УДК 37.04

АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ УЧАСТИЯ УЧАЩИХСЯ В ДНЕ НАУКИ ПО ИНФОРМАТИКЕ В КОНТЕКСТЕ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОФИЛЬНОГО ОБУЧЕНИЯ

Козлов Сергей Валерьевич
Смоленский государственный университет
кандидат педагогических наук, доцент доцент кафедры информатики

Аннотация
Данная статья посвящена вопросам подготовки школьников к выступлению на городском дне науки по информатике. В статье дан обзор тематических докладов, представленных учащимися на дне науки. Рассмотрены тенденции развития теоретической информатики и информационных технологий, определяющие научные интересы учащихся в области изучения школьной информатики. Определены перспективы в организации системы профильного обучения информатике.

Ключевые слова: индивидуальное обучение, информатика, информационно-коммуникационные технологии, информационно-образовательное пространство, математическое моделирование, мультимедийный проект, программирование, профильное обучение


THE ANALYSIS OF RESULTS OF PARTICIPATION OF PUPILS IN DAY OF SCIENCE ON INFORMATICS IN A CONTEXT OF THE ORGANIZATION OF PROFILE TRAINING

Kozlov Sergey Valeryevich
Smolensk State University
Ph.D. in Pedagogical Sciences, Associate Professor assistant professor of Computer Science

Abstract
This article is devoted to questions of preparation of pupils to performance on city day of science on informatics. In the article gives an overview of the thematic reports submitted by pupils on day of science. The article considers the trends of development of theoretical computer science and information technologies that define the scientific interests of the pupils in the field of study school informatics. Prospects in the organization of system of profile training in informatics are defined.

Keywords: individual training, informatics, information and communication technologies, information and educational space, mathematic modeling, multimedia project, profile training, programming


Рубрика: Педагогика

Библиографическая ссылка на статью:
Козлов С.В. Анализ результатов участия учащихся в дне науки по информатике в контексте организации профильного обучения // Гуманитарные научные исследования. 2014. № 4 [Электронный ресурс]. URL: http://human.snauka.ru/2014/04/6373 (дата обращения: 11.04.2019).

Организация профильного обучения в школе является на сегодняшний день одной из первостепенных задач формирования единого информационно-образовательного пространства [1]. Особое место ввиду развития информационно-коммуникационных технологий и их внедрения во все сферы жизнедеятельности человечества занимает профильное обучение учащихся информатике [2]. Оно закладывает фундаментальные основы подготовки по информатике для будущего формирования компетентного IT-специалиста.

В связи с этим предметная область информатики должна отражать современные тенденции развития отрасли науки [3]. В обучении необходимо демонстрировать ее приложения при решении задач практической направленности [4]. Прикладной характер во многом определяет мотивацию и интерес обучающихся к предмету изучения.

Профильное обучение информатике предполагает участие школьников в различных предметных мероприятиях. Помимо олимпиад по программированию, информационным технологиям, правовой информатике учащиеся могут реализовать свой потенциал при подготовке научных исследований [5]. Выступления с докладами обычно происходит на школьном дне науки. Лучшие творческие работы рекомендуются для презентации в рамках городского дня науки.

В последнее время проекты участников можно условно разделить на две категории. Первую категорию составляют программные продукты, которые демонстрируют решение конкретной прикладной задачи [6]. К категории можно отнести программы, моделирующие при помощи математического аппарата поведение некоторой сложной биологической или социально-экономической системы [7, 8]. Так или иначе, данные проекты подразумевают программирование при решении поставленной задачи. Это может быть и визуальное программирование и web-программирование при создании контент-приложений и просто объектно-ориентированное программирование.

Вторую категорию составляют исследовательские мультимедийные проекты. Программы этой категории объединяет идея использования средств информатики при изучении других учебных дисциплин. Проекты обычно представлены в виде web-сайтов. Они иллюстрируют компьютерную реализацию той или иной системы, как правило, учебно-методического или информационного характера. Например, сопровождающий материал к уроку математики или физики, который наглядно показывает применение теории на практике. Или web-ресурс «Сайт дошкольного образовательного учреждения».

Эти творческие проекты отражают все многообразие применения информатики в современном обществе информационных технологий. Исследования в этих категориях оценивают отдельно друг от друга. Это объясняется тем, что проекты второй категории наряду с собственно разработкой программного продукта требуют поиска, обработки и систематизации больших объемов информации. Проекты же первой категории – сугубо программная разработка.

