Помощь студентам в учебе
Электронный курс «Основы Микроэлектроники» для классов информационно-технологического профиля
|
Введение 4
1. Теоретико-методологические особенности преподавания элективных курсов в сфере информационных технологий 9
1.1 Понятие и сущность элективного курса 9
1.2 Использование интернет - технологии на школьных занятиях и типы
образовательных интернет-ресурсов для преподавания 13
1.3 Методики преподавания дисциплины «информационные технологии» в
рамках школьных элективных курсов 20
2. Эмпирическое исследование влияния элективного курса «Основы микроэлектроники» в классах информационно-технического профиля на развитие ключевых инженерно-конструкторских способностей на примере
Казачинской СОШ 24
2.1 Методическое обеспечение и организация исследования 24
2.2 Тематическое планирование занятий элективного курса «Основы
мироэлектроники» на примере учебно-тематической программы в 10 классе с использованием электронных образовательных ресурсов 37
2.3 Анализ и интерпретация результатов опытно-экспериментальной работы
46
Заключение 57
Список использованных источников 61
Приложения
1. Теоретико-методологические особенности преподавания элективных курсов в сфере информационных технологий 9
1.1 Понятие и сущность элективного курса 9
1.2 Использование интернет - технологии на школьных занятиях и типы
образовательных интернет-ресурсов для преподавания 13
1.3 Методики преподавания дисциплины «информационные технологии» в
рамках школьных элективных курсов 20
2. Эмпирическое исследование влияния элективного курса «Основы микроэлектроники» в классах информационно-технического профиля на развитие ключевых инженерно-конструкторских способностей на примере
Казачинской СОШ 24
2.1 Методическое обеспечение и организация исследования 24
2.2 Тематическое планирование занятий элективного курса «Основы
мироэлектроники» на примере учебно-тематической программы в 10 классе с использованием электронных образовательных ресурсов 37
2.3 Анализ и интерпретация результатов опытно-экспериментальной работы
46
Заключение 57
Список использованных источников 61
Приложения
В настоящее время приоритетом для развития общества является становление цифровой экономики. В этом направлении важную роль будут играть автоматизированные электронные технические устройства. Базовую платформу подобных устройств составляют интегральные схемы и микроэлектронные устройства. Современные специалисты инженерно-технического профиля обязаны глубоко знать теоретические и практические основания микроэлектроники. Знание элементов микроэлектроники необходимо закладывать еще в школе, в рамках профильной подготовки обучаемых. Этому разделу в курсах школьной информатики практически не уделяется внимание в силу сложности темы, нехватки времени и отсутствия доступных учебно-методических материалов.
Несмотря на существующие вузовские курсы микроэлектроники, элективные и факультативные школьные курсы, связанные с вопросами архитектуры ЭВМ, микропроцессорной техники, радиоэлектроники и микроэлектроники, реализовать подобную подготовку в конкретной школе затруднительно в силу многих причин. Во первых, курс микроэлектроники целесообразно формировать как элективный для классов инженерно-технологического профиля. Однако методические системы обучения этим элективным курсам проработаны слабо. Во вторых, необходимо провести такой отбор содержания курса, который бы непрерывно дополнял и углублял знания и компетенции, приобретаемые учениками при изучении базового курса информатики. Далее, важно создать доступное методическое обеспечение курса и проработать методические приемы применения ресурсов и сервисов Интернет. В отсутствие натурных стендов и приборов (в силу слабой учебно¬материальной базы, высокой стоимости оборудования) представляется необходимым проработать использование имитационных устройств и программного обеспечения, что требует создания учебных пособий для ученика и учителя.
Цель работы заключается в исследовании методических особенностей преподавания элективного курса «Основы микроэлектроники» для классов информационно-технологического профиля и влияния на развитие основных профильных УУД и компетенций учащихся.
