование

Задача 1. "Задача проектирования площади участка минимального периметра"

Решить задачу проектирования площади участка минимального периметра. Участок имеет площадь S = а·b = 64 м2. При какой длине (а) и ширине (b) периметр будет минимальным.

I этап. Постановка задачи Описание задачи.

Площадь прямоугольного участка 64 см2. Какую длину должны иметь его стороны, чтобы периметр был наименьшим?

a - длина прямоугольника, b - ширина прямоугольника, S=64 см2 - площадь прямоугольника, P - периметр прямоугольника.

Цель моделирования. Спланировать процесс оптимальным образом. Определить длину каждой стороны прямоугольника, чтобы периметр был наименьшим.

II этап. Разработка модели.

Табл. 4. Табличная модель

Объект

Параметры

Название

Значение

Длина

Размер (a)

Расчетные данные

Ширина

Размер (b)

Расчетные данные

Площадь

Произведение длины и ширины (S)

Исходные данные, в задаче константа

Периметр

Периметр - сумма длин всех сторон.

Расчетные данные

Математическая модель. Дополним информационную модель в табличной форме математической моделью.

S прям. = a*b;

P прям.= 2*(a + b).

Чтобы определить размер длины, нужно площадь прямоугольника разделить на размер ширины, т. е.

b=S/a.

Компьютерная модель. Для моделирования выберем среду электронной таблицы. В этой среде информационная и математическая модель объединяются в таблицу, которая содержит четыре области:

* Искомые значения;

* Исходные данные;

* Ограничения;

* Целевая функция.

Ввести в таблицу исходные данные.

Заносим данные задачи в электронную таблицу, вводим формулы. В ячейке B3 (значение длины) будет подбираться значение, поэтому ничего не вводим. В ячейку B4 вводим формулу для вычисления ширины, в ячейку B5 - для вычисления площади, в ячейку B6 - для вычисления периметра (рисунок 2).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2. Электронная таблица в режиме отображения формул

III этап. Компьютерный эксперимент. Провести тестирование модели. Проверить правильность ввода формул. Совпадение с контрольным образцом показывает правильность введения формул.

1) Установив курсор в ячейке со значением периметра B6, который по условию должен быть наименьшим, в "Сервис - Поиск решений", установим целевую ячейку $B$6 равной минимальному значению, изменяя ячейки $B$3

2) Изменим данные (пусть площадь будет равна 36 см2, 100 см2, 150 см 2) и проследим за пересчетом результатов.

IV этап. Анализ результатов моделирования. На основе полученных расчетов сделать вывод о длинах сторон для получения наименьшего периметра.

Задача 2. "Задача проектирования емкости". Спроектировать ёмкость - параллелепипед с объемом V= a· b· h = 2000 (длина, ширина, высота). Емкость должна иметь минимальную площадь стенок:

S = 2ab+2bh+2ah.

Пусть проектируется емкость (без крышки), имеющая форму прямоугольного параллелепипеда и заданный объем.

Требуется определить, какие размеры должна иметь емкость объемом 2000 куб. ед., чтобы на её изготовление пошло как можно меньше материала.

Совет: при решении задачи следует минимизировать функцию:

S(a, b, h) = 2*h(a+b)+a*b

Задача 3. "Задача о максимальном объеме коробки из квадратного листа". Имеется квадратный лист картона со стороной 2м. Из листа по углам вырезают четыре квадрата и склеивают коробку по сторонам вырезов. Какова должна быть сторона вырезаемого квадрата, чтобы коробка имела наибольшую вместимость?

Совет: геометрическая модель имеет вид (рисунок 3):

Рис. 3. Геометрическая модель

Расчетные параметры объекта определяются по формулам:

с=а-2b - длина стороны дна;

S=c2 - площадь дна;

V=Sb - объем.

Линейное программирование.

Задача 4. "Задача оптимального плана пошива одежды" I этап. Постановка задачи.

