Как составить кластер по информатике

Приемы
успешного обучения, или Как ассоциограммы и кластеры помогут в освоении
учебного материала

Содержание

Введение

Что такое
ассоциограмма

Примеры учебных
заданий

Что такое кластер

Составление
кластера

На что следует
обращать внимание при составлении кластера

Учебно-методическое
и информационное обеспечение

Введение

Обучение в век информационных
технологий – сложный и трудоемкий процесс. Объем информации, который
необходимо усвоить школьникам, увеличивается в геометрической прогрессии год от
года.

Как понять и запомнить сведения из
разных предметных дисциплин? Как правильно работать с информацией? Как помочь
нашим детям не растеряться и грамотно структурировать учебный материал?

Подобные вопросы волнуют многих
учителей, да и родителей, заинтересованных в успехах своих детей.

Для успешного обучения у
современного школьника должны быть сформированы универсальные учебные действия
(УУД) или, выражаясь иначе, они должны «уметь учиться». Большое внимание
уделяется, в частности, познавательным, общеучебным и логическим универсальным
действиям. Раскрывая данное понятие, требуется пояснить, что универсальность
этих действий проявляется в возможности их использования для решения самых
разнообразных задач. И в первую очередь тех, с которыми школьники будут
сталкиваться в реальной жизни. Учебными они являются по той причине, что формируются
в учебной деятельности – как на уроках, так и во внеурочной деятельности.

Рассматриваемые педагогические
приемы – ассоциограммы и кластеры – при их активном использовании на
уроках могут помочь в формировании многих УУД.

Отметим некоторые из них:

• поиск и выделение необходимой
  информации;
• умение структурировать знания;
  
• умение адекватно, подробно,
  сжато, выборочно передавать содержание текста;
• выделять существенные
  характеристики объекта;
• определение основной и
  второстепенной информации;
• анализ объектов с целью
  выделения признаков (существенных, несущественных);
• выведение следствий;
• установление
  причинно-следственных связей;
• построение логической цепи
  рассуждений.¹

Применение ассоциограмм и кластеров
поможет учителю не только научить школьников грамотно структурировать учебный
материал для его лучшего усвоения, но и сделать урок более увлекательным,
вовлечь учеников в творческий процесс и дать им возможность пережить успех, что
является основой интереса к учению.

Что такое
ассоциограмма

Учи показом, а не рассказом.
Русская народная половица.

В основе данного педагогического
приема лежит умение устанавливать ассоциации – ассоциация
(лат.аssociatio – соединение, взаимосвязь).

Ассоциограмма – это визуальное
изображение связей центрального понятия или явления с другими понятиями,
предметами, качествами, ассоциациями, которые осознанно или неосознанно,
произвольно или непроизвольно возникают у человека на основе схожести,
противопоставления, контраста, дополнения.

Поток ассоциаций у каждого человека
свой, индивидуальный.

По типу образования различают:

• ассоциации по
  сходству
  (оба явления имеют сходные признаки: лампочка – груша, Земля –
  шар);
• ассоциации по
  контрасту (оба явления имеют противоположные признаки:
  легкий – тяжелый, большой – маленький, добро – зло);
• ассоциации по
  смежности в пространстве или во времени (явления
  связаны близостью расположения в пространстве или по времени: стол –
  стул, зима – снег);
• причинно-следственные
  ассоциации (явления связаны как причина и следствие:
  книгопечатание – грамотность, энергия – тепло).

Ассоциограмма как педагогический
прием позволяет индивидуализировать обучение и является импульсом для
активногомыслетворчества обучающихся на уроке.

Существует несколько разновидностей
ассоциограмм.

1. Ассоциограмма
«Солнышко».
В центре – ключевое понятие, от него расходятся лучи с ассоциациями. (В
немецкоязычной литературе такой вид ассоциограмм называют «словами-ежами».)

Рис.1. Пример ассоциограммы
«Солнышко».

2. Линейная
ассоциограмма. Используется для установления соответствий между
понятиями, терминами.

Рис.2. Пример
линейнойассоциограммы.

3. Круговая
ассоциограмма. В центре ассоциограммы – понятие или
изображение, к которому подбираются лексические ассоциации и вписываются в
сегменты вокруг центрального понятия.

Рис.3. Пример круговой
ассоциограммы.

Данный педагогический прием успешно
используют в преподавании иностранных языков. Подобрать ассоциации к ключевому
понятию на изучаемом иностранном языке достаточно сложно. Но это позволяет
исключить лексические трудности, систематизировать работу с лексикой, расширить
словарный запас обучающихся и сформировать у них умение составлять
семантические поля, то есть группировать слова по близости значений.

Составление ассоциограмм может быть
использовано на разных уроках. Этот педагогический прием требует от обучающихся
наличия определенного уровня знаний и умения эти знания активизировать, а
значит, плавно перейти к изучению нового материала.

С помощью ассоциограмм учитель
может организовать групповую дискуссию с обучающимися, обобщить все аргументы
«за» и «против» при изучении той или иной темы.

