Учебный проект по созданию моделирующей компьютерной программы | Статья в журнале «Образование и воспитание»

Автор:

Рубрика: Общеобразовательная школа

Опубликовано в Образование и воспитание №1 (1) февраль 2015 г.

Дата публикации: 12.01.2015

Статья просмотрена: 96 раз

Библиографическое описание:

Данилов О. Е. Учебный проект по созданию моделирующей компьютерной программы // Образование и воспитание. — 2015. — №1. — С. 31-34. — URL https://moluch.ru/th/4/archive/4/17/ (дата обращения: 19.07.2018).

В статье приведены общие и специфические свойства двух видов деятельности учащихся — исследовательской и проектной. Рассмотрена возможность создания учащимися компьютерных обучающих программ по физике в рамках их проектной деятельности. В качестве примера продукта такой деятельности приведена программа, моделирующая движение тела, брошенного под углом к горизонту.

Ключевые слова:учебный проект, исследовательская деятельность, проектная деятельность, универсальные учебные действия, компьютерная программа.

 

Одним из путей повышения мотивации и эффективности учебной деятельности в школе является включение учащихся в исследовательскую и проектную деятельности [4, с. 85–86], имеющие следующие особенности. Цели и задачи этих видов деятельности учащихся определяются личностными и социальными мотивами. Это означает, что деятельность должна быть направлена не только на повышение компетенции учащихся в предметной области определенных учебных дисциплин и на развитие их способностей, но и на создание продукта, имеющего значимость для других.

Исследовательская и проектная деятельности должны быть организованы таким образом, чтобы учащиеся смогли реализовать свои потребности в общении со значимыми, референтными группами одноклассников, учителей или других людей. Строя отношения в ходе целенаправленной, поисковой, творческой и продуктивной деятельности, учащиеся овладевают нормами взаимоотношений с разными людьми, умениями переходить от одного вида общения к другому, приобретают навыки индивидуальной самостоятельной работы и сотрудничества в коллективе.

Организация исследовательских и проектных работ учащихся обеспечивает сочетание различных видов познавательной деятельности. Значимыми и интересными для учащихся представляются новые виды деятельности, которые им еще незнакомы, именно поэтому их интересно освоить, даже если впоследствии они не войдут в ряд наиболее ценных и жизненно необходимых.

Исследовательские и проектные работы могут быть построены таким образом, что в них будут востребованы практически любые способности учащихся, реализованы личные пристрастия к тому или иному виду деятельности. В данном случае учащиеся делают первые шаги в направлении предпрофессиональной ориентации.

Исследовательская и проектная деятельности открывают новые возможности для создания интереса учащихся к индивидуальному и коллективному творчеству. Важной особенностью реализации исследовательских и проектных paбот является необходимость владения школьниками компетенциями в той или иной области знаний, а также активной работы воображения, которая является основой творчества.

Исследовательская и проектная деятельности имеют как общие, так и специфические черты. К общим характеристикам следует отнести [4, с. 86–87]:

-          практически значимые цели и задачи исследовательской и проектной деятельностей (как правило, результаты исследовательской, а в особенности проектной деятельности имеют конкретную практическую ценность, предназначены для использования);

-          структуры проектной и исследовательской деятельностей имеют общие компоненты: анализ актуальности проводимого исследования или проекта; целеполагание, формулировку задач, которые следует решить; выбор средств и методов, адекватных поставленным целям; планирование, определение последовательности и сроков работ; проведение проектных работ или исследований; оформление результатов работ в соответствии с замыслом проекта или целями исследования; представление результатов в соответствующем использованию виде;

-          формирование компетенции в выбранной сфере исследования или проекта, творческой активности, собранности, аккуратности, целеустремленности, высокой мотивации.

Итогами проектной и исследовательской деятельности следует считать не столько предметные результаты, сколько интеллектуальное, личностное развитие учащихся, pocт их компетенции в выбранной для исследования или проекта сфере, формирование умения сотрудничать в коллективе и самостоятельно работать, уяснение сущности творческой исследовательской и проектной работы, которая будет рассматриваться как показатель успешности (или неуспешности) исследовательской деятельности [4, с. 87].

