Исследовательская деятельность на уроках информатики Педагогический проект по теме : « Моделирование физических процессов » Проект разработан учителем информатики МОУ СОШ 30, г. Тамбова Забавниковой Е. А.

Актуальность : Изменившиеся социально - экономические условия в стране изменили структуру и содержание учебных дисциплин. Школа на современном этапе развития общества должна не только давать учащимся определенный объем знаний, но и подготовить их к тому, чтобы в будущем они умели решать самые разнообразные задачи. На современном этапе развития образования актуальной становится задача воспитания думающего человека, способного ориентироваться в меняющихся условиях, потоке информации, готового к творческому поиску. Поэтому, именно в школе должны быть заложены основы формирования личности с новым образом мышления. Одним из средств достижения этого может стать формирование у учащихся приемов исследовательской деятельности в процессе овладения знаниями. Научная деятельность учащихся отличается от деятельности взрослых в области науки. Цель научного познания – получение новых для человечества знаний, а цель научной деятельности учащихся – это научиться проводить само научное исследование и получить новое знание для себя. Важно научить ребенка думать и формулировать собственные выводы, высказывать свои предположения.

Компоненты исследовательской деятельности : Планируя проведение научного исследования нужно помнить о его методологических характеристиках - актуальности, целях, задачах, методах, теоретических основаниях и т. д. Рассмотрим краткое описание этих компонентов. 1. Проблема – вопрос или комплекс вопросов, требующих решения. 2. Актуальность – почему важно изучать этот вопрос именно сейчас, сегодня, в настоящее время. 3. Цель – запланированный результат. 4. Задачи – что нужно сделать, чтобы цель была достигнута. 5. Методы – как решать задачи, проводить исследование. 6. Гипотеза – предположение, требующее доказательств. 7. Теоретические основания – теории, в рамках которых проводится исследование. 8. Объект – что исследуется. 9. Предмет – как, в каком аспекте исследуется объект.

Проблема : определение эффективных путей реализации возможностей преподавания информатики в средней школе в формировании приемов исследовательской деятельности учащихся.

Гипотеза : формирование приемов исследовательской деятельности у школьников будет протекать эффективно, если : - учителем рассмотрены все компоненты исследовательской деятельности, постоянно осуществляется диагностика уровня сформированности приемов исследовательской деятельности ; - определены основные этапы моделирования, необходимые в исследовательской деятельности учащихся по информатике с использованием компьютеров ; - выделены ошибки и трудности при организации исследовательской деятельности учащихся.

Объект исследования : учебно - исследовательский процесс на уроках информатики Предмет исследования : процесс формирования у учащихся приемов исследовательской деятельности в процессе обучения темы : « Моделирование и формализация »

Раздел программы : Моделирование и формализация Тема проекта : Моделирование движения тела под действием силы тяжести с помощью электронных таблиц.

Основополагающий вопрос : Зачем создавать модель ? То, что мы знаем – ограничено, а то, что мы не знаем – бесконечно. П. Лаплас

Цель проекта : формирование умения строить компьютерные модели на основе реальных ситуаций ; формирование навыков самостоятельной исследовательской деятельности школьников.

Задачи проекта : расширить знания учащихся по теме « Моделирование и формализация »; показать возможность учащимся в практическом применении электронных таблиц в моделировании физических процессов ; научить исследовать зависимость параметров объекта от исходных данных ; развивать умение анализировать факты и формулировать цели моделирования ; научить строить информационную модель в табличной форме детально описывая объекты, параметры и действия, выявленные при формализации задачи ; научить проводить тестирование и анализ компьютерной модели ; умение видеть в числах реальный объект или процесс ; рассмотреть взаимосвязь предметов математического цикла ; развивать навыки самостоятельной исследовательской деятельности ; воспитывать коммуникативные качества учащихся при работе в группе.

Оборудование : компьютерный класс, оснащенный современной техникой и лицензионным программным обеспечением. На компьютерах должен быть установлен пакет Microsoft Office. Участники : учащиеся 11 класса. Информационные ресурсы : учебник информатики, учебник физики 10 класса, периодические издания, Интернет - ресурсы.

План учебного проекта. 1.Формулирование учебной и творческой темы проекта. (1 урок ) 2.Вводная беседа. Формулирование задач для исследования. (1 урок ) 3.Формирование групп для проведения проекта, выдвижение гипотез решения проблемы ( формулировка целей моделирования, формализация задачи, построение информационной модели ). (1 урок ) 4.Обсуждение плана работы учащихся индивидуально или в группе. (2 урок ) 5.Обсуждение со школьниками возможных источников информации, вопросов защиты авторских прав. (2 урок ) 6.Знакомство учащихся с критериями оценивания их исследовательских задач. (2 урок ) 7.Самостоятельная работа учащихся по обсуждению задания каждого в группе. (3 урок ) 8.Самостоятельная работа групп по выполнению заданий. (3, 4 урок ) 9.Подготовка школьниками презентаций по отчету о проделанной работе.(5 урок ) 10.Защита полученных результатов и выводов. (6 урок ) 11.Оценивание результатов проекта школьниками и учителями физики и информатики. (6 урок )

Темы проектов. 1. Поражение цели. 2. Движение парашютиста. 3. Попадание в кольцо баскетболистом. 4. Спасение утопающего. 5. Акробаты.