Использование ассоциограмм полезно
при работе с учебными и художественными текстами, с их помощью можно составлять
как устные, так и письменные тексты

Ассоциограммы успешно используются
при изучении новых тем, поскольку благодаря работе с ассоциациями ученики уже
могут вспомнить что-то ранее известное по теме. А когда новое знание
комбинируется с ранее известной информацией, обучение проходит легче и
спокойнее.

Важно упомянуть, что ассоциации
неразрывно связаны с возрастными особенностями обучающихся, могут отражать их
возраст, половую принадлежность, происхождение, хобби и интересы, уровень
образования, общий кругозор, фоновые знания.

С помощью ассоциограмм можно
эффективно вводить новую тему, но при этом следует тщательно подбирать
центральное понятие для ассоциаций. Если понятие не знакомо школьникам, оно не
подходит для построения ассоциограммы. И, напротив, если ученики владеют
понятием в той или иной мере и имеют фоновые знания по изучаемой теме, то с
помощью приема построения ассоциограмм можно не только активизировать имеющиеся
знания, но «разогреть», настроить группу на работу, помочь ученикам сформулировать
тему урока.

Вряд ли будет продуктивной работа
на уроке химии в 8-м классе при знакомстве с периодической системой химических
элементов, если им предложить заполнить ассоциограмму к понятию «Периодическая
система химических элементов Д.И. Менделеева», поскольку ученики могли еще
ничего не слышать о периодической системе.

А вот перед изучением металлов
использование ассоциограммы вполне уместно.

Примеры
учебных заданий

Задание 1.

а) Какие ассоциации возникают у
вас, когда вы слышите слово «металл»? Заполните ассоциограмму.

Рис. 4. Пример заполнения
ассоциограммы к понятию «металл».

б) Прокомментируйте ассоциации.
Какие из них, по вашему мнению, имеют отношение к химии?

в) Сегодня на уроке мы будем
говорить о … (ученики дополняют: металлах), их свойствах.

г) После работы над параграфом
можно еще раз вернуться к ассоциограмме и определить, какая информация была
известна ученикам до его изучения. Это может очень вдохновить учеников.

Задание 2.

а) Предложите ученикам
составленнуюассоциограмму без ключевого слова. Обучающиеся читают ассоциации и
пробуют угадать это слово. Можно работать со всем классом сразу, а можно
разделить класс на группы и организовать мини-соревнование: какая группа
догадается раньше, о чем пойдет речь на уроке.

Рис. 5. Пример ассоциограммы без
ключевого понятия.

б) Когда ученики догадаются, о
каком понятии идет речь в ассоциограмме, можно предложить им дополнить ее
своими ассоциациями.

Задание 3.

На уроке иностранного языка перед
началом работы над какой-то новой темой, перед чтением или перед прослушиванием
текста ассоциограммы позволяют настроить учеников на предстоящую работу, снять
возможные лексические трудности, систематизировать известный словарь по теме.
Поскольку изучаемые темы могут повторяться в разных классах, то ученикам, как
правило, есть что вспомнить.

Так, например, при изучении темы
«Семья» на уроке немецкого языка задание может выглядеть так:

а) WelcheAssoziationenhabtihrmitdem
Wort «Familie?»

Рис. 6. Пример ассоциограммы при
изучении темы «Семья» на уроке немецкого языка.

б) Lest / Hört den Text und
erweitert das Assoziogramm.

Вопросы и задания
для самостоятельной работы

1. Для чего нужныассоциограммы?
   Какую цель на уроке они помогают достичь?
2. На каком этапе урока корректно
   предлагать обучающимся заполнить ассоциограмму?
3. Предложите ученикам заполнить
   ассоциограмму. Если это новый для них тип заданий, тогда лучше заполнять
   ассоциограмму всем классом. Записывайте идеи учеников на доске. Обратите
   внимание на поведение учеников. Все ли называют свои варианты? Есть ли
   ученики, которые хотят отмолчаться? Как включить их в работу? Можно ли с
   помощью ассоциограммы дать слабым ученикам возможность испытать успех?

Что такое
кластер

Ассоциации лежат в основе и такого
педагогического приема, как кластер. Технология «кластер» (англ.: cluster –
кисть, пучок, гроздь) была придумана и описана в 70-х годах прошлого века
Габриэле Л. Рико, учительницей немецкого происхождения, проживающей в США. С
помощью этой технологии она пыталась помочь школьникам, которые испытывали
трудности в составлении письменных текстов.

Кластер как педагогический прием
применим, когда отдельный ученик, группа или класс находятся в процессе поиска
идеи, когда необходимо графическое, наглядное изображение мысли. Для этого на
чистом листе бумаги нужно написать ключевое понятие и обвести его кружком или
овалом. Вокруг этого ключевого понятия записываются ассоциации, которые
спонтанно, без долгих размышлений приходят на ум. Они тоже заключаются в кружки
и соединяются линиям с ключевым понятием и/или друг с другом. Сами эти
ассоциации тоже становятся ключевыми понятиями, и к ним тоже подбираются
ассоциации. Так на основе первоначального ключевого понятия выстраивается
цепочка ассоциаций, или ассоциативная сеть. Это и есть кластер, который в
дальнейшем может послужить отправной точкой для написания текстов.