Наряду с общими чертами проектной и исследовательской деятельности у них существуют и специфические черты, которые заключаются в следующем [4, с. 87]. Любой проект направлен на получение вполне конкретного запланированного результата — продукта, обладающего определенными свойствами, и который необходим для конкретного использования. В ходе исследования, как правило, организуется поиск в какой-то области, а на начальном этапе лишь обозначается направление исследования, формулируются отдельные характеристики итогов работ. Реализацию проектных работ предваряет представление о будущем продукте, планирование процесса создания продукта и реализация этого плана. Результат проекта должен быть точно соотнесен со всеми характеристиками, сформулированными в его замысле. Логика построения исследовательской деятельности включает формулировку проблемы исследования: выдвижение гипотезы (для решения этой проблемы) и последующую экспериментальную или модельную проверку выдвинутых предположений.

Примером проектных работ школьников могут быть разработки компьютерных учебных пособий, выполненных самими учащимися по какой-то определенной теме по химии, физике, биологии, литературе и т. д. Такого рода разработки следует однозначно отнести к проектной деятельности, поскольку результат этих работ четко определен, возможности применения продукта этой деятельности также несомненны — для учащихся школы при подготовке к урокам, итоговому контролю, к экзаменам и т. д.

В этой статье мы приведем пример создания учащимися обучающей компьютерной программы, моделирующей движение тела, брошенного под углом к горизонту с учетом и без учета сопротивления среды, в которой оно движется. Охарактеризуем этот проект с разных точек зрения. Существует много различных классификаций проектов, построенных на определенных основаниях деления проектов [3, с. 59–61]. Если за критерий такого деления взять сферу направленности проекта, то классификация может быть такой:

-          социальные проекты (проекты поддержки мероприятий и создания технологий и т. п.);

-          материальные проекты (изготовление устройств, инструментов и т. п.);

-          экологические проекты (очистка помещений, природных ресурсов, сбор вторичного сырья, защита окружающей среды и т. п.);

-          сервисные проекты (работа с информацией, обслуживание и ремонт, оказание услуг и т. п.);

-          комплексные проекты (включают в себя предыдущие виды проектов как составляющие).

Согласно этой классификации наш проект следует отнести к социальным проектам. Если за основание деления принять доминирующий метод решения проектной проблемы, то проекты подразделяют на следующие типы:

-          исследовательские проекты (требуют наличия продуманной структуры, целей, актуальности и социальной значимости);

-          творческие проекты (не требуют детальной проработки структуры совместной деятельности участников проекта);

-          игровые проекты (требуют распределения ролей и наличие структуры, имитирующей социальные или деловые отношения);

-          информационные проекты (предполагают сбор информации о каком-либо объекте);

-          практико-ориентированные проекты (имеют четко обозначенный результат деятельности, ориентированный на интересы самих учащихся).

Учитывая эту классификацию, наш проект относится к исследовательским. По характеру реализации предметных связей проекты бывают такими:

-          монопредметные проекты (предполагают изучение материала конкретного учебного предмета);

-          межпредметные проекты (содержат смежную тематику нескольких учебных дисциплин);

-          надпредметные проекты (выполняются на основе информации, не входящей в школьную программу).

Учитывая это отметим, что наш проект имеет межпредметную направленность, так как предполагает использование учащимися знаний по физике и информатике. При дальнейшем усложнении исследуемой модели возможно превращение проекта в надпредметный. Если принять за основание деления характер контактов субъектов учебной проектной деятельности, то можно выделить следующие типы проектов:

-          внутренние проекты (внутри школы или класса);

-          региональные проекты (внутри региона или страны);

-          международные проекты (с участием представителей других стран);

-          локальные проекты (выполнятся вне учебных заведений, например, на дому).

Здесь следует отнести проект, о котором мы говорим, к региональным, так как он проводился в рамках Школы Росатома. Он также был проектом с открытой (явной) координацией. Иными словами, координатор проекта участвовал в нем со своей собственной функцией, направляя действия учащихся. Существуют также проекты со скрытой координацией, когда координатор выступает в роли одного из участников проекта. Эти приведенные два вида проектов можно классифицировать, если принять за критерий деления характер координации проекта. Объем работ, предусмотренный в проекте, позволяет классифицировать проекты следующим образом:

-          краткосрочные проекты (длительностью в несколько недель);

-          среднесрочные проекты (длительностью в несколько месяцев);

-          долгосрочные проекты (осуществляются в течение года).