Описание задачи. Предприятие выпускает 3 вида изделий. Для выпуска единицы изделия необходимо сырье в количестве 3 кг для 1-го вида, 8 кг для 2-го вида и 1 кг для 3-го вида. Общий запас сырья составляет 9500 кг. Изделия по видам входят в комплект в количестве 2, 1 и 5 штук соответственно. Определить оптимальное количество выпуска изделий, при котором количество комплектов будет максимальным. Комплекты немедленно отправляются потребителю. Склад вмещает не более 20 штук лишних изделий 2-го вида.

Цель моделирования. Спроектировать оптимальный план производства.

II этап. Разработка модели Табличная модель. Осуществляется процесс проектирования производства. Объектами являются комплекты изделий х, состоящие из разного количества изделий трех видов. Существуют ограничения по количеству сырья.

Математическая модель. Решение: Пусть х - количество комплектов. Тогда 2*х - количество изделий вида 1, х - количество изделий вида 2, 5*х - количество изделий вида 3.

Целевая функция: х->max. Ограничение по сырью: 3*2*х+8*х+3*5*х?9500, х 1>=1, х 2>=1, х 3>=1.

Компьютерная модель. Для решения задачи в Excel запишем ее в виде, представленном на рисунке (рисунок 4):

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4. Компьютерная модель

III этап. Компьютерный эксперимент Тестирование. Провести тестирование модели. Проверить правильность ввода формул. Введите в таблицу контрольные исходные данные и расчетные формулы.

Результаты сравните с приведенными в таблице.

В ячейку В 3 введем формулу: =B2*2. В ячейку В 4 введем формулу: =B2. В ячейку В 5 введем формулу: =B2*5. В ячейку C6 введем формулу: =3*B3+8*B4+B5. В ячейку D7 введем формулу: =B2.

Выберем команду Сервис-> Поиск решения (рисунок 5). Введем параметры:

Рис. 5. Поиск решения

Нажмем кнопку Выполнить.

После нажатия кнопки ОК получим (рисунок 6):

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 6. Результат

Ответ: предприятию следует выпускать в день 1000 изделий 1-го типа, 500 изделий 2-го типа и 2500 изделий 3-го типа, тогда количество комплектов будет максимально и равно 500 штук.

Совпадение с контрольным образцом показывает правильность введения формул.

IV этап. Анализ результатов моделирования.

На основе полученных расчетов сделайте вывод о количестве продукции.

Задача 5. "Задача оптимального количества сотрудников в штате" I этап. Постановка задачи

Описание задачи. Штат научно-исследовательской лаборатории (НИЛ) должен состоять из: 5…7 лаборантов, 8…10 инженеров, 11 младших научных сотрудников (м.н.с.), 3 старших научных сотрудников (с. н.с.), 2 ведущих научных сотрудников, и заведующего НИЛ. Общий месячный фонд зарплаты составляет 400 т. руб.

Необходимо определить, какими должны быть оклады сотрудников НИЛ при условии, что оклад лаборанта не должен быть меньше прожиточного минимума 6 тыс. руб. Инженер получает в 1,8 раза и на 600 руб. больше лаборанта. Младший научный сотрудник получает в 1,5 раза больше лаборанта и на 1100 руб. больше инженера. Старший научный сотрудник получает в 3,5 раза больше лаборанта. Ведущий научный сотрудник получает в 3,2 раза больше лаборанта, на 3200 руб. больше м.н.с.

Цель моделирования. Спланировать количество сотрудников оптимальным образом.

II этап. Разработка модели Табличная модель. N1 - количество лаборантов; N2 - количество инженеров; N3 - количество младших научных сотрудников; N4 - количество старших научных сотрудников; N5 - количество ведущих научных сотрудников. Так как инженер получает в 1,8 раза и на 600 руб. больше лаборанта, то А 2= 1,8; В 2=600. Так как младший научный сотрудник получает в 1,5 раза больше лаборанта и на 1100 руб. больше инженера, то А 3= 1,5; В 3= В 2+1100 = 1700.

