Личностно-значимые задания по теме «Моделирование». В помощь учителю информатики
Мы учим детей строить модели, беря в качестве объектов «нечто» из учебников математики и физики. А что если объектом будет сам ученик? Или его друзья? Или его класс? Давайте попробуем… Статья в помощь учителям математики организовать занятия по теме «Моделирование» по информатике в старших классах.
В современном школьном курсе информатики для старшеклассников тема «Моделирование» приобретает все более значимую роль. Теория моделирования небезосновательно может претендовать на мироописательную, наряду с теорией множеств, теорией графов и теорией систем.
Понятие модели может быть как банально простым, так и сложным до глубокой степени философичности. От бытового уровня до научного.
Анализируя многочисленные учебники и задачники по теории моделирования (Н.В. Макаровой, А.Г. Гейна…) можно заметить, что в них в изобилии имеются задачи по построению физических, биологических, математических и химических моделей. Это не может не радовать, ибо информатики есть «подружка всех наук», а теория моделирования — хорошее основание для этой дружбы.
Не умаляя важность, необходимость и полезность подобных задач, хочу предложить учителям информатики и ученикам серию заданий на построение моделей, ориентированных на предпочтения и мнения конкретного ученика или же небольшой группы детей, достаточно хорошо знающих друг друга и способных договориться об усредненном мнении.
Очень интересно совместно с учащимся просматривать эти работы, находить сильные и слабые стороны, оценивать степень адекватности модели.
Одной из серьезных проблем на этапе знакомства с основными приемами моделирования является неумение детьми выделить набор значимых свойств объекта для построения адекватной модели. Это особенно заметно в технических и научных задачах. Можно попрактиковаться на понятных социальных и личностных заданиях.
Большинство решений в той или иной степени принадлежат моим ученикам. И я очень благодарна за их творчество, логику, аккуратность и разрешение цитировать их решения в данной статье.
Модель №1
Моделируемый объект: учебная нагрузка ученика 10 «Б» класса.
Цель моделирования: определить наиболее и наименее сложные дни недели с точки зрения учебы.
Форма представления модели: табличная.
Инструменты моделирования: электронные таблицы.
Решение (формализация).
Учащимся предстоит проанализировать объект моделирования и сформулировать его значимые свойства. В зависимости от учтенных свойств могут быть построены весьма различные модели.
Например, простейшая:
значимые свойства: количество уроков в этот день, количество подготовок на следующий день, воскресенье – выходной от уроков и домашних заданий.
Разумеется, в качестве средства реализации модели используется электронная таблица. И все расчеты производятся автоматически.Таким образом, наиболее сложными днями признаются вторник и четверг (сумма максимальная), наименее сложным — пятница (сумма минимальная).
Какие значимые свойства объекта не учтены?
Например, средняя сложность урока. Здесь мы сталкиваемся с проблемой субъективной оценки. Кому-то сложна алгебра, а кто-то панически боится черчения и выходит после этого урока уставшим и обессиленным. Но мы и не ставим задачу построить объективную универсальную модель. Определим личное мнение как ценность. И уточним цель моделирования: определить наиболее и наименее сложные дни недели с точки зрения учебы для вас лично. Или для вашей пары человек. Опыт показал, что группа из 3-4 учащихся работает уже менее эффективно, так как усреднить столько мнений сложно. Приведенная таблица — реальная модель, созданная десятиклассницей. Коэффициент сложности лежит в диапазоне от 1 до 4.
С учетом фактора сложности урока можно увидеть, что четверг — по-прежнему, сложный день для десятиклассников, но трудность вторника гораздо выше.
Эта модель уже весьма адекватна. Ибо она неплохо решает поставленную задачу. Но можно сделать еще несколько шагов, например, учесть усталость, которая копится день ото дня и увеличивается к концу недели. Хотя, после сложного дня усталости накоплено больше, потому нелинейная функция будет подходить лучше, чем просто линейный коэффициент.
Группа десятиклассников пытается учесть этот фактор в своей модели. Уровень сложности предмета они оценивают по десятибалльной шкале, и их мнение не всегда совпадает с мнением автора предыдущей модели.
