Учебное пособие для проведения практических и лабораторных занятий

2. Ответьте на следующие вопросы:

1. 
   Что представляет собой описательная информационная модель?
   
2. 
   Что представляет собой формализованная модель?
   
3. 
   Что представляет собой компьютерная модель?
   
4. 
   Как проводится анализ полученных результатов и корректировка исследуемой модели.
   

3. Выполните следующие проекты на языке Visual Basic:

1. Проект «Графическое решение уравнения»;

2. Проект «Числовое решение уравнения с заданной точностью»;

3. Проект «Бросание монеты»;

4. Проект «Движение тела, брошенного под углом к горизонту»;

5. Проект «Рост численности популяций».
4. Решите задачи с использованием компьютерных моделей в электронных таблицах:

1. Найти приближенное (графическое) решение уравнения .

2. С заданной точностью методом подбора параметра решить уравнение .
5. Выполните следующее построение с использованием КОМПАС-3D:

1. Дан неразвернутый угол А. Постройте его биссектрису.

2. Постройте треугольник:

1) по двум сторонам и углу между ними;

2) по трем заданным сторонам.
6. Постройте компьютерную модель оптимизации перевозки компьютерного класса на языке Visual Basic.

7. Постройте в электронных таблицах компьютерную модель одноразрядного полусумматора двоичных чисел.

8. Создайте компьютерную модель замкнутой системы управления с автоматической обратной связью.



Лабораторная работа 18. Реализация линии формализации и моделирования в рекомендованных учебниках информатики (компьютерные модели).

Цели:

1. 
   определить сущность и роль базовых понятий, этапы и методы их формирования;
   
2. 
   установить связи между основными понятиями внутри учебного раздела, а также межпредметные связи с изученными ранее понятиями других учебных предметов;
   
3. 
   сформировать навыки построения моделей на компьютере.
   

Программные средства: Табличный редактор.

1. Основные понятия для составления тезауруса:

• 
  прогнозирование;
  
• 
  ранжирование;
  
• 
  моделирование случайных процессов;
  
• 
  семантическая сеть.
  

2. Ответьте на следующие вопросы:

1. Что понимают под реализацией математической модели?

2. Назовите цель создания компьютерной математической модели.

3. Перечислите характерные признаки компьютерной математической модели.
3. Решите следующие задачи динамического моделирования в электронных таблицах:

1. Парашютист прыгает с некоторой высоты и летит, не открывая парашюта; на какой высоте (или через какое время) ему следует открыть парашют, чтобы иметь к моменту приземления безопасную скорость (не большую 10 м/с)?

2. Разработать усовершенствованную модель взлета ракеты, приняв во внимание следующие обстоятельства:

1) при очень высоких скоростях полета описанный выше характер зависимости силы сопротивления от скорости нуждается в уточнении;

2) реальные космические ракеты обычно двух-трехступенчатые, и двигатели разных ступеней имеют разную силу тяги.

3. Найти вид зависимости горизонтальной длины полета тела и максимальной высоты траектории от данного из коэффициентов сопротивления среды, фиксировав все остальные параметры. Представить эту зависимость графически и подобрать подходящую аналитическую формулу, определив ее параметры методом наименьших квадратов.

4. Разработать метод моделирования объемной картины электрического поля, созданного системой зарядов, находящихся в одной плоскости.

5. Разработать метод максимально наглядной иллюстрации на экране компьютера динамики процесса теплопроводности в стержне, используя сочетание различных приемов.
4. Решите следующие задачи статистического и имитационного моделирования в электронных таблицах:

1. Провести моделирование очереди при приведенных значениях параметров. Получить устойчивые характеристики: средние значения ожидания в очереди покупателем и простоя продавца в ожидании прихода покупателей.

2. Провести моделирование при нормальном распределении вероятностей входных событий.

3. На междугородной телефонной станции несколько телефонисток обслуживают общую очередь заказов. Очередной заказ обслуживает та телефонистка, которая первой освободилась. Смоделировать ситуацию, обдумать возникающие проблемы.

4. Одна ткачиха обслуживает несколько станков, осуществляя по мере необходимости краткосрочное вмешательство, длительность которого – случайная величина. Какова вероятность простоя сразу двух станков? Как велико среднее время простоя одного станка?

5. 
   Изучите особенности компьютерного моделирования по учебнику Н.В. Макаровой 10-11.
   

Контрольное задание:
Какие основные понятия необходимо сформировать у учащихся при изучении ССК «Формализация и моделирование»?

