2.2.3 Универсальные лаборатории для класса явлений

Универсальные компьютерные лаборатории являются сложными моделирующими системами, в основе функционирования которых лежит мощный математический аппарат. Универсальность таких систем обеспечивается системным подходом к моделированию и разработке моделей. Такие виртуальные компьютерные лаборатории могут быть близки по своим возможностям к программам, используемым для реальных научных или производственных расчетов. Особенностью универсальных лабораторий является ярко выраженный компонентный подход.

Сложность и возможности таких лабораторий могут варьироваться в широких пределах, что позволяет создавать несложные версии таких лабораторий силами одного программиста. Примером относительно простой лаборатории, предназначенной для использования исключительно в образовательных целях, является:

ChemLab for Windows от Model Science Software (http://modelscience.com)

Живая Физика (http://www.int-edu.ru/soft/)

Crocodile Chemistry от Crocodile Clips Ltd (http://www.crocodile-clips.com/chem.htm)

Как правило, бывает достаточно охватить в одной лаборатории лишь один класс явлений, например: оптику, электрические цепи, законы движения, химические процессы.

Преимуществами универсальных компьютерных лабораторий являются:

• простота масштабирования: в состав универсальных лабораторий входят средства по добавлению новых компонентов;

• возможность объединения компонентов для построения большого количества моделей различных экспериментов.

2.2.4 Универсальные лаборатории

Действительно универсальными являются компьютерные лаборатории, в возможности которых заложено использование в одном эксперименте явлений различной природы. Примерами лабораторий этого вида являются:

1. Crocodile Physics от Crocodile Clips Ltd (http://www.crocodile-clips.com/phys.htm)

2. Electronics Workbench (http://www.interactiv.com)

Система моделирования МАРС (ТУСУР) (http://toe.tusur.ru/index.php?id=8)

Разработка универсальных лабораторий ведется группами опытных программистов, часто как побочный или пробный продукт при создании моделирующей системы научного или производственного назначения.

Можно надеяться, что приведенная классификация и примеры программ помогут разработчикам виртуальных компьютерных лабораторий в выборе вида реализации программы. Большинство ссылок в данной статье ведут на Интернет-страницы с описанием программ, снимками экрана (screenshots), возможностью скачать их ознакомительные демо-версии или даже рабочие приложения на языке Java.

3. Содержание и методика проведения опытно-экспериментальной работы

С целью апробации электронного лабораторного практикума по разделу "Электронные таблицы" и оценки эффективности разработанного практикума была проведена опытно-экспериментальная работа. Работа проводилась на базе Жангельдинской средней школы с учащимися 8 классов.

Электронный лабораторный практикум по разделу "Электронные таблицы" и дидактические материалы прошли практическую проверку.

В ходе опытно-экспериментальной работы применялись следующие методы исследования: педагогическое наблюдение, исследовательская педагогическая практика, анкетирование, опрос, беседа, интервью, тестирование, экспертиза.

Существуют большие возможности моделирования физических задач в среде MS Excel. Электронные таблицы, первоначально использовавшиеся для финансовых расчетов, все шире применяются для сложных многошаговых технических расчетах. Так, применение электронных таблиц на уроках физики может сократить время при проведении однотипных расчетов, например при выполнении лабораторных работ, где требуется рассчитывать одни и те же физические величины для нескольких опытов. Использование электронных таблиц Excel обусловлено следующими причинами:

а) функциональные возможности программы Excel заведомо перекрывают все потребности по автоматизации обработки данных эксперимента, построению и исследованию моделей;

b) универсальная программа Excel обладает стандартным интерфейсом;

c) изучение Excel предусматривается программами общего образования по информатике, следовательно, возможно эффективное использование Excel в условиях осуществления межпредметных связей с информатикой и другими учебными дисциплинами, например, с математикой;

d) данная программа отличается доступностью в изучении и простотой в управлении, что принципиально важно как для ученика, так и для учителя;

e) результаты деятельности на рабочем листе Excel (тексты, таблицы, графики, формулы) "открыты" пользователю.

