AWANS INFORMACJE FORUM Dla nauczyciela Dla ucznia LOGOWANIE


Katalog

Donata Mieloch, 2013-05-06
Ostrów Wielkopolski

Informatyka, Program nauczania

Własny program nauczania - "Informatyka w naukach technicznych".

- n +

Program nauczania przedmiotu
INFORMATYKA W NAUKACH TECHNICZNYCH

Wymiar godzin: 30 godzin lekcyjnych

Autor: Donata Mieloch

Wprowadzenie

Program przeznaczony jest do realizacji w klasach III z rozszerzoną informatyką, choć może być również realizowany w pozostałych klasach po ewentualnej analizie i wybraniu odpowiedniego zakresu materiału. Wykorzystuje współczesne technologie w matematyce, ekonomii i finansach, fizyce i astronomii, chemii.
Realizacja:
Donata Mieloch; Ryszard Maciejewski; Krzysztof Karpiński

Materiały:
 sprzęt multimedialny
 oprogramowanie (m. in. arkusz kalkulacyjny, język programowania, aplikacje do tworzenia wykresów, symulacji komputerowych itp.)
 internet
 materiały własne

Przykładowa literatura:

1) „Excel w obliczeniach naukowych i inżynierskich. Wydanie II” Autor: Maciej Gonet, Data wydania: 2011/07 wyd. Helion
2) „Excel w obliczeniach naukowych i technicznych” Autor: Maciej Gonet, Data wydania: 2009/12, wyd. Helion
3) „Excel w zastosowaniach inżynieryjnych” Autor: Zbigniew Smogur, Data wydania: 2008/04, wyd. Helion
4) „Matematyka w Excelu dla szkół średnich. Ćwiczenia praktyczne.” Autor: Andrzej Obecny, Data wydania: 2001, wyd. Helion
5) „Metody obliczeniowe i ich komputerowa realizacja” Autor: Bogusław Bożek, Wydawnictwo AGH
Cele programu

1. Cele ogólne:
 poszerzenie wiadomości takich dziedzin, jak matematyka, fizyka, chemia, ekonomia, bankowość.
 wykorzystanie współczesnych narzędzi w naukach ścisłych,
 wizualizacja zdarzeń, zjawisk fizycznych, chemicznych,
 wykorzystywanie narzędzi informatycznych do obliczeń modelowych, symulacyjnych, wizualizacji przeprowadzanych obliczeń lub uzyskanych wyników, przeprowadzania badań rozwojowych,
 rozwijanie w uczniach zainteresowań naukami technicznymi.