Для достижения поставленной цели в ходе работы необходимо выполнить комплекс задач следующего характера:
- рассмотреть понятие и сущность элективного курса;
- ознакомиться с особенностями использования интернет-технологий на школьных занятиях и типах образовательных интернет-ресурсов для преподавания;
- изучить методики преподавания дисциплины «информационные технологии» в рамках школьных элективных курсов;
- разработать методическое обеспечение и организацию эмпирического исследование влияния элективного курса «Основы микроэлектроники» в классах информационно-технического профиля на развитие ключевых инженерно-конструкторских способностей на примере Казачинской СОШ;
- разработать тематический план занятий элективного курса «Основы мироэлектроники» на примере учебно-тематической программы в 10 классе с использованием электронных образовательных ресурсов;
- проанализировать и представить интерпретацию результатов проведённой опытно-экспериментальной работы.
Кроме того для реализации практической части работы, а именно эмпирического исследования, были использованы такие специализированные диагностические методики, как «Диагностический тест математических и конструкторо-технических способностей школьников» В.И. Петрушина, «Тест Беннета на техническую понятливость (тест на инженерное мышление)», а так же «Инженерный тест».
Теоретическую базу дипломной составили труды таких отечественных и зарубежных исследователей в области педагогики, физики и интернет- технологий, как Мякишевой Г.Я., Буховцевой Б.Б., Сотского Н.Н., Прояненковой Л. А., Стефановой Г. П., Крутовой И. А., Легана М.В., Яцевич Т.А.
Нормативную базу работы составили конституция РФ, кодексы, федеральные законы, законы, указы, приказы, положения и прочие нормативно¬законодательные акты государственного уровня, а так же внутренняя нормативная документация организационно-образовательного характера Казачинской СОШ.
База эмпирического исследования составили 2 группы старших школьников, сформированные на базе 10 А класса информационно-технического профиля МБОУ «Казачинская СОШ»: контрольная и экспериментальная, по 8 человек в каждой группе. Всего в классе числится 16 человек, таким образом, в исследовании были задействованы все учащиеся класса информационно-технического профиля. Общее количество респондентов составило 16 чел., в возрасте 15 - 17 лет, по 6 мальчиков и 2 девочки в каждой группе.
Гипотеза исследования заключается в утверждении о том, что использование элективных курсов в довузовской подготовке старших
- владение основами научных методов познания окружающего мира;
- готовность к сотрудничеству и способность осуществлять учебно-исследовательскую, проектную и информационную деятельность;
- критичность и аналитичность мышления;
- осознанность важности и необходимости образования, науки, а так же информационно-технического профиля в данном контексте для развития общества;
- мотивированность на творческую инновационную деятельность в отношении информационно-технического направления.
В связи с этим, именно данные компетенции и были взяты как основные критерии оценки и анализа результатов исследования.
Научная новизна работы заключается в разработке элективного курса «Основы микроэлектроники» для учащихся 10-х классов информационно-технологического профиля с использованием инновационных инструментов и методов обучения и в первую очередь средствами информационных технологий
Практическая значимость заключается в разработке и апробации элективного курса «Основы микроэлектроники» для учащихся 10-х классов информационно-технологического профиля, результаты которых можно использовать для дальнейшего исследования выбранной тематики, а так же использовать в ходе профильного информационно-технологического профиля в других школах.
использованной литературы и приложений.
Во введении работы раскрыты такие аспекты проводимого исследования, как актуальность темы, цель и задачи работы, предмет и объект исследования, методологическая, теоретическая и нормативная база работы, структура и объём работы.
В первой главе работы рассмотрены теоретико-методологические особенности преподавания элективных курсов в сфере информационных технологий с помощью исследования понятия и сущности элективного курса, использования интернет-технологий на школьных занятиях и типах образовательных интернет-ресурсов для преподавания, а так же методики преподавания дисциплины «информационные технологии» в рамках школьных элективных курсов.
Во второй главе работы проведено эмпирическое исследование влияния элективного курса «Основы микроэлектроники» в классах информационно- технического профиля на развитие ключевых инженерно-конструкторских способностей на примере Казачинской СОШ. В контексте данной главы представлено методическое обеспечение и организация исследования, разработка тематического планирования занятий элективного курса «Основы мироэлектроники» на примере учебно-тематической программы в 10 классе с использованием электронных образовательных ресурсов, а так же проведён анализ и интерпретация результатов опытно-экспериментальной работы
В заключении данной работы представлены обобщённые выводы по всему исследованию, кратко характеризующие результаты проведённого исследования.
