Проектно – исследовательская деятельность на уроках информатики. Формы "приобщения" учеников к научно-исследовательской работе. Как научить ребенка проводить исследование? по основному способу проведения - развивающий урок

Проектная и исследовательская деятельность на уроках информатики

Вспоминаю себя в школе… Учитель рассказывает новую тему, потом идет закрепление материала в виде решения задачи или выполнения какого-либо упражнения, дома учишь правила, доказываешь теорему и т.п. Сейчас в нашей стране все изменилось. Сидеть на уроках, слушать учителя, потом заучивать это же дома и на следующем уроке повторять стало скучно и неправильно . Школа и учитель в этой школе на современном этапе развития общества должна не только давать учащимся определенные знания, но и подготовить их к тому, чтобы в будущем они умели решать самые разнообразные задачи. На современном этапе развития образования главной становится задача воспитания думающего человека, способного ориентироваться в меняющихся условиях, потоке информации, готового к творческому поиску. Как же это сделать? Как заставить ребенка думать? Надо его поставить в ту или иную ситуацию, выход из которой он должен найти сам (может быть с некоторой помощью учителя). Это довольно успешно решается при использовании в образовательной практике проектной деятельности учащихся.

Метод проектов - это такой способ познания окружающей нас действительности, который способствует развитию и становлению личности в современном изменяющемся мире. Учащийся познает эту действительность, т.е получает знания, и прекрасно понимает где и как он эти знания сможет применить, т.е приобщает к жизненно важным проблемам.

Метод проектов развивает у учеников логическое мышление, познавательный интерес, творческие способности, расширять умственные способности, развивает самостоятельные исследовательские умения. Ученик может анализировать ситуацию, обобщать, классифицировать, сравнивать. Он начинает по-другому относиться к реальной жизни – полностью меняется мировоззрение учащихся.

Данный метод можно использовать на любом предмете. Но на уроках информатики данный метод можно использовать в полном объеме, т.к. на этих уроках чаще всего используется самостоятельная работа за компьютером, используются методы дифференцированного и индивидуального обучения. У большинства учащихся информатика – любимый предмет. При изучении курса информатики, очень многие важные темы не подразумевают работы за компьютером. В этот же момент можно заметить, что настроение у ребят падает, они уже не так активны, как при работе на компьютере. Ребята без удовольствия отвечают устно. Им непонятно, зачем изучать эту тему, как она связана с предметом. Проектная деятельность учащихся как раз может быть и использована на таких уроках. Это позволит более полно и всеобъемлюще рассматривать материал уроков и поддерживать интерес учащихся при изучении этих тем. Проекты учеников показывают как можно применить эти знания, они ищут ответ на вопрос «зачем», показывают все свои умения и навыки. В методе проектов происходят соревнования между группами учащихся, что значительно повышает самоконтроль учащихся, а главное, хорошо активизирует деятельность. Успешная защита проекта побуждает ученика к дальнейшим действиям. Ребята обмениваются информацией, иногда спорят, помогают друг другу найти ответы на вопросы, вместе находят ошибки, тем самым лучше понимают материал уроков, и, конечно, сплачается коллектив. При этом свои знания могут показать не только хорошо успевающие ученики. Могут раскрыться таланты и способности у ученика, которому было не интересно и не понятно на уроке, в результате плохой успеваемости.

Метод проектов на уроке информатики и во внеурочное время способствует развитию наблюдательности, умению видеть необычное в знакомых вещах, задавать себе вопросы о тех явлениях, с которыми встречаются в жизни, ставить перед собой цель и формулировать итоги своей самостоятельной деятельности.

Метод проектов можно начинать в любом классе. Ребята с удовольствием участвуют в каком-либо исследовании. В качестве примера проектной деятельности учащихся в 5-7 классах можно привести проект по теме: "Мой проект будущего". Учащиеся сами придумывают темы проекта – «Компьютер будущего», «2050 год», «Если бы …». На начальном этапе обучения они изучают несколько тем – графический редактор Paint, мастер презентаций MicrosoftPowerPoint, текстовый редактор Microsoft Word. Форма оформления свободная - от макета и рисунка до компьютерного рисунка и презентации. Учащиеся с удовольствием участвуют в таком проекте, привлекая в него своих родителей. Они охотно делятся своими фантазиями, другие ребята задают много вопросов. В 8-9 классах можно предложить следующие темы для проектов - "Компьютерная история", "Алгоритмы в нашей жизни", "Компьютерное здоровье". Проект "Компьютерная история" рассматривается во внеурочное время. История компьютерной техники они уже прошли, но ребята хотят вернуться к этой теме, вернуться в прошлое. Под руководством учителя в нашем городе они нашли небольшой музей компьютерной техники, не виртуальный. И отправились на экскурсию. Воочию увидели и первый ноутбук, и первый процессор, и многое другое. Они с таким восторгом рассказывали другим ребятам и делились знаниями. Проект "Алгоритмы в нашей жизни" предлагается при изучении темы: "Основы алгоритмизация" в 9-х классах. Учащиеся исследуют нашу жизни как под микроскопом, действительно ли мы живем по каким-то пунктам, в каких ситуациях мы осознанно составляем алгоритм действий, а в каких действуем по «инерции». Проект «Компьютерное здоровье» является обязательным. Сейчас дети не отходят от компьютеров. Они все знают нормы, но, к сожалению, их не выполняют. У ребят в результате этого проекта формируется правильное отношение к повседневному использованию компьютеров, на совместимость здорового образа жизни и работу за компьютером. Учащиеся не просто рассказывают правила, как и сколько надо находиться за компьютером, чтобы не нанести вред своему здоровью, но и ищут реальные истории жизни. Также посещают больницы и поликлиники (по возможности) и рассказывают о плюсах компьютера в таких учреждениях, как они позволяют быстро обнаружить заболевание и помочь человеку.

