Методические основы курса
В основу работы с учащимися по изучения курса «Математические методы в информатике» положена методика, базирующая на следующих принципах:
1) принцип обучения на высоком уровне трудности;
2) принцип ведущей роли теоретических знаний;
3) принципа концентрированности организации учебного процесса и учебного материала;
4) принцип полифункциональности учебных занятий.
Предполагаемая методика опирается на следующие положения когнитивной психологии:
1) в процессе обучения возникают не знания, умения и навыки, а их психологический эквивалент – когнитивные структуры, то есть схемы, сквозь которые ученик смотрит на мир, видит и воспринимает его;
2) ведущей детерминантой поведения человека является не стимул как таковой, а знание окружающей человека действительности, усвоение которого происходит в процессе психического отражения;
3) из всех способностей человека функция мышления является руководящей, интегрирующая деятельность восприятия, внимания и памяти;
4) для всестороннего развития мышления в содержании обучения кроме материалов, непосредственно усваиваемых учащимися, включаются задания и проблемы теоретического и практического характера, решение которых требует самостоятельного мышления и воображения, многочисленные интеллектуальные операции, творческий подход и настойчивый поиск;
5) для эффективного развития мышления рекомендуется использовать эффект «напряженной потребности».
Для реализации программы целесообразно:
· адаптировать учебный материал соответственно уровню подготовки контингента обучающихся, при этом доступность содержания не должна наносить ущерб его научности;
· при обсуждении задач использовать эвристику – искусство поиска решения, в котором можно пользоваться какими угодно соображениями, нестрогими рассуждениями;
· предельно ориентировать содержание изученного материала на практическое применение;
· уделять большое внимание процессу целеполагания;
· обеспечить условия, необходимые для овладения способами самостоятельного взаимодействия с различными источниками информации настоящего времени;
· использовать разнообразные методы контроля, итоговой формой контроля является участие в смотре Знаний;
· считать критерием эффективности изучения программы повышение интереса к предмету и успешное прохождение экзаменационных испытаний по информатике.
Для практической части необходимо подбирать задачи из действующих учебников информатики 9-11 классов, отмеченные (*), а также задачи повышенной трудности (из части B: B1, B2, B7, B8). Для развития мотивации к изучению курса следует подбирать (заимствовать) задачи из материалов вступительных экзаменов в учебные учреждения, не участвующие в эксперименте по внедрению ЕГЭ, либо с некоторыми изменениями в них, такими, чтобы задачи непосредственно примыкали к задачам вступительных экзаменов и по содержанию, и по уровню трудности. С другой стороны, содержание вступительных экзаменов, уровень трудности предлагаемых задач достаточно неопределенны, и поэтому решение этих более сложных задач позволит построить процесс диагностики для создания 10 класса математического профиля и, кроме этого, создаст «запас прочности» на будущее.
На заключительном занятии элективного курса можно провести конференцию учащихся с подведением итогов решения задач и предоставлением каждым слушателем своей папки с решенными в ней задачами, заинтересовавшими их (за одно занятие в папку должно отбираться не менее двух задач). Составление папки с задачами способствует закреплению и систематизации знаний учащихся. В будущем она может пригодиться при подготовке к выпускным и вступительным экзаменам.
По окончании курса учащиеся должны овладеть специальными компетенциями.
Модуль 1: Понятие информации.
Учащиеся должны знать:
- три философские концепции информации;
- понятие «информации» в частных науках: нейрофизиологии, генетики, кибернетики, теории информации;
- виды и свойства информации;
- носители информации;
- пределы чувствительности и разрешающей способности органов чувств;
- что такое язык представления информации;
- классификации информационных процессов.
Учащиеся должны уметь:
- приводить примеры получения, передачи и обработки информации в деятельности человека, живой природе, обществе и технике;
- комментировать свойства информации;
- выбирать способ представления информации в соответствии с поставленной задачей.
Модуль 2: Измерение информации.
Учащиеся должны знать:
- сущность содержательного (вероятностного) и алфавитного подхода к измерению информации;
- определение бита с позиции содержательного подхода;
- определение бита с позиции алфавитного подхода;
- связь между размером алфавита и информационным весом символа (при допущении равной вероятности появлении символов);
- связь между размером алфавита и информационным весом символа (при допущении не равной вероятности появлении символов).
Учащиеся должны уметь:
- решать задачи на измерении информации, заключенной в тексте с позиции алфавитного подхода (при допущении равной вероятности появлении символов);
- решать задачи на измерении информации, заключенной в сообщении с позиции содержательного (вероятностного) подхода (при допущении не равной вероятности появлении символов);
- выполнять пересчет количества информации в разных единицах;
- решать задачи на скорость передачи информации от источника к приемнику.
