Проектная деятельность в образовательном процессе на занятиях информатики

Проектная деятельность в образовательном процессе на занятиях информатики

Составитель преподаватель Дубовцов А.А.

Место предмета информатики и информационных технологий в учебном процессе занимает особое место. С одной стороны, до сих пор в современной школе существует мнение, что информатика не столь важный и приоритетный предмет по сравнению, например, с математикой или русским языком. С другой стороны, в реальной профессиональной деятельности современный человек очень часто должен обладать высоким уровнем определенных информационных умений и навыков. Из выше сказанного вытекает главная задача обучения информатике в колледже – сформировать у студента общие умения и навыки использования информационных технологий.

Формирование информационных умений и навыков в учебном процессе происходит эффективнее, если преподаватель информатики использует педагогические технологии, так как строит свою деятельность, что все его действия представлены в определенной последовательности и предполагают достижение прогнозируемого результата.

В информатики различают три основных группы технологий - объяснительно-иллюстративные, личностно-ориентированные (разноуровневого обучения, коллективного взаимообучения, модульного обучения) и технологии развивающего обучения.

Информатика это предмет, где традиционная составляющая книга и электронная составляющая, компьютер позволяют учителю перенести акцент на самостоятельную работу учащихся, это означает, что от объяснительно-иллюстративных технологий необходимо перейти на личностно-ориентированные технологии.

Важно отметить, что информатика и информационные технологии интегрируются с любым учебным предметом, показывают связь, изученных, допустим, физических свойств и явлений с реальной жизнью (например, при составлении физической модели движения). Таким образом, умения и навыки при использовании программного обеспечения, полученные на уроках информатики, ученик может и должен использовать в своей учебной деятельности.

Информационные технологии должны помогать студенту, особенно старших классов, при изучении всех предметов в колледже при систематизации знаний; при оформлении творческих, индивидуальных работ, проектов и для получения новых знаний.

При таком подходе желательно, чтобы каждый современный преподаватель обладал необходимым уровнем использования информационно-коммуникационных технологий, был профессионально компетентен.

Для формирования общих умений и навыков овладения информационно-коммуникационных технологий учениками стараюсь использовать не только традиционный, объяснительно-иллюстративный метод, но и технологии личностно-ориентированного и развивающего обучения. Использую метод проектов, при создании и выполнении проектов проблемное обучение, дифференцированный подход. Притом, что информационные технологии в широком смысле, не являются педагогическими технологиями, в учебном процессе современной школы они должны использоваться в первую очередь, как технологии, позволяющие школьнику систематизировать, интегрировать и применять полученные в школе знания.

Принципы информационных технологий обучения

Создание и совершенствование компьютеров привело и продолжает приводить к созданию новых технологий в различных сферах научной и практической деятельности. Одной из таких сфер стало образование - процесс передачи систематизированных знаний, навыков и умений от одного поколения к другому. Будучи само по себе мощной информационной сферой и владея опытом использования различных классических (не компьютерных) информационных систем, образование быстро откликнулось на возможности современной техники. На наших глазах возникают нетрадиционные информационные системы, связанные с обучением; такие системы естественно называть информационно-обучающими.

Благодаря своим конструктивным и функциональным особенностям современный персональный компьютер является уникальной по своим возможностям обучающей машиной. Он находит применение в обучении самым разнообразным дисциплинам и служит базой для создания большого числа новых информационных технологий обучения. Какие же особенности персонального компьютера так выгодно отличают его от других технических средств обучения видно из следующей схемы:

Это не столько какая-то одна возможность персонального компьютера, сколько сочетание:

• интерактивного (диалогового) режима работы (действие человека - реакция компьютера - ... - действие человека - реакция компьютера и т.д.);

• “персональности” (небольшие размеры и стоимость, позволяющие обеспечить компьютерами целый класс);

• хороших графических, иллюстративных возможностей;

• простоты управления, наличия гибких языков программирования и компьютерной графики;

• легкости регистрации и хранения информации о процессе обучения и работе учащегося, а также возможности копирования и размножения обучающих программ.

