Информационное моделирование - основной метод обучения учащихся компьютерным технологиям.

Моделирование - исследование явлений, процессов или систем объектов путем построения и изучения их моделей - это основной способ научного познания. В информатике данный способ называется вычислительный эксперимент и основывается он на трех основных понятиях: модель - алгоритм - программа.
Использование компьютера при моделировании возможно по трем направлениям:
1. Вычислительное - прямые расчеты по программе.
2. Инструментальное - построение базы знаний, для преобразования ее в алгоритм и программу.
3. Диалоговое - поддержание интерфейса между исследователем и компьютером.

Модель и моделирование с начала становления информатики как учебной дисциплины были одним из основных ее понятий, но их роль и содержательное наполнение с течением времени менялось очень существенно.

Роль моделирования как метода исследования возрастала в связи с увеличением доли абстрактного во всех областях науки.

В первых учебниках информатики и учебных пособиях роль моделей чаще всего сводилась к рассмотрению математических моделей и моделирования как одного из этапов решения задачи на ЭВМ - как этап, предшествующий построению алгоритма. Термины "модель", "моделирование" употреблялись как очевидные, без какого-либо пояснения.

С 90-х г. информатика включена в учебные планы основной школы для 8-9 классов. Тема "Моделирование" нашла отражение в курсе информатики А.Г. Гейна, Е.В. Линецкого и др. В нем не просто использовались модели, но и строились разные модели решения одной и той же задачи, которые сравнивались между собой. Но моделирование не выходило за рамки решения задач на компьютере и построения алгоритма, как самостоятельный объект изучения оно практически не рассматривалось.

А.В. Горячев и А.С. Лесневский выделили 2 основные линии курса информатики:

линию информационно-логических моделей, линию информационных технологий.

С середины 90-х годов тема "Моделирование и формализация" начала определяться как одна из основных в курсе информатики. Ее назначение - выступать связующим компонентом между теоретической и прикладной компонентами обучения. Такой подход нашел отражение в Концепции содержания и структуры обучения информатике в 12 летней школе. В ней, в частности, подчеркивается, что одной из основных общедидактических задач, стоящих перед курсом информатики, является формирование у обучающихся навыков формализации и информационного моделирования [22].

Согласно Концепции обучение информатике в общеобразовательной школе делится на 3 этапа, включающих следующие курсы:

Пропедевтический (1-6 кл.)

Базовый (7-10 кл.)

Профильный (11-12 кл.)

В настоящее время разрабатывается программа для каждой ступени обучения, но моделирование в том или ином виде присутствует во всех существующих программах.

Безусловно, на разных ступенях школы изучение вопросов моделирования должно строится по-разному как в содержательном, так и в методическом планах.

В начальной школе изучение моделирования может проходить через включение отдельных вопросов в разные темы, т.к. цель данного этапа -первоначальное знакомство учащихся с основными понятиями курса.

Базовый курс информатики предусматривает изучение основных вопросов базовой дисциплины информатики и направлено на достижение следующих целей:

освоение системы базовых знаний, отражающих вклад информатики в формирование современной научной картины мира, роль информационных процессов в обществе, биологических и технических системах; овладение умениями применять, анализировать, преобразовывать информационные модели реальных объектов и процессов, используя при этом информационные и коммуникационные технологии (ИКТ), в том числе при изучении других школьных дисциплин; развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей путем освоения и использования методов информатики и средств ИКТ при изучении различных учебных предметов; воспитание ответственного отношения к соблюдению эстетических и правовых норм информационной деятельности;

приобретение опыта использования информационных технологий в индивидуальной и коллективной учебной и познавательной деятельности, в том числе проектной деятельности.

С другой стороны, базовый курс призван заложить основу, как для последующего развития информатики, так и для успешной работы с различными информационными моделями на других учебных предметах.

В существующем обязательном минимуме содержания образования вопросы, относящиеся к моделированию сведены в содержательную линию "Моделирование и формализация". Она определена следующим перечнем понятий: моделирование как метод познания, формализация, материальные и информационные модели, информационное моделирование, основные типы информационных моделей [22]

Дальнейшее развитие содержания стандарта общего(среднего) образования по информатике и информационным технологиям приводит к формированию нового обязательного минимумасодержания образования и формированию новых содержательных линий.