В последние два года среди проектов, представленных на городском дне науки по информатике, наметилась четкая тенденция возобновления линии программирования. Это в первую очередь обусловлено тем, что на уроках информатики и в работе кружков профильной направленности стало значительно больше, как и раньше, уделяться времени на формирование алгоритмического мышления. Не последнее место здесь также занимает набирающее обороты изучение в профильной школе основ web-программирования.

В 2014 году по направлению программирования на городском дне науки было представлено девять приложений. Кратко охарактеризуем каждое из них.

Наиболее востребованной у учащихся оказалось изучение на углубленном уровне темы «Системы счисления». Данной тематике были посвящены три доклада. В первом из них рассматривалась визуализация алгоритмов перевода чисел в различные позиционные системы счисления. Проект был создан на языке Object Pascal в среде визуального программирования Delphi. Достоинством программного продукта являлась графическая иллюстрация перевода чисел из одной системы счисления в другую. Принцип наглядности в обучении был удачно реализован в программе в виде совместимых окон. Пользователь программной среды может одновременно задавать параметры перевода, такие как основания систем счисления, точность вычислений и одновременно видеть не только отображение результата, но и изменение иллюстративного ряда при модификации исходных параметров.

Во втором докладе по этой теме было представлено исследование по нестандартным системам счисления. Были описаны принципы построения мнимой двоичной и нега-четверичной систем счисления, охарактеризованы направления применения подобного рода систем в практике создания вычислительной техники. Автором исследования были разработаны программы в среде Pascal ABC, демонстрирующие работу в описанных им системах счисления.

В третьем докладе слушателям был представлен модуль программной оболочки Internet-ресурса, в котором можно было производить перевод целых и дробных чисел в позиционных системах счисления по основанию до двадцати включительно. Пользователь мог задать значение числа в одной системе счисления, указав при необходимости его точность. Программа вычисляла результат во всех других системах. Особенностью ресурса выступала возможность организации арифметических действий над числами, представленными в различных системах счисления.

Ряд проектов были выполнены в среде программирования Pascal ABC. Они демонстрировали возможности программирования при решении разнообразных прикладных задач. Один из докладов был посвящен применению метода статистических испытаний Монте-Карло для определения значения числа Пи. Другой раскрывал особенности решения переборных задач на примере обхода конем клеток шахматной доски вычислительными мощностями компьютера. В третьем докладе были проанализированы достоинства и недостатки основных алгоритмов криптографии для безопасной передачи данных.

Особого внимания заслуживает рассмотрение проекта концептуального решения прикладных задач с помощью дерева отрезков. Автором доклада обсуждается возможность применения метода к вычислению площадей и периметров областей различной геометрической формы, имеющих наложение друг на друга. Описывается задача о радиолокационном покрытии территорий и задача о протяженности границы, площади и суммарном объеме загрязненной территории при уборке мусора.

Отдельно также следует отметить две следующие работы. В первой из них описана методология администрирования форменных серверных приложений. В этой работе продемонстрированы возможности платформы ASP.NET для проектирования контент-приложений. Автором раскрыта сущность технологии разработки и сопровождения web-ресурсов, на примере web-сайта показана программная реализация системы контента. Во второй работе представлена программа управления антропоморфным роботом. Участникам и жюри дня науки был предъявлен серийный робот, выполняющий инструкции данной программы. Он под музыкальное сопровождение осуществлял танцевальные движения, заложенные в программном модуле.

Мультимедийные проекты на городском дне науки были представлены шестью информационно-исследовательскими разработками. Так примером визуализации алгебраических данных служит творческий проект учебно-методического характера, демонстрирующий построение сечений многогранников в среде Delphi. В программе пошагово демонстрируется алгоритм получения плоскостного сечения по точкам. Даны методические комментарии к каждому шагу. Программа проекта включает не только общий алгоритм, но и ряд примеров построения сечений тетраэдра, пирамиды, прямоугольного параллелепипеда, призмы и произвольного многогранника. Также программная оболочка содержит краткое изложение теоретического материала и блок заданий для самостоятельного решения.