Так как старший научный сотрудник получает в 3,5 раза больше лаборанта, то А 4= 3,5; B4= 0. Так как ведущий научный сотрудник получает в 3,2 раза больше лаборанта, на 3200 руб. больше м.н.с., то А 5= 3,2; В 5= В 3+3200 =4900. Заведующий НИЛ получает в 5 раз больше лаборанта, тогда А 6= 5; В 6=0.

Математическая модель. В основу для вычисления целевой функции возьмем оклад лаборанта (С), а остальные оклады будем вычислять, исходя из него - во сколько раз или на сколько больше оклада лаборанта.

В качестве математической модели этой задачи возьмем линейное уравнение, которое определяет общий месячный фонд зарплаты (Z):

Z = Ni*(Ai*C+ Bi),

где i - количество должностей;

Ni - число сотрудников в одной должности; С - оклад лаборанта;

Ai - коэффициент, обозначающий во сколько раз оклад сотрудника больше оклада лаборанта;

Bi - коэффициент, обозначающий на сколько раз оклад сотрудника больше оклада лаборанта.

По условию задачи в отделе работают сотрудники на 6-ти должностях, поэтому i = [1..6].

Компьютерная модель. Для моделирования выберем среду электронной таблицы. В этой среде информационная и математическая модель объединяются в таблицу, которая содержит четыре области:

· Искомые значения;

· Исходные данные;

· Ограничения;

· Целевая функция.

Введем исходные данные в рабочий лист электронной таблицы (рисунок 7).

Рис. 7. Компьютерная модель

В ячейки столбцов B и C запишем значения коэффициентов А и В. В ячейки E3:E4 запишем любые числа из указанного в условии задачи диапазона. В ячейки D3, F3 и F9 запишем расчетные формулы, соответственно:

D3 =$G$3*B3+C3; F3 = D3*E3; F9=СУММ(F3:F8).

Обратите внимание, что в ячейке F9 общая сумма равна 403500 руб., что не соответствует условию, так как общий месячный фонд зарплаты составляет 400000 руб.

Для того, чтобы подобрать оптимальный план штата сотрудников, который бы удовлетворял условию, необходимо воспользоваться командой Поиск решения.

В поле установить целевую ячейку: укажем ячейку F9, содержащую целевую функцию. Поскольку общий фонд зарплаты указан точно, то активизируем поле Значению: в котором запишем 40000.

Используя кнопку "Добавить", опишем ограничения задачи (рисунок 8).

Рис. 8. Поиск решения

Щелкнем на кнопке Выполнить. Откроется окно "Результаты поиска решения" (рисунок 9) - нажимаем кнопку ОК.

Рис. 9. Результаты поиска решения

III этап. Компьютерный эксперимент Тестирование. Провести тестирование модели. Проверить правильность ввода формул. Введите в таблицу контрольные исходные данные и расчетные формулы. Результаты сравните с приведенными в таблице (рисунок 10).

Совпадение с контрольным образцом показывает правильность введения формул.

Рис. 10. Результат

IV этап. Анализ результатов моделирования. На основе полученных расчетов сделайте вывод об оптимальном количестве сотрудников в штате.

Задача 6. "Задача о птицах". На птицеферме в качестве корма для птиц используются два вида продукта - M и N.

Сбалансированное питание предполагает, что каждая птица должна получать в день не менее 200 ккал, причем потребляемое при этом количество жира не должно превышать 14 единиц.

Подсчитано, что в 1 кг каждого продукта содержится: в продукте M - 150 ккал и 14 единиц жира; в продукте N - 200 ккал и 4 единицы жира.

Разработать максимально дешевый рацион откорма животных, отвечающий этим условиям, если стоимость 1 кг продукта М составляет 1,5 руб., а 1 кг продукта N - 2,3 руб.