В 10-11 классах можно предложить ребятам поучаствовать в проекте «Всемирная паутина». Этот учебный проект можно рассматривать как проблемно-исследовательский. Создаются группы учащихся, у каждой из которых свои вопросы. Он часто человек ищет что-либо в сети Интернет и, к сожалению, найти нужную информацию в большом количестве предлагаемых ссылок очень проблематично. Вот ребята и исследуют не только различные браузеры и поисковые системы, но и составление различных запросов. Также опрашивают педагогов и учащихся, и в результате проведенных исследований, предлагают варианты решения этих проблем. Несколько педагогов участвуют в данном проекте и также в конце дают свою оценку, помогли ли им эти открытия.

Пока одни ребята выступают, другие слушают, задают вопросы, участвуют в обсуждении. По окончанию проекта выбираются лучшие работы. С ними ребята выступают на научно-практической конференции и представляют проекты на рассмотрение других учеников и учителей школы.

Успех всех проектов во многом зависит от правильно организованной работы на отдельных его этапах (подготовка, организация, проведение, защита). Учебные проекты должны соответствовать возрасту учащегося, повышать их интерес к изучаемому предмету.

Проектная деятельность может научить детей умению:

1. увидеть проблему;

2. поставить цель и разбить ее шаги;

3. добывать информацию, оценивать ее, использовать различные источники, в т.ч. людей, как источник информации;

4. планировать свою работу;

5. оценить ее результат, сравнить его с тем, что было заявлено в качестве цели работы;

6. увидеть допущенные ошибки и не допускать их в будущем.

Каждый ученик – это маленький исследователь. Наша задача, как учителя, развить эту способность, научить мыслить, применять полученные знания в жизни. В результате таких операций человек обогащается, начинает видеть многое в другом цвете, делает шаги вперед, развивается и выстраивает свою жизнь.

Методические приемы использования исследовательского метода на уроках информатики

Этот метод широко используется при проведении уроков информатики. Особенно, когда необходимо произвести какой-либо компьютерный эксперимент. Исследовательский метод представляет собой самостоятельный поиск учеником решения проблем. Педагог может предложить стандартную схему решения любой исследовательской задачи, а ученик самостоятельно на основании этой схемы решает свою частную проблему. При этом он использует собственные способы, свои творческие находки для решения возникающей проблемы.

Приведем пример создания проблемной ситуации на уроке информатики. Необходимо провести компьютерный эксперимент, используя электронные таблицы Excel. Для создания проблемной ситуации учитель предлагает ученикам следующую задачу. Составьте схему вычисления корней квадратного уравнения. Оформите эту схему таким образом, чтобы результат выглядел следующим образом:

				Корней нет

Схема вычисления корней квадратного уравнения

Учитель. Подумайте, каким образом удобнее реализовать решение этой задачи на компьютере?

Ученики высказываются. После обсуждения этого вопроса, приходим к выводу, что более удобный способ реализации решения этой задачи на компьютере будет с помощью электронной таблицы.

Учитель. Как выдумаете, какие значения будут находиться в ячейках электронной таблицы?

Учащиеся. В первой - коэффициент а; во второй – коэффициент b; в третьей – коэффициент с; в четвертой ячейке – значение дискриминанта.

Остальные ячейки должны содержать формулы, с помощью которых будут находиться корни квадратного уравнения.

Учитель. Какие знания, которые вы приобрели на уроках математики, нам будут нужны для решения этой задачи? Какие необходимо будет использовать формулы?

Учащиеся вспоминают условия, с помощью которых находятся значения корней квадратного уравнения.

Совместно с ученикамиразрабатывается математическая модель. Ученики вспоминают формулы для вычисления дискриминанта, корней квадратного уравнения: D=b 2 -4ac;

С помощью электронной таблицы необходимо построить компьютерную модель. Информационная и математическая модели объединяются в таблице.

Предполагается, что логическую функцию ЕСЛИ учащиеся знают.

Учитель на примере одной из формул показывает, что должно быть в ячейке, как должна быть использована логическая функция ЕСЛИ.

=ЕСЛИ($D$2=0;"X2=";"")

=ЕСЛИ($D$2=0;(-1*$B$2+КОРЕНЬ($D$2))/(2*$A$2);"")

Учащиеся по аналогии заполняют ячейки нужными формулами.

Изменяем данные коэффициентов квадратного уравнения.

