Пятница, 21.09.2018, 21:09
Главная
· RSS
Меню сайта
Наш опрос
Применяете ли Вы информационные технологии в своей профессиональной деятельности?
Всего ответов: 315
Статистика
 Работа секций
Главная » Статьи » 2014 » Разработка и применение информационных технологий в образовательном процессе: проблемы и перспективы

ПЕРСПЕКТИВЫ МЕТОДИКИ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В ШКОЛЬНОЙ ГЕОГРАФИИ
Мартемьянов В.В.,
МБОУ «СОШ № 134» 
г. Пермь, Россия

ПЕРСПЕКТИВЫ МЕТОДИКИ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В ШКОЛЬНОЙ ГЕОГРАФИИ

Стремительная компьютеризация общества привела к парадоксальной ситуации в школьном обучении: есть техника, но нет программ для качественного обучения. И как на заре развития школы учителя вырезали и клеили карточки – задания, так и теперь непрофессионалы пишут компьютерные программы для своих уроков, по сути, создавая иллюстративный экранный материал. Техническая мысль обогнала педагогическую! И разрыв с каждым годом становится всё больше. Исходя из требований ФГОСа: «…владение умениями проводить учебные исследования, в том числе с использованием простейшего моделирования и проектирования природных, социально-экономических и геоэкологических явлений и процессов..», собственного опыта работы с компьютером, мной разрабатывается на протяжении ряда лет методика компьютерного моделирования в школьной географии. Важнейшей потребностью в моделировании стала невозможность проводить реальный эксперимент в отдельных темах урока.

Следует отметить, что вопрос компьютерного моделирования на уроках географии в школе слабо освещен в отечественной литературе. Большая часть исследований посвящена математике и информатике. Поэтому многие вещи приходилось систематизировать и обосновывать самому.

В географическом компьютерном моделировании я выделяю три основных направления, которые доступны мне, как учителю:

1. Отражающее моделирование («что вижу или знаю, то и показываю другим средствами мультимедиа»)

2. Исследовательское моделирование («исследую модели природы не выходя из кабинета с помощью различных готовых программ»)

3. Создание управляемых моделей («сам создаю программы для исследования природы другими»).

Все компьютерное моделирование по адресности использования я разделяю на два уровня – учительское и ученическое. Ученическое моделирование – это способ обучения на уроке географии (или вне последнего). Учительское моделирование – это создание материалов для проведения современных качественных уроков.)

1. Ученическое (чаще отражающее моделирование, меньше – исследовательское, и редко – создание управляемых моделей).

2. Учительское. Мы занимаемся только двумя видами – создаем отражающие демонстрационные модели, необходимые нам для проведения качественных уроков и докладов перед коллегами, и редко создаем управляемые компьютерные модели для учащихся (в силу специфики профессии мы не программисты и не исследователи).

1. Отражающее моделирование

В свою очередь на основании собственного опыта можно разделить на такие части:

А. Отражающие модели по итогам семейных туристических поездок по интересным природным объектам, городам и странам. Дети привозят новые впечатления, фото- и видео материалы и хотят поделиться с другими ребятами увиденным. Здесь используются в основном программы Microsoft Power Point  или другие презентации и собственные фото, видео, текстовые материалы.

В. Отражающие модели, как итог изучения отдельных разделов географии. Некоторые разделы предмета вызывают желание детей поглубже познакомиться с темой. В этом случае им предлагается маленькая самостоятельная работа по поиску информации и оформлении сообщения с компьютерной презентацией. Обычно это делается   в программае Microsoft PowerPoint.

С. Отражающие (отчетные) модели, как результат проектно- исследовательской деятельности  во внеурочное время (в основном в программе Microsoft Power Point ). Это высшая стадия самостоятельного исследования школьников. Учительские отражающие работы – презентации на семинарах. Это становится элементарной культурой доклада.

2. Исследовательское моделирование в готовых программах

По характеру работы с компьютерными моделями в настоящее время я вижу следующие направления на уроках географии в исследовательском моделировании школьников.