Задача 7. "Производственная задача о получении максимальной прибыли". Для производства столов и шкафов мебельная фабрика использует древесину двух видов. На складе имеется 40 у.е. 1-ого вида древесины и 60 у.е. 2-ого вида древесины. При изготовлении одного стола, трудоемкость рабочих равна 1,2 нормо-часа и требуется 0,2 у.е. 1-ого вида древесины и 0,1 у.е. 2-ого вида древесины; на изготовление одного шкафа, трудоемкость рабочих равна 1,5 нормо-часа и требуется 0,1 у.е. 1-ого вида древесины и 0,3 у.е. 2-ого вида древесины. Определить, сколько столов и шкафов фабрике следует выпускать, чтобы прибыль от реализации была максимальной, если прибыль от реализации одного стола равна 6000 руб., а одного шкафа - 9000 руб., а общая трудоемкость рабочих не должна превысить 371,1 нормо-часа.

Задача 8. "Транспортная задача". Транспортная компания занимается перевозками одинаковой продукции от поставщиков А 1, А 2, А 3 и А 4 трем потребителям В 1, В 2 и В 3.

Стоимость доставки единицы продукции от поставщиков к потребителям, а также запас продукции, и потребность потребителей представлена в таблице 5.

Табл. 5. Стоимость доставки единицы продукции от поставщиков к потребителям, запас продукции, и потребность потребителей

Необходимо составить такой план перевозок, который бы удовлетворил все потребности и имел минимальную стоимость.

Целочисленное программирование.

Задача 9. "Задача о путешественнике". Некий путешественник задумал повторить путь А.Н. Радищева "Из Петербурга в Москву", для чего решил воспользоваться личным автомобилем. Путешественник решил так спланировать свой маршрут, чтобы минимизировать затраты. Для этого ему нужно было знать, сколько на его пути встретится заправочных станций и на каком расстоянии друг от друга они находятся. Помимо всего прочего приходилось учитывать, что емкость бензобака машины ограничена. Требуется определить, какое минимальное количество заправок ему нужно посетить. Считать, что первая АЗС находится в Петербурге, а последняя в Москве.

I этап.

Табл. 6. Табличная модель

Параметры

Значения

Di

расстояние от i-ой до (i+1)-ой заправки;

S

расстояние, которое машина может проехать с полным баком;

L

расстояние от Петербурга до Москвы.

В ходе решения задачи нужно получить номера заправок, на которых придётся заправляться.

Компьютерная модель. Алгоритм решения данной задачи следующий:

1. Путешественник заправляет полный бак в исходной точке маршрута (Петербурге);

2. Если от данной заправки до Москвы бензина достаточно, то едем в Москву; иначе находим самую удалённую заправку, до которой можно доехать и едем туда, заправляем полные баки и повторяем шаг 2.

Реализацию данного алгоритма представим на языке Pascal:

Const MaxN = 1000;

Var d: Array [1..MaxN]of Integer; i,j,N,S,dd: Integer;

Begin

Assign(Input,'input.txt'); Assign(Output,'output.txt'); Reset(Input); ReWrite(Output); ReadLn(N,S);

for i:=1 to N-1 do Begin Read(d [i]);

if d [i]> S then

begin

end; Write('1 '); i:=1;

WriteLn('No way'); Close(Output); Halt(0);

end;

While i < N-1 do

Begin j:=i; dd:=d [i];

While (dd <= S) and (j < N-1) do Begin

Inc(j); Inc(dd,d [j]); end;

if dd > S then Write(j,' '); i:=j;

end;

Close(Input); Close(Output);

end.

Задача 10. "Задача об упаковке". Дано q-объём контейнера и m предметов, объёмы которых определяют числа w1,…,wm. Требуется уложить все предметы в контейнеры так, что бы количество контейнеров было минимальным.

Совет: необходимо разбить множество {w1,…,wm} на наименьшее возможное количество подмножеств так, что бы сумма чисел в каждом подмножестве не превосходило q.

Задача 11. "Задача о выборе оборудования". На приобретение оборудования для нового участка цеха выделено 20000 долларов США. При этом можно занять площадь не более 38 м2. Имеется возможность приобрести станки типа А и станки типа Б. При этом станки типа А стоят 5000 долларов США, занимают площадь 8 м2 (включая необходимые технологические проходы) и имеют производительность 7 тыс. единиц продукции за смену. Станки типа Б стоят 2000 долларов США, занимают площадь 4 м2 и имеют производительность 3 тыс. единиц продукции за смену. Необходимо рассчитать оптимальный вариант приобретения оборудования, обеспечивающий при заданных ограничениях максимум общей производительности участка.

Задача 12. "Задача о рюкзаке". Общий вес рюкзака заранее ограничен. Какие предметы положить в рюкзак, чтобы общая полезность отобранных предметов была максимальна? Вес каждого предмета известен.

Совет: для каждого предмета существуют переменная, которая может принимать только два значения 0 и 1 (1-если предмет размещают в рюкзаке, 0если предмет не кладут в рюкзак), и две константы (вес и полезность).

Задача 13. "Задача о распределении рабочей силы". Требуется назначить каждому из n работников одну из n различных работ так, чтобы производительность была максимальной. Производительность работников (C), по каждому виду работ представлена ниже (таблица 7).

Табл. 7. Производительность

В 1

В 2

В 3

…

Вn

А 1

C11

C12

C13

…

C1n

А 2

C21

C22

C23

…

C2n

А 3

C31

C32

C33

…

C3n

…

…

…

…

…

…

An

Cn1

Cn2

Cn3

…

Cnn

2.3 Результаты апробации методики формирования познавательной активности

Апробация проводилось на базе ГБОУ "Школа №1694 Ясенево" в период 2016/2017 учебного года. На основе использования разработанного практикума апробировался методический подход, направленный на повышение познавательной активности учащихся на уроках информатики в основной школе.

В апробации приняли участие: 62 учащихся 8 класса.

Из них 25 девочек и 37 мальчиков. Возраст участников: от 14 до 15 лет.

Данные и результаты, полученные при проведении различных методов с детьми, имеют субъективную оценку детей, т.е. отражают точку зрения учащихся.

Гипотеза исследования состоит в том, что уровень познавательной активности учащихся будет выше после внедрения представленного планирования во внеурочную деятельность.

В апробации применялись различные методы исследования: наблюдение, беседа, анкетирование, которые сопровождались анализом творческих работ учащихся.

В ходе организации и проведения апробации были поставлены следующие задачи:

1. Установить исходный уровень познавательной активности учащихся.

2. Изучить состояние проблемы развития познавательной активности у учащихся 8 классов в школьном курсе информатики.

3. Реализовать методический подход для развития познавательной активности посредством использования составленного комплекса учебно-познавательных заданий на внеурочных занятиях по информатики.

4. Проверить эффективность применения комплекса учебно-познавательных заданий, направленного на развитие познавательной активности 8 классе, и методического подхода к развитию познавательной активности.

На первом этапе были установлены средние показатели у учащихся по четырем критериям (беглость, гибкость, оригинальность, разработанность), с помощью тестов креативности Торранса.

Беглость, или продуктивность. Этот показатель не является специфическим для творческого мышления, и полезен прежде всего тем, что позволяет понять показатели других критериев.

Гибкость. Этот показатель оценивает разнообразие идей и стратегий, способность переходить от одного аспекта к другому.

Оригинальность. Этот показатель характеризует способность выдвигать идеи, отличающиеся от очевидных, общеизвестных, общепринятых, банальных или твердо установленных. Тот, кто получает высокие значения этого показателя, обычно характеризуются высокой интеллектуальной активностью. Оригинальность решений предполагает способность избегать легких, очевидных и неинтересных ответов.

Разработанность. Высокие значения этого показателя характерны для учащихся с высокой успеваемостью, способных к изобретательской и конструктивной деятельности.

На основе этих показателей, а также в ходе анализа наблюдения за учащимися на занятиях, было, установлено, что учащиеся испытывают трудности связанные с навыками сотрудничества, инициативностью и самостоятельностью. Целенаправленная работа по развитию универсальных учебных действий у учащихся ведется не на каждом уроке.

На втором этапе разработанный практикум был применен на внеурочных занятиях по информатики.

На промежуточном этапе проверки видно, что проведение занятий по информатике с использованием разработанного комплекса учебно-познавательных заданий способствует развитию познавательной деятельности учащихся, повышению их активности на уроках, самостоятельности и уровню знаний.