2. Cele szczegółowe:
Uczeń:
 potrafi oszacować i porównać wielkości wykorzystując narzędzia komputerowe,
 interpretuje zależności funkcyjne na podstawie danego wzoru,
 rozwiązuje układy równań I i II stopnia w różnych programach,
 realizuje zadania związane z wyznaczaniem pola powierzchni z zadaną dokładnością metodą iteracyjną,
 bada przebieg zmienności funkcji potęgowych, wykładniczych
 stosuje funkcje trygonometryczne w miernictwie,
 wykonuje operacje na macierzach jako przykład opisu rzeczywistości
 analizuje i opracowuje symulacje zjawisk związanych z wielkościami fizycznymi spotykanymi w życiu codziennym,
 stosuje równania i nierówności liniowe do zagadnień związanych z programowaniem liniowym,
 interpretuje związki i zależności liniowe wyrażone wzorem, wykresem czy schematem,
 wykorzystuje funkcję kwadratową do rozwiązywania problemów optymalizacyjnych,
 dostrzega związki matematyki z innymi dziedzinami wiedzy i życia (np. zastosowanie funkcji kwadratowej w fizyce, ekonomii),
 buduje modele matematyczne dla różnych sytuacji z życia codziennego oraz wykorzystuje je do rozwiązywania problemów praktycznych,
 wykorzystuje wiadomości dotyczące wielomianów, potęg i logarytmów do wykonywania obliczeń w różnych dziedzinach wiedzy,
 rozwiązuje praktyczne problemy z wykorzystaniem kombinatoryki,
 oblicza szanse zdarzenia w sytuacjach życiowych (prawdopodobieństwo),
 samodzielnie rozwiązuje problemy dotyczące podwyżek (obniżek) cen, płac, oprocentowania lokaty (kredytu) i wybiera korzystniejsze dla siebie warunki umowy, porównuje oferty banków i instytucji finansowych,
 interpretuje diagramy, tabele, wykresy (np. indeksy spółek, kursy akcji i walut, wartość temperatury jako funkcji czasu itp.),
 odczytuje dane z tabel, wykresów i diagramów, potrafi je analizować,
 dobiera i tworzy wykresy dla danych w tabeli, formatuje i opisuje wykresy,
 planuje bardziej rozbudowane obliczenia w arkuszu, sprawdza wiele wariantów obliczeń,
 tworzy zestawienia i statystyki z wykorzystaniem funkcji arkusza kalkulacyjnego,
 dyskutuje nad sytuacjami problemowymi i formułuje specyfikacje problemów,
 zapisuje algorytmy w języku programowania,
 wykonuje algorytmy za pomocą komputera, posługując się np. arkuszem kalkulacyjnym lub programem edukacyjnym,
 wykonuje i testuje swoje programy,
 korzysta z zasobów zgromadzonych w sieci Internet, pochodzących z różnych dziedzin kształcenia,
 posługuje się oprogramowaniem edukacyjnym,
 korzysta z komputerowych animacji fizycznych, chemicznych,
 dokonuje symulacji zjawisk fizycznych, chemicznych,
 przedstawia dane fizyczne, chemiczne w postaci tabel, wykresów i dokonuje ich analizy (np. kinetyka reakcji chemicznych)


3. Cele wychowania:
Uczeń:
 przestrzega zasad bezpiecznej pracy przy komputerze w zakresie higieny pracy,
 stosuje profilaktykę antywirusową,
 dba o ochronę danych osobowych i zasobów komputera,
 stosuje się do przepisów i regulaminów pracowni komputerowej, a także sieci Internet,
 dba o porządek na stanowisku komputerowym oraz w zasobach zgromadzonych w komputerze,
 szanuje pracę innych, przestrzegania zasad prawa autorskiego w zakresie korzystania z oprogramowania komputerowego oraz cudzych materiałów pochodzących z różnych źródeł – zdjęć, filmów, tekstów i in.
 słucha i wykonuje polecenia nauczyciela,
 pracuje systematycznie i wykonuje wskazane zadania, projekty
 kształtuje umiejętności współpracy w grupie – m. in. prowadzenia dyskusji oraz dzielenia się wiedzą i doświadczeniem z innymi osobami.

ROZKŁAD MATERIAŁU

Tematyka lekcji, treści kształcenia
(Nr treści z podstawy programowej)

Obliczenia matematyczne:
1) Obliczanie wartości liczbowych wyrażeń z zadaną dokładnością.
(p(1, 6), r(1.1, 5.20, 5.26))
2) Układ dwóch równań liniowych – ruch piłki na płaszczyźnie.
(p(1,6),r(5,5.1,5.20,5.25-26))
3) Układ trzech równań liniowych – opis ruchu ciał.
(p(3, 5.3-5.4, 6, 6.1),r(5.1,5.25-5.26))
4) Układ równań i nierówności drugiego stopnia w optyce geometrycznej.
(p(3, 5.3-5.4, 6, 6.1), r(5.1,5.25-5.26))
5) Wykres funkcji dwóch zmiennych z=f(x,y) w ruchu ciał i planet.
(p(3, 5.3-5.4, 6, 6.1), r(5.1,5.25-5.26))
6) Miejsce zerowe funkcji y=f(x). Ekstremum funkcji y=f(x) i jego interpretacja fizyczna w przykładach.
(p(3, 5.3-5.4, 6, 6.1), r(5.1,5.25-5.26))
7) , 8) Wykres funkcji trygonometrycznej jako opis fali dźwiękowej.
(p(3, 5.3-5.4, 6, 6.1), r(5.1,5.25-5.26))
9) Pole obszaru pod krzywą z zadaną dokładnością – przybliżenie całkowania.
(p(3, 5.3-5.4, 6, 6.1), r(5.1,5.25-5.26))
10) Operacje na macierzach jako przykład opisu rzeczywistości.
(p(3, 5.3-5.4, 6, 6.1), r(5.1,5.25-5.26))
11) Rachunek prawdopodobieństwa i statystyka w grach losowych.
(p(3, 5.3-5.4, 6, 6.1), r(5.1,5.25-5.26))

