Использование свойств синергетических систем в практике учителя информатики

Использование свойств синергетических систем в практике учителя информатики

 Концепция активно внедряющихся ФГОС делает ученика субъектом образования, имеющим свои цели, свою волю и способности к саморазвитию, что сближает современную педагогику с синергетикой – наукой о саморазвивающихся системах. Изучаемые синергетикой закономерности развития сложных, неравновесных, открытых, нелинейных систем в настоящее время обнаруживаются в совершенно различных по своей природе системах: в физических, химических, биологических и социальных.  Учет и использование основных свойств и состояний синергетических систем открывает новые возможности для определения путей совершенствования методики, используемой на любом предмете, в том числе и при обучении информатике. Поэтому обратимся более подробно к свойствам синергетических систем и покажем их использование в нашей педагогической практике.

В качестве первого свойства, присущего синергетическим системам, выделим открытость.

Современные информационные технологии открывают перед любым учителем, а особенно перед учителем информатики новые возможности для создания именно открытой образовательной среды, способствующей взаимодействию всех субъектов образовательного процесса. Современные коммуникационные технологии, используемые на уроках (технология web 2.0, создающая пространство для совместной работы учащихся, форумы, системы телевещания для организации вебинаров, сетевые конкурсы и олимпиады) позволяют фактически стереть границы классноурочной системы и организовать конструктивное общение учащихся разных школ и даже разных городов на заданную тему.

Например, своим ученикам в качестве домашнего задания после изучения темы «Глобальная компьютерная сеть» я предлагаю вместе с родителями принять участие в форуме «Безопасный интернет: нужны ли рамки». Такие совместные открытые мероприятия позволяют и родителям и детям учиться друг у друга узнавать и понимать друг друга.

Все большую популярность приобретают вебинары – мини видеоконференции, особенно актуальные для учащихся старших классов.  

Не менее важным в практике оказалось использование сетевых сервисов Google. На основе объединения возможностей календаря и текстового редактора Google docs удалось создать полноценную систему для консультаций по домашнему заданию.

 В настоящее время используемая в Свердловской области и в нашем образовательном учреждении информационная система «Сетевой город», позволяет организовать определенный уровень взаимодействия между педагогами, администрацией школы, учащимися и их родителями.  Однако это взаимодействие идет на административном уровне и является частично закрытым, поэтому представленные возможности существенно дополняют используемую в нашем образовательном учреждении информационно-образовательную среду.

Другим важным свойством синергетических систем является сложная нелинейная связь различных характеристик внутри системы или с ее внешней средой.  Процесс обучения и воспитания, являясь сложной саморазвивающейся системой, также не может быть линейным. Скорость усвоения учебного материала учащимися возрастает по мере овладения операциями, существенными для дальнейшего обучения.

Решение учеником трех однотипных задач не улучшает его умение в три раза. Только если каждая последующая задача требует от ученика больших интеллектуальных усилий и большей креативности, чем предыдущая будет получен нужный результат. В соответствие с этим образовательный процесс по информатике мы строим по концентрическому принципу не только в каждом классе, но и на каждом уроке. Задачи и упражнения подбираются на основе принципа от простого к сложному, причем на каждом следующем шаге мы стараемся использовать проблемные задания, требующие самостоятельного исследования или творческого подхода.

Когда в 5 классе учащиеся начинают изучать единицы измерения информации с ними отрабатываются в основном репродуктивные умения по их узнаванию, сопоставлению, сравнению и переводу из одних единиц информации в другие.

В 6 классе учащиеся знакомятся с объемом информации 1 символа и на основе аналогии решения задач о скорости и времени самостоятельно приходят к выводу о возможности определения скорости передачи данных.  Здесь я предлагаю учащимся самостоятельно провести несколько исследований:

-     узнать, как измеряется скорость передачи данных в сети и в каких единицах;

-     разобратьсяна практике как находится объем информации, содержащийся в книге;

-     понять соответствует ли скорость печать принтера, обозначенная  в инструкции с реальной скоростью;

-     какие виды носителей цифровой информации существуют и какой объем на них можно разместить.

В рамках данной темы в 7 классе я предлагаю учащимся на практике посмотреть, сколько места занимает текст в памяти компьютера и попробовать самим определить от чего зависит объем текстового файла.

Они обосновывают, почему 1 символ занимает 1 байт в памяти компьютера. После этого мы решаем уже комбинированные задачи, где необходимо определить не только размер документа, но и время, за которое его можно передать другу по электронной почте.

В следующих классах мы изучаем другие подходы к измерению информации и определяем размеры других видов файлов (графических, звуковых). В 10 классе учащиеся знакомятся с формулой Шеннона, как обобщением всем подходов к измерению информации. Здесь перед ними ставится задача – обобщить все изученные подходы к измерению и показать применение общего подхода к измерению любого вида информации. 

Следующими важными свойствами синергетических систем являются автопоэзисность и стохастичность.  «Автопоэзисность» – это свойство, определяющее необходимость в саморазвитии, а стохастичность – невозможность заранее предсказывать получаемый результат, носящий только вероятностный характер.  Эти свойства определяют необходимость использования на уроках развивающего обучения в соответствие с его главными принципами: ученика нельзя научить, он может только сам научиться и любой результат, давший развитие личности ребенка является положительным.

Поэтому на уроках информатики я стараюсь учить учиться, то есть планировать свою деятельность, искать информацию, отбирать нужную, проверять ее достоверность, представлять в наиболее удобном виде и применять для решения практических задач, после чего давать оценку собственным действиям и их эффективности.    

В соответствие с этим я часто даю задания на объяснение материала в малых группах самими учащимися, на составление ими различных инструкций и алгоритмов для более младших школьников. Самостоятельную работу на уроке я организую, начиная с простейших типовых практических упражнений, переходя к мини исследованиям в лабораторных работах, а затем к выполнению творческих заданий. Кроме того, на своих уроках регулярно использую кейс-метод. Учащиеся получают от учителя пакет документов (кейс), при помощи которых либо выявляют проблему и пути её решения, либо вырабатывают варианты выхода из сложной ситуации, когда проблема обозначена.

Например, учащимся 6 класса вместо контрольной работы по теме Компьютер предлагаю собрать компьютер из имеющихся устройств. Ученики делятся на группы 3-4 человека: получают ватман А3 картинки по теме внутренние и внешние устройства ПК, и в качестве задания соберите системный блок, укажите составные части, подключите периферийные устройства компьютера к разъемам на системном блоке. На выполнение дается 20 минут. Оцениваю работу не только я, но сами. Затем они защищают свою работу перед классом. Результаты такой работы Вы можете видеть на слайде. Другие примеры кейсов: Купи компьютер для офиса, мультипликатора, музыканта, школьника. Создай визитную карточку: директору авто проката, юристу, учителю, мастеру по ремонту ПК и т.д. Выбери провайдера для дома, офиса.

Заключительным этапом в организации самостоятельной работы учащихся на уроке является использование метода проектов.

Следует отметить, чтобы обучение учащихся было более продуктивным их необходимо обучить умениям самооценки и самоконтроля, что является обязательным составляющим свойства стохастичности синергетических систем.

Для развития навыков самооценки и самоконтроля и взаимоконтроля я даю задания на поиск типовых ошибок, составления решений с ошибками, осуществление трассировки и компиляции программ вручную, а затем сравнение с результатами компьютера; задание на чтение и улучшение алгоритма, на использование вспомогательных алгоритмов.