Среди всех известных программных средств Excel обладает едва ли не самым богатым инструментарием для работы с графиками. Программа позволяет с использованием приемов автозаполнения представлять данные в табличной форме, оперативно их преобразовывать с использованием огромной библиотеки функций, строить графики редактировать их практически по всем элементам, увеличивать изображение какого-либо фрагмента графика, выбирать функциональные масштабы по осям, экстраполировать графики и т.д.

Электронные таблицы наиболее эффективно могут использоваться при проведении:

1. Демонстрационного эксперимента;

2. Лабораторных работ;

3. Физического практикума;

4. Решения задач по различным темам курса физики;

5. Контроля знаний.

В своей работе учителя физики и информатики на протяжении ряда лет используют возможности компьютерного класса школы в преподавании физики. При прохождении темы информатики "Табличные вычисления на компьютере" в части "Математическое моделирование и решение задач с помощью электронных таблиц" используют задачи по кинематике и динамике, что способствует повторению, углублению и закреплению материала этих тем по физике, а также демонстрация практического применения электронных таблиц при изучении других предметов школьного курса (в дальнейшем при изучении темы информатики "Программирование на Паскале" повторяют эти физические задачи, но демонстрация в электронных таблицах наглядней). Данный курс "Моделирование физических процессов в электронных таблицах" является обобщением опыта работы в этой области на протяжении ряда лет.

Лабораторный практикум по дисциплине "Информатика" состоит из 8 лабораторных работ.

К каждой лабораторной работе представлены методические указания. Обучающийся, используя методические указания, проводит самостоятельно лабораторную работу.

Лабораторный практикум по дисциплине "Информатика" позволяет формировать и развивать умения:

1. самостоятельно приобретать знания;

2. анализировать;

3. сравнивать;

4. делать выводы.

Для составления представлений о содержании лабораторного практикума, в данной работе показаны бланки двух лабораторных работ "Маркер заполнения. Автозаполнение", "Мастер функций" и методические указания к ним.

Методические рекомендации к проведению лабораторных работ.

Лабораторная работа №6

Тема: "Маркер заполнения. Автозаполнение".

Цель работы:

1. Закрепить теоретические знания по теме "Основы работы в Excel".

2. Самостоятельно овладеть методами работы с маркером заполнением и автозаполнением.

Пособия и оборудования:

• ПК IBM РС / АТ

• Инструкция по выполнению лабораторной работы.

• Методические указания "Маркер заполнения. Автозаполнение".

• Лекции.

Задание 1.

Методические указания

Тема: "Маркер заполнения. Автозаполнение"

Рабочее поле Excel представляет собой сетку, столбцы которой обозначены буквами латинского алфавита, а строки – арабскими числами. На пересечении строк и столбцов образуются клетки – ячейки, имеющие свое собственное имя (адрес), состоящее из имени столбца и номера строки: А3, В1 и т.д.

Каждая ячейка может содержать число, текст или формулу. Содержание (значение) ячейки, на которой находиться курсор в данный момент, отображается в строке формул. Выделенная ячейка называется активной.

Чтобы ввести числовые данные или текст в какую – либо ячейку, следует:

1. Установить курсор на требуемую ячейку.

2. Ввести данные.

3. Нажать клавишу Enter или разместить на другую ячейку.

Если данные в ячейки нужно изменить, то можно их ввести заново, или установить курсор на требуемую ячейку, щелкнуть мышью в строке формул и после внесения необходимых изменений нажать клавишу Enter.

Задание №1.

Выделите ячейку D6. Введите в нее текст "Привет". Зафиксируйте данные. Вновь выделите ячейку D6. Подведите указатель мыши к маркеру заполнения. Добейтесь, чтобы маркер заполнения принял вид тонкого черного креста. Удерживая нажатой левую клавишу мыши, переместите указатель на несколько ячеек вниз.