Ekonomia i finanse
1) Fundusze inwestycyjne, oszczędności i kredyty – analiza funkcji finansowych.
(p(1.3,2.1,3,4,4.5), r(6, 6.1))
2) Dane statystyczne w gospodarce kraju. Prognozowanie wartości.
(p(1.3,2.1,3,4,4.5), r(6,6.1))
3) Regresja i jej zastosowanie w finansach firmy. Analiza finansowa firmy - interpolacja i aproksymacja. Słupki błędów.
(p(1.3,2.1,3,4,4.5), r(6,6.1))
4) Wizualizacja akcji papierów wartościowych na rynku kapitałowym.
(p(1.3,2.1,3,4,4.5), r(6,6.1))

Symulacje komputerowe w fizyce
1) Prędkość i przyspieszenie w ruchu zmiennym – graficzna interpretacja.
(p(1,3,4.5,5.3-5.4,5.6,6,6.1),r(5.1,6))
2) Symulacja - składanie ruchów, krzywe Lissajous, szereg Fouriera.
(p(1,3,4.5,5.3-5.4,5.6,6,6.1),r(5.1,6))
3) Modelowanie zjawisk fizycznych: II zasada dynamiki Newtona w ruchu ciał. (p(1,3,4.5,5.3-5.4,5.6,6,6.1),r(5.1,6))
4) Ruch ciał w polu grawitacyjnym, energia potencjalna i kinetyczna, wpływ oporów ruchu – symulacja lotu rakiety, siła Stokesa.
(p(1,3,4.5,5.3-5.4,5.6,6,6.1),r(5.1,6))
5) Oddziaływanie grawitacyjne (prawo powszechnego ciążenia), prawa Kepplera w ruchu planet – symulacja ruchu jednej planety. Ruch Księżyca. (p(1,3,4.5,5.3-5.4,5.6,6,6.1),r(5.1,6))
6) Symulacje rzutu ukośnego na różnych planetach Układu Słonecznego.
(p(1,3,4.5,5.3-5.4,5.6,6,6.1),r(5.1,6))
7) Graficzna interpretacja krzywej ładowania i rozładowania kondensatora.
(p(1,3,4.5,5.3-5.4,5.6,6,6.1),r(5.1,6))
8) Prezentacja graficzna energii elektronów w atomie Bohra w funkcji numeru powłoki.
(p(1,3,4.5,5.3-5.4,5.6,6,6.1),r(5.1,6))
9) Symulacja ruchu cząstki w polu elektromagnetycznym – siła Lorentza.
(p(1,3,4.5,5.3-5.4,5.6,6,6.1),r(5.1,6))
10) Momenty sił, obciążenie belek, statyka – przykładowe obliczenia.
(p(1,3,4.5,5.3-5.4,5.6,6,6.1),r(5.1,6))
11) Fizyka relatywistyczna - skrócenie czasu i długości (transformacja Lorentza) – symulacje ruchu ciał.
(p(1,3,4.5,5.3-5.4,5.6,6,6.1),r(5.1,6))
12) Krzywa rozpadu promieniotwórczego.
(p(1,3,4.5,5.3-5.4,5.6,6,6.1),r(5.1,6))
Chemia
1) Układ okresowy pierwiastków chemicznych – animacje.
(p(1,3,5.6,6,6.1),r(5.1,6))
2) Animacje ciekawych doświadczeń chemicznych. Modelowanie cząsteczek i struktur związków (np. chlorek sodu).
(p(1,3,5.6,6,6.1),r(5.1,6))
3) Kinetyka reakcji chemicznych.
(p(1,3,5.6,6,6.1),r(5.1,6))