Следим за пересчетом результатов.

Анализируем результаты и делаем выводы.

Итак, можно сделать вывод. Использование методов проблемного обучения на уроках информатики стимулирует личностную активность, настойчивость учащихся, активизирует их отношение к знаниям. Ученики умеют обосновать и защитить свою точку зрения, находят свой способ выражения мыслей и чувств. Все это оказывает положительный результат на обучение и воспитание учащихся.

Приведен пример методической разработки занятий (четыре академических часа) с применением исследовательского метода и метода проблемного изложения материала в процессе обучения теме "Измерение количества информации". Занятия рассчитаны на учащихся 11-ого класса общеобразовательной школы. Перед началом изучения темы необходимо убедиться, что по предмету "Алгебра и начала анализа" учащиеся изучили тему "Логарифмы".

Тема урока: "Логарифмы, вероятность, информация"

Программно - техническое обеспечение:

компьютер, табличный процессор Excel, стандартная программа Калькулятор.

Цели урока :

Образовательные :

познакомить с понятием "вероятность";

учить вычислять вероятность события;

познакомить с общим видом формулы Хартли;

учить применять формулу Хартли (общую и частную) при решении информационных задач;

установить зависимость количества информации в сообщении о некотором событии от вероятности этого события;

Excel и программы Калькулятор;

закрепить навыки нахождения значения выражения, содержащего логарифмы,

решения логарифмических уравнений и неравенств, используя определение логарифма и свойства логарифмов;

проверить уровень усвоения с помощью теста;

выявить уровень умения решать задачи на нахождение количества информации по формуле Хартли и по определению одного бита,

уровень усвоения основных понятий, связанных с измерением информации (тест).

Воспитательные :

самостоятельность;

настойчивость

умение работать в группах.

Развивающие :

коммуникативные умения;

умения делового общения.

Опорные знания и умения .

Учащиеся должны знать :

определение одного бита;

формулу для вычисления количества информации, содержащейся в сообщении о том, что произошло одно из множества равновероятных событий (N=2 i , i=log 2 N);

правила составления алгоритма вычисления значения выражения с помощью стандартной программы Калькулятор;

определение и свойства логарифмов;

Учащиеся должны уметь :

находить количество информации при содержательном и алфавитном подходе к измерению информации для случая, когда рассматриваются равновероятные события;

составлять формулы с помощью Мастера функций в табличном процессоре Excel;

выполнять вычисления с помощью программы Калькулятор;

уметь применять определение логарифма и свойств логарифмов при выполнении вычислений.

для повторения подготовить таблицу с упражнениями на применение определения и свойств логарифмов (для устного выполнения);

таблицу с упражнениями на применение определения одного бита

таблицу использования формулы Хартли для равновероятных исходов события (для устного выполнения);

тест для определения уровня усвоения знаний и умений по теме Логарифмы (электронный вариант);

тест для определения уровня усвоения знаний и умений, связанных с измерением информации (электронный вариант).

Тип урока :

по основной дидактической цели - интегрированный урок;

по основным этапам учебного процесса - модульный урок.

Методы :

исследовательский

компьютерный эксперимент.

Формы обучения :

фронтальная;

индивидуальная;

В таблице 3 приведены основные этапы и содержание деятельности учителя и учащихся на уроке.

Таблица 3.