• 
  модель, натурные и информационные модели, продукционные модели, математические модели, модели иерархической системы, модели, реализованные в сетевых базах данных;
  
• 
  моделирование как метод познания, модель, натурные и информационные модели, продукционные модели, базы знаний – модель знаний на компьютере;
  
• 
  моделирование как метод познания, формализация, материальные и информационные модели, информационное моделирование, основные типы информационных моделей;
  
• 
  натурные и информационные модели, модели знаний, логические модели, модели реализуемые средствами электронных таблиц, объектно-информационные модели.
  

Раздел 2. Этапы и уровни обучения информатике
Практическая работа 6. Пропедевтический курс информатики.
Цели:

1. 
   изучение целей и содержания пропедевтического курса;
   
2. 
   изучение особенностей форм и методов организации обучения информатике младших школьников.
   

Вопросы для обсуждения:
1. Цели и содержание пропедевтического курса информатики.

2. Действующие, авторские и экспериментальные программы пропедевтического курса, их учебно-методическая поддержка.

3. Особенности форм и методов организации обучения информатике младших школьников (игра, сюрпризные моменты, активизация анализаторов).

4. Информатизация дошкольного образования. Психологические последствия.

5. Психологические, физиологические особенности учащихся начальной школы.

6. Методика применения программных средств для обучения и развития учащихся.

7. Учебные исполнители как средство развития алгоритмического и логического мышления.



Практическая работа 7. Информатика в основной школе.

Цели:

1. 
   изучение целей и содержания базового курса информатики;
   
2. 
   изучение особенностей форм и методов организации обучения базового курса информатики.
   

Вопросы для обсуждения:
1. Цели и содержание базового курса информатики.

2. Программы базового курса, их учебно-методическая поддержка.

3. Особенности уроков информатики на базе классов персональных компьютеров, объединенных в локальную сеть.

4. Портфолио ученика.

5. Особенности предпрофильного обучения.

6. Психологические, физиологические особенности учащихся основной школы.



Практическая работа 8. Информатика в старшей школе.
Цели:

1. 
   изучение целей и содержания профильного курса информатики;
   
2. 
   изучение особенностей форм и методов организации обучения профильного курса информатики.
   

Вопросы для обсуждения:
1. Цели и содержание профильного курса информатики.

2. Продолжение образования в области информатики в старших классах как профильного обучения, дифференцированного по объему и содержанию.

3. Цели и содержание «фундаментальных» и «прикладных» («пользовательских») профильных курсов.

4. Лекции, семинары и лабораторные занятия как основные организационные формы обучения информатике в старших классах.

5. Метод проектов.

6. Программы профильных курсов, их учебно-методическая поддержка.

7. Элективные курсы: структура, содержание, методика преподавания.

8. Психологические, физиологические особенности учащихся старшей школы.

9. Углубленное изучение информатики в профильных курсах «фундаментального» типа.

10. Развитие навыков работы с информационными технологиями в профильных курсах «пользовательского» типа.


Практическая работа 9. Этапы и уровни обучения информатике.
Цели: изучение уровней и особенностей обучения информатике в системе непрерывного образования.
Вопросы для обсуждения:
1. Обучение информатике в системах дошкольного и семейного воспитания.

2. Пропедевтический курс информатики: цели, задачи, особенности методики преподавания.

3. Основная школа: цели, задачи, особенности методики преподавания.

4. Старшая школа: цели, задачи, особенности методики преподавания.

5. Преемственность курса информатики.

6. Дополнительное и коррекционное обучение информатике.

7. Обучение информатике детей со специальными потребностями.

8. Психологические, физиологические, возрастные особенности учащихся школы.

9. Уровни и особенности профессионального обучения информатике.

10. Повышение квалификации и переподготовка в области информатики.


Рис.5. Структура обучения информатике на различных уровнях

и этапах



Раздел 3. Методика преподавания пропедевтического курса информатики
Практическая работа 10. Общие вопросы преподавания пропедевтического курса информатики.
Цели: изучение методики преподавания пропедевтического курса информатики, основных нормативных документов по преподаванию курса, психологических, физиологических особенностей учащихся начальной школы, а также особенностей организации работы с учащимися начальных классов в кабинете информатики.
Вопросы для обсуждения:
1. Становление методики преподавания пропедевтического курса информатики (ПКИ).

2. Цели и содержание пропедевтического курса информатики.