Немного теории

Эта педагогическая технология
базируется на учении о различиях в полушариях головного мозга американских
неврологов Роджера Сперри и Роберта Орнстейна.

Сегодня их учение подвергается
критике и не так интенсивно используется в научных и прикладных исследованиях.

Согласно их теории, левое полушарие
головного мозга отвечает за понятийное мышление, логику, последовательно
обрабатывает информацию, хранит информацию о повторяющихся процессах (благодаря
чему нам не нужно каждый день учиться заново есть, пить, чистить зубы и т.д.).

Правое полушарие позволяет нам
мыслить образно. Оно перерабатывает информацию одномоментно. Благодаря правому
полушарию мы можем избегать схематичности в действиях, что позволяет нам
разрывать границы привычного и совершать неожиданные поступки.

Это и есть отправная точка для
кластера – педагогического приема, который позволяет задействовать в
процессе письма правое полушарие, поскольку идеи, понятия собираются
ассоциативно, свободно, без ограничений и строгих указаний на какие-то границы,
логическую последовательность. Следовательно, кластеры помогают координировать
и работу обоих полушарий головного мозга и способствуют их продуктивному
взаимодействию.

Самостоятельность головы учащегося –

единственное прочное основание
всякого плодотворного учения.
К.Д. Ушинский

Составление
кластера

Практическая ценность кластеров
кроется в основной цели их применения: они используются для того, чтобы снять у
учеников блокаду, снизить страх, разрушить барьер перед письменными
заданиями – сочинениями, эссе и др.

Свободные, нерегулируемые
ассоциации повышают мотивацию обучающихся, стимулируют их желание выражаться
письменно. При составлении кластера у обучающихся активизируются известные им
языковые шаблоны, выражения, клише, пословицы и поговорки, они без особого
напряжения и без страха получить плохую отметку находят оригинальные идеи.

Данный педагогический прием
является основной формирования критического мышления школьников и может успешно
применяться уже в начальной школе для составления устных рассказов.

Метод свободных
ассоциаций
(в психоанализе) – процедура изучения бессознательного. Пациент свободно
говорит обо всем, что ему приходит на ум, будь то абсурдные, бессмысленные или
даже непристойные вещи.

Выражение «свободная ассоциация»
при составлении кластера обозначает, что без особых раздумываний, без контроля,
без цензуры ученик записывает все, что приходит ему в голову.

Технология кластеров позволяет в
полной мере задействовать нелинейное, радиальное мышление. Благодаря
молниеносно возникающим ассоциациям, в многообразии которых невольно и, как
правило, неожиданно проявляются какие-то примеры, образцы, эталоны,
задействуется и развивается образное мышление. Появляющийся в процессе
свободного ассоциирования буквально из хаоса кластер не только открывает перед
нами многообразие идей и мыслей, но и может оцениваться как отражение
жизненного опыта наших обучающихся.

При работе над кластером вполне
допустимо, что ученик может приступить к написанию текста, не имея еще четких
ответов на вопросы: Что? Где? Когда? Кто? Как?

На что следует
обращать внимание при составлении кластера

1. Ядром, центром кластера может
   быть слово, предложение, метафора, какое-нибудь выражение. Оно пишется в
   середине чистого листа и обводится кружочком.
2. Спонтанные идеи (без цензуры,
   без долгих размышлений) следует писать вокруг ядра и тоже обводить
   кружочками. Их также нужно соединить линиями с ядром – ключевым
   понятием или между собой.
3. С каждым новым словом может
   появиться и новое ядро, служащее стимулом для появления новых ассоциаций.
   Так возникают ассоциативные цепочки или сети.
4. Работа по составлению кластера
   завершается, когда заканчиваются идеи и никакие ассоциации больше не
   приходят в голову. При взгляде на изображение кластера какая-то фраза или
   какое-то слово могут показаться наиболее важными, значимыми. Этот фрагмент
   и поможет раскрыть в тему.
5. Потом пишется текст по этой
   теме, причем жанр этого текста заранее оговаривать не обязательно.
6. В идеале в тексте должны быть
   использованы все слова и выражения из кластера.

Один из вариантов кластера может
выглядеть так.

Рис. 7. Пример оформления кластера.

Советы учителю

1. Тема для кластера должна
   мотивировать учеников.
2. Тема для кластера не должна
   быть слишком сложной, должна быть известной и понятной ученикам.
3. Если кластер составляет вся
   группа или класс, то записывайте все идеи учащихся, не комментируя их, не
   ограничивая количество идей и связей.
4. Можно помочь учащимся при
   создании кластера, задавая наводящие вопросы.
5. Целесообразно после групповой
   работы по составлению кластера предложить учащимся составить кластер
   индивидуально или работая в парах (тройках).
6. Примерное время для сбора
   ассоциаций: 7 минут.
7. Время для написания текста: 10
   минут.
8. Давать комментарии к текстам и
   выставлять за них отметки не обязательно.
9. При составлении кластера не
   стоит обращать внимание на орфографию, пунктуацию, оформление текста и
   другие факторы, «парализующие» творческий порыв учеников.