Структура
Мотивационная беседа, завершающаяся постановкой интегрирующей цели урока	1). Какая формула используется для определения количества информации об одном из равновероятных событий? 2) Какие события можно назвать равновероятными? 3) Всегда ли исходы события будут равновероятны? Если нет, то попробуйте привести примеры события, исходы которого имеют различную вероятность. 4). Какие знания, полученные на уроках математики, понадобятся для нахождения количества информации? Объявляет цель урока "Познакомиться с вероятностью, с общим видом формулы Хартли, установить имеется ли зависимость количества информации от вероятности и если имеется, то какая именно. На протяжении всего урока, мы будем применять и совершенствовать свои знания и умения, полученные на уроках алгебры".	1) Один из учеников записывает на доске две формулы (N=2 i , i=log 2 N). 2),3) Отвечают на вопросы. 4). Поднимают руку, отвечают на вопрос. (Предполагаемый ответ: знания о логарифмах)
Актуализация знаний	Цель этапа актуализации "Поскольку нам понадобится умение находить количество информации по уже известной формуле, умение находить значения
выражений, содержащих логарифмы, необходимо вспомнить, как это делается". Предлагаются задания для устного выполнения Некоторые из заданий записываются на доске). (Таблицы с заданиями помещаются на доске). (Примерные тексты заданий приведены ниже в таблице 4) и таблице 5)	Выполняют задания
III этап. Работа с новым материалом	Предлагает задачу из двух частей: 1часть - для равновероятных событий, 2 часть - с проблемным содержанием (для событий с различной вероятностью). (Примерный текст задачи приведен ниже таблицы). (Учащимся выдаются карточки с текстом задачи). Решение проблемной ситуации. Знакомит с понятием вероятности, с формулой для ее вычисления (P=K/N). Предлагает учащимся самим вывести формулу для событий с различной вероятностью. Для этого предлагает сравнить: 1) результаты первого случая (а) задачи I 4 =log 2 4, p 4 =1/4 и 2) результаты одной из устных задач I=log 2 8, p=1/8. (Вывод "Следовательно, I=log 2 (1/p)") "Полученная формула является общим видом формулы Хартли". "В случае равновероятных событий вероятность p=1/N, поэтому формула Хартли принимает вид I=log 2 N. Таким образом, известная нам ранее формула является частным случаем формулы I=log 2 (1/p)".	1 часть задачи решают, записывают в тетрадь, один человек записывает решение на доске. При решении второй части должны увидеть проблему : невозможно решить, не хватает знания формулы для событий с разной вероятностью. Слушают, записывают новые формулы. Участвуют в обсуждении, в процессе вывода новой для них формулы I=log 2 (1/p)").
III этап. Продолжение работы с новым материалом (исследование)	Постановка проблемы, выдвижение гипотезы исследования. Учитель задает вопрос "Зависит ли количество информации от изменения вероятности события?" Вопрос "Как вы думаете, как именно изменяется количество информации в сообщении о некотором событии от изменения вероятности?" Если учащиеся затрудняются ответить на этот вопрос, то можно задать наводящий: "Чем больше вероятность, тем количество информации должно быть 1) больше, 2) меньше, 3) остаться постоянным, 4) нет закономерности?" (В сильном классе может быть такой ответ: логарифмическая функция по основанию 2 возрастает, поэтому, чем больше вероятность события, тем	Выдвижение гипотезы исследования. Высказывают свое мнение, формулируют предположение. Участвуют в обсуждении, формулируют гипотезу
меньше значение выражения, стоящего под знаком логарифма, и следовательно меньше количество информации. При таком ответе можно выполнить тренировочные упражнения по нахождению количества информации для разновероятных событий (в подтверждение вывода). Время урока в этом случае можно сэкономить. В конце урока тесты предложить более сложные). Дает возможность учащимся самим решить задачу по новым формулам (ответ пока записываем с помощью логарифма, не выполняя расчеты), приглашает первого справившегося с заданием ученика к доске. Организует обсуждение, как можно вычислить точное значение выражения. В случае затруднения, задает учащимся наводящие вопросы. Вызывает к доске одного ученика для составления алгоритма вычисления с помощью программы Калькулятор, другого - для составления формулы при решении с помощью Excel. исследовательской задачи. 1). Предлагает выполнить вычисления с помощью компьютера двумя способами и сделать выбор более рационального способа. 2). По результатам эксперимента сделать вывод. Для наглядности и облегчения получения вывода. Результаты можно записать в таком виде:	Самостоятельно решают вторую часть задачи, используя новые формулы. Возникает вопрос "Как получить точное значение логарифма дроби по основанию 2". Выбор метода исследования (компьютерного эксперимента ) Предлагают способы решения: с помощью программы Калькулятор , с помощью Excel. Считают с помощью компьютерных программ. Делают выводы о том, какую программу лучше использовать для более быстрого получения результата.
"По результатам одного эксперимента трудно с определенностью сказать всегда ли будет такой результат. Может оказаться, что он получен случайно". "Проведем еще несколько экспериментов". Предлагает учащимся задания по карточкам. (Примерные тексты заданий по карточкам - ниже таблицы) Выводы исследования Делается общий вывод "Количество информации в сообщении о некотором событии зависит от вероятности этого события. Чем меньше вероятность, тем больше информации"	Результаты заносят в таблицу (в тетрадях и на доске). Делают выводы: подтверждается или нет выдвинутая гипотеза. Самостоятельно (работа в парах) выполняют задания по карточкам, применяя наиболее рациональный способ решения. Результаты заносят в таблицу (в тетради). Делают выводы. Участвуют в обсуждении. Выводы исследования Выводы записывают в тетради
Закрепление
Завершающий контроль	Предлагает: 1) тест по информатике "Измерение количества информации" 2) тест по математике "Логарифмы"	Выполняют тесты на компьютере.
Домашнее	Дает задание на дом, делает необходимые пояснения.	Записывают домашнее задание,
задание. Рефлексия.		слушают пояснения. Высказываются, дают самооценку, делятся мнениями об уроке.

Упражнения II этапа - этапа актуализации знаний

1. Найти значение выражения, решить уравнения и неравенства, объяснить какими свойствами или определениями можно воспользоваться.

Таблица 4.

Задания для этапа актуализации знаний

2. Упражнения на нахождение количества информации, неопределенности знаний для равновероятных событий.

Таблица 5.

Данные для решения задач на нахождение количества информации

В классе 40 человек. За контрольную работу получено

1) 10 пятерок, 10 четверок, 10 троек, 10 двоек

2) 16 пятерок, 15 четверок, 8 троек, 1 двойка

а) Какое количество информации содержится в сообщении о том, что Иванов получил четверку?

б) Какое количество информации содержится в сообщении о том, что Иванов получил пятерку, тройку, двойку?

В пруду живут 8000 карасей, 2000 щук, 40000 пескарей.