Темы проектов : 1. Поражение цели. Мальчики играют в бадминтон. Порыв ветра подхватил волан и отнес его на ветви дерева. Предстоит нелегкая задача – достать волан. Наиболее часто волан пытаются сбить камнем. Необходимо подобрать начальные значения скорости и угла бросания так, чтобы брошенное тело попало в цель. При расчетах учесть следующие условия : точность попадания связана с размером волана и равна =3,5 см ; цель неподвижна, координаты цели х ц и у ц.

Темы проектов : 2. Движение парашютиста. Парашютист при падении на землю испытывает действие силы тяжести и силы сопротивления воздуха. Экспериментально установлено, что сила сопротивления зависит от скорости движения : чем больше скорость, тем больше сила. При движении в воздухе эта сила пропорциональна квадрату скорости с некоторым коэффициентом сопротивления k, который зависит от конструкции парашюта и веса человека R сопр =kV 2. Каково должно быть значение этого коэффициента, чтобы парашютист приземлился на землю со скоростью не более 8 м / с, не представляющей опасности для здоровья ?

Темы проектов : 3. Баскетболист. Рассчитайте с какой с какой начальной скоростью и под каким углом можно бросить баскетбольный мяч, чтобы попасть в кольцо. При расчетах учесть следующие условия : начальная скорость мяча при броске может изменяться в пределах до 15 м / сек ; координаты кольца у =3 м, х =0,5 7 м ; точность попадания связана с диаметром кольца и равна =20 см ; мяч должен попасть в кольцо « навесом », то есть после прохода наивысшей точки подъема.

Темы проектов : 4. Спасение утопающего. С какой скоростью и под каким углом надо бросить с борта спасательного судна круг утопающему ? При расчетах учесть следующие условия : начальная скорость может изменяться в пределах до 10 м / сек ; расстояние утопающего от корабля ; точность попадания равна =0,5 м ; угол бросания может быть отрицательным ; высоту борта корабля над уровнем моря.

Темы проектов : 5. Акробаты. Многие видели в цирке такой акробатический номер. Один акробат встает на прыжковую доску с одной стороны, второй прыгает на другой конец. С какой начальной скоростью и под каким углом должен взлететь вверх первый акробат, чтобы опуститься точно на плечи третьего участника номера ? При расчетах учесть следующие условия : начальная скорость может изменяться в пределах до 10 м / сек ; высоту и удаление третьего акробата ; точность попадания равна =0,1 м.

Литература : 1. Информатика и ИКТ. Базовый уровень : учебник 11 класс / Н. Д. Угринович. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, Информатика и ИКТ. Учебник 8-9 класс / Под ред. Проф. Н. В. Макаровой. – СПб.: Питер, Информатика. Базовый курс. Практикум - задачник по моделированию./ Под ред. Н. В. Макаровой. – СПб.: Питер, Исследовательская работа школьников. Научно - методический и информационно - публицистический журнал. Редакция « Народное образование ». Изд. 4 раза в год. Подписной индекс – Леонтович А. В. Исследовательская деятельность как способ формирования мировоззрения. // Народное образование, 10, Леонтович А. В. Исследовательская деятельность учащихся : Сборник статей. М., МГДД ( Ю ) Т, с., библ Обухов А. С. Исследовательская деятельность как способ формирования мировоззрения. // Народное образование, 10, 1999.

Интернет - ресурсы по проблемам исследовательской деятельности Портал исследовательской деятельности учащихся при участии : Дома научно - технического творчества молодежи МГДД ( Ю ) Т, Лицея 1553 " Лицея на Донской ", Представительства корпорации Intel в России, " Физтех - центра " Московского физико - технического института. Публикуются статьи по методологии, методике и практике исследовательской деятельности учащихся ученых и педагогов из Москвы и других городов России, исследовательские работы школьников, организованы сетевые проекты, даются ссылки на другие Интернет - ресурсы. - сайт Всероссийского Конкурса юношеских исследовательских работ им. В. И. Вернадского. Русская и английская версии. Публикуются нормативные документы по конкурсу, рекомендации по участию в нем, детские исследовательские работы. Организована система on-line представления работ на конкурс, каждый посетитель сайта может написать отзыв или рецензию на заинтересовавшую работу. сайт журнала « Исследовательская работа школьника ». Публикуются основные материалы проекта, избранные тексты, информация по подписке. сайт - обзор исследовательских и научно - практических юношеских конференций, семинаров конкурсов и пр. Организовано on-line размещение нормативных документов по конкурсам от всех желающих. - сайт подписки на рассылку новостей и информации по разнообразным проблемам и мероприятиям в рамках работы системы исследовательской деятельности учащихся.