Преимущества
приема «Кластер»

1. Кластер позволяет повышать
   мотивацию обучающихся. Кластеры целесообразно использовать в мотивационной
   фазе урока, при введении в тему.
2. Кластеры позволяют снижать и
   даже преодолевать блокады и барьеры в обучении.
3. Кластеры позволяют определить
   и активизировать фоновые знания, имеющиеся у обучающихся по теме (словарь,
   знание по какой-то теме, структурирование темы).
4. Прием строится на
   использовании креативного потенциала учеников.
5. Этот прием используется как
   предварительная структуризация темы.
6. Положительный момент
   использования кластеров на уроке заключается в том, что более слабые
   ученики, те, кто испытывает трудности в письменной речи, тоже включены в
   деятельность и не боятся пробовать себя в этом виде деятельности (отчасти
   и потому, что тексты не оцениваются, нет правильных и неправильных
   ответов, все нацелено на творчество).
7. От учеников требуется
   «открытость к новому», поскольку неизвестно, что может получиться по
   завершении работы.
8. Школьники учатся слушать,
   воспринимать и понимать идеи и видения своих одноклассников.
9. Тщательно подобранные темы,
   затрагивают учеников эмоционально, заставляют их испытывать и переживать
   определенные эмоции.

Применение кластеров основано на
использовании креативного потенциала учеников. Этот педагогический прием может
быть применен для предварительного структурирования темы урока.

Рис. 8. Пример кластера по теме
«Строение земного шара» на уроке географии в 6-м классе.

Положительный момент использования
кластеров на уроке заключается в том, что более слабые ученики, те, кто
испытывает трудности в письменной речи, тоже включены в деятельность и не
боятся пробовать себя в этом виде деятельности (отчасти и потому, что тексты не
оцениваются, нет правильных и неправильных ответов, все нацелено на
творчество).

При реализации данного
педагогического приема от учеников требуется «открытость к новому», поскольку
неизвестно, что может получиться по завершении работы. Школьники учатся
слушать, воспринимать и понимать идеи и видения своих одноклассников. Тщательно
подобранные темы, затрагивают учеников эмоционально, заставляют их испытывать и
переживать определенные эмоции.

Вопросы и задания
для самостоятельной работы

1. Как составляется кластер?
2. Чем кластер отличается от
   ассоциограммы?
3. Где, по вашему мнению,
   целесообразнее применять технологию «кластер»: на уроке или во внеурочной
   деятельности?
4. Перечислите основные
   требования к составлению кластера.
5. Сформулируйте два задания, в
   которых применялась бы технология «кластер». Хотя бы в одном задании
   должен быть выход в письменную речь. Просмотрите письменные работы
   нескольких учеников. Присутствуют ли в них оригинальные идеи, необычные
   мысли?
6. Если вы работаете в
   параллельных классах, попробуйте дать в одном классе обычное, привычное письменное
   задание, а в другом классе – с предварительной работой над кластером
   по теме письменной работы. Просмотрите работы. Какой класс справился с
   заданием лучше?

Учебно-методическое
и информационное обеспечение

1. Формирование универсальных
   учебных действий в основной школе: от действия к мысли. Система заданий:
   учеб.пособие для общеобразоват. организаций / [Асмолов А.Г., Бурменская
   Г.В., Володарская И.А. и др.]; под ред. Асмолова А.Г. − 5-е изд. − М.:
   Просвещение, 2016. − 159 с.: ил. − (Стандарты второго поколения). C.
   9–10.)
2. Норпулатова
   Х.А.
   Активные методы обучения, направленные на развитие самостоятельного и
   творческого мышления студентов // Молодой ученый. – 2012. – №1.
   Т.2. – С. 112–116. – URL https://moluch.ru/archive/36/4140/
   (дата обращения: 19.09.2018).

Использованные
учебники

1. Габриелян
   О.С.
   Химия. 8 класс: учеб.для общеобразоват. учреждений. – 2-е изд.,
   стереотип. – М.: Дрофа, 2013.
2. Пономарева
   И.Н.
   Биология: 6 класс: учебник для учащихся общеобразовательных организаций.
   2-е изд., дораб. – М.: Вентана-Граф, 2015.
3. Домогацких
   Е.М., Алексеевский Н.И. География: физическая география:
   учебник для 6 класса общеобразовательных учреждений. – 2-е
   изд. – М.: ООО «Русское слово – учебник», 2013.

¹Cм.:
Формирование универсальных учебных действий в основной школе: от действия к
мысли. Система заданий: учеб.пособие для общеобразоват. организаций / [Асмолов
А.Г., Бурменская Г.В., Володарская И.А. и др.]; под ред. Асмолова А.Г. − 5-е
изд. − М.: Просвещение, 2016. − 159 с.: ил. − (Стандарты второго поколения). C.
9–10.