SPOSOBY OSIĄGANIA
CELÓW KSZTAŁCENIA I WYCHOWANIA

Sposoby osiągania celów kształcenia i wychowania są opisem metod nauczania, form pracy nauczyciela z uczniem oraz ich działań podejmowanych w celu realizacji treści nauczania.

Propozycja realizacji:
 Matematyka – wykorzystanie programu Eli, Microsoft Excel, Pascal/C++, darmowego oprogramowania
 Ekonomia i finanse – informacje z internetowych stron WWW, Microsoft Excel
 Symulacje komputerowe w fizyce – Internet, realizacja programów: Eli, Microsoft Excel, Pascal/C++
 Chemia – Internet, darmowe oprogramowanie

Metody pracy z uczniami:
 pogadanka
 dyskusja
 „burza mózgów”
 realizacja zadań praktycznych
 wizualizacja zdarzeń
 wyszukiwanie i analiza wiadomości z Internetu
 projekty grupowe i indywidualne

Formy pracy z uczniem:
 praca indywidualna
 praca w parach lub w większych grupach

OPROGRAMOWANIE UŻYTKOWE

a) Arkusz kalkulacyjny Microsoft Excel
b) Algorytmy np. w programie ELI
c) Programowanie w języku FreePascal / C++
d) Sieć Internet – np. pl.wikipedia.org, chemia.zamkor.pl, fizyka.zamkor.pl, www.wsipnet.pl, www.interklasa.pl, www.bankier.pl, finanse.wp.pl, biznes.onet.pl, www.money.pl
e) Przykładowe darmowe programy (do wyboru)–
Licencja GNU GPL (General Public License):
(np. Scilab/Octawe/Maxima/FreeMat lub inne)

Założone osiągnięcia uczniów wg działów

Matematyka
Uczeń:
 zna sposoby obliczania wartości wyrażeń arytmetycznych w arkuszu kalkulacyjnym z określoną dokładnością wykorzystując dostępne funkcje
 potrafi rozwiązać układy równań I i II stopnia w różnych programach (np. Eli, Excel, Pascal/C++) w zadaniach praktycznych
 realizuje rozwiązania układów nierówności 2 – go stopnia w arkuszu kalkulacyjnym
 analizuje przebieg zmienności funkcji wykorzystując dostępne narzędzia
 tworzy i analizuje wykresy funkcji trygonometrycznych jako opis fali dźwiękowej
 wyznacza graficzne rozwiązanie zadania obliczania pola obszaru ograniczonego krzywymi – przybliżenie całkowania
 wykonuje podstawowe operacje na macierzach – interpretacja rzeczywistości
 wykorzystując kombinatorykę i prawdopodobieństwo rozwiązuje praktyczne problemy dotyczące gier losowych
 potrafi oszacować szanse zdarzeń w sytuacjach życiowych wykorzystując rachunek prawdopodobieństwa w arkuszu kalkulacyjnym i innych aplikacjach, programach

Ekonomia i finanse
Uczeń:
 zna i wykorzystuje podstawowe funkcje finansowe służące do analizy kredytów i lokat
 porównuje oferty banków i instytucji finansowych
 potrafi przeanalizować i rozwiązać praktyczny problem oszczędności / kredytów wyznaczając najkorzystniejszy wariant
 wykorzystując dane statystyczne kursów akcji, walut tworzy zestawienia i wykresy
 analizuje i prawidłowo interpretuje dane ekonomiczne
 potrafi prognozować, wyznaczać słupki błędów, określać regresję