Сделайте вывод: Для чего необходим Маркер заполнения.

Задание №2.

В ячейку А1 введите имя своего друга. Зафиксируйте данные. Используя маркер заполнения, распространите эти данные до ячейки G1. Ответьте на вопросы.

• На сколько ячеек вы перемещали маркер заполнения?

• Сколько заполненных ячеек вы получили?

Задание №3.

В ячейки С5-С8 введите расписание на сегодня. Выделите блок ячеек, рамка выделения имеет общий маркер заполнения. Протащите маркер заполнения на несколько ячеек вправо.

Сделайте вывод.

Задание №4.

В одну из ячеек введите название вашего любимого месяца. Протащите маркер заполнения на несколько ячеек вниз.

Что у вас получилось?

Выделите название одного месяца и протащите маркер заполнения вверх.

Что у вас получилось?

Проверьте, как выстраивается список месяцев года, если протащить маркер заполнения вправо, влево.

Что у вас получилось?

Задание№5.

В ячейку С5 введите число 1. В ячейку С6 введите число 2. Выделите обе ячейки. Протащите общий маркер заполнения вниз на несколько ячеек. Таким образом, выделив сразу две ячейки, вы определили правило, по которому происходит заполнение.

Повторите предыдущие действия и протащите маркер заполнения вверх.

Как изменится результат?

Составьте последовательность натуральных чисел, кратных трем: 3, 6, 9, 12…

Опишите свои действия.

Задание №6.

Сделай все по образцу, и опиши, где использовался маркер заполнения.

Контрольные вопросы

2. Что такое маркер заполнения?

3. Как с помощью маркера заполнения заполнять соседние ячейки одинаковыми данными.

4. Как при помощи маркера заполнения создавать последовательности чисел.

5. Какие способы фиксирования данных вы знаете?

6. Как можно удалить данные из ячейки?

7. Как можно отредактировать данные в ячейке?

8. Как называется выделенная ячейка?

9. Из чего состоит адрес ячейки?

Лабораторная работа №8

Тема: "Мастер функций".

Цель работы:

1. Закрепить теоретические знания по теме "Основы работы в Excel".

2. Самостоятельно овладеть методами работы с Мастером функций.

Пособия и оборудования:

• ПК IBM РС / АТ

• Инструкция по выполнению лабораторной работы.

• Методические указания "Мастер функций".

• Лекции.

Задание 1.

Методические указания

Тема: "Мастер функций"

Мастер функций используется для добавления статистических, математических и д.р. функций.

Задание №1

Перевод арабских чисел в римские.

• В ячейках А1: А20 создайте любую последовательность цифр.

• Выделите ячейку В1, Вставка \ Функция.

• В категориях выбрать Математические, а в функциях – РИМСКОЕ.

• Установите курсор в окно Число и нажмите на ячейку А1.

• Выделите ячейку В1 и распространите через маркер заполнения.

Задаие №2

Работа со степенью.

• Заполните таблицу по образцу:

• В ячейках А2: А21 создайте последовательность цифр (10, 20, 30 и т.д.).

• Выделите ячейку В2 и вставьте функцию степени (2).

• Распространите вниз.

• Аналогично проделайте и с кубами.

Задание №3

Заполните таблицу по образцу (смотри ниже):

Используя Мастер функция:

1. Подсчитайте суммарное количество осадков за каждый год (СУММ).

2. Найдите минимальное количество осадков за каждый год.

3. Найдите максимальное количество осадков за каждый год.

4. Посчитайте среднее количество осадков за каждый год.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

5. Для чего используется Мастер функций?

6. Как добавить функцию?

7. Как выглядит арабское число 2000 в Римской записи?

8. Сколько будет 21453 в 5 степени? Опишите свои действия для нахождения.

9. Сколько будет ?

10. Можно ли распространить функцию через маркер заполнения? Если да то действуют ли на функцию правила перемещения (в какую сторону)?