Согласно этой классификации наш проект является среднесрочным. Различают также коллективные, групповые и индивидуальные проекты, учитывая количество их участников. В этом контексте наш проект был групповым, так как выполнялся учащимися в составе небольшой группы из трех человек.

Рис. 1. Окно созданного учащимися приложения, моделирующего движение тела, брошенного под углом к горизонту

 

Следует отметить, что параллельно этой группе работали и другие группы учащихся, которые решали свои конкретные физические задачи, используя методы компьютерного моделирования (мы рассматриваем только одну из них). Задача, о которой пойдет речь в этой статье, имеет следующее содержание. Первое тело свободно падает с некоторой высоты. Как нужно бросить второе тело (под каким углом к горизонту и с какой скоростью) из заданного положения, чтобы попасть в первое тело? Из теоретических посылок можно выяснить, что для этого нужно целиться непосредственно в первое тело (рис. 1) и, если скорость второго тела достаточна, для того, чтобы достичь вертикали, проходящей через первое тело, то столкновение тел обязательно произойдет. Причем это столкновение произойдет обязательно в случае отсутствия сопротивления среды и даже, если сопротивление присутствует, но оно одинаково для обоих тел. Программа должна была демонстрировать движение тел в динамике, а также выводить на экран траектории их движения (рис. 2 и 3). Для написания текста программы учащиеся использовали свободное программное обеспечение — среду программирования Lazarus [2].

Рис. 2. Демонстрация траекторий тел, движущихся без сопротивления среды

 

Учащиеся успешно справились с поставленной задачей: созданная ими программа могла демонстрировать движение тел в динамике и рисовать траектории движения тел (рис. 2 и 3). Субъективно новым для учащихся (а значит и для того, для кого предназначена эта обучающая программа), оказалось то, что столкновение тел при обнаруженных экспериментально условиях происходит независимо от того, учитывается в расчетах сопротивление среды, в которой движутся два одинаковых тела (два одинаковых шара), или нет. Таким образом, становится ясно, какую проблему решали учащиеся в своем исследовательском проекте, и какой вариант решения этой проблемы ими был предложен. Фактически была решена не только учебная исследовательская задача, связанная с получением и усвоением ими необходимых физических знаний, но и задача программирования, а также методическая задача, результатом которой стал программный продукт, позволяющий обучающимся проводить учебное исследование с помощью компьютерной модели [2].

Рис. 3. Демонстрация траекторий тел, движущихся с учетом сопротивления среды

 

Предзащита проекта проходила на школьной конференции, где были представлены и другие проекты учащихся этой же возрастной группы. Участники проекта выступили с совместным докладом и компьютерной презентацией проекта [1]. Кроме того, учащиеся, выполнившие проект, представили его на Всероссийском научно-исследовательском конкурсе Школы Росатома «Компьютерное моделирование в физике» в г. Саров, что и было оценено, как защита проекта.

 

Литература:

 

1.    Данилов О. Е. Компьютерная презентация результатов проектной деятельности учащегося / О. Е. Данилов // Молодой ученый. — 2014. — № 1. — С. 506–510.

2.    Данилов О. Е. Учебные проекты, предполагающие создание обучающимися компьютерных программ / О. Е. Данилов // Молодой ученый. — 2014. — № 13. — С. 250–255.

3.    Матяш Н. В. Инновационные педагогические технологии. Проектное обучение: учеб. пособие для студ. учреждений высш. проф. образования / Н. В. Матяш. — М.: Издательский центр «Академия», 2012. — 160 с.

4.    Формирование универсальных учебных действий в основной школе: от действия к мысли. Система заданий: пособие для учителя / А. Г. Асмолов, Г. В. Бурменская, И. А. Володарская и др.; Под ред. А. Г. Асмолова. — 2-е изд. — М.: Просвещение, 2011. — 159 с.