Активизация обучения связана с диалоговым характером работы компьютера и, с тем, что каждый студент работает за своим компьютером. При традиционном обучении основное - это восприятие учащимися информации в устной форме, при этом студенты не часто приходится проявлять активность на занятии и преподаватель не в состоянии организовать и контролировать активную работу каждого сту, дента на его рабочем месте. Поэтому традиционное обучение, в основном, является пассивным. Если же обучение ведется в компьютерном классе, компьютер диалоговым характером своей работы стимулирует студента к деятельности и контролирует ее результаты.

Индивидуализация обучения при использовании компьютера также связана с интерактивным характером работы с компьютером и наличием компьютеров на рабочих местах: каждый студент теперь может сам выбирать темп обучения, делать в работе паузы. Каждый студент в процессе обучения сталкивается с трудностями индивидуального характера, связанными с наличием пробелов в знаниях или особенностями мышления.

Графические возможности мониторов персональных компьютеров позволяют сделать компьютерное обучение очень наглядным. В самом деле, теперь на каждом рабочем месте студента имеется телевизор - дисплей, на экране которого с помощью языка программирования можно без всякой кино- и видеосъемки показывать геометрические фигуры и построения, стилизованные изображения реальных объектов . - и все это как статически (т.е. неподвижно), так и динамически, в движении. С помощью компьютерной графики можно сделать зримыми или, как еще говорят, визуализировать такие явления и процессы, которые не могут быть увидены в действительности (тем более в условиях школьного класса), можно создать наглядный образ того, что на самом деле никакой наглядности не имеет (например, эффектов теории относительности, закономерностей числовых рядов и т.п.) На этой возможности компьютеров основывается, так называемая, когнитивная компьютерная графика - особое направление применения компьютеров в научных исследованиях, когда иллюстративные возможности компьютера используются для изучения различных закономерностей.

Всегда остро стоит вопрос о соотношении теории и практики применительно к научному знанию, обучению и т.д. (на это обращал внимание еще гетевский Мефистофель: “Суха теория, мой друг, но древо жизни вечно зеленеет”). Традиционное обучение является преимущественно теоретическим. Классно-урочная форма обучения исподволь, незаметно подталкивает каждого педагога в отдельности и всю систему образования в целом к усилению теоретической стороны обучения в ущерб практической. В самом деле, любому педагогу излагать теоретические знания у доски и требовать от учеников воспроизведения этого изложения значительно легче, чем организовывать ориентированную на практику работу учащихся. Если же вести обучение с помощью компьютера, оно приобретает практический уклон: диалоговый характер работы с компьютером, его вычислительные моделирующие возможности предрасполагают к обучению в форме решения задач (и к тому же задач практической направленности).

Важным условием успешного обучения является интерес учеников и изучаемому предмету, ходу обучения и его результату. Этот интерес связан со множеством факторов: содержанием изучаемого предмета, уровнем его сложности, организацией процесса обучения, системой поощрений и наказаний, применяемой учителем, личностными качествами самого учителя, системой ценностей ученика, его ближайшего окружения, родителей, взаимоотношениями в классном коллективе, социальным заказом в подготовке по направлению науки, представляемому данным предметом.

Компьютерная технология повышает интерес к обучению предметам, не связанным с информатикой. Новое в организации учебного процесса с участием компьютера, само изменение характера работы ученика на уроке способствуют повышению интереса к учебе. В то же время, более тонкое использование возможности компьютера позволяет управлять мотивацией учеников во время компьютерного обучения и создание партнерской атмосферы при работе с компьютером. Значение имеют элементы игры: состязательности в компьютерном обучении (например, подсчет очков и сравнении достижений различных учеников) или звуковые и зрительные эффекты (звучание музыкальных мелодий, мигание и цвета на экране дисплея).