Задания для выполнения под контролем учителя

Практическая работа "Первое знакомство с Excel"

Задание 1. Запустите Excel.

Для вызова Excel необходимо из меню Пуск последовательно выбрать пункты Все программы, Microsoft Excel.

Задание 2. Разверните окно Excel на весь экран и внимательно рассмотрите его.

Задание 4. Познакомьтесь с основными понятиями электронных таблиц. Для этого внимательно прочитайте нижеследующий текст и выполните некоторые действия.

4.1. Сделайте текущей ячейку D4 при помощи мыши.

4.2. Вернитесь в ячейку А1 при помощи клавиш перемещения курсора.

Нижняя часть листа содержит ярлычки других листов. Щелкая кнопкой мыши на ярлычках листов, можно перейти к другому листу.

4.3. Сделайте текущим лист 3.

4.4. Вернитесь к листу 1.

Добавление рабочих листов

Новые листы всегда вставляются перед текущим листом.

4.5. Щелкните по ярлычку 1-го листа правой клавишей мыши.

4.6. В появившемся меню выберите Добавить…

4.7. Из предложенных видов листов выберите Лист, щелкните мышью по кнопке ОК.

4.8. Попробуйте самостоятельно добавить ещё 3 листа.

Удаление рабочих листов

4.9. Сделайте текущим лист 4, щелкните по нему правой клавишей мыши.

4.10. В появившемся меню выберите Удалить, на вопрос программы ответьте ОК.

4.11. Самостоятельно удалите ещё 2 листа.

Перемещение рабочих листов

Чтобы документ имел вид удобный для его просмотра, редактирования, лучше чтобы листы в документе находились упорядоченно.

4.12. Сделайте активным лист, номер которого самый большой.

4.13. Щелкните по нему правой клавиши мыши.

4.14. В появившемся меню выберите пункт Переместить/Скопировать.

4.15. Укажите позицию листа – Переместить в конец, щелкните по кнопке ОК.

4.16. Попробуйте самостоятельно перенести ещё несколько листов (но уже не в конец, а перед листом, номер которого на 1 больше номера активного листа).

Переименование рабочих листов

Для того чтобы пользователю было понятно назначение каждого листа, лист можно озаглавить.

4.17. Сделайте активным лист 1: щелкните по нему правой клавишей мыши.

4.18. В появившемся меню выберите пункт Переименовать.

4.19. Сотрите старое имя листа и наберите – Пробный; нажмите Enter.

4.20. Попробуйте самостоятельно переименовать ещё несколько листов (имя задать произвольно).

Выделение столбцов, строк, блоков, таблицы

Для выделения с помощью мыши:

столбца - щелкнуть левой кнопкой мыши на букве – имени столбца;

нескольких столбцов – не отпуская кнопку после щелчка, протянуть мышь;

строки – щелкнуть, кнопкой мыши на числе – номере строки;

нескольких строк – не отпуская кнопку после щелчка, протянуть мышь;

блока – щелкнуть кнопкой мыши на начальной ячейке блока и, не отпуская кнопку, протянуть мышь на последнюю ячейку блока;

рабочего листа – щелкнуть кнопкой мыши на пересечении имен столбцов и номеров строк (левый верхний угол таблицы).

Для выделения нескольких несмежных блоков необходимо:

выделить первую ячейку или блок смежных ячеек;

нажать и удерживать нажатой клавишу Ctrl;

выделить следующую ячейку или блок и т.д.;

отпустить клавишу Ctrl.

Для отмены выделения достаточно щелкнуть кнопкой мыши по любому невыделенному участку рабочего листа. Новое выделение снимает предыдущее.

4.21. Выделите строку 3.

4.22. Отмените выделение.

4.23. Выделите столбец D.

4.24. Выделите блок A2:E13 при помощи мыши.

4.25. Выделите столбцы A, B, C, D.

4.26. Отмените выделение.

4.27. Выделите блок C4:F10.

4.28. Выделите рабочий лист.

