XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

В XXI веке особенно востребованы естественнонаучные знания. Обусловлен этот факт, конечно, огромными темпами технологического развития общества. Но кроме естественнонаучных знаний будущее требует от выпускников школ достаточно серьезное владение IT средствами, и не только на уровне рядового пользователя, но и так же на уровне простого программирования. Каким образом возможно повысить эффективность изучения естественных дисциплин и повысить уровень владения выбранным языком программирования? В данной работе мы рассмотрим вопросы, направленные на совмещение изучения процессов, протекающих в окружающем мире и их моделирование в виртуальной среде разработки. Место такого решения в образовательном процессе, его целесообразность, а также некоторые значимые, на наш взгляд, элементы.

Моделирование - это исследование объектов познания на их моделях; построение и изучение моделей реально существующих объектов, процессов или явлений с целью получения объяснений этих явлений. Под моделирование понимается математическое моделирование, некоторая идеализация физических явлений, встречающихся в природе, но тем не менее подходящих под предсказание этих явлений. Кроме того, моделями называются упрощенные физические объекты (модель атома) или процессы, тот или иной классический опыт, демонстрируемый в школе, можно назвать моделью процесса. Модели встречаются в химии, биохимии. Например, молекулы ДНК для изучения строения триплетов или расположения аминокислот, или модель молекулы. В биологии, модели имеют более детальное и точное воспроизведение, но отличаются увеличенным масштабом. Астрономия и география тоже не являются исключением – небесная сфера или глобус яркий пример моделей, облегчающих восприятие новой информации.

Но каким образом наиболее эффективно обеспечить обучающемуся понимание смысла той или иной модели? Ответ прост – предложить, замотивировать его создать такую модель. К счастью, в наше время не нужно заставлять создавать модель из подручных материалов, что вызывало всегда проблемы и мы можем прибегнуть к новым цифровым технологиям. Обеспечивая минимальные знания программирования уже можно побуждать обучающихся не только к созданию модели, но и мотивации к изучению языка программирования. В качестве примера рассмотрим задание – создать модель альфа-распада. Средства выбираются самостоятельно. Дальше все происходит в соответствии со STEM образованием. Сначала, обучающийся должен узнать, что представляет из себя альфа-распад (это Sience – наука). Затем сформулировать алгоритм и математическую модель (математика), после чего придумать схему реализации (инженерия) и подтянув свои знания программирования (технология) реализовать. Безусловно, на каждом этапе в качестве наставника и помощника должен выступать педагог, чтобы не раскрыть весь секрет, а лишь подтолкнуть к правильному ответу.

Таким образом, затрагивая все четыре элемента STEM технологии, мы добиваемся глубокого понимания физического явления. Если анализировать подобный метод с точки зрения действующего ФГОС, то мы развиваем все три вида универсальных учебных действий:

– Регулятивные (умение строить план работы, выполнять в срок и т.д.).

– Личностные (например, актуализация технологический знаний).

– Предметные (понимание процессов, явлений, объектов, математических закономерностей).

Кроме того, при реализации работы в команде развиваются, также, коммуникативные УУД. При реализации подобного подхода мы достигаем, как личностных (в меньшей мере) результатов, так и предметных, и метапредметных (в большей степени). Таким образом, можно сделать вывод, что такой подход к изучению предмета можно применять в рамках основной программы, как дифференцированное задание для наиболее заинтересованных обучающихся, стремящихся к более глубокому изучению естественных наук. Кроме того, можно реализовать курс внеурочной деятельности используя данный подход, как основу занятий.

Подводя итог всему вышесказанному, можно однозначно утверждать, что подобный подход не только возможен для реализации в современной школе, но и необходим, как одно из главных средств для формирования IT-компетенций, agile-навыков и мотивации к учению у обучающихся.