Содержательные линии базового уровня информатики и информационных технологий включает в себя:

Информационные модели и системы.

Компьютер как средство автоматизации информационных процессов.

средства и технологии создания и преобразования информационных объектов.

Средства и технологии обмена информацией с помощью компьютерных сетей (сетевые технологии).

Основы социальной информатики.

Требования к уровню подготовки выпускников, в результате изучения информатики и информационных технологий на базовом уровне. Ученик должен Знать/понимать

основные технологии создания, редактирования, оформления, сохранения, передачи информационных объектов различного типа с помощью современных программных средств информационных и коммуникационных технологий;

назначение и виды информационных моделей, описывающих реальные объекты и процессы; назначение и функции операционных систем;

Уметь оперировать различными видами информационных объектов, в том числе с помощью компьютера, соотносить полученные результаты с реальными объектами;

распознавать и описывать информационные процессы в социальных, биологических и технических системах; использовать готовые информационные модели, оценивать их соответствие реальному объекту и целям моделирования; оценивать достоверность информации, сопоставляя различные источники; иллюстрировать учебные работы с использованием средств информационных технологий; создавать информационные объекты сложной структуры, в том числе гипертекстовые документы;

просматривать, создавать, редактировать, сохранять записи в базах данных, получать необходимую информацию по запросу пользователя; наглядно представлять числовые показатели и динамику их изменения с помощью программ деловой графики;

соблюдать правила техники безопасности и гигиенические рекомендации при использовании средств ИКТ; использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для: эффективного применения информационных образовательных ресурсов в учебной деятельности, в том числе самообразовании; ориентации в информационном пространстве, работы с распространенными автоматизированными информационными системами; автоматизации коммуникационной деятельности; соблюдения этических и правовых норм при работе с информацией; эффективной организации индивидуального информационного пространства.

 

§13.2. Модель образования с использованием компью­тера.

 

 

Согласно образовательному стандарту - методика обучения должна быть дифференцированной с учетом возможностей и способностей

школьников и направлена не столь на заучивание, сколько на организацию самостоятельной практической и творческой деятельности школьников

по применению изучаемого материала.

Использование компьютерных моделей (один из центральных элементов ЦОР на уроках), в демонстрационном варианте при объяснении

нового материала или при решении задач помогает учащимся повысить интерес и мотивацию к изучению предмета.

При индивидуальной работе учащиеся с большим интересом работают с предложенными моделями, пробуют все регулировки, как

правило, не особенно вникая в содержание происходящего на экране. Как показывает практический опыт, обычному школьнику конкретная

модель может быть интересна в течение 3-5 минут, а затем неизбежно возникает вопрос: А что делать дальше?

Чтобы урок в компьютерном классе был не только интересен по форме, но и давал максимальный учебный эффект, учителю необходимо

заранее подготовить план работы с изучаемым материалом, компьютерной моделью, сформулировать вопросы и задачи, согласованные с

функциональными возможностями модели. Предупредить учащихся, что им в конце урока будет необходимо ответить на вопросы или написать

небольшой отчёт о проделанной работе. Идеальным является вариант, при котором учитель в начале урока раздаёт учащимся индивидуальные

задания в распечатанном виде.

В учебной деятельности учащимся при работе с компьютерными моделями можно предложить следующие виды заданий:

1. Ознакомительное задание. Это задание предназначено для того, чтобы помочь учащемуся понять назначение модели и освоить её

регулировки. Задание содержит инструкции по управлению моделью и контрольные вопросы.

2. Компьютерные эксперименты. После того, как компьютерная модель освоена, имеет смысл предложить учащимся 1-2 эксперимента. Такие

эксперименты позволяют учащимся глубже вникнуть в смысл происходящего на экране.

3. Экспериментальные задачи. Далее можно предложить учащимся экспериментальные задачи, то есть задачи, для решения которых

необходимо продумать и поставить соответствующий компьютерный эксперимент. Как правило, учащиеся с особым энтузиазмом берутся за

решение таких задач. Несмотря на кажущуюся простоту, такие задачи очень полезны, так как позволяют учащимся увидеть живую связь

компьютерного эксперимента и изучаемых явлений.