Материал

© Издательский
дом «Первое сентября»

Цифровые технологии в образовании

ул. Киевская, д. 24, Москва, 121165

Дистанционные курсы: +7 (495)
637-82-73, edu@1september.ru

Очно-заочные курсы: +7 (495)
637-82-73, univer@1september.ru

Вебинары

Открытый урок

Педагогический
марафон

Школа цифрового века

Учительская книга

Деятельность осуществляется на
основе лицензии 77Л01
№0007183, рег. №036377 от 23.07.2015 (срок действия —
бессрочно), выданной Департаментом образования г.Москвы.

Межпредметный урок по теме «Компьютерное моделирование» с применением кластеров

Тип урока: метапредметный.

Раздел: информационные модели.

Цели: ознакомить с понятием и характеристикой компьютерного моделирования, основными видами компьютерных моделей; способствовать формированию у обучающихся следующих универсальных учебных действий:

 личностные: умение ориентироваться в межличностных отношениях, установление связи между целью и мотивом деятельности;

 регулятивные: целеполагание, составление плана и последовательности действий, коррекция, оценка результата;

 познавательные: самостоятельное формулирование познавательной цели, поиск и выделение необходимой информации, моделирование, умения структурировать знания, осознанно и про-извольно строить речевое высказывание в устной форме;

 коммуникативные: умения слушать и вступать в диалог, участвовать в коллективном обсуждении, с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с поставленной задачей; владение монологической и диалогической формами речи в соответствии с грамматическими нормами русского языка.

Задачи:

образовательная – познакомить обучающихся с основными видами компьютерных моделей; продолжить формирование практических умений в разработке компьютерных моделей; систематизировать знания по теме «Моделирование как метод познания»;

развивающая – способствовать развитию логического мышления (умения сравнивать, делать выводы и классифицировать), познавательной активности, умения работать в парах, группах;

воспитывающая – прививать навыки самостоятельной работы; воспитывать умение высказывать личное мнение и прислушиваться к мнению другого.

Используемые технологии: развитие критического мышления через чтение и письмо; коллективный способ обучения.

Оборудование: интерактивная доска, рабочие карты, задания на карточках, задания для работы в группах, фигурки человека, листы с изображением спирали развития, ноутбук.

Ход урока

Деятельность учителя	Деятельность учащихся	Оформление доски
I. Организационный момент.	Демонстрируют готовность к уроку
II. Актуализация опорных знаний. Включает видеоряд. – В книге известного педагога я прочитала одну притчу. Зачитывает притчу (см. Приложение 1 к уроку).	Слушают притчу.	Иллюстративный видеоряд: книга, храм, страницы книги, мудрец, люди, ангел, камень, мальчик, молодой человек.
– Что вы можете сказать об этой притче?	– Притча о жизни, о развитии человека.
– Как представляли себе мир люди до того, как появился ангел? И после?	– Вначале мир был прекрасен, люди развивались благодаря тем знаниям, которые получали из Книги жизни. А после того, как появился ангел…
– Оказывается, каждый человек представляет себе мир по-разному. Какой вывод можно сделать?	– Жизнь многолика. А Книгу жизни каждый пишет для себя самостоятельно.
– Посмотрите видеофрагмент.	Смотрят видеофрагмент.	Видеофрагмент «Родник жизни».
– Что вы можете сказать об увиденном?	– Здесь показано развитие жизни.
– Как происходит развитие жизни? Поделитесь своими впечатлениями.	– Оно происходит по определенным стадиям, и каждый раз эта стадия повторяется на новом уровне.
– Можно ли представить это схематично? Предложите свои варианты. – Чаще всего развитие представляют в виде спирали жизни:	Предлагают варианты
Индивидуальное задание по карточкам. – Сейчас я раздам трем ученикам карточки, в которых написано задание. Время для подготовки – 2 минуты. Мы должны будем угадать задуманный предмет.	Выполняют индивидуальное задание. Отгадывают предметы.
– Какое общее название можно дать действиям?	– Мы создавали модели.
– Что такое модель?	– Модель – это прототип оригинала, отражающий некоторые его существенные признаки.
– Назовите тему сегодняшнего урока	– Компьютерное моделирование	Запись темы урока
III. Формирование новых знаний.
– Как называется процесс создания модели?	– Моделирование.
– Назовите основные виды моделей.	– Материальные, информационные модели.
– Какие модели вы создавали?	– Информационные.
– Предлагаю поработать самостоятельно с текстами и рабочими картами-кластерами (см. Приложение 2 к уроку). Итогом вашей работы будут кластеры, заполненные согласно той информации, которую вы получите, прочитав текст. В текстах можно делать пометки. Время для выполнения этой работы – 5 минут.	Самостоятельно работают с текстами.	На магнитную доску вывешивают листы А3.
Вызывает к доске одного из учеников с просьбой собрать кластер так, как он это сделал в рабочей карте.	Ученик выполняет работу у доски.	Представлены кластеры.
– Что для вас было новым в этом тексте?	– Узнали еще один вид моделей – компьютерные, их классификацию – расчетные, графические, имитационные.	На интерактивной доске виды компьютерных моделей.
– Дайте им краткую характеристику.	– Расчетные выполняются при помощи математических формул в компьютерной программе. Графические представляют собой наглядное изображение предмета, созданного в программе. Имитационные создают имитацию предмета или процесса, также в специальной компьютерной программе.	На магнитную доску вывешивают листы А3
– Предлагаю поработать в группах и создать модели «Биоритмы человека», используя справочный материал (см. Приложение 3 к уроку). 1-й группе необходимо собрать из предложенных вариантов формулу для расчета биоритмов человека. 2-й группе необходимо в программе Excel построить график биоритмов человека. 3-й группе необходимо из предложенных вариантов смайликов выстроить настроение вчерашнего дня. В результате работы у нас получатся три модели – расчетная, графическая и имитационная. Время для выполнения – 5 минут. Организует выступления групп с отчетом о проделанной работе (см. Приложение 3 к уроку).	Выполняют задание. 1-я группа вывешивает результаты на доску. 2-я группа показывает результат работы на компьютере. 3-я группа вывешивает результаты на доску.
– Какой вывод вы можете сделать?	– Что у одной задачи несколько вариантов решения, которые можно выразить разными моделями
IV. Итог урока. – Вернемся к той притче, с которой начали урок. Какую модель мы построили согласно этой притче? – Каждый человек в своей жизни проходит по спирали личностного развития, выстраивая ее самостоятельно, и если человек где-то останавливается, то причина кроется в нем самом. Перед вами фигурки человека и листы со спиралью личностного развития. Развитие всегда начинается снизу вверх, то есть от момента рождения. Предлагаю каждому взять фигурку и прикрепить ее на спираль там, где, как вам кажется, вы находитесь в своем развитии. И расскажите, почему именно так вы решили. – Желаю, чтобы вы не останавливались в своем личностном развитии ни перед какими трудностями, всегда шли вперед, преодолевая их с улыбкой. И чтобы ваша спираль развития росла с каждым днем	– Спираль развития. Прикрепляют фигурку человека и объясняют, на каком этапе развития находятся	На интерактивной доске спираль развития