Symulacje komputerowe w fizyce
Uczeń:
 modeluje w arkuszu kalkulacyjnym zjawiska fizyczne związane z ruchem ciał, ruchem planet
 dokonuje symulacji rzutu ukośnego w odpowiedniej aplikacji
 interpretuje graficznie krzywą ładowania i rozładowania kondensatora i przykładowe funkcje fizyczne
 potrafi modelować podstawowe zjawiska fizyczne i dokonywać obliczeń fizycznych
 dokonuje symulacji zjawisk fizycznych spotykanych w życiu codziennym w odpowiednim programie komputerowym
 tworzy i analizuje krzywą rozpadu promieniotwórczego w arkuszu kalkulacyjnym

Chemia:
Uczeń:
 analizuje układ okresowy pierwiastków chemicznych
 korzysta z animacji, narzędzi w Internecie do analizy pierwiastków i związków chemicznych
 wyszukuje animacje klasycznych doświadczeń chemicznych, struktur związków i dokonuje ich analizy
 analizuje reakcje chemiczne


Kryteria oceny i metody sprawdzania osiągnięć uczniów

Podczas realizacji materiału można przyjąć następujące kryteria oceniania:

Ocena celująca może być przyznana uczniowi, który:
 pracuje samodzielnie nad wyznaczonymi zadaniami, chętnie odpowiada na pytania nauczyciela, pomaga innym uczniom;
 za zadania wykonane na lekcji i poza lekcjami, za prace dodatkowe zawsze otrzymuje najwyższe oceny (np. maksymalną liczbę punktów);
 tworzy oryginalne rozwiązania;
 posiada umiejętność konstruowania rozumowań matematycznych w różnych zadaniach
 wykorzystując narzędzia informatyczne samodzielnie dokonuje wizualizacji zjawisk fizycznych, chemicznych
 zna i umiejętnie stosuje język informatyczny;
 jego wiadomości i umiejętności wykraczają poza zawarte w programie;
 sprawdza się jako lider zespołu realizującego projekt;
 bierze udział i odnosi sukcesy w konkursach informatycznych lub wykonuje dodatkowe prace informatyczne związane z funkcjonowaniem szkoły (np. tworzenie strony WWW, przygotowanie prezentacji multimedialnych na potrzeby szkolnych imprez, pomoc w administrowaniu pracownią komputerową itp.).

Ocena bardzo dobra może być przyznana uczniowi, który:
 pracuje samodzielnie na lekcji, chętnie odpowiada na pytania nauczyciela i pomaga innym uczniom;
 za zadania wykonane na lekcji i poza lekcjami oraz za prace zwykle otrzymuje najwyższe oceny (np. maksymalną liczbę punktów);
 opanował wiadomości i umiejętności zawarte w programie w stopniu bardzo dobrym;
 posiada umiejętność konstruowania rozumowań matematycznych w zadaniach typowych
 wykorzystując narzędzia informatyczne potrafi dokonać wizualizacji zjawisk fizycznych, chemicznych
 potrafi rozpoznać nowe funkcje programów i skorzystać z nich w realizacji zamierzonego celu;
 zna i stosuje na co dzień język informatyczny;
 aktywnie współpracuje w zespole wykonującym projekt, często w roli lidera zespołu.

Ocena dobra może być przyznana uczniowi, który:
 pracuje systematycznie i zazwyczaj samodzielnie na lekcji i poza lekcjami, korzystając czasem z pomocy nauczyciela lub innych uczniów;
 rozwiązania zadań wykonanych przez niego na lekcji lub poza lekcjami oraz prace dodatkowe zawierają niewielkie uchybienia, wymagają czasami poprawek;
 opanował większość wiadomości i umiejętności zawartych w programie;
 wykorzystując narzędzia informatyczne z pomocą dokonuje wizualizacji zjawisk fizycznych, chemicznych
 zna i wykorzystuje pojęcia informatyczne;
 potrafi wykorzystać poznane funkcje programów do wykonania zadań podobnych do rozwiązywanych na lekcji;
 bierze aktywny udział w realizacji projektów zespołowych.