Несмотря на существующие вузовские курсы микроэлектроники, элективные и факультативные школьные курсы, связанные с вопросами архитектуры ЭВМ, микропроцессорной техники, радиоэлектроники и микроэлектроники, реализовать подобную подготовку в конкретной школе затруднительно в силу многих причин. Во первых, курс микроэлектроники целесообразно формировать как элективный для классов инженерно-технологического профиля. Однако методические системы обучения этим элективным курсам проработаны слабо. Во вторых, необходимо провести такой отбор содержания курса, который бы непрерывно дополнял и углублял знания и компетенции, приобретаемые учениками при изучении базового курса информатики. Далее, важно создать доступное методическое обеспечение курса и проработать методические приемы применения ресурсов и сервисов Интернет. В отсутствие натурных стендов и приборов (в силу слабой учебно¬материальной базы, высокой стоимости оборудования) представляется необходимым проработать использование имитационных устройств и программного обеспечения, что требует создания учебных пособий для ученика и учителя.
Цель работы заключается в исследовании методических особенностей преподавания элективного курса «Основы микроэлектроники» для классов информационно-технологического профиля и влияния на развитие основных профильных УУД и компетенций учащихся.
Для достижения поставленной цели в ходе работы необходимо выполнить комплекс задач следующего характера:
- рассмотреть понятие и сущность элективного курса;
- ознакомиться с особенностями использования интернет-технологий на школьных занятиях и типах образовательных интернет-ресурсов для преподавания;
- изучить методики преподавания дисциплины «информационные технологии» в рамках школьных элективных курсов;
- разработать методическое обеспечение и организацию эмпирического исследование влияния элективного курса «Основы микроэлектроники» в классах информационно-технического профиля на развитие ключевых инженерно-конструкторских способностей на примере Казачинской СОШ;
- разработать тематический план занятий элективного курса «Основы мироэлектроники» на примере учебно-тематической программы в 10 классе с использованием электронных образовательных ресурсов;
- проанализировать и представить интерпретацию результатов проведённой опытно-экспериментальной работы.
Кроме того для реализации практической части работы, а именно эмпирического исследования, были использованы такие специализированные диагностические методики, как «Диагностический тест математических и конструкторо-технических способностей школьников» В.И. Петрушина, «Тест Беннета на техническую понятливость (тест на инженерное мышление)», а так же «Инженерный тест».
Теоретическую базу дипломной составили труды таких отечественных и зарубежных исследователей в области педагогики, физики и интернет- технологий, как Мякишевой Г.Я., Буховцевой Б.Б., Сотского Н.Н., Прояненковой Л. А., Стефановой Г. П., Крутовой И. А., Легана М.В., Яцевич Т.А.
Нормативную базу работы составили конституция РФ, кодексы, федеральные законы, законы, указы, приказы, положения и прочие нормативно¬законодательные акты государственного уровня, а так же внутренняя нормативная документация организационно-образовательного характера Казачинской СОШ.
База эмпирического исследования составили 2 группы старших школьников, сформированные на базе 10 А класса информационно-технического профиля МБОУ «Казачинская СОШ»: контрольная и экспериментальная, по 8 человек в каждой группе. Всего в классе числится 16 человек, таким образом, в исследовании были задействованы все учащиеся класса информационно-технического профиля. Общее количество респондентов составило 16 чел., в возрасте 15 - 17 лет, по 6 мальчиков и 2 девочки в каждой группе.
Гипотеза исследования заключается в утверждении о том, что использование элективных курсов в довузовской подготовке старших
- владение основами научных методов познания окружающего мира;
- готовность к сотрудничеству и способность осуществлять учебно-исследовательскую, проектную и информационную деятельность;
- критичность и аналитичность мышления;
- осознанность важности и необходимости образования, науки, а так же информационно-технического профиля в данном контексте для развития общества;
- мотивированность на творческую инновационную деятельность в отношении информационно-технического направления.
В связи с этим, именно данные компетенции и были взяты как основные критерии оценки и анализа результатов исследования.