Далее приведено расписание уроков. Вторая таблица заменяет урок на значение его сложности. Третья содержит оценку домашнего задания. При суммировании учитываем, что в текущий день мы делаем домашнюю работу на следующий. То есть сумм считается со смещением.Эти данные заполняются вручную.
Коэффициент усталости берется как 1/5 часть общей суммы предыдущего дня. В понедельник дети приходят в школу отдохнувшими, а затем остаточная усталость накапливается. При анализе этой модели тоже получаем вторник как самый сложный день.
Данную модель можно и далее совершенствовать, например, зачеты, которые практикуются в некоторых школах по некоторым предметам, необязательные занятия: факультативы, кружки, спортивные секции, можно делать часть домашних заданий в воскресенье, принимать во внимание контрольные работы, участие в олимпиадах и подготовку к ним.
Эта задача хорошо иллюстрирует связь качества модели с выбором значимых свойств. Предлагать задачу можно в слабых и сильных группах, в классах средней школы и старшеклассникам, математикам и гуманитариям.
Очень интересно оценить внутренне согласие учащегося с результатами моделирования. А то, как чувствуешь, какой день недели наиболее тяжел? Почему твое внутреннее ощущение не совпало с расчетами? Что не было учтено? Интересно усилить воспитательную составляющую и использовать модель для планирования учебного времени, для того, чтобы лучше организовать учебный ритм. Можно попытаться соотнести неудачи детей по некоторым предметам с недельной нагрузкой.
Если же задание учеников не затронуло, то можно оставить его на уровне простейшей модели.
Модель №2
Моделируемый объект: идеальное расписание уроков для вашего класса.
Цель моделирования: определить, какие предметы, в каком количестве и в каком порядке должны быть в расписании вашего класса.
Форма представления модели: комбинированная (табличная с текстовыми комментариями).
Инструменты моделирования: текстовый редактор.
В качестве значимых свойств учащиеся могут выбрать перечень учебных предметов, причем как реальных, так и желаемых, распределение предметов по дням недели и в течение дня, могут выбрать время начала и окончания уроков.
Модель №3
Моделируемый объект: здание школы и помещения.
Цель моделирования: выделить в школе зоны — излюбленные и популярные места «обитания» вашего класса.
Форма представления модели: графическая в виде плана-схемы.
Инструменты моделирования: графический редактор, текстовый редактор.
Модель №4
Моделируемый объект: меню в школьной столовой.
Цель моделирования: составить реалистичное меню школьной столовой, чтобы ваш класс был им доволен.
Форма представления модели: любая.
Инструменты моделирования: электронные таблицы, можно добавить иллюстрации.
В этой задаче целесообразно заранее проговорить значимые свойства, так как учащиеся имеют тенденцию превращать школьную столовую в ресторан или пиццерию. Кроме личных пристрастий в еде, требуется учесть небольшой штат столовой, здоровое питание, оперативность приготовления блюд и обслуживания, невысокую стоимость.
Модель №5
Моделируемый объект: генеральная уборка кабинета.
Цель моделирования: спланировать генеральную уборку классного кабинета.
Форма представления модели: алгоритмическая.
Инструменты моделирования: текстовый редактор, графический редактор.
Модель №6
Моделируемый объект: будущая одноклассница.
Цель моделирования: в ваш класс собираются добавить еще одну ученицу. У вас есть возможность заочно выбрать одну из большого списка претенденток. Надо, чтобы и вам и ей было в вашем классе комфортно.
Форма представления модели: словесно-описательная.
Инструменты моделирования: текстовый редактор.
Задание не столь просто, как может показаться на первый взгляд. При его выполнении поднимется вопрос о характеристиках класса, о том, есть ли в нем лидеры, какие социальные роли вообще бывают в классе и какую позицию надо усилить новой девушкой. Учителю желательно не пожалеть времени на выполнение этого задания. Так как в случае дефицита времени есть большой шанс получить работу типа: «Она должна быть высокой голубоглазой блондинкой, любящей веселые компании».
Об авторе: Соседкина Валерьевна, учитель информатики, МБОУ гимназия №3 в Академгородке города Новосибирска.
0