Вот далеко неполный арсенал возможностей компьютера, делающих его очень перспективным для использования в учебном процессе обучающим средством.

Применение метода проектов в преподавании информатики.

Применение метода проектов на уроках информатики продиктовано особенностью

предмета. В кабинетах информатики всегда присутствуют компьютеры, и выполнение практических заданий на компьютере становится неотъемлемой частью урока.

В основе метода проектов лежит развитие познавательных навыков учащихся, умений самостоятельно конструировать свои знания и ориентироваться в информационном пространстве. Это, с одной стороны, совокупность приемов, операций овладения определенной областью практического или теоретического знания, той или иной деятельности. С другой стороны это - способ организации процесса познания.

Поэтому, если мы говорим о методе проектов, то имеем в виду именно способ достижения дидактической цели через детальную разработку проблемы (технологию), которая должна завершиться практическим результатом, оформленным тем или иным образом. Этот результат можно увидеть, осмыслить, применить в реальной практической деятельности. Чтобы добиться такого результата, необходимо научить детей самостоятельно мыслить, привлекая для этой цели знания из разных областей, способность прогнозировать результаты и возможные последствия разных вариантов решения, умения устанавливать причинно-следственные связи.

Метод проектов всегда ориентирован на самостоятельную деятельность учащихся — индивидуальную, парную, групповую, которую учащиеся выполняют в течение определенного отрезка времени. Этот метод органично сочетается с групповым подходом к обучению. Метод проектов всегда предполагает решение какой-то проблемы.

Решение многих задач на уроках информатики трудно назвать проблемными. Учащиеся, выполняя проекты на уроках информатики, решают не проблему, а выполняют определенные алгоритмы действий, упражнения. Получается, что задача одна (допустим, выполнение рисунка), а варианты ее решения зависят от особенностей мышления, видения мира, степени информационной компетентности учащихся, использования совокупности разнообразных методов и средств обучения, интегрирования знаний и умений из различных сфер науки, техники, технологии, творческих областей.

Именно поэтому на уроках информатики полезно вводить элементы проектной деятельности. Не привычное решение задач, а выполнение творческих проектов, где оформление, способ реализации зависят от ученика и его возможностей.

Начальной ступенью применения метода проектов является создание проблемных ситуаций на уроках.

Проблемная ситуация - это ситуация интеллектуального затруднения, когда для решения поставленной задачи учащемуся не хватает имеющихся знаний Проблемная ситуация - это мостик от имеющихся знаний к новым. Графически это можно отразить так:

Пример создания такой проблемной ситуации проект “Терем-теремок” (5 класс, 3-я четверть, набор и редактирование текста.) (Приложение № 1)

Перед детьми ставится проблема: как успеть за 20-25 минут урока, которые отводятся на выполнение задания, набрать такое большое количество текста? Какие пути решения ими предлагаются? Если дети не ответят, то нужно обратить их внимание на наличие буфера обмена для копирования и вставки текста, показать, где он находится. Повторить с ними алгоритм копирования-вставки фрагментов текста, а также редактирования текста в режиме вставки.

Таким образом, при выполнении данного проекта от уже имеющихся знаний по печати и редактированию текста учащиеся переходят к новым знаниям по использованию буфера обмена и при выполнении данного проекта закрепляют умения и навыки

Проблемную ситуацию можно создать и при выполнении задания “Графика” (Приложение № 2), (8-9 класс, урок по теме “Технология работы с компьютерной графикой”) если задать учащимся следующие вопросы:

- Можно ли для создания второго рисунка использовать первый? Как это сделать?