3. Нормативные документы по преподаванию пропедевтического курса информатики.

4. Информатизация дошкольного образования. Психологические последствия.

5. Психологические, физиологические особенности учащихся начальной школы.

6. Особенности организации работы с учащимися начальных классов в кабинете информатики.



Практическая работа 11. Частные методики преподавания пропедевтического курса информатики.
Цели: изучение частных методик преподавания пропедевтического курса информатики, основных программ по преподаванию курса.
Вопросы для обсуждения:

1. Методические системы преподавания в начальной школе.

2. Действующие, авторские и экспериментальные программы пропедевтического курса, их учебно-методическая поддержка.

3. Обзор программ и методик преподавания ПКИ.

4. Методика организации развивающего обучения: формирование логического и алгоритмического мышления; творческая деятельность; развитие воображения, памяти и т.п. (Горячев, Матвеева, Первин и др.).

5. Методика формирования первоначальных навыков работы на компьютере (Первин, Макарова и др.).

6. Методика организации предметного обучения: приобретение и закрепление предметных знаний; углубленное изучение (Тур, Бокучава, Босова и др.).



Практическая работа 12. Методические системы преподавания пропедевтического курса информатики.
Цели: изучение содержательных компонентов пропедевтического курса информатики, основных нормативных документов по преподаванию курса, а также особенностей организации работы с младшими школьниками.
Вопросы для обсуждения:
1. Технологии обучения.

2. Содержательные компоненты пропедевтического курса информатики.

3. Особенности форм и методов организации обучения информатике младших школьников (игра, сюрпризные моменты, активизация анализаторов).

4. Особенности форм и методов контроля знаний учащихся.

5. Средства обучения (учебники, электронные пособия и тетради на печатной основе).



Лабораторная работа 19. Средства обучения пропедевтическому курсу информатики.
Цели: изучение средств обучения пропедевтическому курсу информатики, а также особенностей организации работы с младшими школьниками.
1. Проведите анализ учебника для пропедевтического курса информатики из списка рекомендованных Минобрнауки.

Схема анализа представлена в части «Общая методика преподавания» л.р. №2.

2. Осуществите анализ предложенного преподавателем программного средства (ПС) по схеме.

Схема анализа ПС:

А) Название ПС. Фирма-разработчик. Для какого возраста предназначено.

Б) Педагогическая направленность программы: обучающая, развивающая, диагностическая.

В) Дидактические задачи.

Г) Ролевые способы решения задач (ролевой диалог, персонаж, который создает сам персонаж и др.).

Д) Постановка задач перед учащимися (задачи четко обозначены, есть вариативность в выборе задачи, возможность самостоятельной постановки задачи).

Е) Правила взаимодействия (по содержанию, правила управления компьютером).

Ж) Контроль за правильностью результата (самоконтроль, внешние подкрепления, оценка программы или педагога).

З) Психолого-педагогический эффект (развитие мышления, психических функций, творческих способностей и др.).

И) В преподавании каких тем курса информатики может использоваться ПС?



Лабораторная работа 20. Урок информатики в начальной школе.
Цели: изучение средств обучения пропедевтическому курсу информатики, а также особенностей организации работы с младшими школьниками.
Вопросы для обсуждения:

1. Структура урока информатики в начальных классах.

2. Методические приемы в начальной школе («пластилин», «найди ошибку» и т.д.).

3. Работа с тетрадями на печатной основе.

4. Проведение физкультминуток.

5. Рекомендации по ведению урока с использованием ПК.

6. Игровые компоненты на уроке (конкретные примеры).
Составьте конспект урока по одному из выбранных учебников.


Лабораторная работа 21. Анализ содержания, учебного и методического обеспечения пропедевтического курса информатики и информационных технологий для 2-4 классов начальной общеобразовательной школы (Н.В. Матвеева, Е.Н. Челак, Н.К. Конопатова, Л.П. Панкратова).
Цели: анализ содержания данного УМК, составление тематического планирования курса, отработка навыков решения задач и выполнения компьютерного практикума данного курса.

1. 
   Проведите письменный анализ учебников данного курса:
   

1. 
   Автор, название, год издания.
   
2. 
   Структура учебника (главы, параграфы и т.д.).
   
3. 
   Содержание отдельных пунктов учебника:
   

а) соответствие стандарту по содержанию и объему учебного материала;

б) наличие вопросов для самоконтроля.