Какое количество информации содержит сообщение о том, что поймали одного карася, одного пескаря, одну щуку.

Известно, что в ящике лежат 20 шаров. Из них 10 - черных, 5 - белых, 4 - желтых и 1 - красный.

Какое количество информации несет сообщение о том, что из ящика случайным образом достали черный шар, белый шар, желтый шар, красный шар?

Зависит ли количество информации от вероятности. Как меняется количество информации с изменением вероятности события?

Тема урока: "Формула Шеннона"

Программно - техническое обеспечение: компьютер, табличный процессор Excel , стандартная программа Калькулятор.

Цели урока :

Образовательные :

познакомить с формулой Шеннона, показать в каких случаях она применяется;

учить применять формулу Шеннона при решении информационных задач;

показать, что формула Хартли является частным случаем формулы Шеннона;

экспериментальным путем установить, что количество информации достигает максимального значения, если события равновероятны;

закрепить навыки выполнения вычислений с помощью табличного процессора Excel .

Воспитательные :

формировать интерес к обучению;

самостоятельность;

настойчивость;

формировать научное мировоззрение.

Развивающие :

развивать умение осознанно воспринимать новый материал;

развивать умение видеть проблему, анализировать ситуацию, находить пути решения проблемы;

умение анализировать результаты своей деятельности, сравнивать, сопоставлять, делать выводы, находить рациональные пути;

умение применять свои знания в различных ситуациях (в том числе нестандартных);

коммуникативные способности

навыки взаимодействия;

развивать творческие

развивать исследовательские способности;

развивать активность, инициативность;

развивать мышление, память.

Опорные знания и умения .

Учащиеся должны знать :

определение одного бита;

что понимается под вероятностью события;

формулу для нахождения вероятности события;

формулу Хартли;

назначение и возможности электронных таблиц;

правила записи арифметических выражений в электронных таблицах;

определение логарифма;

свойства логарифмов;

свойства логарифмической функции.

Учащиеся должны уметь :

находить количество информации при содержательном и алфавитном подходе к измерению информации для случая, когда рассматривается одно из равновероятных событий

находить количество информации при содержательном подходе к измерению информации для случая, когда события имеют различную вероятность;

находить количество информации при алфавитном подходе к измерению информации для случая, когда события имеют различную вероятность;

уметь находить вероятность одного из нескольких событий;

составлять формулы с помощью Мастера функций в табличном процессоре Excel;

уметь применять определение логарифма,

умение определять свойств логарифмов при выполнении вычислений.

Предварительная подготовка учителя :

таблицу с упражнениями на применение определения одного бита и формулы Хартли для одного из исходов события (для устного выполнения);

карточки с задачей проблемного содержания (для раздачи);

карточки с задачами по вариантам для индивидуальной работы;

плакат с формулой Шеннона.

Тип урока :

по основной дидактической цели - изучение нового материала;

по основному способу проведения - развивающий урок;

по основным этапам учебного процесса - смешанный.

Методы :

проблемное изложение материала;

исследовательский

частный случай исследовательского метода обучения - компьютерный эксперимент).

Формы обучения :

фронтальная;

индивидуальная;

в микрогруппах

Таблица 6.