4.29. Отмените выделение.

4.30. Выделите одновременно следующие блоки: F5:G10, H15:I15, 18:F20,H20. Покажите преподавателю. Отмените выделение.

Практическая работа "Ввод данных. Редактирование данных"

Ввод текста

Если ширина текста больше ширины ячейки и ячейка справа пуста, то текст на экране займет и её место. При вводе данных в соседнюю ячейку предыдущий текст на экране будет обрезан (но при этом в памяти он будет сохранен полностью).

5.1. В ячейку А1 занесите текст: Москва – древний город.

Ввод чисел

Числа в ячейку можно вводить со знаками -, +, = или без них. Для ввода дробных чисел используется десятичная запятая.

5.2. В ячейку В1 занесите число 1147 (год основания Москвы)

5.3. В ячейку С1 занесите число – текущий год.

Ввод формул

В виде формулы может быть записано арифметическое выражение. Формула должна начинаться со знака "=" и не должна содержать пробелов.

5.4. В ячейку D1 занесите формулу =C1-B1

Задание 6. Познакомьтесь с основными приемами редактирования таблиц.

Изменение высоты строки и ширины столбца

При использовании мыши ее указатель нужно поместить на разделительную линию между именами столбцов или номерами строк. Указатель примет вид двойной черной стрелки. Растянуть столбец при нажатой левой кнопке.

При использовании меню необходимо выделить строки или столбцы и выполнить команды Формат, Строки, Высота… или Формат, Столбец, Ширина…

6.1. Измените ширину столбца А так, чтобы текст был виден полностью, а ширину столбцов B, C, D сделать минимальной.

6.2. При помощи меню измените высоту строки №1 и сделайте ее равной 30.

Редактирование содержимого ячейки

Если во время ввода данных в ячейку была допущена ошибка, то она может быть исправлена стиранием неверных символов и набором символов заново.

Для завершения редактирования нужно нажать Enter

6.4. Определите возраст Москвы в 2005 году.

Для этого замените текущий год в ячейке С1 на 2006.

6.5. Отредактируйте текст в ячейке А1. Новый текст – Москва – столица России.

Операции со строками, столбцами, блоками

Эти действия могут быть выполнены через меню или с помощью мыши.

Перемещение

Перемещая данные необходимо указать, ЧТО перемещается и КУДА.

Для выполнения перемещения необходимо выделить ячейку или блок (ЧТО перемещается). Затем поместить указатель мыши на рамку блока или ячейки (он должен принять форму стрелки). Далее следует нажать и, не отпуская левую клавишу мыши, перенести блок или ячейку (в место, КУДА нужно переместить данные).

6.6. Выделите блок A1:D1 и переместите его на строку ниже.

6.7. Верните блок на прежнее место.

Копирование

При копировании оригинал (ЧТО) остается на прежнем месте, а в другом месте (КУДА) появляется копия.

Копирование выполняется при нажатой клавише Ctrl

6.8.Скопируйте блок A1:D1 в строки 3,4,7.

Заполнение

При заполнении исходная ячейка (ЧТО) или блок повторяется несколько раз за одно действие. Заполнение возможно вправо или вниз.

Заполнение выполняется так же, как и перемещение, но при этом курсор должен находиться на нижнем правом углу ячейки или блока (принимает форму черного плюса и называется маркером заполнения).

6.9. Выделите строку №7 и заполните выделенными данными строки по 15-ю включительно.

6.10. Скопируйте столбец С в столбцы E,F,G.

Удаление, очистка

Если надо очистить только данные, то достаточно нажать клавишу Del на выделенном блоке или ячейке.

6.11. Выделите блок А10:G15 и очистите его.

Для удаления столбцов, строк, блоков нужно выделить данный элемент и воспользоваться командами меню Правка, Удалить.

6.12. Удалите столбец Е.

Для удаления данных из таблицы с сохранением пустого места воспользоваться командами Правка, Очистить.