Приложения к уроку «Компьютерное моделирование»

Приложение 1

Притча о книге жизни

Была у людей дарованная Богом Книга жизни. Она покоилась в Храме знаний. Книга была чудотворная: каждый день в полночь в ней появлялась новая страница, на которой были записаны новые знания.

И был у людей Мудрец, которому были доверены Храм и Книга.

С наступлением полночи он с трепетом ждал мгновения, когда появится новая страница, потом до утра изучал новые знания. И с восходом солнца на главной площади передавал их людям.

Люди, воодушевленные Мудрецом, в тот же день претворяли эти знания в жизнь, становясь при этом краше, умнее, сильнее.

Но вот однажды, когда Мудрец изучал очередную страницу книги, перед ним возник лукавый в образе ангела, который запретил Мудрецу давать людям новые знания и положил камень на новую страницу.

Мудрец, удивленный произошедшим, спросил у ангела: «А что же я буду рассказывать людям?». На что ангел ответил: «Говори то, что записано на страницах книги до сегодняшнего дня. И так до тех пор, пока не будет снят запрет». Мудрец не стал перечить. Шло время. Страниц под камнем становилось все больше и больше. Но Мудрец не нарушал запрета. Постепенно жизнь людей стала приобретать серые краски. Люди начали быстро стареть и рано умирать, а дети либо были скучными, как старики, либо недоумками. И о Книге жизни и Храме знаний люди забыли.

И вот однажды, войдя в Храм знаний, Мудрец увидел маленького мальчика. Сбросив камень с Книги, он с упоением вчитывался в запретные страницы.

И пока он читал, с него сходила преждевременная старость, и после того как им была дочитана последняя страница, перед Мудрецом стоял двадцатилетний одухотворенный молодой человек. Молодой человек обратился к Мудрецу: «Я слушал тебя десять лет и, слушая, старел, а не рос. Мне нужна была свежая пища для духа, а ты давал негодную. Почему ты положил камень?». И Мудрец рассказал, что с ним произошло. «Запрет от лукавого, и он в тебе самом!..», – сказал молодой человек и тихо ушел.

Приложение 2

Текст для составления кластера
по теме «Компьютерное моделирование»

Человечество в своей деятельности (научной, образовательной, технологической, художественной и др.) постоянно создает и использует модели объектов окружающего мира. Строгие правила построения моделей сформулировать невозможно, однако человечество накопило богатый опыт моделирования различных объектов и процессов.

Модели играют чрезвычайно важную роль в проектировании и создании различных технических устройств, машин и механизмов, зданий, электрических цепей и т. д.

Развитие науки невозможно без создания теоретических моделей (теорий, знаний, гипотез и т. д.), отражающих строение, свойства и поведение реальных объектов. Создание новых теоретических моделей иногда коренным образом меняет представления человечества об окружающем мире.