Основные термины (генерируются автоматически): проект, проектная деятельность, исследовательская деятельность, учащийся, эта, движение тела, Компьютерное моделирование, движение тел, вид деятельности учащихся, вид деятельности.

Похожие статьи

Учебные проекты, предполагающие создание обучающимися...

проект, проектная деятельность, исследовательская деятельность, учащийся, эта, движение тела, Компьютерное моделирование, движение тел, вид деятельности учащихся, вид деятельности.

Исследовательская и проектная деятельность школьников

Исследовательская деятельность учащихсядеятельность, связанная с решением учащимися творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным решением.

Исследовательская деятельность как основа развития...

Исследовательская деятельность учащихсядеятельность, связанная с решением учащимися творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным решением.

Формирование умений учебно-исследовательской и проектной...

Роль проектной деятельности в достижении современных... проектная деятельность, метод проектов, проект, Учащийся, учебный проект

проект, начальная школа, проектная деятельность, ребенок, учитель, ученик, правило, внеклассная работа, исследовательская...

Организация проектной и исследовательской деятельности...

Если каждый человек на кусочке своей земли сделал бы все, что он может, как прекрасна была бы земля наша! А. П. Чехов. С 1 сентября 2011 года учащиеся первых классов всех образовательных учреждений России начали обучаться по новому образовательному...

Проектная деятельность учащихся с использованием ИКТ

Характеристика проектной деятельности учащихся начальных... проектная деятельность, метод проектов, проект, учащийся, начальная школа, ребенок, проектная деятельность учащихся, проектная группа...

Исследовательская деятельность учащихся через интеграцию...

Почему я решила заняться исследованием в действии. Для того, чтобы учащиеся были способны самостоятельно творчески мыслить, осваивать новые знания и применять их в нестандартных ситуациях необходимо развивать их исследовательские умения...

Проектная и исследовательская деятельность...

Исследовательская и проектная деятельность школьников.

Исследовательская деятельность учащихся в образовательном пространстве. Автор: Громов Роман Михайлович.

Исследовательская деятельность как средство развития...

Проектная исследовательская деятельность как один из... Проектная деятельностьэто результат совместного научно-исследовательского труда учителя и учащегося.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Учебные проекты, предполагающие создание обучающимися...

проект, проектная деятельность, исследовательская деятельность, учащийся, эта, движение тела, Компьютерное моделирование, движение тел, вид деятельности учащихся, вид деятельности.

Исследовательская и проектная деятельность школьников

Исследовательская деятельность учащихсядеятельность, связанная с решением учащимися творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным решением.

Исследовательская деятельность как основа развития...

Исследовательская деятельность учащихсядеятельность, связанная с решением учащимися творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным решением.

Формирование умений учебно-исследовательской и проектной...

Роль проектной деятельности в достижении современных... проектная деятельность, метод проектов, проект, Учащийся, учебный проект

проект, начальная школа, проектная деятельность, ребенок, учитель, ученик, правило, внеклассная работа, исследовательская...

Организация проектной и исследовательской деятельности...

Если каждый человек на кусочке своей земли сделал бы все, что он может, как прекрасна была бы земля наша! А. П. Чехов. С 1 сентября 2011 года учащиеся первых классов всех образовательных учреждений России начали обучаться по новому образовательному...

Проектная деятельность учащихся с использованием ИКТ

Характеристика проектной деятельности учащихся начальных... проектная деятельность, метод проектов, проект, учащийся, начальная школа, ребенок, проектная деятельность учащихся, проектная группа...

Исследовательская деятельность учащихся через интеграцию...

Почему я решила заняться исследованием в действии. Для того, чтобы учащиеся были способны самостоятельно творчески мыслить, осваивать новые знания и применять их в нестандартных ситуациях необходимо развивать их исследовательские умения...

Проектная и исследовательская деятельность...

Исследовательская и проектная деятельность школьников.

Исследовательская деятельность учащихся в образовательном пространстве. Автор: Громов Роман Михайлович.

Исследовательская деятельность как средство развития...

Проектная исследовательская деятельность как один из... Проектная деятельностьэто результат совместного научно-исследовательского труда учителя и учащегося.

Посетите сайты наших проектов

Задать вопрос