Ocena dostateczna może być przyznana uczniowi, który:
 pracuje nie zawsze systematycznie na lekcji, często wymaga pomocy nauczyciela lub innych uczniów;
 często popełnia błędy w rozwiązaniach zadań wykonywanych samodzielnie na lekcji i poza lekcjami oraz w pracach dodatkowych, nie kończy wykonania zadań lub je opuszcza;
 opanował większość wiadomości i umiejętności zawartych w programie w stopniu dostatecznym;
 zna język informatyczny
 wykorzystując narzędzia informatyczne analizuje wizualizację zjawisk fizycznych, chemicznych
 potrafi powtórzyć sposób rozwiązania zadań omawianych na lekcji zajęć;
 wykonuje poprawnie swoje zadania w zespole, często jednak z pomocą innych uczniów.

Ocena dopuszczająca może być przyznana uczniowi, który:
 jest niesystematyczny, wymaga stałej pomocy nauczyciela lub innych uczniów;
 nie angażuje się w pracę poza zajęciami;
 często popełnia błędy w rozwiązaniach zadań wykonywanych samodzielnie na lekcji oraz w pracach, nie kończy wykonania zadań lub je opuszcza;
 opanował część wiadomości i umiejętności zawartych w programie w stopniu dostatecznym;
 potrafi powtórzyć sposób rozwiązania zadań omawianych na lekcji;
 jest mało aktywny w realizacji projektów zespołowych.

Ocena niedostateczna może być przyznana uczniowi, który:
 nie opanował większości wiadomości i umiejętności wymaganych podstawą programową na poziomie podstawowym;
 nie pracuje na lekcji lub nie kończy wykonywanych zadań;
 nie angażuje się w pracę poza zajęciami;
 nie angażuje się we współpracę z innymi uczniami;
 nie podejmuje wysiłku i nie stara się nadrobić zaległości.

Metody sprawdzania osiągnięć uczniów:

Zadania można realizować metodą projektu - indywidualnie, grupowo. Uczniowie mogą otrzymać zadanie problemowe do głębszej analizy i wyciągnięcia odpowiednich wniosków.

Ewaluacja programu

Po zakończeniu zajęć program może ulec ewaluacji. Na podstawie obserwacji uczniów podczas zajęć, a także rozmów z uczniami mogą być wprowadzone zmiany w programie nauczania na następne lata. Program może być wykorzystany częściowo lub w całości na lekcjach w innych klasach.
Autor: Donata Mieloch
Zgłoś błąd    Wyświetleń: 1021


Uwaga! Wszystkie materiały opublikowane na stronach Profesor.pl są chronione prawem autorskim, publikowanie bez pisemnej zgody firmy Edgard zabronione.


BAROMETR


1 2 3 4 5 6  
Oceń artukuł!



Ilość głosów: 0

Serwis internetowy, z którego korzystasz, używa plików cookies. Są to pliki instalowane w urządzeniach końcowych osób korzystających z serwisu, w celu administrowania serwisem, poprawy jakości świadczonych usług w tym dostosowania treści serwisu do preferencji użytkownika, utrzymania sesji użytkownika oraz dla celów statystycznych i targetowania behawioralnego reklamy (dostosowania treści reklamy do Twoich indywidualnych potrzeb). Informujemy, że istnieje możliwość określenia przez użytkownika serwisu warunków przechowywania lub uzyskiwania dostępu do informacji zawartych w plikach cookies za pomocą ustawień przeglądarki lub konfiguracji usługi. Szczegółowe informacje na ten temat dostępne są u producenta przeglądarki, u dostawcy usługi dostępu do Internetu oraz w Polityce prywatności plików cookies.
Dowiedz się więcej.