6.13. Удалите столбец Е с сохранением пустого места.

Задание 7. Научитесь использовать функцию авто заполнения

В Excel существует функция авто заполнения, которая позволяет быстро вводить различные типовые последовательности (дни недели, месяцы, годы и т.д.)

7.1. В ячейку G10 занесите текст: январь

7.2. В ячейку H10 занесите текст: февраль

7.3. Выделите блок G10:H10.

7.4. Укажите на маленький квадратик в правом нижнем углу ячейки H10

7.5. Нажмите левую кнопку мыши и, не отпуская ее, двигайте мышь вправо, пока не охватите ячейки G10:M10

7.6. Введите в ячейки G11:M11 дни недели, начиная с понедельника

7.7. Введите в ячейки G12:M12 года, начиная с 1990-го

7.8. Введите в ячейки G13:M13 кв.1,кв.2,…

Задание 8. Освойте действия с таблицей: Сохранить, Закрыть, Создать, Открыть.

Для действий с рабочей книгой используют команды из меню Файл.

8.1. Сохраните таблицу в папке С:\ Мои документы \11 класс \ Работа №1

8.2. Покажите преподавателю

8.3. Закройте файл

Практическая работа "СПОСОБЫ АДРЕСАЦИИ ЯЧЕЕК И БЛОКОВ, ИХ ОФОРМЛЕНИЕ. ФОРМАТЫ ЧИСЕЛ"

Постановка задачи:

вычислить значения функции

y=k*(x^2–1)/(x^2+1)

для всех x на интервале [-2,2] с шагом 0,2 при k=10.

Решение должно быть получено в виде таблицы:

№	х	k	y1=x^2-1	y2=x^2+1	y=k*(y1/y2)

Задание 1. Заполните основную и вспомогательную таблицы.

х0	step	k
-2	0,2	10
-1,8

Задание 2. Понаблюдайте за изменениями в основной таблице при смене данных во вспомогательной. Для этого:

измените во вспомогательной таблице начальное значение х: в ячейку H2 занесите - 5;

измените значение шага: в ячейку 12 занесите 2;

измените значение коэффициента: в ячейку J2 занесите 1.

Задание 4. Оформите основную и вспомогательную таблицы.

4.1. Вставьте две пустые строки сверху для оформления заголовков. Для этого:

установите курсор в любую ячейку строки номер 1;

выполните команды меню Вставка, Строки (2 раза).

4.2. Введите заголовки:

в ячейку А1: Таблицы;

в ячейку А2: основная;

в ячейку Н2: вспомогательная.

4.3. Объедините ячейки А1:J1 и разместите заголовок "Таблицы" по центру. Для этого:

выделите блок А1:J1;

используйте кнопку Объединить и поместить в центре на панели инструментов Форматирование.

4.4. Аналогичным образом разместите по центру заголовки "основная" и "вспомогательная".

Шрифтовое оформление текста

Символы любой ячейки или блока можно оформить разными шрифтами. Для этого необходимо выделить ячейку или блок, а затем воспользоваться кнопками на панели инструментов Форматирование или командой меню Формат, Ячейки, Шрифт.

4.5. Оформите заголовки определенными шрифтами:

для заголовков "основная" и "вспомогательная" задайте шрифт Courier New Cyr, размер шрифта 12, полужирный. Используйте команды меню Формат, Ячейки, Шрифт;

для шапок таблиц установите шрифт Courier New Cyr, размер шрифта 12, курсив. Любым способом.

4.6. Подгоните ширину столбцов так, чтобы текст помещался полностью.

Выравнивание

Содержимое любой ячейки можно выровнять по левому или правому краю, по центру (по горизонтали и вертикали), а также можно задать необходимую ориентацию текста (снизу вверх, сверху вниз и т.д.).

Для задания необходимой ориентации используются кнопки в панели инструментов Форматирование или команда меню Формат, Ячейки, Выравнивание.

4.7. Произведите выравнивание надписей шапок по центру.

