Формирование метапредметных универсальных учебных действий на уроках «Информатика и ИКТ»

Автор: Дружинина Ирина Борисовна

Организация: МБОУ СОШ №27

Населенный пункт: Иркутская область, г. Иркутск

Стандартами второго поколения установлены требования к результатам обучающихся, которые вызывают необходимость в изменении содержания обучения на основе принципов метапредметности как условия достижения высокого качества образования. Метапредметные универсальные учебные действия в соответствии с ФГОС включают познавательные, регулятивные и коммуникативные универсальные учебные действия; они обеспечивают овладение ключевыми компетенциями, составляющими основу умения учиться. В этих условиях дисциплина Информатика приобретает особую актуальность, так как в процессе обучения у учащихся формируются методологические и технологические подходы и навыки, а также умение анализировать, ставить и решать разные задачи.

Целью преподавания любого школьного предмета является развитие мышления, и только в информатике можно реализовать идею развития системного мышления учащихся. Целесообразность идеи объединения предметов была высказана еще в XIX веке. Знаменитые педагоги, Я.А. Каменский, К.Д. Ушинский, А.И. Герцен, Н.Г. Чернышевский, подчеркивали необходимость взаимосвязи между учебными предметами для отражения целостной картины природы в голове ученика, для создания истинной системы знаний и правильного миропонимания, а также необходимость обобщенного познания и целостности познавательного процесса. С помощью многосторонних межпредметных связей решаются задачи обучения, развития и воспитания учащихся на качественно новом уровне и закладывается фундамент для комплексного видения, подхода и решения сложных проблем реальной действительности.

Исследования российских ученых (И.Г. Кревский, Н.М. Макарова, Д.Ш. Матрос, Е.С. Полат, И.В. Роберт, Ю.М. Розенфарб, Ю.А. Самоненко, И.Г. Семакин, А.Ю. Уваров, Л.Б. Югова и др.) подтверждают, что методологическая, образовательная, воспитательная, развивающая функции межпредметных связей обеспечивают полноправный процесс в обучении. Методологическая функция обеспечивает целостное единство при изучении многообразия окружающего мира. Образовательная функция заключается в формировании у учащихся общей системы знаний об объектах окружающего мира, законах и закономерностях, общенаучных понятиях, методах познания, фундаментальных теориях и идеях мировоззренческого характера. Воспитательная функция состоит в формировании целостной системы знаний и научного мировоззрения. Использование межпредметных связей в обучении позволяет выполнить и развивающую функцию, необходимую для всестороннего и целостного развития личности учащегося, развития интересов, мотивов [ ].

Таким образом, метапредметность информатики вытекает из самой сущности этой дисциплины.

Для формирования метапредметного мышления учащихся используем следующие методы обучения:

• эвристическая беседа или проблемное введение в тему урока с целью подвести учащихся к усвоению системы фактов, новых понятий и закономерностей;
• коллективный поиск идей для решения проблемной ситуации;
• алгоритмические методы на основе ТРИЗ, способствующие развитию интереса к творчеству, выработке элементов культуры творческого мышления;

• метод проектов (разной продолжительности) и учебно-исследовательская деятельность с использованием межпредметных связей и обязательной защитой своей работы для развития исследовательских способностей и творческого мышления;

• деловая игра (ситуационное моделирование);
• учебное сотрудничество;
• моделирование в разных программных средах с использованием задач из разных предметных областей;
• практические методы с использованием ИКТ, позволяющие учащимся применить полученные знания для решения практических задач из разных предметных областей.
• Анализ документальных источников и структурирование информации с применением технологии критического мышления источников (кластеры, синквейны, опора на ключевые понятия и т.п.).

Такой подход позволяет развивать у учащихся развитое творческое метапредметное мышление, оценивать результат уровнем развития надпредметных способностей, позволяющих использовать свои знания для решения практических задач, строить общение на субъект-субъектных отношениях и создавать для учащихся психологически комфортные условия. И, самое главное, этот подход позволяет выйти за рамки изучаемых предметов и создать мотивацию для самообразования учащихся.

Например.

