Методика использования ролевых игр на уроках 16 информатики

     Это не важно, что проекты этих устройств далеки от уровня, необходимого для выполнения их в металле, нет стройных чертежей и необходимых расчетов. Важно, что дети продумывают возможность автоматизации вполне осуществимого процесса, составляют алгоритм технологии реального производства. Такая задача позволяет расширить представление о природе понятия алгоритма, об исполнителе алгоритма и его возможностях.

     Эта игра увлекает своей областью творчества — конструированием. Включаются пространственное воображение, весь житейский опыт, знания и представления из физики, математики, черчения. Установку проектируем для школьной столовой — это интересно всем. Производим подсчет производительности такого автомата и отвечаем на вопрос: как организовать подачу готовой продукции в горячем виде в короткий промежуток времени, ограниченный школьной переменой? Сколько понадобится одновременно таких установок?

     Работа  по конструированию, начатая в классе, иногда продолжается и дома. Дети, охваченные одной идеей или замыслом, группируются в конструкторские бюро. Внутри одного бюро появляется разделение труда по разработке проектов отдельных частей агрегата. Как правило, в таком временно собравшемся коллективе появляется лидер.

     После домашней доработки и состыковки отдельных проектов в один начинается защита, которая представляет собой интересное зрелище, где оппонентами уже являются группы, желающие доказать, что их проект лучше.

     Ролевые игры — неотъемлемая часть нашей  жизни. Игровые формы обучения —  это учебный труд, освещенный радостью перевоплощения, перехода в мир, создаваемый творчеством. 

     Игра “СуперЭВМ рассчитывает температуру”

     Все больший интерес вызывают у учителей моделирование и нестандартные  формы изучения информатики. Хочу предложить рассмотреть более подробно эту  игру.

     Разработанный урок в форме ролевой игры.

     Цели урока: познакомить учащихся с принципами работы многопроцессорной ЭВМ с параллельно или конвейерно работающими процессорами; познакомить с постановкой и решением соответствующего класса прикладных задач для таких ЭВМ; наладить коллективные формы работы класса.

     Содержание: решение задачи о распределении температуры в стене (упрощенной “вдвое” по сравнению с задачей о пластине.

     Методика обучения: постановка задачи и объяснение ученикам их ролевых функций; выполнение учащимися роли взаимодействующих процессоров; представление процесса решения в форме графиков на доске; осознание учащимися через рефлексию своей деятельности способа решения всей задачи на суперЭВМ. Вычислительная техника в игре не используется.

     Постановка задачи. Рассмотрим стену дома (наружную). Пусть внутри помещения температура равна 20°С, снаружи — 0°С. Как распределена температура по толщине стены?

     Мысленно  разобьем стену на несколько слоев, например, на 4. (Если больше, то процесс  вычислений затянется). Обозначим температуры в середине каждого слоя через Т1, Т2, Тз, Т4. По закону сохранения энергии имеем:

     к * (Тлев - Т) - к * (Т - Тправ) = 0,

     где Т — температура в середине некоторого слоя,

     Тлев  и Тправ — значения температуры  в соседних слоях,

     к — коэффициент теплопроводности (далее не понадобится).

     Для крайних слоев соседними значениями являются Тнаруж=0 Твнутр=0. Отсюда имеем  систему уравнений:

     Т1 =(0+Т2)/2, Т2=(Т1 +Т3)/2,

     Т3 = (Т3 + Т4) / 2, Т4 = (Т3 + 20) / 2

     с неизвестными Т1, Т2, Т3, Т4.

     Полученную  систему будем решать на “суперЭВМ с четырьмя процессорами”. Для этого разобьем учащихся на группы по 4 человека, лучше всего — сидящих в ряд (для геометрического подобия расположения слоев). Каждая группа и есть суперЭВМ с 4 процессорами — учащимися. Зададим для каждой группы какое-нибудь начальное значение всех неизвестных Т, например: 0,10, 20, 30 (в каждой группе свое).

     Задача  каждого учащегося — спрашивать у соседей значения их температуры  и перевычислять свое среднее, можно  вручную с точностью до десятых (здесь важен принцип, а не точность вычислений). Крайние “процессоры” имеют одним из соседних значений 0 и 20 соответственно. Каждый процессор ведет табличку вида: 

 

     Пусть, например, начальное значение всех неизвестных температур — ноль. Тогда сводная таблица результатов всех 4 процессоров выглядит так:

     Т нар. Т1  Т2   Т3   Т4   Т внутр.

 

     

 

     Процесс прекращается, когда значения Тj , округленные до десятых, перестанут изменяться. Далее на доске графически изображается процесс последовательных усреднений.

     Можно предложить учащимся самостоятельно построить  ломаные, изображающие приближения, для  случая других начальных значений, например, для своего варианта. 

     Обобщающие вопросы:

     1. На основании какого общего  закона физики выведены уравнения  для температур слоев? (Закон сохранения  энергии.)

     2. Зависит ли результат от начальных  значений? (Нет.)

     3. Зависит ли результат от порядка  работы процессоров? (Нет.)

     4. Изменится ли результат, если  один из процессоров один раз  ошибся? (Нет, можно принять это  распределение за начальное.)

     5. Можно ли соседу забрать у  процессора его старое значение  в то время, когда он вычисляет  новое? (Можно.)

     6. Каким будет решение, если температура снаружи тоже 20°С ? (Температура в стене будет постоянна и равна 20°С.)

     7. Как решать эту задачу на  обычной ЭВМ с одним процессором? (Последовательно обходить и усреднять  значения.)

     8. Каким будет алгоритм одной  итерации?