Основные этапы и содержание деятельности на уроке

Структура
Мотивационная беседа, завершающаяся постановкой цели урока	Знакомит учащихся с темой урока, задает вопросы: 1) Какие события можно назвать равновероятными? 2) Какая формула используется для определения количества информации об одном из исходов события? 3) Какой вид формулы Хартли удобнее использовать для случая, когда события имеют одинаковую вероятность? когда они имеют различную вероятность? 4) Достаточно ли знать формулу Хартли для нахождения количества информации для всевозможных случаев? Является ли формула Хартли универсальной? Объявляет цель урока "Выяснить, достаточно ли знать формулу Хартли для нахождения количества информации для различных случаев. Для определенного типа задач выяснить, в каком случае количество информации будет больше: когда события равновероятны, или когда они имеют различные вероятности".	1) Отвечают. 2) Один из учеников записывает на доске формулу Хартли в общем виде I=log 2 (1/p) и частный случай I=log 2 N. 3) Отвечают на вопросы. Высказывают свое мнение.
Актуализация знаний	Предлагает задания для устного выполнения. (Таблицы с заданиями помещаются на доске).	Выполняют задания.
III этап. Работа с новым материалом (проблемное изложение материала)	Раздает карточки с текстом задачи. Предлагает проанализировать текст, выделить подзадачи, сформулировать, в чем заключается различие между первой и второй частями задачи (1часть - для равновероятных событий, 2 часть - с проблемным содержанием - для событий с различной вероятностью). (Примерный текст задачи приведен ниже таблицы 6). Предлагает оформить решение в виде таблицы (первая строка - один тип задач, вторая - другой тип):	Участвуют в обсуждении. Выявляют 4 подзадачи.1 часть задачи решают, решение записывают в таблицу на доске и в тетрадь. При решении второй части должны увидеть проблему: невозможно решить, не хватает знания формулы для исходов события с разной вероятностью (для случая, когда не указан конкретный
Решение проблемной ситуации Предлагает попробовать получить необходимую для решения формулу. Пояснения учителя: "Задача нахождения количества информации для разновероятных исходов события в случае, когда не указано для какого именно исхода требуется найти i, очень сложная не только для нас. После открытия формулы Хартли в 1928 году потребовалось еще 20 лет прежде, чем Шеннон предложил свою формулу". Прикрепляет к доске плакат с формулой Шеннона. Предлагает сравнить ее с формулой, полученной учащимися, выявить сходство и различие. Показывает, как применить формулу Шеннона для решения рассматриваемой задачи: решение записывается с помощью логарифмов	Решение проблемной ситуации Возможен такой ответ: I б +I к +I с +I з =log 2 (1/p б) + log 2 (1/p к) +log 2 (1/p с) + log 2 (1/p з) = Участвуют в обсуждении. Слушают, записывают новую формулу. Решение задачи записывают с помощью логарифмов
III этап. Продолжение работы с новым материалом (исследование)	Постановка проблемы, выдвижение гипотезы исследования Прежде чем перейти к расчетам, учитель задает вопрос "Как вы думаете, количество информации о цвете вынутого шарика будет больше в каком случае: когда события равновероятны или когда события имеют различную вероятность?"	Выдвижение гипотезы исследования Участвуют в обсуждении, формулируют гипотезу. Записывают предположение в виде схемы, например 1) Равновероятные I=2 бита больше 2) разновероятные
Выбор метода исследования (метода компьютерного эксперимента) Проводит обсуждение, в результате которого определяется, какой программой удобнее воспользоваться для выполнения вычислений, чтобы как можно быстрее получить результат. Постановка исследовательской задачи. Вычислить количество информации для задачи второго типа (случай событий с различной вероятностью). Занести результаты в заготовленную в тетради схему. Сделать вывод о подтверждении или опровержении гипотезы. Для подтверждения того, что результат исследования неслучаен, предлагает провести еще несколько экспериментов по вариантам. Раздает карточки с заданиями (Примерные тексты заданий по карточкам - ниже таблицы 6). Каждая пара учащихся должна предоставить свои результаты в виде сравнительной схемы. Ответы каждой пары, полученные в результате компьютерного эксперимента, записываются на доске. Выводы исследования Несмотря на то, что данные у каждой пары были разные, был получен один и тот же вывод: "Количество информации всегда больше, если события равновероятны. В этом случае количество информации достигает максимального значения". Вывод сделан на основании небольшого числа проведенных нами экспериментов. Такого количества экспериментов недостаточно для научного вывода. Но полученные нами выводы действительно полностью соответствуют научным. Предлагает ответить на вопрос "Формула Шеннона является универсальной, т.е. применимой для любого типа задач на нахождение количества информации и для случая равновероятных событий и для	Выбор метода исследования (компьютерного эксперимента) Участвуют в обсуждении. Принимают решение: проводить расчеты с помощью табличного процессора Excel. Проведение исследования (проверка гипотезы). Выполняют вычисления. Заносят в схему результаты, делают вывод о подтверждении или опровержении гипотезы. Выполняют (работа в парах) индивидуальные задания по карточкам. Делают записи в тетради. Формулируют выводы. Выводы исследования Выводы записывают в тетрадь. Участвуют в обсуждении.
событий с различной вероятностью?". "В первом случае мы использовали формулу Хартли I=log 2 N. Означает ли это, что формула Шеннона в данном случае неприемлема?" Помогает выполнить преобразования формулы Шеннона. Вывод: формула Хартли является частным случаем формулы Шеннона	Под руководством учителя выполняют преобразования формулы Шеннона для равновероятных событий, в результате которых получается формула Хартли
Закрепление изученного	Осуществляется во время проведения эксперимента при выполнении индивидуальных заданий по карточкам.
Домашнее задание. Рефлексия.	Дает задание на дом, делает необходимые пояснения. (Текст задачи приведен ниже таблицы). Предлагает высказать свое мнение о собственной работе на уроке, работе групп и всего класса.	Записывают домашнее задание, слушают пояснения учителя. Высказываются, дают самооценку, делятся мнениями об уроке.

Упражнения II этапа - этапа актуализации знаний

Упражнения на нахождение количества информации, неопределенности знаний для равновероятных событий.

Например, 1) В алфавите 8 символов. Каков информационный вес каждого символа? 2) В кабинете 16 парт. Какое количество информации несет сообщение о том, что Катя сидит за первой партой у окна?

Подобных задач можно предложить несколько. Удобнее числовые данные для них поместить в таблицу (см. таблицу 4).

Задания III этапа - этапа работы с новым материалом

В непрозрачном мешочке хранятся шарики:

1) 25 белых, 25 красных, 25 синих, 25 зелёных,

2) 10 белых, 20 красных, 30 синих, 40 зелёных

Какое количество информации будет содержать зрительное сообщение о: том, что из мешочка достали синий шарик? О цвете вынутого шарика?

Примерный текст заданий для самостоятельной работы по карточкам

1. Какое количество информации будет содержать зрительное сообщение о цвете вынутого шарика, если в непрозрачном мешочке хранятся 30 белых, 30 красных, 30 синих и 10 зеленых шариков?