Научная новизна работы заключается в разработке элективного курса «Основы микроэлектроники» для учащихся 10-х классов информационно-технологического профиля с использованием инновационных инструментов и методов обучения и в первую очередь средствами информационных технологий
Практическая значимость заключается в разработке и апробации элективного курса «Основы микроэлектроники» для учащихся 10-х классов информационно-технологического профиля, результаты которых можно использовать для дальнейшего исследования выбранной тематики, а так же использовать в ходе профильного информационно-технологического профиля в других школах.
использованной литературы и приложений.
Во введении работы раскрыты такие аспекты проводимого исследования, как актуальность темы, цель и задачи работы, предмет и объект исследования, методологическая, теоретическая и нормативная база работы, структура и объём работы.
В первой главе работы рассмотрены теоретико-методологические особенности преподавания элективных курсов в сфере информационных технологий с помощью исследования понятия и сущности элективного курса, использования интернет-технологий на школьных занятиях и типах образовательных интернет-ресурсов для преподавания, а так же методики преподавания дисциплины «информационные технологии» в рамках школьных элективных курсов.
Во второй главе работы проведено эмпирическое исследование влияния элективного курса «Основы микроэлектроники» в классах информационно- технического профиля на развитие ключевых инженерно-конструкторских способностей на примере Казачинской СОШ. В контексте данной главы представлено методическое обеспечение и организация исследования, разработка тематического планирования занятий элективного курса «Основы мироэлектроники» на примере учебно-тематической программы в 10 классе с использованием электронных образовательных ресурсов, а так же проведён анализ и интерпретация результатов опытно-экспериментальной работы
В заключении данной работы представлены обобщённые выводы по всему исследованию, кратко характеризующие результаты проведённого исследования.
В ходе работы в полной мере была достигнута цель исследования, поставленная ранее, а именно проведено исследование методических особенностей преподавания элективного курса «Основы микроэлектроники» для классов информационно-технологического профиля и влияния на развитие основных профильных УУД и компетенций учащихся.
Для достижения поставленной цели в ходе работы был выполнены такие задачи, как:
- рассмотрено понятие и сущность элективного курса;
- проведено ознакомление с особенностями использования интернет- технологий на школьных занятиях и типах образовательных интернет-ресурсов для преподавания;
- изучены методики преподавания дисциплины «информационные технологии» в рамках школьных элективных курсов;
- разработано методическое обеспечение и организация эмпирического исследование влияния элективного курса «Основы микроэлектроники» в классах информационно-технического профиля на развитие ключевых инженерно-конструкторских способностей на примере Казачинской СОШ;
- разработан тематический план занятий элективного курса «Основы мироэлектроники» на примере учебно-тематической программы в 10 классе с использованием электронных образовательных ресурсов;
- проанализированы и представлена интерпретация результатов проведённой опытно-экспериментальной работы.
В процессе исследования, проведённого в ходе теоретической части работы было выяснено, что элективные курсы представляют собой курсы, входящие в состав профиля, способствующие углублению индивидуализации профильного обучения. Работа элективных курсов призвана удовлетворить образовательный запрос (интересы, склонности) ученика (его семьи).
Список таких курсов предлагается школьникам или студентам в начале учебного года. Они дополняют содержание дисциплины, считающейся профильной в данной школе или колледже, а также призваны актуализировать и индивидуализировать процесс образования. Как правило, эти занятия дают более глубокие знания, которые невозможно почерпнуть из стандартной программы.
Основным содержанием обучения профильных курсов, ориентированных на обычных пользователей, является дальнейшее освоение таких приёмов работы, как:
- обслуживание всех типов принтеров;
- сканирование документов;
- работа с электронной почтой;
- поиск информации в Интернет.
Из этого перечня следует, что содержание обучения для продвинутых пользователей имеет две основные составляющие: изучения новых аппаратных средств, изучение новых программных средств. Именно данными направлениями и обусловлена методика преподавания элективных курсов в сфере информационно-технологического профиля.
Эмпирическое исследование влияния элективного курса «Основы микроэлектроники» в классах информационно-технического профиля на развитие ключевых инженерно-конструкторских способностей на примере Казачинской СОШ, реализованное в рамках практической части работы включало 3 этапа: констатирующий, формирующий и контрольный.