Исследование моделей подразумевает анализ поведения элементов природы в готовой ситуации, предложенной учителем (программой) с выводами (вплоть до открытия закономерностей природы), и моделирование ситуации – создание нового состояния природы, в пределах допустимого программой и последующий анализ получившейся модели природы. При исследовании моделей ученик делает открытия для себя, учится систематизации наблюдений. В моделировании ситуаций  есть относительная  непредсказуемость вновь созданных ситуаций, творческий поиск. Это метод проб и ошибок.

Я выделяю следующие типы компьютерного моделирования по характеру (возможностям) работы с программами:

1. Использование готовых программ, когда, выставляя произвольные цифровые данные в управляемых полях (движками), мы получаем новую комбинацию природно - географической ситуации, что позволяет рассмотреть природный объект или явление с разных позиций. Пример: программа «Стратум 2000», «3-D атлас Земли» - полет над землей и другие.

2. Графический, табличный тип, когда, задавая в ячейках стандартной программы цифровые параметры результатов собственных наблюдений в природе, создается графическая модель природных процессов. Пример - графики, диаграммы, роза - ветров, картограммы и картодиаграммы, блок - диаграммы в Excel, как результат наблюдений за погодой, измерений высот на местности, на карте, статистических опросов и др. Программа MapInfo, как составная часть  Excel (работа с картограммами, картодиаграммами, координатами). В результате можно обнаружить многие  закономерности невидимые по цифрам, увидеть стереографический объект, исследовать эти модели в разных вариациях.

По техническим возможностям программы Macromedia  Flash я вижу следующие варианты моделирования для активной работы школьников на экране компьютера на уроках:

1. «Свободное перемещение» объектов по экрану. Принцип «мозаики или кубиков». На чистом поле экрана собирается некая географическая модель явления, карты, схемы из готового набора элементов, расположенных в другой части экрана. Как результат – новая ситуация, картина мира, которую можно обсуждать на уроке. Достоинство программы – лёгкая перемещаемость объектов в случае ошибки, многократное дублирование одного и того же объекта.

2. «Оживление» картинки. Нажатие курсором мышки на различные части общего статического географического рисунка (схемы), приводит к анимации отдельных частей. В динамике становится более понятным принцип природных явлений, работы производства. Мультипликация наиболее подходит для детей с их клиповым мышлением.

3. «Виртуальные измерения» в различных точках экрана курсором, «псевдо приборами». Не всегда можно провести замеры на местности, нет нужных приборов на каждого ученика, трудно совместить измерения в разное время года, суток в разных местах за один урок.

4. «Линейные и угловые измерения» на экранной карте виртуальной линейкой с дальнейшим вычислением реальных размеров по масштабу. Здесь же измерения виртуальным транспортиром углов на картах. Обоснованность компьютерного применения – отсутствие расходных бумажных аэрофотоснимков.

5. «Накладка прозрачных карт». Принцип «Геоинформационных систем». Из компьютерного набора карт вызывается любая пара. Верхняя карта становится прозрачной при нажатии кнопки. Можно провести сопоставление информации с самых различных карт. Сравнительный анализ карт основан на кратковременном сохранении зрительного образа предыдущей карты при появлении новой. Или на одной карте накапливается информация с разных слоёв других карт.

6. «Перебор, выбор вариантов». Для создания обобщённой схемы какого-либо явления природы, таблицы, под каждой её частью «спрятаны» картинки – клипы. Поочерёдно вызывая их щелчком мыши, мы, перебирая варианты, строим общую географическую схему.

7. «Гиперактивное вмешательство». Совершая в программе определённое  воздействие на природные объекты, мы получаем их новое состояние 

8. «Раскраска» отдельных элементов исходного контурного рисунка (карты). Заливка разными цветами разных частей. Легко менять цвета, поля заливки. В условных знаках на экране подписывается значение цветов. Достаточно использовать 10-15 цветов. Обоснованность компьютерного варианта – возможность экспериментировать с районированием территорий, экспресс - опрос. 