4. Расчётные задачи с последующей компьютерной проверкой. На данном этапе учащимся уже можно предложить 2-3 задачи, которые

вначале необходимо решить без использования компьютера, а затем проверить полученный ответ, поставив компьютерный эксперимент. При

составлении таких задач необходимо учитывать как функциональные возможности модели, так и диапазоны изменения числовых параметров.

Следует отметить, что, если эти задачи решаются в компьютерном классе, то время, отведённое на решение любой из задач, не должно превышать

5-8 минут. В противном случае, использование компьютера становится малоэффективным. Задачи, требующие более длительного времени для

решения, имеет смысл предложить учащимся для предварительной подготовки в виде домашнего задания или обсудить эти задачи на обычном

уроке, и только после этого использовать их в компьютерном классе.

5. Неоднозначные задачи. В рамках этого задания учащимся необходимо решить задачу (такие задачи имеют множество решений), а затем

поставить компьютерный эксперимент.

6. Творческие задания. В рамках данного задания учащемуся предлагается составить одну или несколько задач, самостоятельно решить их (в

классе или дома), а затем, используя компьютерную модель, проверить правильность полученных результатов. На первых порах это могут быть

задачи, составленные по типу решённых на уроке, а затем и нового типа, если модель это позволяет.

7. Исследовательские задания. Наиболее способным учащимся можно предложить исследовательское задание, то есть задание, в ходе

выполнения которого им необходимо спланировать и провести ряд компьютерных экспериментов, которые бы позволили подтвердить или

опровергнуть определённые закономерности. Самым сильным ученикам можно

предложить самостоятельно

сформулировать такие

закономерности. Но в сложных случаях, учащимся можно помочь в составлении плана необходимых экспериментов.

8. Проблемные задания. С помощью ряда моделей можно продемонстрировать, так называемые, проблемные ситуации, то есть ситуации,

которые приводят учащихся к кажущемуся или реальному противоречию, а затем предложить им разобраться в причинах таких ситуаций с

использованием компьютерной модели.

9. Качественные задачи. Некоторые модели вполне можно использовать и при решении качественных задач. Такие задачи или вопросы, конечно,

лучше сформулировать, поработав с моделью заранее.

При регулярной работе с компьютерным курсом из придуманных заданий имеет смысл составить компьютерные лабораторные работы, в

которых вопросы и задачи были расположены по мере увеличения их сложности. Это занятие достаточно трудоёмкое, но именно такие работы

дают наибольший учебный эффект.

 

 

Сетевые ИР.

 

Наше время – это время несущихся вперед на невероятной скорости автомобилей, одноразовых подгузников и, конечно же, безграничных просторов информации, которая постоянно обновляется, как нам удается составить мнение хотя бы о той малой толике информации, которая поступает к нам через газеты, журналы, книги, теле- и радиотрансляции? Как обобщить и, одновременно с этим, усвоить все те новшества, которые постоянно появляются в образовательной и научной сферах, как не заблудиться в море названий и ссылок на ту или иную литературу? Знать все невозможно, но вот знать, где можно взять информацию по любому интересующему вас вопросу – это уже кое-что, даже не так… это все! Ведь важно не то, знаете ли вы, кем был Юлий Цезарь, а то, насколько вы можете поручиться, что эта информация доступна вам, что вы сможете ее найти и предоставить по первому требованию. Что же поможет вам в решении этой нелегкой задачи? Я могу предложить один из самых легких и, в то же время, самых компетентных путей – использовать Интернет. Ведь пользоваться Интернет – значит пользоваться сотнями тысяч печатных изданий на всей планете, быть в курсе последних событий и новинок в любой области, иметь полную и достоверную информацию по любому вопросу и возможность проконсультироваться у людей знающих.

Развитие сферы сетевых услуг привело к мас­совому появлению серверов, ориентированных на предоставлении информации по определён­ной тематике. Появились, например, информа­ционные центры в крупных зарубежных библио­теках, которые перевели большую часть своих фондов в электронный формат и продолжают оперативно вносить в эти архивы новые поступ­ления. Это особенно ценно для наших читате­лей, т.к. многие отечественные библиотеки вла­чат жалкое существование. Но библиотечное де­ло - только капля в информационном океане. Перечень услуг, предоставляемых серверами In­ternet, достигает нескольких тысяч наименова­ний. С международными источниками вы може­те познакомиться по книге Х.Хана «Желтые страницы Internet»[1]. В книге А.Сигалова с таким же названием, издан­ной тем же издательством, содержится около 2000 адресов с источниками информации в на­шей стране.