При желании учитель может с учащимися обсудить и содержание рисунка, так как рисунок, создаваемый учащимися в Word является частью опорного конспекта к теме: Архитектура ПК. Состав системного блока. Сделать это можно, и после выполнения проекта, и на следующем уроке. Можно предложить учащимся дома ответить на вопросы, содержащиеся в рисунке. Ответы на вопросы рисунка даны в файле (Приложение № 3)

На следующем уроке учитель предлагает заполнить опорный конспект по теме “Различия и схожесть растровых и векторных изображений”. (Приложение № 4). Предлагаются следующие варианты работы с опорным конспектом:

1. Опорные конспекты учащимся можно предложить заполнить самостоятельно, разделив их на микрогруппы (3-4 человека), используя учебник, записи в тетрадях. Затем совместное обсуждение, когда микрогруппа озвучивает вопрос и свой вариант ответа на него. В результате выбирается наиболее правильный и полный ответ.

2. Опорные конспекты учащиеся заполняют в тетрадях, затем обмениваются ими, а затем на доске или на экране проектора появляется правильный вариант заполнения конспекта. (Приложение № 5)

В любом случае важна положительная оценка как практических (урок № 1, задание “Графика”), так и теоретических знаний учащихся. (урок № 2, работа с опорным конспектом).

Выбор тематики проектной деятельности учащихся может быть различным. В одних случаях тематика проектов, особенно предназначенных для внеурочной деятельности, может быть предложена и самими учащимися, которые, естественно, ориентируются при этом на собственные интересы, не только чисто познавательные, но и творческие, прикладные. В других — учителя определяют тематику с учетом учебной ситуации по своему предмету, естественных профессиональных интересов, интересов и способностей учащихся. Пример такого проекта описан далее.

При изучении темы “Основы логики и логические основы компьютера” в школьном курсе информатики большинство имеющихся учебных пособий по информатике [2], [3] не предлагают практических заданий, которые были бы интересны учащимся 10 класса. В связи с этим возникает проблема отрыва теоретических знаний от практики. Учащиеся не понимают, для чего и почему изучаются логические функции, принципы работы логических схем. Для решения проблемы практического применения основ алгебры логики учащимся предлагается выполнить индивидуальные проекты по следующим темам:

1. Решение текстовых логических задач

2. Создание теста “Как выбрать профессию”?

3. Создание теста по истории

4. Создание теста “Глаголы английского языка”

5. Создание тестов по информатике

6. Создание наглядного пособия “Логические основы работы компьютера”

Условие выполнения первых четырех проектов: проекты выполняются с помощью электронных таблиц Microsoft Excel, с использованием логической функции ЕСЛИ(). Создание тестов с помощью логической функции ЕСЛИ(), защита тестов, очистка ячеек ответов с помощью макросов достаточно подробно описана в литературе [4]. Тематика тестов может быть выбрана самими учащимися, возможно, предложена учителем. Приведем пример теста “Как выбрать профессию?”

Как выбрать профессию (Приложение)

Проект “Решение текстовых логических задач” выполняется также с использованием возможностей Microsoft Excel. В учебном пособии [6] приведено достаточное количество логических задач, рассмотрены способы их решения с помощью основ алгебры логики. Рассмотрим решение логической задачи с помощью логической функции ЕСЛИ().

Задача. "Модель распространения слухов". Один человек в 8 часов утра увидел НЛО. В течение 15 минут он встретил трех своих знакомых и рассказал им об этом. В течении следующих 15 минут каждый из этих троих знакомых тоже встретил трех своих знакомых и т.д. Продемонстрируйте процесс, пока количество людей не станет больше 100 000. Сколько пройдет часов?

Рис.3. Лист решения задачи “Модель распространения слухов”

Рис.4. Лист решения задачи “Модель распространения слухов” в режиме формул.

В качестве проекта - наглядного пособия “Логические основы работы компьютера” предлагается схема, выполненная учеником и реализующая три основные логические операции: логических элементов “ИЛИ”, “НЕ” – “Триггер – элементарная единица памяти”.

