Информационные моделирование и современные методы

Информационные моделирование и
современные методы визуализации
информации
Босова Людмила Леонидовна,
доктор педагогических наук, Заслуженный учитель РФ,
лауреат премии Правительства РФ в области образования,
автор УМК по информатике для основной школы
[email protected]
Школьная информатика сегодня
Широкий спектр междисциплинарных связей на
уровне понятийного аппарата и инструментария
Направленность на формирование
метапредметных и личностных результатов
Метапредметность как отличительная
особенность школьного курса информатики
Значительный опыт формирования современных
образовательных результатов
Необходимость
корректировки курса
пересмотр содержания общего образования в
целом
развитие самой информатики как области знания
развитие ИКТ и их широкое использование в
образовательном процессе
Метапредметные результаты
•
владение общепредметными понятиями «объект», «система»,
«модель», «алгоритм», «исполнитель» и др.
•
владение основными общеучебными умениями информационнологического характера
•
владение умениями организации собственной учебной деятельности
•
опыт принятия решений и управления объектами (исполнителями) с
помощью составленных для них алгоритмов (программ)
•
владение основными универсальными умениями информационного
характера
•
владение информационным моделированием как основным
методом приобретения знаний
•
широкий спектр умений и навыков использования средств ИКТ
Информационное моделирование как
основной метод приобретения знаний
•
умение преобразовывать объект из чувственной формы в
пространственно-графическую или знаково-символическую
модель;
• умение строить разнообразные информационные структуры
для описания объектов;
• умение «читать» таблицы, графики, диаграммы, схемы и т.д.,
самостоятельно перекодировать информацию из одной
знаковой системы в другую;
• умение выбирать форму представления информации в
зависимости от стоящей задачи, проверять адекватность
модели объекту и цели моделирования
ИКТ-компетентность
Направление деятельности
Направление деятельности
Обращение с устройствами ИКТ
Создание,
восприятие
использование
гипермедиасообщений
Фиксация изображений и звуков
Коммуникация
взаимодействие
Создание письменных сообщений
Поиск и организация
информации
Создание графических объектов
Анализ информации, математическая
обработка данных в исследовании
Создание музыкальных и звуковых
сообщений
Моделирование,
управление
и
и
социальное
хранения
проектирование
и
Мы запоминаем
7
Средства наглядности – инструмент:
• развития наглядно-образного мышления;
• формирования навыков работы с графической
информацией;
• фиксации внимания при усвоении учебного
материала;
• развития познавательного интереса;
• активизации учебно-познавательной
деятельности;
• конкретизации изучаемых вопросов;
• наглядной систематизации и
классификации
8
Графические схемы как инструмент
работы с информацией
•
•
Лавинообразный рост информации требует от человека
навыков работы с книгой, справочной и другой литературой, с
цифровыми информационными источниками, с
распределенным информационным ресурсом сети Интернет.
Эффективная работа с большими информационными
объемами требует развития мыслительных умений высокого
уровня, включающих:
– умение осмысленно учить материал, выделяя в нем главное и
отбрасывая второстепенное;
– умение анализировать, сравнивать, классифицировать, устанавливать
причинно-следственные связи и т.д.;
– умение построения рассказа, ответа, речи, аргументирования;
– умение формулирования выводов, умозаключений; умение построения
плана действий, самостоятельного принятия решения и т.д.
•
Мощным визуальным инструментом развития перечисленных
умений и навыков являются разнообразные графические
схемы - разновидность информационных моделей, навыки
построения и исследования которых в наши дни относятся к
разряду общеучебных и систематически формируются на
уроках информатики и ИКТ.
9
Кластер
Термин «кластер» происходит от английского
«cluster» – гроздь, скопление.
При построении кластера
•в центральном овале располагают ключевое
понятие;
•в овалах второго уровня – понятия, раскрывающие
смысл ключевого;
•в овалах третьего уровня идет детализация понятий,
упомянутых на предыдущем уровне.
поведение
Признаки
объекта
свойства
величина
активные
действия
пассивные
значение
состояние
10
Кластер. Пример задания
• Внесите недостающие надписи в схему.
Признаки
объекта
11
•
Кластер.
Пример
задания
Проанализируйте текст, выделите в нем
ключевые слова и постройте кластер,
визуализирующий основные положения
изучаемого материала.
Персональный компьютер является частью системы «человек – компьютер».
Средства, обеспечивающие взаимосвязь между объектами этой системы,
называют интерфейсом. Различают аппаратный, программный, аппаратнопрограммный и пользовательский интерфейс.
Аппаратный интерфейс — взаимодействие между устройствами компьютера;
обеспечивается производителями этого оборудования.
Программный интерфейс — взаимодействие (совместимость) программ между
собой, а также программного обеспечения и информационных ресурсов;
обеспечивается разработчиками программного обеспечения.
Аппаратно-программный
и
пользовательский
интерфейс
обеспечивается
операционной системой компьютера.
Аппаратно-программный
интерфейс
—
взаимодействие
аппаратного
и
программного обеспечения компьютера.
Пользовательский интерфейс — взаимодействие человека и компьютера.
Пользовательский интерфейс на основе меню предлагает возможность выбора
управляющей команды из меню (списка команд). В графическом интерфейсе
компьютерные объекты представляются небольшими рисунками (значками).
Нужный значок выбирают с помощью мыши. Кроме значков используются также
тексты (для подсказок) и меню (для выбора команд). Трехмерный интерфейс
позволяет осуществлять навигацию в трехмерном компьютерном пространстве.
Указав мышью на дверь виртуального музея, можно в него войти. В
виртуальном зале можно оглядеться, подойти к любой картине и рассмотреть
ее более подробно. Такой интерфейс имитирует реальный мир.
12
Кластер. Методика построения
1. Какое понятие в представленном фрагменте является
самым главным, ключевым? (Интерфейс.)
2. Как располагают ключевое понятие? (Ключевое
понятие располагают в центральном овале.)
3. Какие понятия раскрывают смысл ключевого понятия?
(Это понятия: аппаратный интерфейс, программный
интерфейс, аппаратно-программный интерфейс,
пользовательский интерфейс.)
4. Как эти понятия мы разместим на схеме? (Понятия,
раскрывающие смысл ключевого, следует размещать в
овалах второго уровня.)
5. Какое из понятий второго уровня детализировано в
данном фрагменте? (Пользовательский интерфейс.)
6. Как мы на схеме отразим детализацию понятия
«пользовательский интерфейс»? (Соответствующую
информацию разместим в овалах третьего уровня.)
13
Кластер. Результат работы
аппаратнопрограммный
Интерфейс
программный
аппаратный
пользовательский
трехмерный
на основе меню
графический
14
Инструмент для построения кластеров –
карт знаний.
Инструменты для работы с ключевыми словами
Адреса сервисов:
Imagechef - мозаика из слов
Wordle.net - выделение ключевого слова
http://www.tagxedo.com/app.html - создание интерактивной мозаики
http://tagul.com/ - мозаика
Инструкции по работе с инструментами
Презентация - методическая поддержка "Работа с сервисом Imagechef"
Презентация - методическая поддержка "Работа с сервисом Wordle.net"
Презентация - инструкция по работе с сервисом .tagxedo.com
Презентация - инструкция по работе с сервисом http://tagul.com/
Денотатный граф
Денотатный граф (от лат. denoto — обозначаю) — очень
эффективный способ вычленения из текста существенных
признаков ключевого понятия. Правила построения:
•Выделите ключевое понятие (слово или словосочетание) и
проанализируйте его существенные признаки. Впишите ключевое
понятие в верхний прямоугольник.
•Как можно более точно подберите глаголы, связывающие
ключевое понятие и его существенные признаки, отражающие
движение от понятия к его существенным признакам. Это могут
быть самые разнообразные глаголы-связки, с помощью которых
осуществляется выход на определение понятия. Впишите глаголы
в прямоугольники второго уровня.
•Конкретизируйте в прямоугольниках следующего уровня смысл
выбранных вами глаголов для более полного раскрытия ключевого
понятия.
•Следите за чередованием имени (именем может быть одно
существительное или группа существительных в сочетании с
другими именными частями речи) и глагола.
•Проверяйте каждый блок включенной в граф информации с
целью исключения возможных ошибок, несоответствий и
противоречий.
17
Денотатный граф
18
Инструмент широкого круга действия –
схемы, диаграммы, сети и пр.
19
Причинная карта
Причинная карта (причинно-следственная диаграмма или
диаграмма Исикавы) – графическое изображением,
помогающее идентифицировать и наглядно представить
причины конкретных событий, явлений, проблем или
результатов.
•Анализируемую проблему помещают на правом конце
горизонтального отрезка (голова рыбы).
•Основные группы причин распределяют как рыбий скелет.
•К каждой первичной причине подводят линии (стрелки)
второго порядка, к которым, в свою очередь можно
подвести линии третьего порядка и т. д.
•Каждая из линий, нанесенная на схему, должна
представлять собой в зависимости от ее положения либо
причину, либо следствие: предыдущая линия по
отношению к последующей всегда выступает как причина,
а последующая как следствие.
20
Правило «шести М»
В общем случае существуют следующие шесть возможных причин тех
или иных результатов:
•материал (material),
•оборудование (machine),
•измерение (measurement),
•метод (method),
•люди (man),
•менеджмент (management).
Измерение
Материал
Метод
Контрольные
Формы
Тесты
Домашняя
работа
Приемы
Низкая
Ученики
Учителя
Родители
Менеджмент
успеваемость
Учебный процесс
Режим дня
Расписание
уроков
Учебники
Люди
Компьютеры
Оборудование
21
Причинная карта
Обозримость
Разнообразие
Компактность
Привлекательность
Наглядность
Системность
Достоинства
и недостатки
графических
схем
Отсутствие подробностей
Отсутствие точности
22
http://www.classtools.net/education-games-php/fishbone/
Карта памяти (интеллект-карта)
• Карта памяти, интеллект-карта или
ментальная карта (Mind maps) – это
технология изображения информации
в графическом виде, отражающая связи
(смысловые, ассоциативные, причинноследственные и другие) между
понятиями, частями, составляющими
предметной области, которую мы
изучаем (рассматриваем).
• Нет строгих правил построения
интеллект-карт, как нет и
неправильных карт.
24
Визуализация мышления
Основная идея: каждую мысль, каждый образ или
эмоцию можно представить себе как объект (узел), от
которого расходятся во все стороны многочисленные
ниточки-связи, ведущие к другим объектам (мыслям,
образам, эмоциям).
Мозг – хранилище информации – выглядит как
огромная система таких объектов и связей между ними,
а мышление можно себе представить, как
электрический ток, бегущий по связующим ниточкам,
будто по проводам, от одного объекта к другому.
Мышление «разбегается» от центрального объекта в
разные стороны. Своеобразной моделью такого
процесса и является карта памяти.
25
Карта памяти. Пример
26
Адрес сервисов :
Mind42.com
http://www.mindomo.com/
http://www.mindmeister.com/ru
http://www.xmind.net/
Область применения
• групповая работа (коллективное
творчество, мозговой штурм);
• конспектирование или аннотирование
текстовых материалов;
• обдумывание проблем, анализ сложных
ситуаций;
• планирование;
• принятие решений.
28
Возможности графических схем
Графические схемы:
• позволяют представить тему целиком, наглядно и понятно, что
обеспечивает повышение мотивация учащихся;
• обеспечивают скорость, точность и прочность восприятия,
запоминания и переработки информации учащимся, что служит
основой для генерации идей и принятия решений.
Учитель может:
• использовать готовые графические схемы (в учебниках или на
плакатах);
• заранее готовить к уроку собственные графические схемы
(презентации, опорные конспекты);
• строить графические схемы непосредственно на уроке по ходу
изложения материала;
• организовать разнообразные виды индивидуальной и
коллективной деятельности учащихся по использованию готовых
и созданию (под руководством учителя и самостоятельно)
собственных графических схем.
29
Графические схемы используются:
• при изложении нового материала;
• для осмысления и закрепления
изучаемого материала;
• при обобщении и систематизации
изученного материала;
• на этапе контроля знаний, умений и
навыков, присвоенных учеником.
30
Объекты и их имена
Объект – это любая часть
действительности,
воспринимаемая человеком
как единое целое
предмет
телефон
процесс
поездка
явление
снегопад
Что это такое?
Кто это такой?
общее
вершина
Имя объекта
единичное
самая высокая горная
вершина
собственное
Эверест
Яблоко
Яблоко
понятие
объект
слово
31
Признаки объекта
поведение
Как именно совершается действие?
активные
Чем может один объект
отличаться от другого?
свойства
название
(величина)
Что может делать
объект?
Признаки
объекта
действия
Что можно делать с
объектом?
значение
пассивные
Определенное
сочетание свойств
объекта
состояние
Действия меняют состояние
объекта
32
Персональный компьютер как система
Пользовательский интерфейс
Система «человек
компьютер»
Устройства
ввода
Устройства
обработки
Устройства
хранения
Устройства
вывода
Текстовые
файлы
Графические
файлы
Системные
программы
Служебные
программы
Звуковые
файлы
Файлы с
видеоинформац
ией
Прикладные
программы
Программный интерфейс
Аппаратный интерфейс
Аппаратно-программный интерфейс
33
http://edu.glogster.com/ - инструмент для создания
интерактивных плакатов
Название работы
Слайд 1
Фамилия и имя автора работы
Рисунок по теме
35
Содержание
Слайд 2
• Словесная модель – научное описание
объекта
• Табличная модель объекта
• График или диаграмма
• Схема объекта
• Словесная модель – художественное
описание объекта
36
Инфографика