Несколько десятков тысяч компьютерных се­тей, связанных между собой и объединяющих несколько миллионов пользователей, образуют всемирную паутину World Wide Web (сокращён­но WWW). Организационному становлению Web содействовало появление универсальных сетевых навигаторов - браузеров (от англ. browse - пролистывать), таких как Netscape Navigator или Microsoft Internet Explorer. Браузер — это программа, которая запускается на вашем компьютере и обеспечивает работу с сетью Internet. Браузеры обеспечивают доступ к любому пункту сети по 2-разрядному адресу IP, который для удобства разделяют на байтовые компоненты - 192.34.101.23. Так как человеку числовыми адресами пользоваться неудобно, то в навигаторах адрес источника информации за­даётся символьным кодом URL (Uniform Re­source Locator), по которому сама сеть Internet осуществляет поиск адреса IP. В частности, со­кращение http происходит от HyperText Trans­mission Protocol - протокол передачи гипертек­стовых документов.

Для подробного знакомства с услугами In­ternet, спецификой подключения к сети и тех­нологией поиска нужной информации можно рекомендовать книгу С.Карпенко и И.Шишигина «Internet в вопросах и ответах».

Пользователи Internet получают информацию в виде гипертекста, являющегося основным способом представления данных. Термин Гипер­текст, применяемый в последнее время в со­четании с прилагательным мультимедийный, означает документ, содержащий текстовые, звуковые и изобразительные фрагменты. Осо­бенностью такого документа является наличие выделенных ключевых слов, всякого рода кно­почек и иконок, щелчки по которым воспроиз­водят соответствующие фрагменты, которые мо­гут и не входить в состав данного документа, а находиться в памяти другого компьютера. Вы­деленные поля, активизация которых вызывает отображение следующих кадров, представлены в гипертекстовом документе ссылками на соот­ветствующий фрагмент в пределах файловой системы данного компьютера или адресами URL для вызова недостающих компонентов из сети. Идеи гипертекста в том или ином виде присут­ствуют в различных справочных системах, в частности в системе помощи Windows всех вер­сий (Help-система). Для описания гипертексто­вых документов в Internet используется специ­альный язык HTML - HyperText Markup Lan­guage. Таким образом, можно сказать, что гипертекст - это многостраничная информация различного вида, связанная в различных стра­ницах многочисленными ссылками.

Несмотря на то, что современные навигаторы «понимают» наиболее распространённые протоколы, в сетях постоянно возникают новые изо­бразительные средства. Навигаторы начинают разбухать, но угнаться за валом этих нововве­дений они не могут. Поэтому в 1994 возникла идея создания алгоритмического языка интер­претирующего типа, на котором можно было бы писать «проигрыватель» документа любого фор­мата. Так в мае 1995 в компании Sun Microsys­tems появился язык Java, интерпретаторы с которого были реализованы на большинстве вы­числительных платформ сети Internet. На этом языке пишутся приложения для Internet - апплеты, которые могут исполняться на любом компьютере, снабжённом Java-интерпретато­ром.

В настоящее время Internet не является отдельной сетью – на самом деле это сообщество сетей (именно поэтому Internet называют "сетью сетей"), в которое сейчас входит более 2 миллионов компьютеров во всем мире. И если вы подключены к сети, являющейся частью Internet, то вы имеете доступ к ресурсам любого из них. Internet - не говоря уже о том, что его появление ознаменовало новую эпоху в развитии коммуникации - позволяет человеку расширить свои познания в любой, даже самой немыслимой, сфере деятельности или исследований. А так как развитию Internet, с одной стороны, способствовали коммерческие организации, фирмы, использующие Сеть для обмена деловой информации и публикации рекламы, а с другой - студенты, помещающие на всеобщее обозрение множество материалов развлекательного характера, то здесь много полезного для себя найдут все – от бизнесменов до любителей со вкусом отдохнуть.

Спектр услуг в Internet к настоящему времени стал просто необозрим, поэтому начнем с самых известных и доступных.