В том же русле был выполнен и еще один представленный проект. Он иллюстрировал выполнение построений в декартовой и полярной системах координат. В проекте ученики провели системный анализ особенностей математического описания линий и фигур в данных системах. Авторы проекта привели наглядные примеры объектов природы и жизнедеятельности человека и проследили взаимосвязь между их алгебраическими представлениями в этих системах. Программная реализация проекта отражала идеи выбора для построения объекта декартовой или полярной системы координат в зависимости от числовых характеристик фигуры.

Эти примеры являются в последнее время скорее исключением, чем практикой докладов на научных конференциях школьников. Это объясняется тем, что такие учебные проекты требуют не только большой исследовательской работы в поиске и систематизации информации, но и фундаментальных знаний в области программирования. Данные мультимедийные учебные проекты лежат на стыке программирования, коммуникационных технологий поиска и информационных технологий обработки данных. Классическим же примером среди мультимедийных проектов последних пяти лет является проектирование, разработка и сопровождение web-сайта.

Интерес к созданию web-ресурсов в последнее время переходит на новый уровень. С одной стороны все меньше учениками разрабатываются сайты по шаблону, они ищут инновационные пути воплощения своих идей. Это уже не сайт учебного заведения или сайт учебно-методического характера. С другой стороны особо важный аспект наполнения сайта достоверной информацией становится стандартным. В связи с чем современные сайты школьников обобщают информацию, которая еще не нашла отражение или ее части разрознены и не систематизированы в сети Интернет.

В данном направлении научных исследований была представлена коллективная авторская разработка школьников – web-сайт «Род Вонлярлярских в истории России». Сайт содержал систематизированные сведения о представителях рода, его значении в исторической судьбе малой Родины – Смоленщины и России в целом. Структура сайта воплотила основные тенденции современного сайтостроения. Название и эмблема сайта, выполненные в векторном графическом редакторе, ярко характеризовали проблематику данного web-ресурса. Горизонтальное интерактивное меню со встроенными закладками вместе с кнопками логических переходов обеспечивали понятную пользователю навигацию. Сопровождение материала графическими изображениями наглядно иллюстрировало текстовое содержание проекта. Уникальность Интернет-ресурса составляли исторические факты и события, описания которых ранее не были размещены во всемирной паутине. Заинтересованность в создании такого мультимедийного проекта именно этой группой школьников появилась ввиду того, что один из ее участников являлся одним из потомков рода Вонлярлярских. На web-сайте была размещена редкая карта родового поместья и изображение генеалогического древа рода Вонлярлярских XVIII века, которые передавались из поколения в поколение. Несомненно, подобного рода web-ресурсы являются особо востребованными в восстановлении исторической памяти народа. Заинтересованность учащихся в такой работе побудило коллектив к продолжению проекта в виде общего ресурса школы об исторических потомках их воспитанников. Таким образом, проекты такого рода служат ярким примером использования современных информационно-коммуникационных технологий в других областях знаний.

Систематизация материалов междисциплинарного характера привлекает к разработке проектов не только учащихся физико-математического профиля, но и других профилей обучения, например, гуманитарного. Они создают мультимедийные проекты в рамках своего научного направления. Так один из докладов на дне науки раскрывал историю развития электроэнергетики в России. В проекте были собраны сведения, отражающие основные вехи формирования электроэнергетического комплекса в стране. Авторами в ходе исследования выявлены исторические факты становления электроэнергетической системы в Смоленской области. Проект как завершенный информационный программный продукт представлял собой совокупность мультимедийных презентаций, собранных под единой оболочкой.

Примером учебно-методического проекта школьников гуманитарного профиля, сведения которого необходимы всем пользователям персонального компьютера, стала гипертекстовая оболочка, содержащая материал об информационной безопасности детей в сети Интернет. Проект в первую очередь предназначен детям дошкольного и младшего школьного возраста. Авторами были разработаны социальные ролики, предупреждающие каждого ребенка о сайтах с недопустимой информацией и о небезопасном контенте для работоспособности компьютера. Ученики привели обобщенную систему правил поведения при работе в сети Интернет. Школьника сформировали базу Интернет-ресурсов обучающего характера для младших школьников. Такие проекты востребованы при организации учебной деятельности в школе. Они подтверждают факт о неотвратимости и целесообразности применения информационных технологий XXI века в повседневной практике обучения. Несмотря на то, что обучение информатике в профильных классах гуманитарного направления во многом носит информационно-ознакомительный характер деятельности, учащиеся должны быть вовлечены в мир информационно-коммуникационных технологий.