Изучению понятия информация отводятся часы в каждом классе. Начиная с начальной школы мы формируем данное понятие постепенно расширяя и углубляя его. Так, в линейки учебников Л.Л. Босовой идет следующая работа с определением информации:

• 5 класс – знания, получаемые из разных источников;
• 6 класс – делается упор на информацию, обрабатываемую компьютером, понятие «данные»;
• 7 класс – это сведения об окружающем мире;
• 8 класс – содержание сигналов, расширяющие знания человека об окружающем мире.
• 9 класс в основном рассматриваются виды информации, не агентируясь на определении как таковом

Именно поэтому в 8 классе мы говорим не только о содержании сигналов, но и широкой трактовке понятия информация. В качестве проекта дается задание на поиск как можно большего количества определений с последующим критическим анализом и сравнением результатов. Итогом проекта стали интеллект-карты определения. Учащимся было предложено сравнить карты со схемой, предложенной С.А. Бешенковым и обосновать свои варианты.

Таким образом закладываются не только основы информационного мышления, но и развиваются умения анализировать и систематизировать информацию.

В старших классах предполагается профильное обучение, что дает дополнительные возможности по углублению и расширению работы с понятием. В учебнике Н.Д. Угриновича «Информатика и ИКТ. Профильный уровень» для 10 класса есть параграф «Информация в физике», в котором вводится понятие энтропии. В программе курса физики в разделе термодинамики такое понятие не дается. Этот вопрос может быть рассмотрен только на факультативных занятиях в классах физико-математического профиля.

В 10 классе физико-математического профиля тему «Понятие «информация» в науках о неживой и живой природе, обществе и технике» начинаем с беседы, повторяем определения информации, ее свойства, залаем вопросы о замкнутых и открытых системах и т.д. После этого коротко сообщаем информацию о том, что в физике, изучающей неживую природу, информация является мерой упорядоченности системы по шкале «хаос – порядок». Т.к. классическая термодинамика не учитывает внутреннее строение системы, определить меру порядка или хаоса в рамках классической термодинамики невозможно. Для решения этой проблемы Больцман ввел понятие энтропия, что позволило каждому состоянию системы приписать термодинамическую вероятность. Приводим формулу Больцмана:

 

где k – постоянная Больцмана;

S – энтропия;

W – термодинамическая вероятность.

В результате группового обсуждения с помощью наводящих и проблемных вопросов учащиеся формулируют следующие выводы:

• термодинамическая вероятность определяется как число микросостояний, составляющих макросостояние системы;
• формула Больцмана описывает связь между энтропией и термодинамической вероятностью;
• энтропия есть функция состояния, описывающая степень неупорядоченности системы.

Учащимся предлагается выполнить в течение 2-х недель проекты по рассмотренной теме (примерные вопросы даются). В процессе проектной деятельности учащиеся нашли много интересных для себя фактов. Например:

• К. Шеннон как создатель теории информации (по существу, раздела математики) был не чистым математиком, а инженером-теоретиком;
• Энтропия — мера непредсказуемости. Сенсация — это редкое событие, предсказуемость которого очень мала, и потому велика его информационная стоимость;
• Общие определения информации используются для классических и квантовых физических систем, а также при анализе результатов медико-биологического исследования; понятие энтропии используется в химии, биологии, информатике и т.д.
• И многое другое, в том числе рассчитали энтропию кристаллов с разными кристаллическими решетками,

Основным результатом изучения данной темы можно считать увлечение класса наукой в исходном ее понимании, пристальное внимание к естественно-научным областям науки и, как итог, учащиеся в дальнейшем поступили на физический (7 человек), химический (3 человека) и биологический (3 человека) факультеты ИГУ.

В основе формирования метапредметных результатов лежит «умение учиться», которое предполагает полноценное освоение всех компонентов учебной деятельности и выступает существенным фактором повышения эффективности освоения учащимися предметных знаний, умений и формирования компетенций, повышение интереса к учебе.

На примере формирования одного понятия мы видим включение в активное внимание различных предметных областей в рамках одного предмета, что способствует развитию метаредметных УУД.

 

ЛИТЕРАТУРА И ССЫЛКИ:

1. Словарь-справочник по педагогике. Автор-составитель В.А. Мижериков, под ред. П.И. Пидкасистого, М. 2004, с.197.
2. Колесина К.Ю. Метапроектное обучение: теория и технологии реализации в учебном процессе: Автореф. дисс. … д-ра пед. наук: 13.00.01. Ростов-на-Дону: ЮФУ, 2009. 35 с.
3. Федорова С.Ш. Технология присвоения метазнаний /http://festival.1september.ru/articles/100689/.
4. Фоменко И.А. Создание системы формирования нового содержания образования на основе принципов метапредметности/fomenko.edusite.ru/p35aa1.html/.
5. Хуторской А.В. Эвристический тип образования: результаты научно-практического исследования // Педагогика. – 1999. - №7. – С.15-22.

Опубликовано: 23.10.2017