Главная Коллекция "Revolution" Педагогика Развитие логического мышления у старших школьников при решении задач

Развитие логического мышления у старших школьников при решении задач

Основные закономерности развития мышления и его виды. Этапы мыслительной деятельности и признаки ее развития. Развитие логического мышления при решении задач в школьном курсе информатики и алгоритмического мышления в процессе изучения темы "Циклы".

Рубрика Педагогика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 14.04.2014
Размер файла 40,3 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Развитие логического мышления у старших школьников при решении задач

Содержание

Введение

Глава 1. Мышление

1.1 Основные закономерности развития мышления

1.2 Виды мышления

1.3 Этапы мыслительной деятельности и признаки ее развития

Глава 2. Место логики в школьном курсе информатики

Глава 3. Развитие логического мышления при решении задач

2.1 Развитие логического мышления при изучении раздела «Основы алгоритмизации»

2.2 Развитие алгоритмического мышления в процессе изучения темы «Циклы»

3.3 Использование тестов и логических задач для развития логического мышления в старшей школе

Заключение

Список литературы

Введение

Современные профессии, предлагаемые выпускникам учебных заведений, становятся все более интеллектоемкими.

Информационные технологии, предъявляющие высокие требования к интеллекту работников, занимают лидирующее положение на международном рынке труда. Но, если навыки работы с конкретным техническим устройством можно приобрести непосредственно на рабочем месте, то мышление, не развитое в определенные природой сроки, таковым и останется. мышление логический информатика алгоритмический

Поэтому для подготовки детей к жизни в современном информационном обществе в первую очередь необходимо развивать логическое мышление, способность к анализу (вычленению структуры объекта, выявлению взаимосвязей, осознанию принципов организации) и синтезу (созданию новых схем, структур и моделей).

Новое содержание обучения требует от учителя разработки новой методики, которая обеспечивала бы не только сообщение учащимся все возрастающего объема знаний, но еще и более быстрые темпы восприятия, переработки и усвоения научной информации, выработку умения самостоятельно пополнять и приобретать новые знания, критически осмысливать их.

Информатика - одна из фундаментальных отраслей научного знания, формирующая системно-информационный подход к анализу окружающего мира, изучающая информационные процессы, методы и средства получения, преобразования, передачи, хранения и использования информации.

Перед курсом основ информатики, как общеобразовательным учебным предметом, стоит комплекс учебно-воспитательных задач, которые определяются спецификой ее вклада в решение основных задач общего образования человека.

1. Формирование основ научного мировоззрения. В данном случае формирование представлений об информации (информационных процессах) как одного из трех основополагающих понятий: вещества, энергии, информации, на основе которых строится современная научная картина мира.

2. Развитие теоретического, творческого мышления, а также формирование нового типа мышления, так называемого операционного (модульно-рефлексивного) мышления, направленного на выбор оптимальных решений.

Во многом роль обучения информатике в развитии мышления обусловлена современными разработками в области объективно-ориентированном моделировании и проектировании, опирающемся на свойственное человеку понятийное мышление.

Умение для любой предметной области выделить систему понятий, представить их в виде совокупности атрибутов и действий, описать алгоритм действий и схемы логического вывода (т.е. то, что происходит при информационно-логическом моделировании) улучшает ориентацию человека в этой предметной области и свидетельствует о его развитом логическом мышлении.

С простейшими «прообразами» информационно-логического моделирования человек имеет дело даже в бес компьютерном быту: кулинарный рецепт, руководство по эксплуатации пылесоса - все это попытки дать описание реального объекта или процесса. Чем точнее описание, чем легче с ним иметь дело другому человеку. Чем больше в нем ошибок и неопределенностей, тем больше простора для «творческих озарений» исполнителя и тем выше вероятность неадекватного результата.

В области информатики конечным потребителем подобного описания становится не человек, а компьютер, лишенный интуиции и озарений. Поэтому описание должно быть формированным, т.е. составленным с соблюдением определенных правил.

Такое формализованное описание и является информационно-логической моделью.