Рамки

Для задания рамки используется кнопка Границы в панели Форматирование или команда меню Формат, Ячейки, Граница.

4.8. Задайте рамки для основной и вспомогательной таблиц.

Фон

Для задания фона используется кнопка Цвет заливки в панели Форматирование или кнопка меню Формат, Ячейки, Вид.

4.9. Задайте фон заполнения внутри таблиц – светло-желтый, фон заполнения шапок таблиц – лиловый.

Задание 5. Сохраните результаты работы на диске С:\Мои докум-ты\11 класс \Работа №2

Задание 10. Познакомьтесь с форматами чисел в Excel

Формат числа

Число в ячейке можно представить в различных форматах. Для оформления можно воспользоваться кнопками панели Форматирование или командой меню Формат, Ячейки.

При изменении формата числа изменяется только способ представления данных, но не сами данные. Если ячейка отображается в виде символов ### , это значит, что столбец недостаточно широк для отображения числа целиком в установленном формате.

10.1. Установите масштаб 75%

10.2. Скопируйте значения y из столбца F в столбцы K, L, M, N.(в ячейки K4:K24)

10.3. В столбце K задайте формат Числовой, в котором отражаются две цифры после запятой.

10.4. В столбце L задайте формат Экспоненциальный с двумя десятичными знаками после запятой.

10.5. В столбце M задайте формат Процентный.

10.6. В столбце N установите формат Числовой.

10.7. Задайте заголовок построенной таблице – "форматы чисел"; шапку – "0,00", "научный", "процент", "0,0000".

Для апробирования и выявления эффективности описанных методик применения новых информационных и телекоммуникационных технологий в обучении физике и астрономии было необходимо организовать и провести соответствующее педагогическое исследование (эксперимент). Целью данного проводимого эксперимента являлось изучение фактора (применение современных информационных и телекоммуникационных технологий в обучении физике и астрономии) на объект исследования (процесс обучения). Познавательный интерес и как следствие развитие познавательной самостоятельности учащихся, является важной причиной улучшения и одновременно показателем эффективности и результативности процесса обучения. В качестве выходной переменой (отклика на воздействующий фактор) использовались данные об уровнях познавательной самостоятельности учащихся. Рассматривалось достижение учащимися трех уровней познавательной самостоятельности: репродуктивного, частично-поискового и исследовательского, психолого-дидактические аспекты достижения уровней познавательной самостоятельности сведены в таблицу 2.

Таблица 2

Психолого-дидактические аспекты формирования познавательной самостоятельности посредством методов учебной деятельности

Развитие способностей	Характеристика уровня	Достигаемый уровень развития познавательной самостоятельности
Развитие способности копирования	Характеризуется стремлением учащегося понять, запомнить и воспроизвести знание, овладеть способом его применения по образцу. Критерием этого уровня активности служит стремление учащихся понять изучаемое явление	Репродуктивный
Воспроизводящая творческая деятельность	Характеризуется стремлением учащегося выявить смысл изучаемого содержания, проникнуть в сущность явления, познать связь между явлениями и процессами, овладеть способами применения знаний в измененных условиях	Частично-поисковый
Развитие способности конструктивно-творческой деятельности	Характеризуется не только интересом и стремлением глубоко проникнуть в сущность явлений и их взаимосвязей, но и найти новый способ.	Исследовательский

В соответствии с основными идеями исследования мы поставили задачи, решение которых должно было подтвердить правильность предложенной гипотезы, что комплексное применение новых информационных и телекоммуникационных технологий в обучении информатике способствует достижению более высокого уровня познавательной самостоятельности.

Анализ динамики развития познавательной самостоятельности учащихся 8 класса показал положительную динамику развития познавательной самостоятельности у двух классов, но процент достижения творческого, исследовательского уровня в экспериментальном классе выше.