На констатирующем этапе исследования была сформирована база эмпирического исследования, проведено ознакомление со школьниками- респондентами исследования, выбраны методики для диагностики, проведена начальная диагностика инженерно-конструкторских способностей старших школьников класса информационно-технического профиля, а также проведено разделение класса информационно-технического профиля выбранной базы исследования на экспериментальную и контрольную группы.
На формирующем этапе был разработан и реализован элективный курс «Основы микроэлектроники» в экспериментальной группе класса информационно-технического профиля Казачинской СОШ, нацеленный на развитие инженерно-конструкторских способностей учащихся.
В формирующей работе приняли участие 8 человек - МБОУ «Казачинская СОШ», а именно учащиеся экспериментальной группы респондентов. Продолжительность реализации программы составляла 3 месяца, включая 34 часа аудиторной работы и 16 тем для рассмотрения. В качестве основного инструмента реализации курса была выбрана вычислительная платформа (контроллер) Ардуино. В основу разработки легли такие учебно¬теоретические и практически-ориентированные материалы, как:
- учебное пособие Ковалёва Л.В. Основы микроэлектроникию. - Москва, 2016;
- «Основы программирования микроконтроллеров» учебно-методическое пособие для образовательного набора «Амперка», Москва 2013;
- Образовательный набор «Амперика»: практический набор
предназначенный для школ и «кружков»;
- практически-ориентированная разработка элективного курса для 10 класса «Основы программируемой микроэлектроники. Создание управляемых устройств на базе вычислительной платформы Ардунино» Тузовой О.В.
Контрольный этап предполагал проведение повторной диагностики уровня развития инженерно-конструкторских способностей старших школьников класса информационно-технического профиля, как экспериментальной, так и контрольной групп, с учётом использования аналогичных методик диагностики, которые были задействованы на констатирующем этапе, и сравнительный анализ полученных результатов с результатами констатирующего этапа.
Полученные результаты эмпирического исследования показали позитивные изменения в развитии инженерно-конструкторских УУД и компетенций старших школьников в условиях профильного образования, при использовании элективного курса. Результаты, полученные в группе с применением элективного курса, оказались намного выше, чем результаты респондентов группы школьников, где не применялись элективные курсы.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что элективный курс «Основы микроэлектроники», проведенный в рамках формирующего эксперимента, привели к положительным результатам в развитии инженерно-конструкторских УУД и компетенций старших школьников, по таким направлениям, как:
- владение основами научных методов познания окружающего мира;
- готовность к сотрудничеству и способность осуществлять учебно-исследовательскую, проектную и информационную деятельность;
- критичность и аналитичность мышления;
- осознанность важности и необходимости образования, науки, а так же информационно-технического профиля в данном контексте для развития общества;
- мотивированность на творческую инновационную деятельность в отношении информационно-технического направления.
Таким образом, в ходе проведённого эмпирического исследования была доказана гипотеза, сформулированная в его начале
Для достижения поставленной цели в ходе работы был выполнены такие задачи, как:
- рассмотрено понятие и сущность элективного курса;
- проведено ознакомление с особенностями использования интернет- технологий на школьных занятиях и типах образовательных интернет-ресурсов для преподавания;
- изучены методики преподавания дисциплины «информационные технологии» в рамках школьных элективных курсов;
- разработано методическое обеспечение и организация эмпирического исследование влияния элективного курса «Основы микроэлектроники» в классах информационно-технического профиля на развитие ключевых инженерно-конструкторских способностей на примере Казачинской СОШ;
- разработан тематический план занятий элективного курса «Основы мироэлектроники» на примере учебно-тематической программы в 10 классе с использованием электронных образовательных ресурсов;
- проанализированы и представлена интерпретация результатов проведённой опытно-экспериментальной работы.
В процессе исследования, проведённого в ходе теоретической части работы было выяснено, что элективные курсы представляют собой курсы, входящие в состав профиля, способствующие углублению индивидуализации профильного обучения. Работа элективных курсов призвана удовлетворить образовательный запрос (интересы, склонности) ученика (его семьи).