4. 
   Анализ задач и упражнений учебника:
   

а) достаточно ли задач и упражнений для закрепления теоретического материала и самостоятельной работы;

б) расположены ли они с нарастанием трудности их решения;

в) соответствует ли задачи целям воспитания учащихся;

г) имеются ли задачи для устных вычислений и повышенной сложности; задачи с занимательным и историческим содержанием?

5. 
   Доступность изложения содержания учебного материала; его убедительность; красочность; простота и т.п. Приведите примеры.
   
6. 
   Иллюстрации учебника (схемы, рисунки, графики и т.п.), их качество и правильность расположения.
   
7. 
   Реализация межпредметных связей курса информатики.
   
8. 
   Особенности и методические отличия учебника от учебников других авторов.
   
9. 
   Ваше мнение об учебнике.
   

2. 
   Ответьте на следующие вопросы:
   

1. 
   Каковы общие черты и различия в структуре и содержании рассмотренных учебников?
   
2. 
   Сравните содержание учебника и примерной программы. Насколько они соответствуют друг другу?
   
3. 
   Изучите содержание и структуру пособий для учителя. Рассмотрите предлагаемое планирование и его соответствие примерной программе.
   
4. 
   Сопоставьте содержание учебного материала одной из тем в учебниках разных авторов и в примерной программе.
   

3. 
   Составьте тематическое планирование.
   

4. 
   Выполните задания и упражнения из следующих разделов учебника:
   

1. 
   Раздел «Виды информации. Человек и компьютер» (учебник 2кл. §1-§5).
   
2. 
   Раздел «Кодирование информации» (учебник 2кл. §2-§4).
   
3. 
   Раздел «Объект и его характеристика» (учебник 3кл. §2-§4).
   
4. 
   Раздел «Понятие, суждение, умозаключение» (учебник 4кл. §7-§13).
   

5. 
   Выполните компьютерный практикум (электронного пособия) из следующих разделов учебника:
   

1. 
   Раздел «Виды информации. Человек и компьютер» (учебник 2кл. §6-§7).
   
2. 
   Раздел «Текст и компьютер» (учебник 2кл. §23-§24).
   
3. 
   Раздел «Обмен информацией и обмен данными» (учебник 3кл. §21-§26).
   
4. 
   Раздел «Модель объекта» (учебник 4кл. §22-§29).
   

Лабораторная работа 22. Анализ содержания, учебного и методического обеспечения пропедевтического курса информатики и информационных технологий для 5—6 классов средней общеобразовательной школы (Л. Л. Босова).
Цели: анализ содержания данного УМК, составление тематического планирования курса, отработка навыков решения задач и выполнения компьютерного практикума данного курса.

1. 
   Проведите письменный анализ учебников данного курса:
   

1. 
   Автор, название, год издания.
   
2. 
   Структура учебника (главы, параграфы и т.д.).
   
3. 
   Содержание отдельных пунктов учебника:
   

а) соответствие стандарту по содержанию и объему учебного материала;

б) наличие вопросов для самоконтроля.

4. 
   Анализ задач и упражнений учебника:
   

а) достаточно ли задач и упражнений для закрепления теоретического материала и самостоятельной работы;

б) расположены ли они с нарастанием трудности их решения;

в) соответствует ли задачи целям воспитания учащихся;

г) имеются ли задачи для устных вычислений и повышенной сложности; задачи с занимательным и историческим содержанием?

5. 
   Доступность изложения содержания учебного материала; его убедительность; красочность; простота и т.п. Приведите примеры.
   
6. 
   Иллюстрации учебника (схемы, рисунки, графики и т.п.), их качество и правильность расположения.
   
7. 
   Реализация межпредметных связей курса информатики.
   
8. 
   Особенности и методические отличия учебника от учебников других авторов.
   
9. 
   Ваше мнение об учебнике.
   

1. 
   Ответьте на следующие вопросы:
   
   1. 
      Каковы общие черты и различия в структуре и содержании рассмотренных учебников?
      

2. 
   Сравните содержание учебника и примерной программы. Насколько они соответствуют друг другу?
   
3. 
   Изучите содержание и структуру пособий для учителя. Рассмотрите предлагаемое планирование и его соответствие примерной программе.
   
4. 
   Сопоставьте содержание учебного материала одной из тем в учебниках разных авторов и в примерной программе.
   

3. 
   Выполните задания из рабочей тетради для 5 класса Босовой Л.Л.
   
4. 
   Выполните задания из рабочей тетради для 6 класса Босовой Л.Л.