В качестве основного количественного критерия полноты усвоения учащимися содержания научных понятий мы выбрали "коэффициент полноты усвоения учащимися содержания понятий", который вычисляется нами по методике, разработанной А.В. Усовой [66]:

,

где li – число существенных признаков понятия, усвоенных i-тым учащимся;

l – общее число признаков понятия;

n – число учащихся.

Критериями усвоения понятия являются также: полнота усвоения объема понятия, полнота усвоения его связей и отношений с другими понятиями. Количественно эти показатели определяются с помощью коэффициентов: Коб, Ксв.

Коб – коэффициент полноты усвоения объема понятия:

где mi – полнота усвоения объема i-м учащимся, m – объем, подлежащий усвоению на данном этапе формирования понятия, n – количество учащихся в классе.

Ксв – коэффициент, характеризующий полноту усвоения связей и отношений данного понятия с другими:

где fi – количество связей и отношений, усвоенных i-м учащимся, f – количество связей, которые должны быть усвоены учащимся на данном этапе формирования понятия, n – число учащихся.

Педагогический эксперимент достаточно убедительно показал преимущество применения предлагаемого лабораторного практикума в сравнении с традиционной методикой изучения раздела "Электронные таблицы". Преимущества проявляются в каждой характеристике формируемого понятия и на каждом этапе формирования (γЭ > γК, η > 1). Уровень сформированности понятий раздела "электронные таблицы" в экспериментальных группах оказался значительно выше, чем в контрольных группах (таблица 3, рисунок 8, 9).

Таблица 3

Уровень сформированности понятий раздела "электронные таблицы"

Коэффициент	Экспериментальные группы			Контрольные группы			Коэф-нт эффективности методики
	в начале	в конце	коэф-нт успешности	в начале	в конце	коэф-нт успешности
	КЭН	КЭК	γЭ	ККН	ККК	γК	η
Полноты усвоения содержания	0,24	0,38	1,58	0,29	0,33	1,14	1,39
Полноты усвоения объема	0,25	0,37	1,48	0,29	0,31	1,07	1,38
Полноты усвоения связей и отношений понятия с другими понятиями	0,33	0,42	1,27	0,33	0,35	1,06	1,20

Рисунок 8. Уровень сформированности знаний по теме "электронные таблицы"

Рисунок 9. Коэффициент успешности формирования знаний по теме "электронные таблицы"

Анализ результатов (табл. 4) позволяет сделать вывод, что средний уровень сформированности понятия электронных таблиц у учащихся контрольной группы невысок; например, коэффициент успешности полноты усвоения связей и отношений понятия с другими понятиями в этой группе равен 1,06. Однако показатели в экспериментальной группе, учащиеся которых обучались по экспериментальной методике с использованием практикума, намного выше, чем у студентов контрольной группы, и тот же коэффициент успешности полноты усвоения связей и отношений понятия с другими понятиями равен 1,27.

Анализ результатов педагогического эксперимента в целом подтверждает гипотезу, что использование лабораторного практикума при изучении лабораторного практикума у учащихся, возможно если разработать и внедрить в обучение лабораторный практикум.

Таблица 4

Анализ целесообразности внедрения в учебный процесс лабораторного практикума (в процентном соотношении)

№	Вопрос	Варианты ответом
		да	нет
1	Знакомы ли вы с особенностями организации учебного процесса при изучении раздела "Электронные таблицы"	6	0
2	Удовлетворены ли вы количеством предлагаемых лабораторных работ?	6	0
3	Будете ли использовать предложенный лабораторный практикум в своей работе.	6	0
4	Умеете ли вы самостоятельно подготавливать такие лабораторные задания?	3	3
5	Есть ли необходимость внедрения в учебный процесс лабораторного практикума?	5	1

Рисунок 11. Анализ целесообразности применения лабораторного практикума

Проанализировав результаты анкетирования (целесообразности внедрения лабораторного практикума в обучение), мы пришли к выводу о необходимости введения в программу предложенного лабораторного практикума, который подготовит учащихся по темам раздела "Электронные таблицы".