Все модели можно разбить на три больших класса: модели материальные, модели информационные и модели компьютерные.

Материальные модели позволяют представить в материальной, наглядной форме объекты, недоступные для непосредственного исследования.

Информационные модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме, а также в форме таблиц, блок-схем, графов.

Компьютерные модели можно разделить на 3 группы:

1) расчетные – это программы, реализующие расчеты состояния моделируемой системы по ее математической модели;

2) графические – это визуальное представление объектов, которые настолько сложны, что их описание иными способами не дает человеку ясного понимания. Здесь наглядность модели выходит на первый план;

3) имитационные – воспроизводят поведение сложных систем, элементы которых могут вести себя случайным образом, иначе говоря, поведение которых заранее предсказать нельзя.

Рабочая карта-кластер
«Компьютерное моделирование»

Приложение 3

Справочный материал к проблеме «Биоритмы человека».

Считается, что биоритмы человека включают в себя три циклических процесса, описывающих три стороны самочувствия человека: физическую, эмоциональную, интеллектуальную. Биоритмы характеризуют подъемы и спады нашего состояния.

За точку отсчета всех трех биоритмов берется день рождения человека. Все три биоритма в этот день пересекают ось абсцисс.

Физический биоритм характеризует жизненные силы человека. Периодичность физического биоритма – 23 дня.

Эмоциональный биоритм характеризует внутренний настрой человека. Его продолжительность – 28 дней.

Интеллектуальный биоритм характеризует мыслительные способности. Цикличность его – 33 дня.

Повсеместно используется формула:

B = (sin (2pi  (t – f)/P))  100 %, где P = {23, 28, 33},

B – состояние биоритма в % (может выражаться как состояние относительно нуля, а также как состояния нарастания или спада),

pi – число π,

t – количество дней относительно нуля единиц измерения до текущего момента,

f – количество дней от нуля единиц измерения времени до даты рождения,

P – фаза биоритма.

Модель «Биоритмы человека»

Кластер – это форма представления информации в виде некоторого изображения, предполагающая отбор смысловых компонентов. Обозначается своеобразной схемой с обязательным отображением связей между элементами всей системы. В конечном итоге получается объект, помогающий систематизировать и обобщать новые и ранее известные данные по задаваемым вопросам.

В данной статье будет рассказано о том, в чем заключается суть метода кластеров. Предстоит изучить, как происходит его создание, а также работа в той или иной мере. Также интересно будет рассмотреть кластерный анализ и его принципы.

Принципы и правила формирования

Разбираясь, в чем суть метода кластеров, сначала нужно определить сферу, в которой он применяется. В качестве примера рассмотрим работу в классе.

Кластер нужно оформлять в виде модели планеты со спутниками или своеобразной грозди. Здесь требуется запомнить следующие особенности:

• в центре размещается ключевая задача, мысль или понятие;
• ответвлениям представляют собой смысловые единицы, связанные с главным «термином»;
• область вокруг выстроенной модели – менее значительные элементы и факты.

Последние нужны для того, чтобы расширить логическую цепочку в кластере. Они позволяют более полно раскрыть ту или иную тему. Главная мысль и ее смысловые единицы соединяются при помощи прямых отрезков.

На уроке

Составлять кластеры на самом деле не так трудно, если грамотно подойти к этому вопросу. Во время работы на уроке место, на котором будет располагаться «мысль», зависит от способа организации занятия.

Он может быть размещен на:

• доске;
• листе бумаги;
• непосредственно в тетрадке.

Чтобы нагляднее выделить составляющие, а также главную мысль, во время оформления рекомендуется пользоваться карандашами, фломастерами, а также мелками разных цветов. Этот прием поможет лучше и быстрее понять, что написано на том или ином пространстве.

Рекомендации

Составить кластер и воспользоваться им сможет любой из учащихся. Данная затея является основой критического мышления. Она в наглядном виде позволит проанализировать ту или иную мысль, после чего можно сделать логический вывод. Подобные принципы используются в маркетинге, а также информационных технологиях, но на примере их работы на уроке рассматривать соответствующий компонент проще всего.

Вот рекомендации, которые помогут составлению кластера на занятии:

1. Если детей много, привлечь к работе нужно каждого. Это позволит записать больше мыслей, идей, фактов и выводов.
2. Нужно делать конспект всего, что приходит в голову. Ошибиться в соответствующем вопросе нельзя. Ненужные записи в ходе анализа той или иной темы возможно удалить или стереть.
3. Большое количество смысловых единиц – не проблема для дальнейшей работы. Чем больше гипотез, тем лучше. Такая концепция создает более полную картину происходящего.
4. Оформите кластер на ту или иную тему так, чтобы он выглядел понятно: схемой или графиком. Стоит использовать различные формы и цвета для выделения составляющих модели.

Эти советы помогут сформировать кластер во время работы на уроке с любым количеством учеников, но они могут использоваться и в других сферах жизни человека. Пример – в аналитике.