     (НЦ  для I от 1 до 4

     T[i]:=(T[i-l] +T[i+ 1]) /2

     КЦ)

     (Эта  информация только для учителя  — итерационный метод Зейделя  описан в учебниках по численным  методам.)

     Заметим: процесс усреднений напоминает реальный процесс прогрева начально холодной стены (в доме затопили печь).

     Теперь  учитель может рассказать о том, что реальные конструкции — доменные печи, реакторы, двигатели рассчитываются подобным же образом, только разбиение  идет не на слои, а на кубики, и число  их (и неизвестных T[i]) может достигать  десятков тысяч. Ведутся работы по созданию ЭВМ, в которой будет 65536 процессоров.

     Эта простая, хотя и несколько непривычная  задача заслуживает того, чтобы ее рассмотреть в темах “Применение  ЭВМ”, “Информационные модели”, “Устройство  ЭВМ” или просто для “спасения” урока в компьютерном классе, если пропало напряжение в сети.

2.3 Исследовательская  часть

 

      Заключение

 

     Итак, мы рассмотрели тему дипломной работы с точки зрения исследований основных ее аспектов. Здесь, конечно, невозможно было рассказать о всех направлениях исследования ролевой игры, тем более что и тема дипломной работы значительно уже. В частности, можно было рассмотреть мою тему в следующих направлениях: анализ ролевого поведения как фактора интенсификации учебного процесса, ознакомление с опытом использования ролевых игр на уроках информатики, выявление значения ролевой игры для становления нравственного поведения детей.

     Приведенные в данной работе положения дают нам основание утверждать, что ролевая игра как форма организации учебной ситуации является средством интенсификации обучения групповому общению.

     Давайте же еще раз, только очень кратко приведем доказательства этого утверждения. Нам известно, какое большое значение в организации учебного процесса имеет мотивация учения. Она способствует активизации мышления, вызывает интерес к тому или иному виду занятий, к выполнению того или иного упражнения. Наиболее сильным мотивирующим фактором являются приемы обучения, удовлетворяющие потребность школьников в новизне изучаемого материала и разнообразии выполняемых упражнений. Использование разнообразных приемов обучение способствует закреплению явлений в памяти, созданию более стойких зрительных и слуховых образов, поддержанию интереса и активности учащихся.

     Широкие возможности для активизации  учебного процесса дает использование ролевых игр.

     Известно, что ролевая игра представляет собой  условное воспроизведение ее участниками  реальной практической деятельности людей, создает условия реального общения. Эффективность обучения здесь обусловлена  в первую очередь взрывом мотивации, повышением интереса к предмету.

 

      Список литературы

 

1. Аникеева  Н.П. Воспитание игрой. М., 1987.
2. Арефьева Г.И. Групповая форма работы на уроках. М.., 1988.
3. Ариян М.А. Варианты ситуативных ролей для средней школы. М., 1985.
4. Ариян М.А. Ситуативная роль как фактор повышения эффективности обучения устной речи на иностранном языке в средней школе. Автореф. канд. дис. М., 1982г.
5. Гиркин И. В. Новые подходы к организации учебного процесса с использованием современных компьютерных технологий. // Информационные технологии , № 6, 1998.
6. Глушко А.И. Компьютерный класс в школе. // Информатика и образование. – 1994. - №4.
7. Грамолин В.В. Обучающие компьютерные игры. // Информатика и образование. – 1994 . - №4.
8. Гребенев И.В. Методические проблемы компьютеризации обучения в школе. //Педагогика – 1994. - №5.
9. Гриценко В. И. Применение компьютерных игр в учебном процессе общеобразовательной и профессиональной школы. К., 1997.
10. Гузеев В. Работа группами с компьютерной поддержкой. // Информатика и образование, № 1, 1991.
11. Гуревич К.М. «Индивидуально-психологические особенности школьников», М., 1988.
12. Денисова Л.Г., Мезенин С.М. К проблеме концепции интенсивного курса в условиях средней школы. М., 1991.
13. Ездов А. А. Новые технологии проведения школьного естественнонаучного эксперимента. // Информатика и образование, № 4, 1998.
14. Ермолаев О. Ю., Марютина Т. М., Индивидуальность школьника и компьютеры, Издательство "Знание", М., 1990.
15. Жилкина Д.Н. Решение коммуникативных задач в процессе обучения. М., 1992.
16. Заничковский Е.Ю. Проблемы информатики – проблемы интеллектуального развития общества. // Информатика и образование. – 1994. - №2.
17. Илюшин С. А., Собкин Б. Л. Персональные ЭВМ в учебном процессе. М.,1992.
18. Колесникова О.А. Ролевые игры в обучении. М., 1989.
19. Маргулис Е. Д. «Психолого-педагогические основы компьютеризации обучения», К., 1997.
20. Маргулис Е. Д. Компьютерная игра в учебном процессе //Педагогика – 1989. - №4.
21. Мильруд Р.П. Организация ролевых игр на уроке. М., 1987.
22. Петрусинского В.В. Игры: обучение, тренинг, досуг. -М., 1994.
23. Филатов В.М. Методическая типология ролевых игр. М., 1988. №2
24. Фомичева Ю. В., Шмелев А. Г., Бурмистров И. В. Психологические корреляты увлеченности компьютерными играми. Вестник МГУ. Сер. 14. Психология. 1991. №3.
25. Шапкин С.А. Компьютерная игра: новая область психологических исследований // Психологический журнал, 1999, том 20, №1.
26. Шмелев А. Мир поправимых ошибок. Вычислительная техника и ее применение. Компьютерные игры. –1988, №3.
27. Эльконин Д.Б. Психология игры. М., “Педагогика”, 1998.