9. «Проверка элементов на соответствие». Из предложенного набора картинок надо перенести их на  поле ответов в определённое место экрана. В случае правильного соотношения «место - картинка», начинает играть анимационный клип (резюмирующий текст, простенький сюжет, музыка), в случае ошибки – предлагается исправить недостаток. Простейший образный тест.

10. «Активный курсор». При перемещении курсора по экранной карте,  дискретно появляются цифровые значения (широты или долготы) точки. Густота цифровой сетки заложена программистом. Для практических работ по карте. Обоснованность компьютерного применения – исключение ручного определения координат, что оставляет больше времени на творчество.

11. «Захват цели». Активное воздействие курсором мыши на движущийся по экрану объект позволяет сымитировать «прицел и выстрел». Для географического моделирования иногда полезно спрогнозировать последствия активного воздействия человека на природу (климатические процессы в атмосфере).

12. «Создание  диаграмм». Одной из компетенций учащихся должно стать умение превратить табличные данные в диаграммы, графики. Эта программа помогает быстро «нарисовать» круговую или столбчатую диаграмму  цветовыми движками по готовым табличным данным. Преимущества – быстрота, вариативность цветов. Механическая рисовка  оставляет больше времени на творческое осмысление и выводы. Также Macromedia  Flash даёт возможность печатать на экране в заданных полях заданным цветом и шрифтом свою информацию с дальнейшим разносом курсором надписей по экранной карте (схеме). Удобно для проверки знаний номенклатуры карт, создание собственных схем. Преимущества перед бумажным вариантом – аккуратность, наглядность, вариативность. А можно совместить с возможностью проверки на соответствие.

13. «Просмотр под лупой». Программа позволяет подробно рассмотреть детали разных карт, планов, фотографий, схем, расположенных на одной плоскости экрана без переходов на другие файлы. Необходима при характеристике, анализе географической ситуации одного объекта, но с разных карт. Даёт возможность подробно рассмотреть множество объектов и  опрашивать большое число учащихся, не выходя за пределы одной программы. Особенно эффектна, если информация проецируется на большой экран в классе. Преимущество в  очень большом увеличении, мгновенном переходе на другую карту (фотографию, схему).

14. «Рисовка линий». В некоторых географических заданиях необходимо нарисовать цветные линии на компьютерных картах (маршрут путешествия). В этом случае можно использовать возможность рисовки произвольных кривых. Можно выбрать один из предложенных цветов. Здесь можно ошибаться, стирать и снова рисовать линии.

3. Создание управляемых моделей

Процесс создания самими школьниками управляемых моделей - это самое сложное моделирование. Требуется сочетание увлеченности ребенком предметом и знание им некоторых компьютерных программ. В принципе, можно создать управляемую модель и в PowerPoint, но более широкий спектр возможностей представляют программы Macromedia Flash  и Internet Explorer. Пока основное направление создания управляемых моделей - это создание компьютерных тестов самими школьниками. Подобная работа перенесена в проектную часть индивидуальных учебных траекторий.

Основная же масса управляемых моделей создана мной по своим запросам к различным темам географии в  Macromedia Flash  . Это существенно отличает их от продукта созданного профессиональными программистами. Да, профессионал создаст более качественную и сложную программу. Но требования урока в школе, я считаю, более просты:

1. Программа должна легко загружаться детьми с рабочего стола компьютера (простым нажатием клавиши мыши)

2. Программу легко установить (скопировать) на каждый компьютер (особенно если в школе нет сети, да и по сети с головного компьютера сложная программа «зависает» при одновременной работе 10 компьютеров, а моделирование - это сложная программа). То есть объем программы не более 1-2 мбт.

3. Для запуска учебной программы не требуется предварительной установки специальных программ. Все файлы – исполнимые (*. exe) и идут на любом компьютере.

4. Нет лишнего интерфейса, отвлекающего от идеи учебного задания (чем страдают интерактивные учебники - много ненужной в данный момент информации на экране – яркие картинки, навязчивая анимация, ссылки, движки, кнопки-переходы).

5. Многие процессы должны быть схематизированы и анимированы для детского восприятия (в том числе с юмором), а не для строго научного детального исследования.