1. В непрозрачный мешочек поместили ёлочные игрушки: 4 шарика, 5 ягодок, 3 рыбки, 8 шишек. Какое количество информации несёт сообщение о вынутой игрушке?

3. Сравнить результаты. Сделать вывод.

Задача для домашнего задания

После экзамена по информатике объявляются оценки "2", "3", "4", "5". Какое количество информации будут нести сообщения:

1) об оценке учащегося А, который выучил половину билетов,

2) об оценке учащегося В, который выучил все билеты.

Опытным путем установлено, что для учащегося А все четыре оценки равновероятны, а для учащегося В наиболее вероятна "5", её вероятность составляет 1/2, вероятность "4" в 2 раза меньше 1/4, "2" и "3" ещё в 2 раза меньше 1/8.

Проектно – исследовательская деятельность на уроках информатики

Кезик Ирина Ивановна

учитель информатики

Формирование побуждений к учению является одной из важных проблем обучения. Чтобы положительные мотивы были не только осознанными, но и реально действующими, нужно вести работу по их формированию. Как же пробудить у ребят желание учиться?

Одним из системообразующих подходов, усиливающих мотивацию к обучению является применение проектно – исследовательской деятельности систематически и неотъемлемо от образовательного процесса, тогда будут созданы условия для:

Формирования и развития внутренней мотивации учащихся к более качественному овладению общей компьютерной грамотностью;

Повышения мыслительной активности учащихся и приобретения навыков логического мышления;

умения находить необходимую информацию для решения проблем связанных с реальной жизнью;

совершенствования коммуникативной компетенции в целом;

Развития индивидуальных особенностей учащихся, их самостоятельности, потребности в самообразовании;

Более результативного решения задач образования, развития и воспитания личности учащегося.

В процессе разработки проекта ученики не только получают знания, но и обучаются приобретать эти знания самостоятельно, мотивационно использовать их для решения познавательных и практических задач.

Использование проектно-исследовательской деятельности приходит на помощь решению фундаментальных целей преподавания информатики, так как традиционный объяснительно-иллюстративный метод применим только на самых ранних уровнях обучения, потому что он не позволяет учитывать личностные особенности учащихся, не ориентирует их на самостоятельность в деятельности по решению задач. Учащийся должен получить знания предусмотренные программой и использовать их в проектно-исследовательской деятельности. «Уместить» метод проектов в классно-урочную систему - трудная задача для преподавателя. Я пошла по пути разумного совмещения традиционной и личностно-ориентированной систем обучения путем включения элементов проектно-исследовательской деятельности в обычный урок. Эта форма работы обеспечивает учёт индивидуальных особенностей учащихся, открывает большие возможности для организации познавательной деятельности. При этом в значительной степени возрастает индивидуальная помощь каждому нуждающемуся в ней ученику, как со стороны учителя, так и со стороны учащихся. Система проста. Сначала я даю базовые теоретические знания, которые нацелены на общее понимание материала. Затем мы переходим к практическим занятиям, содержание которых соответствует требованиям к системе знаний и умений учащихся по базовому курсу информатики. И только тогда переходим к выполнению проектов и исследовательских работ, направленных на применение полученных знаний в нетрадиционных ситуациях, имеющих преимущественно практическое значение. Изучение базового курса начинается с 8-го класса. Первоначально возникает целый ряд проблем: неравномерность общей подготовки учащихся; низкий уровень мотивации обучения (не только в области информатики); необходимость изучения большого объёма материала в сжатые временные рамки (один урок в неделю), динамичность развития содержания информационных технологий. Но постепенно использование проектно – исследовательской деятельности в системе учебных занятий по информатике и информационным технологиям доказывают эффективность её использования.

Для закрепления и проверки качества знаний и умений по теме «Моделирование в среде графического и текстового редактора» разрабатываем мини-проект «Моя фирма». Планируемый результат: создание витража с помощью геометрических фигур. Целью является не только проверка знаний учащихся, но и задача научить учащихся использовать полученные знания на практике, сформировать представление о культуре поведения в ситуации «конструктор-заказчик». Задача учащихся разработать набор стандартных деталей, блоков, эскиз и представить их заказчику. Если вид эскиза витража и сборка деталей удовлетворяет заказчика, то подписывается договор о приемке работы. Витраж является примером, темы же конструирования – моделирования могут быть различными. Их придумывают участники проекта. Учащиеся предварительно разделены на пары. Домашним заданием является придумать заказ и составить договор о приемке работы. Тетради с заказами сдают учителю, что бы заказчик во время приёмки не мог изменить условия заказа (проверено на практике). Главное, что все учащиеся выполняют заказы в парах, а потом друг у друга принимают. Проекты демонстрируются на следующем уроке, определяется лучший проект, выявляются плюсы и минусы представленных работ. Подводя итоги проекта, всегда обращаю внимание учащихся на их культуру поведения в моделируемых ситуациях «конструктор-заказчик», указывая, на необходимость проявлять взаимоуважение.