Список таких курсов предлагается школьникам или студентам в начале учебного года. Они дополняют содержание дисциплины, считающейся профильной в данной школе или колледже, а также призваны актуализировать и индивидуализировать процесс образования. Как правило, эти занятия дают более глубокие знания, которые невозможно почерпнуть из стандартной программы.
Основным содержанием обучения профильных курсов, ориентированных на обычных пользователей, является дальнейшее освоение таких приёмов работы, как:
- обслуживание всех типов принтеров;
- сканирование документов;
- работа с электронной почтой;
- поиск информации в Интернет.
Из этого перечня следует, что содержание обучения для продвинутых пользователей имеет две основные составляющие: изучения новых аппаратных средств, изучение новых программных средств. Именно данными направлениями и обусловлена методика преподавания элективных курсов в сфере информационно-технологического профиля.
Эмпирическое исследование влияния элективного курса «Основы микроэлектроники» в классах информационно-технического профиля на развитие ключевых инженерно-конструкторских способностей на примере Казачинской СОШ, реализованное в рамках практической части работы включало 3 этапа: констатирующий, формирующий и контрольный.
На констатирующем этапе исследования была сформирована база эмпирического исследования, проведено ознакомление со школьниками- респондентами исследования, выбраны методики для диагностики, проведена начальная диагностика инженерно-конструкторских способностей старших школьников класса информационно-технического профиля, а также проведено разделение класса информационно-технического профиля выбранной базы исследования на экспериментальную и контрольную группы.
На формирующем этапе был разработан и реализован элективный курс «Основы микроэлектроники» в экспериментальной группе класса информационно-технического профиля Казачинской СОШ, нацеленный на развитие инженерно-конструкторских способностей учащихся.
В формирующей работе приняли участие 8 человек - МБОУ «Казачинская СОШ», а именно учащиеся экспериментальной группы респондентов. Продолжительность реализации программы составляла 3 месяца, включая 34 часа аудиторной работы и 16 тем для рассмотрения. В качестве основного инструмента реализации курса была выбрана вычислительная платформа (контроллер) Ардуино. В основу разработки легли такие учебно¬теоретические и практически-ориентированные материалы, как:
- учебное пособие Ковалёва Л.В. Основы микроэлектроникию. - Москва, 2016;
- «Основы программирования микроконтроллеров» учебно-методическое пособие для образовательного набора «Амперка», Москва 2013;
- Образовательный набор «Амперика»: практический набор
предназначенный для школ и «кружков»;
- практически-ориентированная разработка элективного курса для 10 класса «Основы программируемой микроэлектроники. Создание управляемых устройств на базе вычислительной платформы Ардунино» Тузовой О.В.
Контрольный этап предполагал проведение повторной диагностики уровня развития инженерно-конструкторских способностей старших школьников класса информационно-технического профиля, как экспериментальной, так и контрольной групп, с учётом использования аналогичных методик диагностики, которые были задействованы на констатирующем этапе, и сравнительный анализ полученных результатов с результатами констатирующего этапа.
Полученные результаты эмпирического исследования показали позитивные изменения в развитии инженерно-конструкторских УУД и компетенций старших школьников в условиях профильного образования, при использовании элективного курса. Результаты, полученные в группе с применением элективного курса, оказались намного выше, чем результаты респондентов группы школьников, где не применялись элективные курсы.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что элективный курс «Основы микроэлектроники», проведенный в рамках формирующего эксперимента, привели к положительным результатам в развитии инженерно-конструкторских УУД и компетенций старших школьников, по таким направлениям, как:
- владение основами научных методов познания окружающего мира;
- готовность к сотрудничеству и способность осуществлять учебно-исследовательскую, проектную и информационную деятельность;
- критичность и аналитичность мышления;
- осознанность важности и необходимости образования, науки, а так же информационно-технического профиля в данном контексте для развития общества;
- мотивированность на творческую инновационную деятельность в отношении информационно-технического направления.
Таким образом, в ходе проведённого эмпирического исследования была доказана гипотеза, сформулированная в его начале
Подобные работы
- Пропедевтический курс для обучения квантовому программированию обучающихся физико-математической направленности
Магистерская диссертация, педагогика. Язык работы: Русский. Цена: 4800 р. Год сдачи: 2023