Один из видов информационных услуг, которые предоставляют компьютерные сети, — электрон­ная почта (E-mail). В этом случае оба абонента — отправитель и получатель — имеют дело с посред­никами (провайдерами), выполняющими функ­ции местных отделений почтовой связи. Сервер посредника включен постоянно и на его винче­стере официально зарегистрированным абонен­там выделены «почтовые ящики» для временно­го хранения входящей и исходящей переписки.

Для обеспечения функционирования локальной сети часто выделяется специальный компьютер — сервер, или несколько таких компьютеров. На дисках серверов располагаются совместно ис­пользуемые программы, базы данных и т.д. Остальные компьютеры локальной сети часто называются рабочими, станциями. На тех рабо­чих станциях, где требуется обрабатывать только данные на сервере (например, вводить сведения в совместно используемую базу данных о заказах и продажах), часто для экономии (или по соображениям безо­пасности) не устанавливают жестких дисков. В сетях, состоящих бо­лее чем из 20-25 компьютеров, наличие сервера обязательно — иначе, как правило, производительность сети будет неудовлетворительной. Сервер необходим и при совместной интенсивной работе с какой-либо базой данных.

Иногда серверам назначается определенная специализация (хранение данных, программ, обеспечение модемной и факсимильной связи, вывод на печать и т.д.). Серверы, как правило, не используются в качестве рабочих мест пользователей. Серверы, обеспечивающие работу с ценными данными, часто размещаются в изолированном по­мещении, доступ в которое имеют только специально уполномоченные люди (как в банковское хранилище).

 

программное обеспечение. Операционные системы Windows for Workgroups, Windows 95, Windows NT Workstation имеют встроенные возможности по организации локальных сетей без выделенного серве­ра (часто такие сети называются одноранговыми, поскольку в них все компьютеры равноправны). Так что при использовании этих ОС ника­кое дополнительное программное обеспечение не требуется. А в ло­кальных сетях с выделенным сервером на сервере используются спе­циальные операционные системы — Novell NetWare, Windows NT Server и др., — обеспечивающие надежную и эффективную обработку многих запросов от рабочих мест пользователей. На рабочих станциях такой локальной сети может использоваться любая операционная система, например DOS, Windows и т.д., и должен быть запущен про­граммный драйвер, обеспечивающий доступ к локальной сети.

Другой вид информационных сетевых услуг под названием «телеконференции» напоминает подписку на электронную газету, в которой появляются сведения по определенной темати­ке — новости, заметки, ответы на вопросы, отклики на предшествующие публикации и т.п. Авторами этой весьма разнообразной и сверх­оперативной информации являются сами поль­зователи сети, объединённые общими интереса­ми. Многие провайдеры предоставляют своим абонентам перечень конференций, в которых можно участвовать за умеренную плату. При этом вы будете регулярно получать электронные письма с заголовками статей по соответствую­щей тематике. Заголовки сопровождаются иден­тификационными номерами, объёмом статьи и, иногда, краткой аннотацией в 1-2 строки. За дополнительную плату, пропорциональную размеру статьи, вы можете заказать нужную публикацию. Только делать это нужно оператив­но, т.к. сервер хранит содержимое очередного выпуска порядка 10 дней.

Телеконференции по оформлению и способу работы очень похожи на электронную почту с тем лишь отличием, что ваше письмо может прочитать огромное количество людей, а в свою очередь сможете поинтересоваться тем, что пишут вам совершенно незнакомые люди. Конференции подразделяются по темам, название конференции состоит из нескольких слов, разделенных точками, каждое последующее из которых сужает тему.

На сегодняшний день это наиболее продвинутый и интересный ресурс - гипертекстовая система навигации в Internet. От обычного гипертекста WWW отличается главным образом тем, что позволяет устанавливать ссылки не только на соседний файл, но и на файл, находящийся на компьютере в другом полушарии Земли. От вас же не требуется никаких усилий - компьютер установит связь самостоятельно.

В WWW, как и в Gopher, к ресурсам можно обращаться, непосредственно указывая их адрес. В этом случае приходится сталкиваться с сокращением URL - Uniform Resourse Locator, универсальный способ обозначения ресурса Internet. Обозначение URL состоит из двух частей: первая указывает тип связи, который следует установить с нужным вам источником, вторая - имя требуемого сервера. Типы связи соответствуют стандартным услугам Internet.

 

123456Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: