Целью обучения теме «Моделирование и формализация» являются следующие аспекты:
· сформировать представление о подходах к классификации моделей;
· сформировать представление о разновидностях информационных моделей в зависимости от формы представления;
· выработать ориентировочную основу действий учащихся при проведении моделирования;
· познакомить учащихся с кругом задач, для которых можно проводить моделирование в прикладных программных средах;
· закрепить умения работы в прикладных программных средах.
Закончив изучение раздела, 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 в учебнике 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 для физических, биологических, экономических процессов и исследовать их на компьютере,
· проводить компьютерные вычислительные эксперименты,
· приводить примеры моделей, относящихся к определенному классу,
· приводить примеры информационных моделей, относя их к определенному подклассу,
· проводить формализацию задач;
· моделировать в среде текстового процессора,
· моделировать в среде графического редактора,
· моделировать в среде табличного процессора,
· моделировать в среде системы управления базой данных [18].
Однако все вышеперечисленные знания и умения скорее можно отнести к учащимся средней и старшей школы. В то время как изучению данной линии в младшей школе практически не отводится внимания, хотя такие понятия, как модель, объект и другие присутствуют в учебниках информатики для начальной школы. Поэтому мы хотим рассмотреть требования к учебным заданиям для младшего школьного возраста, предложить разработанную именно для начальной школы систему заданий, которая способствовала бы лучшему усвоению линии «Моделирование и формализация» и мотивации учащихся к изучению предмета.
Выводы к I главе
Изучение содержательно-методической линии «Моделирование и формализация» в курсе информатики в начальной школе очень важно, так как именно данная линия помогает учителю формировать мировоззрение младшего школьника. Несмотря на то, что разработка методики преподавания данной линии для начальной школы еще не завершена, на уроках информатики идет активное внедрение основных понятий и терминов по теме «Моделирование и формализация».
При организации учебного процесса не стоит забывать про возрастные особенности младшего школьного возраста, а так же и про эффективные формы организации учебной деятельности. Учитель должен помнить, что возможности памяти младшего школьника очень велики, безошибочно запоминается материал интересный, конкретный, яркий. Поэтому на уроках информатики кроме традиционных форм деятельности таких, как рассказ, объяснение, беседа и другие, следует использовать нетрадиционные формы учебной деятельности. Наиболее эффективной нетрадиционной формой учебной деятельности младших школьников по праву считается дидактическая игра. Именно она является ценным средством воспитания умственной активности детей, она активизирует психические процессы, вызывает у учащихся живой интерес к процессу познания. В ней дети охотно преодолевают значительные трудности, тренируют свои силы, развивают способности и умения [8].
Изучение темы «Моделирование и формализация» оказывает существенное влияние на формирование информационной культуры младших школьников, помогает организовать межпредметные связи, позволяет учащимся провести исследовательскую работу, выполнить анализ полученных результатов, оценить точность модели, быть активными участниками учебного процесса, получить удовольствие от выполненного исследования.
Таким образом, в полной мере реализовать развитие младших школьников помогает такая важная содержательная линия в курсе информатики, как линия «Моделирование и формализация». Уроки, ориентированные на моделирование, выполняют развивающую, общеобразовательную функцию, поскольку при их изучении учащиеся продолжают знакомство еще с одним методом познания окружающей действительности – методом компьютерного моделирования.
Поэтому необходимо сформулировать требования к заданиям для младшего школьного возраста, представить систему заданий по теме «Моделирование и формализация», и показать, как, используя эту систему заданий, можно добиться высоких результатов обучения по данной содержательной линии.
Глава II. Методические рекомендации по формированию заданий при организации деятельности учащихся при изучении темы «Моделирование и формализация»
§ 1. Требования к заданиям для младшего школьного возраста по теме «Моделирование и формализация»
Содержательная линия "Моделирование и формализация" - это одна из перспективных, динамично развивающихся и важнейших содержательно-методических линий курса информатики, формирующая системно-информационную картину мира в сознании учащихся, так как именно она позволяет осознанно выделять в окружающей нас действительности отдельные объекты, видеть отношения между этими объектами, выделять существенные признаки объектов, классифицировать их и объединять в множества, строить схемы и "видеть" внутреннюю структуру объекта, представлять одни объекты посредством других с целью их изучения, представления, изготовления или использования. Особое внимание при изучении темы «Моделирование и формализация» следует уделить сущности компьютерного моделирования, выделить его достоинства и недостатки, рассмотреть на конкретных примерах [31].
На изучение линии «Моделирование и формализация» в начальной школе отводится приблизительно 7-10 часов. Ознакомимся с тематическим и поурочным планированием темы «Моделирование и формализация» для начальной школы [8].
Тематическое планирование:
| Раздел | Основные понятия | Количество часов, отводимых на изучение раздела |
| Объект и его характеристики | Виды объектов и их характеристики | 1 |
| Система объектов как единое целое | Система, ее свойство, элементы и их взаимосвязи | 1 |
| Понятие модели. Виды моделей. Моделирование | Функции моделирования как метода познания реального мираВиды и свойства информационных моделей реальных объектов | 3 |
| Компьютерное моделирование | Методы и средства компьютерной реализации информационных моделей | 1 |
| Формализация и моделирование | Повторение изученных понятий | 1 |
Поурочное планирование:
| Раздел | № урока | Тема урока | Краткая характеристика урока |
| Объект и его характеристики | 1 | Объект и его характеристики | Тип урока: введение и закрепление материала. На уроке проводится первичный контроль степени усвоения материала учащимися. Проведение данного урока подводит учащихся к изучению следующей темы |
| Система объектов как единое целое | 2 | Система объектов как единое целое | Тип урока: введение и закрепление материала.Введение и рассмотрение систем, их свойств, элементов и их взаимосвязи, системного анализа, системного эффекта и процесса систематизации. Проведение первичного контроля ЗУН. Пропедевтика изучения темы «Модель объекта» |
| Понятие модели. Виды моделей. Моделирование | 3 | Понятие модели. | Тип урока: введение и закрепление материала.Введение понятий модели, моделирования. Использование моделирования как метода познания реального мира. |
| 4 | Виды моделей. Материальная и воображаемая модели | Тип урока: введение и закрепление материала.Ознакомление учащихся с классификацией моделей по способу представления (материальные, воображаемые, информационные). Подробное рассмотрение материальной и воображаемой моделей | |
| 5 | Виды моделей. Информационная модель | Тип урока: введение и закрепление материала.Закрепление изученных видов моделей (материальная, воображаемая), изучение свойств информационных моделей реальных объектов. | |
| Компьютерное моделирование | 6 | Компьютерное моделирование | Тип урока: закрепление изученного материала.Выполнение практической работы «Моделирование объекта тремя способами – построение воображаемой, материальной и информационной моделей» |
| Формализация и моделирование | 7 | Объекты, их характеристики. Модели, виды моделей, моделирование | Урок заключительного повторения и контрольной проверки знаний, умений и навыков по рассматриваемой теме |
При обучении младших школьников теме «Моделирование и формализация» нужно помнить, что метод моделирования используется при выполнении заданий, требующих замены объекта моделью, что осуществляется в следующих вариантах:
1. Выполнение заданий, результатом которых является получение учащимися моделей различными способами - с помощью видео или фотосъемки, тени, зеркала. Особое внимание при коллективном обсуждении результатов должно быть обращено на гуманное отношение к природе.
2. Выполнение заданий, результатом которых является представление объекта "изнутри", например, "Круговорот воды в природе", "Откуда брать воду?", "Вода в космосе" и другие.