Применение

Изучаемый прием часто встречается в начальной и старшей школе. Он актуален для всех предметов и позволяет лучше усвоить учебный материал. Форма организации зависит от того, что предполагает сделать учитель – работать с одним человеком или несколькими. Один вариант может плавно переходить в другой.

Сначала ученикам предлагается структурировать багаж имеющихся знаний, затем – поработать в небольших группах с предоставленной информацией, составить конспект и дополнить кластерные составляющие. Завершается процедура организацией общей деятельности всего класса. Она направлена на систематизацию полученных знаний и составление общей схемы.

Когда дети освоили принцип кластеризации, оформите им в соответствующей форме домашнее задание. Это также отличный вариант для проверки знаний данной темы: в соответствующей ситуации типом кластера на уроке выступит самостоятельная/проверочная работа.

Наглядный пример

Использование cluster method на конкретном примере поможет лучше освоить соответствующий принцип. В качестве основы возьмем урок биологии и работу с темой «Клетка». Здесь:

1. Центральная смысловая единица – слово, одноименное с тематикой.
2. На первом этапе дети должны вспомнить все, что знают по соответствующему направлению.
3. После того, как соответствующие записи внесены в схему (на график), учитель просит учеников прочесть тот или иной текст, сделать конспект и внести новые единицы.
4. Как только дети справились с задачей, учитель дописывает «недостающие элементы».

Заключение (выводы) в конце работы на уроке предполагает анализ кластера на соответствующую тему. Вместе с учениками нужно обсудить изученный материал и выдвинутые теории, а затем обговорить достоверность изначально приведенных данных.

Преимущества

Прием Кластер – это метод критического мышления, который:

• вовлекает в работу всех учеников/участников процесса;
• позволяет охватить и прийти к сути достаточно большого объема информации;
• создает ассоциации через образы.

Данная концепция оказывает благоприятное влияние на развитие учеников. Они не боятся выдвигать свои теории, ошибаться, анализироваться информацию.

Кластерный анализ

Составить cluster не так трудно, особенно если делать это постепенно. Соответствующая концепция мышления применяется почти во всех сферах жизни человека. Есть такое понятие как «кластерный анализ» или «кластеризация».

Это – разделение большой группы объектов на несколько мелких компонентов. Каждая группа – это и есть кластер. Он формируется на основе тех или иных критериев. Внутри объекты могут различаться, но хотя бы «одно общее» у них должно быть.

Сферы применения

После того как стало понятно, как составить кластер, можно применить его на практике. Соответствующая концепция встречается везде, где что-то подлежит классификации/разделению. Главное – наличие хотя бы одного общего признака у всех элементов. В противном случае составление кластера не будет иметь места.

На соответствующие «блоки» можно разделить:

• клиентов;
• конкурентов бизнеса для рыночного исследования;
• заболевания;
• респондентов опросов;
• ключи для формирования тематик веб-страниц;
• файлы различных форматов.

Это – только начало. Делать кластеры можно практически везде, где элементы структурируются и систематизируются.

Цели

Разбираясь, в чем суть метода кластеров, нужно усвоить цели кластеризации:

1. Понимание. Деление информации на группы позволяет понять ее суть. Пока информация не систематизирована, она практически не подлежит обработке.
2. Выявление аномалий. После кластеризации возможно появление данных, которые не относятся ни к одному из «блоков». Их рекомендуется изучить, чтобы понять – это следствие ошибки или интересный феномен.
3. Расширение.
4. Сжатие. Если информации очень много, ее можно разделить на кластеры, а затем усреднить и оставить на каждый «смысловой блок» всего один объект. На выходе получаем меньшие требования для дальнейшего анализа имеющихся сведений.

Часто это – предварительная работа перед масштабным анализом. Она упрощает использование иных методик изучения информации.

Алгоритмы и методы

Создать кластер в виде схемы или иной формы представления – не самая трудная задача, если выбрана концепция систематизации информации. Кластеризация проводится при помощи различных алгоритмов и инструментов. Они напрямую зависят от того, с какими материалами предстоит работать, а также от цели итогового результата.

При кластеризации данных используют:

1. Нисходящие алгоритмы. Сначала объекты объединяются в один «блок», затем дробятся на более мелкие составляющие.
2. Восходящие алгоритмы. Каждый объект – это отдельный cluster. Постепенно они объединяются до достижения желаемой степени разделения.
3. Метод квадратичной ошибки. В основе заложена формула среднеквадратичной ошибки. Самый распространенный вариант – это метод k-средних. Он создает нужное количество «блоков», которые максимально удалены друг от друга.
4. Системы искусственного интеллекта. Здесь используются нейронные сети. Применяется прием тогда, когда количество кластеров неизвестно.

Есть еще логический подход. Данные тут делятся по смыслу. Оформите соответствующую схему в виде дерева решений. Это лучший вариант для небольшого объема информации.

Соответствующей темой должны владеть системные администраторы, DevOps-специалисты, Data-инженеры, специалисты по машинному обучению, системные аналитики. Подобрать курс по интересующему IT-направлению вы всегда сможете в Otus.