Практические занятия в процессе изучения алгебры логики как способ формирования инженерного мышления.

Прием тезисов завершен. Вы можете только разместить черновик.
Государственное бюджетное образовательное учреждение города Москвы гимназия №1530 "Школа Ломоносова"

Перед нашей школой сегодня стоят задачи первостепенной важности – мы должны выпустить в жизнь молодого человека, который будет не только иметь представления о технической картине мира, но и сможет в процессе профессионализации реализовать "инженерное мышление", стать техническим специалистом. В решении современных технических задач практическая составляющая выполняет функцию "проверки теории практикой", подтверждает ее истинность или ложность.

Какое место занимает преподавание информатики в школе в ходе профилизации учащихся, направленной на выбор инженерного труда? Можно ли сделать более эффективным обучение базовым основам компьютера, применяя практико- ориентированный подход? Убежден – да.

Я пришел к выводу о необходимости разработать систему практикумов и начал реализовывать в преподавании идею о том, что практико-ориентированный подход при изучении логических основ компьютера позволяет в процессе выполнения практического задания с применением микросхем серии К155, элемента питания и светодиодов "потрогать руками" алгебру логики.

В качестве примера приведу следующее задание.

Дана логическая схема, построенная по логической функции:

¬(A /\ B /\ ¬C) /\ (¬A \/ ¬ (B /\ ¬C)) = ¬A \/ ¬ B \/ C.

Учащиеся должны составить логическую функцию по логической схеме, упростить логическую функцию и построить новую логическую схему. Все эти действия можно сделать на бумаге. А как доказать школьникам, что обе логические схемы идентичны? Что упрощение логических схем имеет важное значение в реальной инженерной деятельности?

Для реализации этой задачи и служат практические задания по освоению алгебры логики, выполняя которые учащиеся смогут составлять и проверять логические схемы, построенные по данным логическим функциям.

Хочу предложить задания, которые можно выполнять на уроках:

1.   Исследование базовых логических элементов.

2.   Доказательство законов алгебры-логики.

3.   Построение логической функции по схеме.

4.   Построение схемы по функции.

5.   Упрощение логических схем. Преобразование логических выражений.

6.   Построение триггера.

7.   Построение двоичного полусумматора и сумматора.

Как же подготовить старшеклассника к техническому решению задач на построение и преобразование логических схем?

Я начинаю работу в 8 классе с соотнесения базовых логических выражений и базовых логических элементов И, ИЛИ, НЕ на микросхемах серии К155 и исследования их. В процессе практической работы на выходе элемента ставится светодиод, который загорается, когда на него поступает сигнал, и учащиеся могут убедиться, что светодиод светится, когда на выходе элемента «1». По результатам эксперимента заполняются таблицы истинности, и мы начинаем строить простые логические схемы на микросхемах и практически доказываем ряд законов логических преобразований, например: правила Де Моргана ¬(A \/ B) = ¬A /\ ¬B, ¬(A /\ B) = ¬A \/ ¬B, дистрибутивный (распределительный)(A /\ B) \/ C= (A /\ C) \/ (B /\ C), (A /\ B) \/ C = (A \/ C) /\ (B \/ C).

Такая практическая деятельность дает учащимся представление о том, что алгебра логики, как иногда кажется детям чисто теоретическая наука, имеет важнейшее применение в разработке электронных схем, проектировании различных элементов компьютера.

Совершенно другой смысл приобретает решении задач на построение логической схемы по заданной логической функции. Ребятам теперь нужно не только нарисовать «прямоугольнички» и «стрелочки» в тетради, но и понять, какие элементы будут использоваться при построении схемы, как соединить «лапки» микросхем, проверить, в нужной ли последовательности загораются светодиоды при подаче сигналов.

Практические разработки представлены в форме открытых уроков и мастер-классов для педагогов города Москвы и регионов России. Видеозаписи открытых уроков наглядно демонстрируют, как в сочетании умственных и практических действий теория проверяется практикой, знания обретают форму последовательных операций для достижения конкретной цели, что и обеспечивает формирование инженерного мышления.

Список использованных источников
  1. Брушлинский А.В. Психология мышления и проблемное обучение. – М.: Знание, 1983. – 96 с.
  2. Дьюи Дж. Психология и педагогика мышления – М.: Просвещение, 1999.
  3. Вовк Е.Т. и др. Информатика: пособие для подготовки к ЕГЭ – М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. – 322 с.
  4. Дятлов А.А. Парадигма" 3-Э "как условие развития научно- технического творчества учащихся, ИТО- Троицк, 2014
  5. Дятлов А.А. Формирование у детей представлений об окружающем мире, природе посредством изучения электротехники", Завуч инфо, Всероссийский педагогический практикум, 2015
  6. Дятлов А.А. Электротехника (практикум Фестиваля увлекательной науки), 2015
  7. Кудрявцев Т.В. Психология технического мышления. (Процесс и способы решения технических задач) М. 1975.
Вид представления доклада  Устное выступление и публикация

По вопросам спонсорского участия, оплаты участия коммерческих компаний, а также иным организационно-информационным вопросам просьба обращаться в организационный комитет по адресу: dea@ito.edu.ru, edu@apkit.ru или по телефону: +7 (925) 514-33-74.