6. Учебное задание крупное, во весь экран (а не малая часть кадра, как в «Образовательной коллекции»)

7. Ученики должны моделировать то, что нужно мне, как учителю, а не то, что предлагает посторонний программист.

8. Ученик может приблизить (увеличить) изображение (в разы)  для более детального изучения отдельных элементов или фотографий.

9. Ученик может рисовать на экране мышкой, раскрашивать, перемещать, измерять, то есть действовать активно.

10. После окончания работы с программой информация не сохраняется, не забивается память компьютера от множества классов (в крайнем случае, делается скриншот).

11. Невозможно случайно «испортить» программу неумелыми действиями (что-то в ней стереть)

12. Объём учебной работы с одной программой не более 30-40 минут.

На данный момент мной создано и опробовано на уроках более 140 компьютерных моделей для 6-9 классов. Среди них более 40 управляемых исследовательских для самостоятельной индивидуальной или групповой работы школьников, остальные - индивидуально - тестовые и демонстрационные для пояснений на большом экране на уроке. Общий объем файлов составляет свыше 250 мбт.

 Главные достоинства компьютерных моделей – это свобода выбора учеником своих действий. В результате на экране могут возникать самые невероятные сочетания элементов моделей и ситуаций, с которыми можно работать: экспериментировать с ними, анализировать их, обсуждать с одноклассниками, учителем, решать вопросы - в чем ошибка, что нереально в природе, а что может быть условно реальным? Вновь созданные модели учат школьников обосновывать и защищать свою точку зрения. Именно поэтому я предпочитаю свободные модели с заранее неизвестным сочетанием элементов.


ЛИТЕРАТУРА

  1. Воронцов А.Б., Санина С.П. О компьютерном моделировании в
  2. uеографии [Электронный ресурс] URL: http://centr-ro.ru/geography_1.html. (Дата обращения 13.01.2014).
  3. Мартемьянов В.В. «Активизировать  общение учителей-географов в Интернете» //География. Приложение к газете "Первое сентября" № 11, 2002. С.
  4. Мартемьянов В.В. Компьютерное проектирование, как составная часть предпрофильной подготовки в системе РО в преподавании географии в Лицее № 7. // Сборник статей  XII научно - практической конференции ПОИПКРО. г. Пермь. 2007.
  5. Мартемьянов В.В. «Компьютерное моделирование в преподавании географии в средней школе» // Сборник тезисов Всероссийской научно-методической конференции по вопросам применения ИКТ в  образовании «Рождественские чтения».Пермь: ПГУ. 2010.
  6. Мартемьянов В.В. «Компьютерное моделирование на уроках
  7. географии» //Материалы XIV Краевой НПК школ развивающего обучения «Образовательные проекты ХХI века: проблемы, поиски, решения». Пермь: ПКИПКРО. 2010
  8. Мартемьянов В.В.  «Проблемно – деятельностный подход в
  9. компьютерном моделировании» // журнал «География в школе». М: Школа – пресс. № 10. 2010
  10. Мартемьянов В.В. «Система географического компьютерного моделирования в школьной географии» //Материалы II Всероссийская научно-практическая конференция «Информационные технологии в образовании XXI века». Сборник научных трудов. Т. 1. М.: НИЯУ МИФИ. 2012. 376 с.
  11. Мартемьянов В.В. «Проблемно-деятельностный подход в процессе компьютерного моделирования на уроках географии»// Сборник тезисов международной конференции «Деятельностная педагогика и педагогическое образование ДППО-2013». М.: МАКС-ПРЕСС 2013. 164 с.


Категория: Разработка и применение информационных технологий в образовательном процессе: проблемы и перспективы | Добавил: grebnevaDM (10.02.2014)
Просмотров: 585 | Комментарии: 2
Всего комментариев: 2
2  
wstalker.mar@yandex.ru

1  
Кого заинтересуют мои компьютерные программы, обращайтесь по электронной почте
В.В.

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Copyright E. I. © 2018
Поиск
Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz
  • Научное Агентство ВАКИЗДАТ
  • журнал "Школа будущего"
  • Бесплатный хостинг uCoz