На последнем этапе, как и в начале, проводились тесты, в ходе которых проверялись показатели по четырем критериям (беглость, гибкость, оригинальность, разработанность). По всем показателям тестов данные показали, что познавательная активность за период использования разработанной методике возросла.

Табл. 8. Средние показатели у учащихся

Беглость

Гибкость

Оригинальность

Разработанность

Входной контроль

7,6

6,8

8,1

25,2

Выходной контроль

8,0

7,1

8,3

25,8

Изменения

+ 0,4

+ 0,3

+ 0,2

+ 0,6

Также проводилось наблюдение, в результате чего было выявлено, что многие учащиеся достигли успехов в развитии самостоятельной деятельности, сотрудничества со сверстниками и учителями.

Таким образом, можно заключить, что предлагаемый методический подход к использованию заданий на оптимизацию способствует повышению познавательной активности и уровня знаний учащихся 7, 8, 9 классов при изучении информатики в основной школе.

Заключение

По итогам проведения исследования удалось достичь поставленной во введении цели работы: разработана и обоснована методика формирования познавательной активности при решении задач оптимизации в основной школе и разработан практикум по теме "Задачи оптимизации".

Для решения данной цели были реализованы все необходимые задачи.

1) проанализирована научно-методическая, психолого-педагогическая литература в области современного состояния формирования познавательной активности;

2) выделены умения, соотнесенные с содержанием курса информатики основной школы, способствующие формированию познавательной активности при обучении информатике в основной школе;

3) предложены и обоснованы технологии, формы и методы организации образовательного процесса, направленные на эффективное формирование познавательной активности при обучении информатике на основе концепций развивающего обучения и деятельностного подхода с учетом возрастных и психолого-педагогических особенностей учащихся;

4) разработан практикум по решению задач оптимизации, направленный на формирование познавательной активности;

5) апробирована эффективность разработанной методики формирования познавательной активности в курсе информатики основной школы.

В связи с вышесказанным мы можем утверждать, что цель исследования достигнута, задачи исследования решены.

Список литературы

1. Аксенова Н.И. Формирование метапредметных образовательных результатов за счет реализации программы формирования универсальных учебных действий [Текст]/ Н.И. Аксенова // Актуальные задачи педагогики: материалы междунар. науч. конф. (г. Чита, декабрь 2011 г.). - Чита: Издательство Молодой ученый, 2011. - С. 94-100.

2. Андреева Е.В., Босова Л.П., Фалина И.Н. Математические основы информатики. Элективный курс. - М.: Бином, 2005. - 328 с.

3. Бешенков С.А., Алексеева Г.И., Шутикова М.И. Социальные и гуманитарные составляющие информатизации системы образования // Мир образования - образование в мире. - 2008. - № 2. - С. 307-313.

4. Борисенко В.В., Люцарев В.С., Михалев А.А., Михалев А.В., Панкратьев Е.В., Чеповский А.М., Чирский В.Г. Преподавание информатики и математических основ информатики для непрофильных специальностей классических университетов. - М.: Интернет-университет информационных технологий, 2010. - 136 с.

5. Воронкова О. Информатика. Методическая копилка преподавателя. - Ростов - н/Д.: Феникс, 2009. - 320 с.

6. Гераськина И., Тур С. Занимательная информатика на уроках и внеклассных мероприятиях. 2-11 классы. - М.: Планета, 2011. - 176 с.

7. Годочкин Е.Ю. Проблемы преподавания информатики и информационных технологий экономическим специальностям в ВУЗах // Молодой ученый. - 2011. - №11. Т.1. - С. 67-69.

8. Гузеев В.В. Образовательная технология ТОГИС - обучение в глобальных информационных сетях // Школьные технологии. - 2000. - № 5. - С. 243-248; № 6. - с. 159-167.

9. Деев В.Н. Информатика. - М.: Дашков и Ко, 2010. - 160 с.