Реалии современной действительности таковы, что без информатики и ее информационных технологий не обходится практически ни одна сторона деятельности человека. Исследовательский проект «Определение чувства времени» наглядно демонстрирует этот факт. В рамках доклада на дне науки авторы показали, какие возможности предоставляют компьютерные технологии в научных исследованиях. Учащиеся на базе своей школы среди учеников всех параллелей и преподавательского состава проводили эксперимент о чувстве времени человеком. Для этого они разработали компьютерную программу, которая фиксировала результаты тестирования испытуемых при определении интервалов времени. Программная оболочка записывала в базу данных значения истинного времени и времени установленного человеком при прохождении теста. Результаты тестирования, полученные для каждой возрастной категории, были обработаны средствами MS Excel. В среде табличного процессора в электронных таблицах для обработки данных использовались встроенные статистические функции, для наглядного отображения данных – сервисы построения диаграмм. Таким образом, средства информационно-коммуникационных технологий позволили и провести эксперимент и обработать данные исследования.

Как показали выступления школьников на городском дне науки по информатике, достижения в этой области позволяют применять технологии программирования и информационно-коммуникационные технологии в широком спектре научных областей знаний. В тоже время предметное обучение информатике в школе формирует, как правило, только базовые навыки владения компьютерными технологиями. Фундаментальные основы программирования могут быть сформированы лишь в профильной физико-математической школе. Однако это вовсе не означает, что учащиеся других профилей подготовки в старших классах лишены возможности совершенствовать свои знания и умения по информатике. Значительное количество докладов на дне науки, в которых применялось не только и не столько программирование, а информационные технологии наглядно свидетельствует об этом. Обучение в рамках любого профиля в старшей школе раскрывает перед учащимися широкие перспективы использования информационно-коммуникационных технологий на практике.

Поделиться в соц. сетях

0

Библиографический список
  1. Емельченков Е. П., Бояринов Д. А., Козлов С. В. Информационное образовательное пространство: модели и технологии: монография / Е. П. Емельченков, Д. А. Бояринов, С. В. Козлов, З. А. Нырцова, А. П. Борисов. – Смоленск, 2010. – 216 с.
  2. Козлов С. В. Актуальные вопросы использования адаптивных информационно-образовательных систем в профильной школе // Наука и образование в XXI веке: сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции 30 сентября2013 г.: в 34 частях. – Ч. 21. – Тамбов: Бизнес-Наука-Общество, 2013. – С. 48-51.
  3. Козлов С. В. Актуальные вопросы развития инновационных информационных технологий и систем в образовании // Проблемы и перспективы инновационного развития территорий: материалы международной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава. – Ч.1. – Коломна: МГОСГИ, 2013. – С.173-176.
  4. Емельченков Е. П., Бояринов Д. А., Козлов С. В. Информационные системы автоматизированной поддержки инновационной деятельности: модели, проектирование и реализация. – Смоленск: Изд-во СмолГУ, 2011. – 164 с.
  5. Козлов С. В. Особенности обучения школьников информатике в профильной школе // Концепт. – 2014. – № 01 (январь). – ART 14006. – [Электронный ресурс] – URL: http://e-koncept.ru/2014/14006.htm. – Гос. рег. Эл № ФС 77-49965. – ISSN 2304-120X. – [дата обращения 30.03.2014]
  6. Козлов С. В. Функциональные назначения и возможности информационно-образовательного ресурса «Advanced Tester» // Горизонты науки. – 2011. – №2 (6). – С. 9-12.
  7. Киселева О. М. Применение математических моделей в педагогике. Обучение в группе // Математическая морфология. Электронный математический и медико-биологический журнал. – Т. 5. – Вып. 4. – 2006. – [Электронный ресурс] URL: http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-12-html/kiseleva/ kiseleva.htm – [дата обращения 30.03.2014]
  8. Козлов С. В. Использование математического аппарата теории графов для построения модели предметной области в информационном образовательном пространстве «Средняя школа – ВУЗ» // Инфокоммуникационные технологии в региональном развитии: сборник трудов четвертой ежегодной межрегиональной научно-практической конференции. – Смоленск: СПЭК, 2011. – С.108-110.


Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Козлов Сергей Валерьевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация