автор: Мыльникова Нина Леонидовна
учитель информатики МАОУ СОШ№5 с УИОП им. Г.Н.Зайцева, г. Нижний Тагил
ЭВРИСТИЧЕСКОЕ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МЫШЛЕНИЕ В ЦИФРОВОМ КОНТЕКСТЕ
ЭВРИСТИЧЕСКОЕ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МЫШЛЕНИЕ В ЦИФРОВОМ КОНТЕКСТЕ
Одна из важнейших задач современной школы — формирование функционально грамотных людей.
Что такое «функциональная грамотность»? Функциональная грамотность — способность человека вступать в отношения с внешней средой, быстро адаптироваться и функционировать в ней.
Функциональная грамотность рассматривается, как способность использовать все постоянно приобретаемые в жизни знания, умения и навыки для решения максимально широкого диапазона жизненных задач в различных сферах человеческой деятельности, общения и социальных отношений.
Функционально грамотная личность — это человек, ориентирующийся в мире и действующий в соответствии с общественными ценностями, ожиданиями и интересами. Основные признаки функционально грамотной личности: это человек самостоятельный, познающий и умеющий жить среди людей, обладающий определёнными качествами, ключевыми компетенциями.
Как писал Плутарх: «Ум ребенка — это не сосуд, который надо заполнить, а факел, который надо зажечь», поэтому активные методы обучения — это «современное оружие» учителя.
Необходимо строить каждый урок так, чтобы у всех учеников вызвать устойчивый интерес, сформировать учебную активность и желание творить и познавать, экспериментировать, формулировать и проверять гипотезы — задача современного учителя.
Функциональная грамотность складывается из:
- Общей грамотности;
- Бытовой грамотности;
- Компьютерной грамотности;
- Информационной грамотности;
- Коммуникативной грамотности;
- Общественно-политической грамотности;
- Грамотности при овладении иностранными языками;
- Грамотности поведения в чрезвычайных ситуациях.
Общая грамотность: написать сочинение, реферат; считать без калькулятора; отвечать на вопросы, не испытывая затруднений в построении фраз, подборе слов; написать заявление, заполнить какие-либо анкеты, бланки.
Компьютерная: искать информацию в сети Интернет; пользоваться электронной почтой; создавать и распечатывать тексты; работать с электронными таблицами; использовать графические редакторы.
Грамотность действий в чрезвычайных ситуациях: оказывать первую медицинскую помощь пострадавшему; обратиться за экстренной помощью к специализированным службам; заботиться о своем здоровье; вести себя в ситуациях угрозы личной безопасности.
Информационная: находить и отбирать необходимую информацию из книг, справочников, энциклопедий и др. печатных текстов; читать чертежи, схемы, графики; использовать информацию из СМИ; пользоваться алфавитным и систематическим каталогом библиотеки; анализировать числовую информацию.
Коммуникативная: работать в группе, команде; расположить к себе других людей; не поддаваться колебаниям своего настроения, приспосабливаться к новым, непривычным требованиям и условиям, организовать работу группы.
Владение иностранными языками: перевести со словарем несложный текст; рассказать о себе, своих друзьях, своем городе; понимать тексты инструкций на упаковках различных товаров, приборов бытовой техники; общаться с зарубежными друзьями и знакомыми на различные бытовые темы.
Грамотность при решении бытовых проблем: выбирать продукты, товары и услуги (в магазинах, в разных сервисных службах); планировать денежные расходы, исходя из бюджета семьи; использовать различные технические бытовые устройства, пользуясь инструкциями; ориентироваться в незнакомом городе, пользуясь справочником, картой.
Правовая и общественно-политическая грамотность: отстаивать свои права и интересы; объяснять различия в функциях и полномочиях Президента, Правительства, Государственной Думы; объяснять различия между уголовным, административным и дисциплинарным нарушением; анализировать и сравнивать предвыборные программы разных кандидатов и партий.
Данные качества функционально грамотной личности могут и должны рассматриваться как портрет современного выпускника школы.
Формирование функциональной грамотности школьников на уроках информатики возможно через решение трех основных задач:
- Достижение уровня образованности, соответствующего потенциалу учащегося и обеспечивающего дальнейшее развитие личности и возможность самообразования.
- Формирование у каждого учащегося опыта творческой социально значимой деятельности в реализации своих способностей средствами ИКТ.
- Накопление у учащихся опыта общения и взаимодействия на гуманистических отношениях.
В эпоху цифровых технологий функциональная грамотность развивается параллельно с компьютерной грамотностью, следовательно, для успешного развития функциональной грамотности школьников и достижения ключевых и предметных компетенций на уроках информатики необходимо соблюдать следующие условия:
- учебный процесс ориентирован на развитие самостоятельности и ответственности ученика за результаты своей деятельности на основе ИКТ;
- обучение на уроках информатики должно носить деятельностный характер;
- предоставляется возможность для приобретения опыта достижения цели;
- правила оценивания знаний и учений должны отличатся чёткостью;
- используются продуктивные формы групповой работы;
- обеспечить переход от фронтальных форм обучения коллектива к реализации индивидуальной образовательной траектории каждого учащегося, а также использования проектной деятельности.
Сегодня, когда в мире IT-технологии развиваются семимильными шагами, преподавателю который преподает в школе предмет «информатика», приходится самому ежедневно и ежечасно учиться и повышать свою информационную грамотность, потому, что:
- Информация имеет свойство устаревать;
- Железо — с каждым часом обновляется;
- ПО — становится более совершеннее.
Поэтому сегодня современный учитель является «маяком» среди учащихся, провоцируя их к самообразованию.
Подлегаю вашему вниманию некоторые задачи, решая которые на уроках информатики можно способствовать развитию у обучающихся понимания, что школа – это обучение «всему», и каждый предмет помогает решать задачи из других областей, особенно это касается информатики
Математическое мышление
8-9 класс
Задача 1. Решить квадратное уравнение
Найдите корни квадратного уравнения, используя возможности любого языка программирования.
Пояснение:
Квадратное уравнение — это уравнение вида Ax2 + Bx + C = 0, где A, B и C — заданные константы (с ограничением A != 0).
Первым шагом решения уравнения является вычисление дискриминанта D = B2-4AC. Если D = 0, уравнение имеет единственный действительный корень x = -B/2A, в противном случае существует пара корней x1 = (-B+sqrt(D))/2A, x2 = (-B-sqrt(D))/2A (корни являются действительными или комплексными в зависимости от знака дискриминанта).
Примеры:
- x + 1 = 0 — не квадратное уравнение;
- x2 — 2x + 1 = 0 — единственный корень 1;
- x2 — 1 = 0 — пара корней 1 и -1;
- 2x2 — 3x + 1 = 0 — пара корней 1 и 0.5;
- x2 + 1 = 0 — пара комплексных корней i и -i (или (0, 1) и (0, -1)).
Задача состоит в том, чтобы прочитать целочисленные константы A, B и C, заданные пользователем, вычислить корни уравнения и вывести их. Если A = 0, выведите сообщение об ошибке “Уравнение не является квадратным” (“Not a quadratic equation.”). Корни следует выводить в формате (a, b) или a + ib, где a и b — дробные числа с 6 или менее знаками после десятичной запятой.
Этот класс примеров демонстрирует работу с дробными и комплексными числами (если язык предоставляет эти типы данных), а также с математическими функциями. Кроме того, для общения с пользователем может использоваться как консоль, так и графический интерфейс.
Критерии оценивания:
| Баллы | Содержание критерия |
| Отлично | Написана программа правильно, находит корни при любых значениях аргументов, использовано рациональное количество переменных, выводит верный ответ |
| Хорошо | Программа написана правильно, но допущена ошибка либо при выводе результата или расчетах, но с учетом этого программа работает верно, при этом использовано рациональное количество переменных или все сделано верно, но использовано не верное количество переменных |
| Удовлетворительно | Программа находит верный ответ только при одном или двух запусках, при этом значения для запуска выбираются с учетом разных вариантов ответов |
| Не удовлетворительно | Программа не написана или не работает при любых аргументах |
Математическое мышление
8-9 класс
Задача 2. Определить принадлежность точки отрезку
Определить принадлежит ли точка А с координатами (X;Y) отрезку CB c координатами точек C (X1;Y1) и B (X2;Y2), используя возможности любого языка программирования.
Пояснение:
Точка будет принадлежать отрезку, если будет выполняться соответствующее условие: координата Х больше Х1, но меньше Х2 и Y больше Y1 и меньше Y2.
Критерии оценивания:
| Баллы | Содержание критерия |
| Отлично | Написана программа правильно, находит принадлежность точки отрезку при любых введенных значениях, использовано рациональное количество переменных, выводит верный ответ |
| Хорошо | Программа написана правильно, но допущена ошибка либо при выводе результата или расчетах, но с учетом этого программа работает верно, при этом использовано рациональное количество переменных или все сделано верно, но использовано не верное количество переменных |
| Удовлетворительно | Программа находит верный ответ только при одном или двух запусках, при этом значения для запуска выбираются с учетом разных вариантов ответов |
| Не удовлетворительное | Программа не написана или не работает при любых аргументах |
Глобальное и креативное мышление
6-8 класс
Задача 1. Проект парка выгула собак
Составить проект по которому в городе Нижнем Тагиле может появится функциональный парк для выгула собак.
Обязательные требования:
- 1) Доступность парка, специальные площадки для тренировок
- 2) Возможности занятия с инструктором и без
- 3) Правила пользования парком
- 4) Соблюдение мер безопасности
- 5) Поддержка чистоты
Используя любые компьютерные среды (не менее трех) представить проект
Критерии оценивания:
| Баллы | Содержание критерия |
| Отлично | При разработке проекта учтены все требования, прописанные в задаче. Использовано три и более программ для реализации проекта. Работа в программах выполнена грамотно |
| Хорошо | При разработке проекта учтены не более двух требований, прописанные в задаче. Использовано три программы для реализации проекта. Работа в программах выполнена грамотно |
| Удовлетворительно | При разработке проекта учтены не все требования, прописанные в задаче. Использовано менее трех программ для реализации проекта. Работа в программах выполнена грамотно |
| Не удовлетворительно | Проект не выполнен или не завершен |
Глобальное и креативное мышление
9-10 класс
Задача 2. Школа будущего
Составить проект школы будущего.
Обязательные требования:
- 1) Разработка и представления здания (внутри и снаружи) школы будущего
- 2) Разработка расписания занятий и режима
- 3) Дополнительные возможности времени препровождения в школе
- 4) Соблюдение мер безопасности и поддержки чистоты
- 5) Возраст и школьная форма
- 6) Условия для детей с ограниченными возможностями здоровья
Используя любые компьютерные среды (не менее трех) представить проект
Критерии оценивания:
| Баллы | Содержание критерия |
| Отлично | При разработке проекта учтены все требования, прописанные в задаче. Использовано три и более программ для реализации проекта. Работа в программах выполнена грамотно |
| Хорошо | При разработке проекта учтены не более двух требований, прописанные в задаче. Использовано три программы для реализации проекта. Работа в программах выполнена грамотно |
| Удовлетворительно | При разработке проекта учтены не все требования, прописанные в задаче. Использовано менее трех программ для реализации проекта. Работа в программах выполнена грамотно |
| Не удовлетворительно | Проект не выполнен или не завершен |
Естественнонаучная грамотность
9-10 класс
Задача 1. лисы и кролики
Используя электронные таблицы или текстовый редактор, произвести расчет изменение численности кроликов за период двух лет.
Критерии оценивания:
| Баллы | Содержание критерия |
| Отлично | Задача решена верно, все расчеты выполнены. Ход решения верный, все шаги обоснованы |
| Хорошо | Задача в целом решена верно, все расчеты выполнены, но допущена ошибка вычислительного характера. Ход решения содержит неточности |
| Удовлетворительно | Ход решения содержит неточности, произведены не полные расчеты |
| Не удовлетворительно | Решение не соответствует ни одному из критериев перечисленных выше |
Естественнонаучная грамотность
9-10 класс
Задача 2. Крупнейшие реки
Внимательно прочитать набор данных 2Крпнейшие реки», составить таблицу и определить минимальный расход воды в реках, максимальную площадь бассейна и среднюю длину рек.
Обь находится в Азии. Средний расход воды в Амуре
10900 куб. м/с. Миссисипи находится в Северной Америке. Площадь бассейна Янцзы — 1809 тыс. кв. км. Длина Нила (с
Кагерой) 6671 км. Средний расход воды в Миссисипи 19000 куб. м/с. Площадь бассейна Амазонки (от истока р. Мараньон) 6915 тыс. кв. км. Меконг находится в Азии. Площадь бассейна Хуанхэ — 771 тыс. кв. км. Средний расход воды в Оби 12700 куб. м/с. Длина Янцзы — 5800 км. Нил находится в Африке. Площадь бассейна Миссисипи (с Миссури) 3268 тыс. кв. км. Средний расход воды в Амазонке 220000 куб. м/с. Длина Хуанхэ 4845 км. Амазонка находится в Южной Америке. Площадь бассейна Амура (с Аргунью) 1855 тыс. кв. км. Средний расход воды в Янцзы 34000 куб. м/с. Длина Меконга 4500 км. Хуанхэ находится в Азии. Средний расход воды в Ниле — 2600 куб. м/с. Длина Миссисипи (с Миссури) 6420 км. Амур находится в Азии. Длина Оби (с Иртышом) — 5410 км. Средний расход воды в Меконге — 13200 куб. м/с. Площадь бассейна Нила (с Кагерой) — 2870 тыс. кв. км. Янцзы находится в Азии. Длина Амура (с Аргунью) — 4440 км. Средний расход воды в Хуанхэ — 2000 куб. м/с. Площадь бассейна Меконга 810 тыс. кв. км. Длина Амазонки (от истока р. Мараньон) 6400 км. Площадь бассейна Оби (с Иртышом) — 2990 тыс. кв. км.
Критерии оценивания:
| Баллы | Содержание критерия |
| Отлично | Таблица заполнена верно, все расчеты выполнены. Ход решения верный, все шаги обоснованы. Найдены ответы на все вопросы |
| Хорошо | Таблица в целом заполнена верно, все расчеты выполнены, но допущена ошибка вычислительного характера. Ход решения содержит неточности |
| Удовлетворительно | Ход решения содержит неточности, произведены не полные расчеты, таблица заполнена не полностью |
| Не удовлетворительно | Решение не соответствует ни одному из критериев перечисленных выше |
Читательская грамотность
9-10 класс
Задача 1. Модель неограниченного роста
1937 г. На остров Протекшей завезли 8 фазанов. Никто на этих птиц не охотился (ни люди, ни звери), корма для них было вдоволь, и через год птиц стало 26. Прошел еще год, их пересчитали, и на этот раз их было 83. Интересно, сколько будет фазанов через n лет?
Чтобы построить данную модель, необходимо выделить существенные факторы, которые влияют на численность фазанов. Их очень много, например, погода, засушливое лето и т.д. хорошо еще, что по условию на них никто не охотится.
Мы не можем учесть все факторы, поэтому мы рассматривает все воздействия окружающей среды на черный ящик. У него один вход — численность фазанов в некотором году и один выход — численность птиц в следующем году.
Если обозначить число фазанов — М, то численность фазанов по истечении n лет как М(n). И схематично черный ящик будет выглядеть так.
М(n) М(n+1)
Так как количество птиц с каждым годом изменяется, то можно определить какой прирост существует каждый год — k, и, конечно же, существует какое-то начальное количество фазанов (т.е. с чего все начиналось) — М(0).
Пусть по истечению n лет количество фазанов достигло, как мы договорились, величины М(n). Тогда прирост за 1 год составит М(n+1)-М(n)
Значит высказанное нами предположение можно записать равенством:
M(n+l)-M(n) = k*M(n)
Преобразуя это равенство, получаем:
M(n+1) = M(n) + k*M(n) или М(n+1) = (1 + k)*M(n)
По этой формуле, зная начальное количество и коэффициент прироста, можно сначала найти М(1) — количество птиц, которое будет через год, затем М(2) — через 2 года и т.д.
Те из вас, кто дружен с математикой, без труда распознают в последовательности М(n) геометрическую прогрессию.
Таким образом, мы построили экологическую модель которую легко представить в виде графика.
Каким образом будет выглядеть этот график вы увидите, когда выполните лабораторную работу.
Критерии оценивания:
| Баллы | Содержание критерия |
| Отлично | Задача решена верно, все расчеты выполнены. Ход решения верный, все шаги обоснованы, построен график |
| Хорошо | Задача в целом решена верно, все расчеты выполнены, но допущена ошибка вычислительного характера или не построен график. |
| Удовлетворительно | Ход решения содержит неточности, произведены не полные расчеты. Нет графика |
| Не удовлетворительно | Решение не соответствует ни одному из критериев перечисленных выше |
Читательская грамотность
9-10 класс
Задача 2. Модель ограниченного роста
Компьютерный эксперимент с моделью ограниченного роста будем проводить, также используя электронную таблицу. Для этого заполним таблицу следующим образом:
A B C D E F
| Природная зона | Год | Тундра | Тайга | Степь | Пустыня |
| Коэффициент размножения k | 0,6 | 1,8 | 1,2 | 0,8 | |
| Предельное значение массы L | |||||
| Коэффициент а | |||||
| Начальная масса М(0) | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Масса через 1 год | =В5+1 | =С5+С4*С5*(С3-С5) | |||
| Масса через 2 года | =В6+1 | ||||
| … | =В7+1 |
- Таблицы графики зависимости массы растений от числа прошедших лет. Заполните электронную таблицу нужным образом.
Возможно, у вас возникнет вопрос: где взять значения коэффициента а? Из формулы k(n)=a*(L-M(n)) видно, что для нахождения коэффициента а достаточно разделить k(0) на (L-M(0)).
Число М(0) – это коэффициент прироста в самом начале процесса, и потому его нужно взять равным тому самому числу, которое фигурировало в предыдущей лабораторной работе. Поэтому заносить в таблицу в качестве исходного данного можно по-прежнему (что и сделано в клетках второй строки), а коэффициент а вычислять по соответствующей формуле:
a=k/(L-M(0))
- Внесите в клетки C4, D4, E4, F4 электронной таблицы формулы, по которым вычисляется значение коэффициента а для каждой из природных зон.
Значение массы М(0) мы возьмем прежним (1 т.). значение предельной массы L возьмем, к примеру, 1 000 т.
- Введите в таблицу исходные данные и, подбирая значение, найдите, через сколько лет масса растений станет больше 100т. Для этого можно просто последовательно копировать блок B5:F5 в последующие строки.
Сравните получившиеся у вас четыре результата.
- А теперь по той же таблице найдите, через сколько лет масса растений станет больше 1000 т. Снова сравните результаты.
- проведите соответствующие эксперименты, используя заполнение электронной таблицы, и найдите через сколько лет масса растений станет больше 10 000 т.
- Постройте с помощью данных
Критерии оценивания:
| Баллы | Содержание критерия |
| Отлично | Задача решена верно, все расчеты выполнены. Ход решения верный, все шаги обоснованы, построен график |
| Хорошо | Задача в целом решена верно, все расчеты выполнены, но допущена ошибка вычислительного характера или не построен график. |
| Удовлетворительно | Ход решения содержит неточности, произведены не полные расчеты. Нет графика |
| Не удовлетворительно | Решение не соответствует ни одному из критериев перечисленных выше |
Финансовая грамотность
7-9 класс
Задача 1. Бюджет семьи Ивановых
В семье Иванвых двое детей. Коля очень любит играть в футбол и мечтает о игровой приставке. Родители Коли хотят приобрести домашний кинотеатр для семейного просмотра с детьми. Помогите семье понять, сколько им нужно финансовых вложений, какие им меры необходимо предпринять в данный момент, чтобы мечта каждого члена семьи осуществилась. Изучите способы образования цен и элементы производства.
- Коля увидел в магазине приставку за 4000 рублей. Так как родители Коли копят на домашний кинотеатр и в семье нет свободных денежных средств, то Коля предложил родителям купить приставку в рассрочку, для этого половину стоимости родители оплатят сразу, а остальную сумму семья будет выплачивать следующие 5 месяцев ежемесячно равными частями. Сколько рублей будут выплачивать родители Николая каждый месяц?
Пояснение. Первый взнос составляет половину от 4000 рублей, то есть 4000:2 = 2000 рублей. Остаток долга будет равен 4000 – 2000 = 2000 рублей. Во все последущие месяцы родители должны будут платить по 400 рублей, так как 2000:5 = 400 рублей.
2) Коля ездит в школу автобусом, проезд в обе стороны стоит 40 рублей. Сколько он накопит за 5 дней учебы, если будет ходить пешком.
Пояснение. Коля накопит 5 дней 40*5 = 200 рублей. Таким образом, за пять дней он накопит 200 руб. Третья задача. Себестоимость производства игровой приставки на фабрике составляет 2000 рублей. Поставщики добавляют к стоимости приставки половину от себестоимости, затем магазин добавляет еще 1000 рублей.
3) Сколько будет стоить в магазине игровая приставка, которую хочет купить Коля?
ВЫБЕРИ ПРОГРАММУ И ПРЕДСТАВЬ РЕШЕНИЕ
Критерии оценивания:
| Баллы | Содержание критерия |
| Отлично | Задача решена верно, все расчеты выполнены. Обоснованно выбрана программа для вычислений. Ход решения верный, все расчеты учтены |
| Хорошо | Задача в целом решена верно, но допущена ошибка вычислительного характера, с ее учетом получен верный ответ. Ход решения содержит неточности |
| Удовлетворительно | Ход решения содержит неточности, бюджет не рассчитан полностью |
| Не удовлетворительно | Решение не соответствует ни одному из критериев перечисленных выше |
Финансовая грамотность
7-9 класс
Задача 2. Кредит
Составить программу на любом языке программирования для решения следующей задачи:
31 декабря 2020 года Сергей взял в банке 9 930 000 рублей в кредит под 10% годовых. Схема выплаты кредита следующая: 31 декабря каждого следующего года банк начисляет проценты на оставшуюся сумму долга (то есть увеличивает долг на 10%), затем Сергей переводит в банк определённую сумму ежегодного платежа. Какой должна быть сумма ежегодного платежа, чтобы Сергей выплатил долг тремя равными ежегодными платежами?
Критерии оценивания:
| Баллы | Содержание критерия |
| Отлично | Задача решена верно, все расчеты выполнены. Программа выдает верный ответ |
| Хорошо | Задача в целом решена верно, но допущена ошибка вычислительного характера, с ее учетом получен верный ответ. Ход решения содержит неточности |
| Удовлетворительно | Ход решения содержит неточности, сумма ежегодного платежа не получена или получена не верно |
| Не удовлетворительно | Решение не соответствует ни одному из критериев перечисленных выше |