10. Зеленина Е.Б. Развитие познавательной активности школьников: педагогическая тактика и стратегия реализации ФГОС в основной школе // Учитель приморья. - 2012. - № 5. - С. 5-8.

11. Златопольский Д.М. Занимательная информатика. - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2011. - 424 с.

12. Информатика / под ред. В.В. Трофимова. - М.: Юрайт, 2010. - 912 с.

13. Информатика. Базовый курс / под ред. С.В. Симоновича. - СПб.: Питер, 2013. - 640 с.

14. Информатика: учебный курс / Под ред Г.Н. Хубаева. - Ростов - н/Д.: Феникс, 2010. - 288 с.

15. Колмыкова Е.А. Информатика: Учеб. пособие для студ. сред. проф. образования. - М.: Академия, 2008. - 416 с.

16. Копыл В. Информатика. Весь школьный курс в таблицах. - Минск: Кузьма, 2012. - 224 с.

17. Коротаева Е.В. Педагогика взаимодействий / Урал. гос. пед. унт Екатеринбург, 2000

18. Кошелев М.В. Справочник школьника по информатике. 10-11 классы. - М.: Экзамен, 2008. - 160 с.

19. Красновский Э.А. Активизация учебного познания / Э.А. Красновский II Сов. Педагогика. - 1989, - №5. - С. 10-14.

20. Кузнецов А. Основы общей теории и методики обучения информатике. - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2010. - 208 с.

21. Леднев В.С. Содержание образования: сущность, структура, перспективы. - Спб.: Питер, 2011. - 224 с.

22. М.П. Лапчик, И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер, М.И. Рагулина и др. /под ред. М.П. Лапчика -Теория и методика обучения информатике: учебник / - М.: Издательский центр "Академия", 2008. - 624 с.

23. Макарова Н.В. "Информатика и ИКТ 10-11", учебник, СанктПетербург, "Питер", 2013г.

24. Макарова Н.В., Информатика и ИКТ: Методическое пособие для учителей. Часть 1. Информационная картина мира, 2-е издание, СанктПетербург, "Питер", 2009 год.

25. Макарова Н.В., Программа по информатике и ИКТ (системно-информационная концепция), 2-е издание, Санкт-Петербург, "Питер", 2009 г.

26. Могилев А.В., Пак Н.И., Хеннер Е.К. Информатика. - М.: Академия, 2012. - 848 с.

27. Национальный доклад Российской Федерации на II международном конгрессе ЮНЕСКО "Образование и информатика". Москва, 1996 // Информатика и образование, 1996, № 5.

28. Нелюбов С.А. Инициатива "Наша новая школа" с позиции директора // Идеи и идеалы. - 2010. - № 1 (3), т.2 - С. 36-42.

29. Нурмухамедов Г.М., Соловьева Л.Ф. Информатика. Теоретические основы. Учебное пособие для подготовки к ЕГЭ. - СПб.: БХВ-Петербург, 2013. - 208 с.

30. Огольцова Е.Г. Проблема активизации познавательной деятельности в дидактике высшей школы // Современные проблемы науки и образования. - 2009. - № 3 - С. 162-166.

31. Салманов О.Н. - Математическая экономика с применением Mathcad и Excel. - СПб.: БХВ-Петербург, 2003. - 464 с.

32. Семакин И.Г., Хеннер Е.К., Шестакова Л.В. Информатика. 10-11 классы. Углубленный уровень. Практикум. В 2 частях. Часть 2. - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2013. - 120 с.

33. Трусов А.Ф. Excel 2007 для менеджеров и экономистов: логистические, производственные и оптимизационные расчеты. - СПб.: Питер, 2009. 256 с.

34. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования (10-11 кл.) [Электронный ресурс] Режим доступа: http://минобрнауки.рф/документы/2365.

35. Щукина Г.И. Проблема познавательных интересов в педагогике / Г.И. Щукина. - М.: Просвещение, 1971. - 234 с.

36. http://metodist.lbz.ru/.

37. http://www.metod-kopilka.ru/.

Размещено на Allbest.ru

...

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2025, ООО «Олбест» Все наилучшее для вас