Проектно – исследовательская деятельность становится ведущей на уроках информационного цикла в старших классах. Но рассчитывать на её успешность, на мой взгляд, можно тогда, когда удается построить работу на значимом для учеников материале. Поэтому вначале дается не только теория, но и отработка и повторение практических навыков по темам текстового редактора, мультимедийных технологий, базы данных, информационных процессов в системах и только тогда приступаем к созданию проектно – исследовательской работы на тему: «Чудеса света», для информационной поддержки использует ресурсы с сайта «1001 чудо света». Самым сложным становится именно процесс выявления и уточнения интересов учащегося, совместного с ним формулирования замысла будущего проекта. Обычно я использую введение общей содержательной рамки при сохранении свободы выбора внутри ее. Проект может помочь решению личностной проблемы ученика или стать способом проникновения в новую для него сферу. Обязательным условием является наличие в работе титульного листа выполненного в текстовом редакторе со ссылками на мультимедийную презентацию, базу данных, и web- страницу, созданную на уроке. В старших классах проекты по информатике могут выступать в роли интегрированных заданий, их целью является практическое применение знаний накопленных по различным предметам. Например, проект на тему: «Все работы хороши, свою выбрать поспеши». Приёмы организации проектной деятельности остаются прежними. Изучение предметов становится более целенаправленным, нередко включающим элементы предпрофессиональной деятельности; формируется круг учащихся, предполагающих связать своё дальнейшее обучение с информатикой; в силу своих возрастных особенностей учащиеся старших классов более расположены к исследовательской и самостоятельной деятельности.

Использование проектной деятельности при обучении школьников технологии создания сайтов позволяет организовать связь между такими темами курса информатики как Windows, Word, Excel, изучение Интернет технологий и языка HTML и программой PowerPoint, то есть происходит обобщение и систематизация получаемых знаний. Это позволяет повысить интерес учащихся к информатике, сформировать мотивацию к учению, что приводит к улучшению качества знаний, развиваются познавательные навыки учащихся, умение самостоятельно конструировать свои знания, умение ориентироваться в информационном пространстве, развивается критическое мышление.

Проектно – исследовательская деятельность позволяет решить проблему разноуровневой компьютерной подготовки учащихся: каждый трудится в своём темпе, применяя полученные навыки и умения, а оценка, выставленная за старание самостоятельно расширить свои знания, найти им практическое применение, умение работать в коллективе, является хорошим стимулом для обучения. Метод проектов дает возможность организовать практическую деятельность в интересной для учеников форме, направив усилия на достижение значимого для них результата. Освоение программных средств и вычислительной техники становится более осмысленным, работа учащихся осознанной, увлекательной, познавательно мотивированной.

Школьники реально видят результаты своего труда. Немаловажное значение имеет и понимание того, что эти результаты могут быть использованы другими людьми. Информационные технологии позволяют представить результаты более наглядно, вовлечь в процесс обсуждения и работы множество других людей.

Проектная деятельность открывает доступ ученикам к освоению новейших информационных технологий и самой современной технологии получения информации, учит умению вести дискуссию, слушать и слышать собеседника, отстаивать свою точку зрения, подкрепленную аргументами; умению находить компромисс с собеседником; умению лаконично излагать свои мысли.

Использование в своей работе метода проектов позволило преодолеть пассивность учащихся, тем самым повысить интерес к предмету. В работе над проектами у учащихся возникает необходимость использовать свой опыт и знания других предметов.

Проектная деятельность помогает создавать творческую, доброжелательную атмосферу на уроке, а ребенку поверить в свои силы. Без сомнения, проекты являются одним из способов самовыражения ребенка, способствуют его самореализации.

Вот почему я использую проектно - исследовательскую деятельность в учебном процессе.

Метод проектов в практике преподавания информатики является путем решения явно обозначившихся проблем, которые решить в рамках традиционно используемых методов обучения невозможно. Как наиболее острую из них выделим проблему различного стартового уровня знаний и умений школьников по информатике. В результате построить оптимальный курс обучения даже в одном классе становится практически невозможно. Кроме того, знания детей с высоким уровнем подготовки, как правило, не выстроены в логике курса и требуют идентификации пробелов в них с последующей коррекцией. Решение задачи приобретения качественных знаний по всему курсу информатики каждым ребенком видится в оптимальном сочетании его личных направленностей и потребностей с соответствующей областью применения информационной технологии. Использование различных форм проектной деятельности позволяет преподавателю корректировать свою деятельность, она обеспечивает эффективность и качество преподавания.

Метод проектов наиболее интересная форма изучения и представления материала. И в то же время, это один из самых сложных приёмов обучения. Сложным для ученика своим продолжительным и обязательно качественным выполнением работы. Ведь результатом является не столько оценка за работу, а сама работа. И самое главное – её практическое использование другими людьми. Всё это накладывает большую ответственность на ребят и требует гораздо больше усилий, чем подготовка к уроку или даже контрольной работе. Но в то же время – законченная работа, и ещё важнее сам процесс, являются прекрасным стимулом для ребят, приумножающим уверенность в себе, подвигающим на новые проекты.