Модуль 3: Кодирование информации.
Учащиеся должны знать:
- понятие «кодирование» и «декодирование» информации;
- примеры технических систем кодирования информации: азбука Морзе, телеграфный код Бодо;
- понятие «шифрование» и «дешифрование»;
- основные понятия комбинаторики: размещение, перестановки, сочетания.
Учащиеся должны уметь:
- применять таблицы соответствия при кодировании и декодировании информации;
- решать задачи на размещения с повторениями;
Модуль 4: Представление информации.
Учащиеся должны знать:
- основные принципы представления данных в памяти компьютера;
- представление целых чисел;
- диапазоны представления целых чисел без знака и со знаком;
- принципы представления вещественных чисел;
- представление текста;
- различные кодировки текста;
- представление изображения: цветовые модели;
- в чем различия растровой и векторной графики;
- дискретное представление звука.
Учащиеся должны уметь:
- получать внутреннее представление целых и вещественных чисел в памяти компьютера;
- вычислять размеры цветовой палитры по значению битовой глубины цвета;
- вычислять размер аудиофайла;
- вычислять длительность звучания файла, при его определенном объеме.
При изучении элективного курса применяются следующие методы обучения:
- репродуктивный;
- наглядно-иллюстративный;
- частично-поисковый;
- практический.
Репродуктивный метод используется при изучении основных подходов к определению понятия «информация»; при определении понятий: кодирование, декодирование, язык, единицы измерения информации, комбинаторика; при изучении основных принципов представления данных в памяти компьютера.
Наглядно-иллюстративный метод используется на этапе мотивации с целью актуализации знаний; при закреплении усвоения трех видов информации (работа с презентацией), при проведении эксперимента на пределы чувствительности и разрешающей способности органов чувств; при изучении процессов кодирования и декодирования; при изучении представления графической и звуковой информации; при проверке заданий на этапах рефлексии. Данный метод позволяет поддерживать мотивацию на всех этапах занятия.
Частично-поисковый метод используется при выполнении тестовых заданий; при выборе кодировки для представления текстовой информации; при подготовки к выступлениям на конференции. Это позволяет ребятам осуществлять поиск информации согласно условию поставленной учебной задачи.
Практический метод применяется при выполнении заданий на протяжении всех занятий, что позволяет учащимся отрабатывать приемы работы с разными видами информации, а мне – осуществлять индивидуальную помощь и обратную связь.
Используемые приемы обучения:
- эмоциональный настрой учащихся как на изучение элективного курса в целом, так и на каждый урок с целью установления контакта;
- беседа с целью мотивации и выхода на тему, постановка учебной задачи и ТБ.
- Работа с опорной картой, таблицей, формулой с целью получения новой информации о способах деятельности;
- Дифференциация заданий, что позволило учащимся выбрать индивидуальный темп работы, проявить творчество и личную заинтересованность в рассматриваемых вопросах.
- Тренинг по формированию способов деятельности.
- Тестовые задания, имеющие тип открытых тестовых заданий с выбором ответа из предложенных с целью выявления уровня сформированности знаний по теме и способов деятельности;
- Самоконтроль позволил учащимся оценить себя, а мне – оценить насколько оценка школьников соответствует объективной реальности;
- Рефлексия позволила увидеть настроение ребят, степень удовлетворенности своей работой, отношение к изученному на уроке;
На занятиях используются следующие средства обучения:
- Индивидуальное рабочее место учащегося, оснащенное ПК;
- Презентационное оборудование.
- Музыкальный фон;
- Наглядный материал: компьютерные презентации, таблицы, опорные карты.
- Раздаточный материал: электронная рабочая тетрадь, карточки с тестовым заданием.
Используются разнообразные формы организации учебной деятельности:
- Фронтальная форма – во время мотивационной беседы с целью включения каждого учащегося в образовательный процесс; во время работы с презентацией с целью выбора алгоритма действия; во время рефлексии, что позволило выявить индивидуальные затруднения и осуществить коррекцию;
- Индивидуальная форма – во время ответов учащихся; во время тренинговой деятельности для отработки приемов работы; во время выполнения тестового задания и самоконтроля это дает возможность выявить личные достижения каждого учащегося;
- Работа в малых группах – во время проведения экспериментов, изучения исторических материалов, взаимопроверки работ. Это дает возможность учащимся распределять обязанности, выбирать, быть ведомым или ведущим в группе, а мне наблюдать за ходом работы каждой группы и корректировать.
Учебный процесс строится в рамках равноправного сотрудничества, поэтому учитель выступал в роли координатора совместных учебных действий.