Проектно-исследовательская деятельность в ключе суперкомпьютерной тематики и параллельных технологий программирования как инструмент мотивации обучающихся к изучению информатики
Киселева Елена Юрьевна ([email protected])
Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение города Москвы «Гимназия № 1516» (ГБОУ Гимназия № 1516), г. Москва
Аннотация
На основе обобщения опыта работы описаны примеры организации проектно-исследовательской деятельности обучающихся с использованием содержания в ключе суперкомпьютерной тематики и параллельного программирования. Особое внимание уделяется роли параллельного программирования в формировании высокого уровня мотивации обучающихся к изучению информатики.
В современном образовании использование информационных технологий является необходимым и достаточным условием достижения высокого качества обучения и обеспечения эффективности работы. Уже невозможно представить себе работу учителя на уроке в классе без использования электронного журнала, электронной доски, электронных лабораторий, облачных технологий, цифровых образовательных ресурсов. Педагогическая общественность продолжает поиск все новых решений в области использования информационных технологий, но фактически мы видим, что речь идет лишь о совершенствовании уже имеющихся форм и методов. Неужели потенциал информационных технологий в образовании исчерпан? Ответ на этот вопрос был предложен еще три года назад на первом школьном треке международной летней суперкомпьютерной академии МГУ (ссылка на сайт). Пришло время школьному образованию обратить внимание передовые рубежи современных информационных технологий – суперкомпьютерные технологии и параллельное программирование.
Для семиклассников тема суперкомпьютеров в большинстве своем абсолютно новая, информация удивляет и восхищает всех без исключения. Здесь огромным плюсом является именно эта первая реакция аудитории – равнодушных и разочарованных не бывает. Это действительно самое новое, самое актуальное и … самое недоступное, а значит чрезвычайно привлекательное для обычного школьника в современной информатике. Имеем высокий уровень мотивации и высокую заинтересованность учеников к результатам работы на уроке. На этих уроках хорошо зарекомендовало выполнение практической работы – мини-проекта «Кроссворд» с вопросами о суперокомпьютерах и их использовании.
Успех этих уроков подкрепляется еще и одобрением со стороны родителей. Выполняя кроссворд, дети часто советуются с родителями по поводу формулировок вопросов, выбору слов кроссворда, оформлению работ. Ученики рассказывают своим родителям об этой работе, понимая, что те удивятся и будут восхищены их знаниями. Многие родители признаются, что услышали о суперкомпьютерах и их роли для человечества впервые от своих детей. Значение этого момента в формировании высокого уровня мотивации к изучению предмета сложно переоценить.
Следующее обращение к суперкомпьютерной тематике актуально в 8 классе в начале изучения электронных таблиц. Дети уже знакомы с 7 класса с понятием «суперкомпьютер», списком ТОП500 лучших суперкомпьютеров мира, примерами использования суперкомпьютеров в различных областях человеческой деятельности. На уроке в 8 классе внимательнее, чем в 7 классе изучаем с учениками данные списка ТОП500. Обращаем особое внимание на вопросы производительности суперкомпьютеров и их энергопотребление. А действительно ли существуют настолько сложные задачи, что для их решения человечество должно тратить колоссальные средства? Обучающиеся пытаются отвечать на этот вопрос, рассматривая три конкретные задачи: «Нефтяные месторождения», «Шрек третий, суперкомпьютерный», «16 мегаватт Тяньхэ-2». Тему мини-проекта каждый ученик выбирает самостоятельно. В разных классах это могут быть как индивидуальные проектные работы, так и групповые. Опыт показывает, что выбор тем дети делают равномерно.
Освоение электронных таблиц происходит в процессе выполнения актуального мини-проекта, а поэтому работа результативна и эффективна, благодаря интересному современному содержанию, фактически находящемуся на пике актуальности в области информационных технологий.
Безусловно, самые отчаянные скептики в вопросе актуальности изучения информатики – это ученики гуманитарного профиля. Большинство учеников-гуманитариев готовы согласиться с тем, что для них важно уметь грамотно работать с текстовым документом, создавать презентацию так, чтобы она действительно помогала бы оратору раскрыть мысль выступления, но не более. А если учитель в этом классе пытается произнести слово «программирование», то реакция учеников «запрограммировано» негативная. Можно ли здесь что-либо изменить и добиться высокого уровня мотивации и высоких результатов? Оказывается, что и здесь на помощь нам приходят современные информационные технологии, более того технологии организации параллельных вычислений, параллельное программирование.
Необычный проект с использованием технологии парадеддьного программирования выполнилаученица гуманитарного профиля. Работа называется «Перевод литературного произведения с английского языка на русский с использованием метода реконструкции параллельных вычислений». В проекте рассматривается попытка применить параллельный подход к задаче, которая на первый взгляд совершенно далека от современного стремительного суперкомпьютерного параллельного образа жизни. Это задача перевода текста с иностранного языка на русский. В истории науки известно много примеров, когда к решению стандартных задач применяли нестандартные методы и получали при этом интересные, а порой и уникальные результаты. В данной работе предпринимается аналогичная попытка применить нестандартный подход к решению традиционной задачи – задаче перевода текста с иностранного языка на русский.
Цель работы состояла в том, чтобы получить перевод литературного произведения с английского языка на русский за возможно короткое время с использованием метода реконструкции технологии параллельных вычислений. В роли многопроцессорной системы, использовавшейся для перевода, выступал коллектив добровольцев-переводчиков.
В качестве основного метода использовался метод реконструкции, который весьма популярен сегодня для воспроизведения различных исторических событий. Команда добровольцев-переводчиков реконструировала в процессе работы действия процессоров многопроцессорной вычислительной системы.
Для перевода автор выбрала произведение Кэрола Райэра Бринка «CaddieWoodlawn». Одним из критериев выбора был критерий, чтобы это было произведение на английском языке, не имеющее перевода на русский. Было установлено, что «Кэдди и индеец Джон» - это глава из целого произведения «CaddieWoodlawn», поэтому автору особенно захотелось сделать перевод одной главы, для того чтобы в будущем, если текст окажется интересным, ознакомиться с полной версией произведения.
В статье по итогам проекта автор пишет: «При параллельном переводе все смыслы переданы вроде бы точно. Но когда вы читаете текст в целом, он вам сопротивляется, потому что слова не хотят друг с другом знаться. Это происходит оттого, что либо не уловлены ритм и стилистическая структура текста, либо переводчики, работающие с отдельными фрагментами, видят это по-разному». Тем не менее, все участники проекта согласились с тем, что метод параллельного перевода в современном стремительном мире весьма востребован при решении многих задач.
Представленные примеры проектов очень разные. Они отличаются по возрасту участников, их составу, продолжительности работы. Объединяют их два обстоятельства: ориентация всех проектов на самые передовые рубежи информационных технологий – суперкомпьютерные технологии и параллельное программирование, а также высокий мотивационный эффект, формирование которого и гарантируется самым актуальным содержанием современной информатики – суперкомпьютерным.
Литература
-
http://academy.hpc-russia.ru/ материалы летней суперкомпьютерной академии МГУ им. М.В. Ломоносова
-
http://tvkultura.ru/video/show/brand_id/20898/episode_id/155339/video_id/155339/ В.В. Воеводин «Суперкомпьютеры: незаметные гиганты» 1-я лекция