Триггер – важнейшая структурная единица оперативной памяти компьютера, а также внутренних регистров процессора [2]. Это устройство позволяет запоминать, хранить и считывать информацию (каждый триггер может хранить 1 бит информации). Триггер можно построить из двух логических элементов “ИЛИ” и двух элементов “НE” (рис. 5). В обычном состоянии на входы триггера подан 0, и триггер хранит 0. Для записи 1 на вход S подается сигнал 1. Последовательно рассмотрев прохождение сигнала по схеме, видим, что триггер переходит в это состояние, и будет устойчиво находиться в нем и после того, как сигнал на входе S исчезнет. Триггер запомнил 1, то есть с выхода триггера Q можно считать 1. Для того, чтобы сбросить информацию и подготовиться к приему новой, подается сигнал 1 на вход R (сброс), после чего триггер возвратится к исходному “нулевому” состоянию.

Рис. 5. Триггер.

Отдельно следует сказать о необходимости организации внешней оценки и самооценки всех проектов, поскольку таким образом можно отслеживать их эффективность, сбои, недостатки и своевременную коррекцию. Представленные проекты учащиеся выполняют два-три урока, итогом проектной деятельности является урок-презентация проектов по теме “Применение основ алгебры логики”. На таком уроке учащиеся рассказывают об этапах разработки проекта, реализации его, достоинствах и недостатках, а также области применения. Проекты требуют внешней оценки, поэтому перед презентацией проектов ученикам предлагается Лист оценки проектов (таблица 1), в котором, согласно выработанным совместно с учащимися, критериям оцениваются проекты.

Таблица 1. Лист оценки проектов.

Логическая схема устройства ПК

“Триггер – элементарная единица памяти”.

1. Практическая значимость проекта (от 1 до 3 баллов) означает, может ли проект быть применен в дальнейшем, на уроках в других классах и на других предметах, чем больше сфера применения – тем больше баллов.

2. Оформление проекта (от 1 до 5 баллов) – удобен ли интерфейс проекта для пользователя, есть ли инструкции к использованию проекта; предусмотрена ли защита оценок от несанкционированного доступа;

3. Презентация проекта (от 1 до 5 баллов) – здесь оценивается выступление авторов: насколько полно и доступно представлен проект, изложены цели, область применения, этапы выполнения проекта; соблюден регламент выступления: не более 5-7 минут.

4. Общая оценка в баллах: (сумма баллов) до 8 – оценка “удовлетворительно”, от 8 до 11 – оценка “хорошо”, 12-13 баллов - оценка “отлично”

Метод проектов находит все большее распространение в системах образования разных стран мира. Причин тому несколько, и корни их лежат не только в сфере собственно педагогики, но, главным образом, в сфере социальной:

• необходимость не столько передавать ученикам сумму тех или иных знаний, сколько научить приобретать эти знания самостоятельно, уметь пользоваться приобретенными знаниями для решения новых познавательных и практических задач;

• актуальность приобретения коммуникативных навыков и умений, т.е. умений работать в разнообразных группах, исполняя разные социальные роли (лидера, исполнителя, посредника и пр.);

• актуальность широких человеческих контактов, знакомства с разными культурами, разными точками зрения на одну проблему;

• значимость для развития человека умения пользоваться исследовательскими методами: собирать необходимую информацию, факты, уметь их анализировать с разных точек зрения, выдвигать гипотезы, делать выводы и заключения.

Наукой доказано, что 80% информации, которую слышит студент на уроке, забывается в тот же день, если студент самостоятельно над ней не поработал (повторил, проговорил, записал), 20% сохраняется в памяти несколько дольше, в зависимости от уровня ее актуальности для обучаемого. Поэтому применение проектной деятельности на занятиях позволяет студентам полноценно осмыслить и усвоить учебный материал, формирует самостоятельность и инициативность учащихся. Для развития индивидуальных склонностей и способностей и чтобы студент не остался “вещью в себе” метод проектов является одним из лучших способов познания обучаемого и самопознания. Если выпускник колледжа приобретает указанные выше навыки и умения, он оказывается более приспособленным к жизни, умеющим адаптироваться к изменяющимся условиям, ориентироваться в разнообразных ситуациях, работать в различных коллективах.