Изучение курса информатики предполагает выработку у учащихся логического мышления и решению задачи с использованием алгоритмического и эвристического подходов, с применением вычислительной техники в качестве средства автоматизации работы с информацией.

Итак, развитие логического мышления учащихся - одна из важных и актуальных проблем педагогической науки и практики обучения в школе.

Целью данной работы является исследование существующих приемов мыслительной деятельности учащихся на уроках информатики.

В ходе исследования перед автором были поставлены следующие задачи:

изучить основные закономерности развития мышления учащихся общеобразовательных школ;

провести классификацию различных видов мышления, используемых учащимися в зависимости от поставленной перед ними задачи;

выделить основные этапы решения проблемной ситуации;

провести обзор основных типов заданий для развития логического мышления на уроках информатики.

Глава 1. Мышление

1.1 Основные закономерности развития мышления

Развивающее обучение в широком смысле слова означает совокупное формирование умственных, волевых и эмоциональных качеств личности, способствующих ее самообразованию, тесно связанному с совершенствованием процесса мышления: только самостоятельно осмысляя учебную или жизненную задачу, школьник вырабатывает свой собственный способ умственной деятельности, находит индивидуальный стиль работы, закрепляет навыки пользование мыслительными операциями.

В ряде педагогических исследований последних лет особое внимание уделяется специальному формированию мышления, целенаправленному развитию интеллектуальных умений, иначе говоря, обучению мыслительным действиям, приемам познавательного поиска.

В задачу мышления входит правильное определение причин и следствий, которые могут выполнять функции друг друга в зависимости от условий и времени.

К приемам мыслительной деятельности относятся анализ, синтез, сравнение, абстрагирование, обобщение, конкретизация, классификация. Основными являются анализ и синтез. Остальные же - производные от первых двух. Какие из этих логических операций применит человек, будет зависеть от задачи и от характера информации, которую он подвергает мыслительной переработке.

Анализ - это мысленное разложение целого на части или мысленное выделение из целого его сторон, действий, отношений.

Синтез - обратный анализу процесс мысли, это - объединение частей, свойств, действий, отношений в одно целое. Анализ и синтез - две взаимосвязанные логические операции. Синтез, как и анализ, может быть как практическим, так и умственным.

Анализ и синтез сформировались в практической деятельности человека. В трудовой деятельности люди постоянно взаимодействуют с предметами и явлениями. Практическое освоение их и привело к формированию мыслительных операций анализа и синтеза.

Сравнение - это установление сходства и различия предметов и явлений. Сравнение основано на анализе. Прежде чем сравнивать объекты, необходимо выделить один или несколько признаков их, по которым будет произведено сравнение.

Сравнение может быть односторонним, или неполным, и многосторонним, или более полным. Сравнение, как анализ и синтез, может быть разных уровней - поверхностное и более глубокое. В этом случае мысль человека идёт от внешних признаков сходства и различия к внутренним, от видимого к скрытому, от явления к сущности.

Абстрагирование - это процесс мысленного отвлечения от некоторых признаков, сторон конкретного с целью лучшего познания его. Человек мысленно выделяет какой-нибудь признак предмета и рассматривает его изолированно от всех других признаков, временно отвлекаясь от них. Изолированное изучение отдельных признаков объекта при одновременном отвлечении от всех остальных помогает человеку глубже понять сущность вещей и явлений. Благодаря абстракции человек смог оторваться от единичного, конкретного и подняться на самую высокую ступень познания - научного теоретического мышления.

Конкретизация - процесс, обратный абстрагированию и неразрывно связанный с ним. Конкретизация есть возвращение мысли от общего и абстрактного к конкретному с целью раскрытия содержания.

Мыслительная деятельность всегда направлена на получение какого-либо результата. Человек анализирует предметы, сравнивает их, абстрагирует отдельные свойства с тем, чтобы выявить общее в них, чтобы раскрыть закономерности, управляющие их развитием, чтобы овладеть ими.

Обобщение, таким образом, есть выделение в предметах и явлениях общего, которое выражается в виде понятия, закона, правила, формулы и т.п.

Каждый акт мышления представляет собой процесс решения какой-либо задачи, возникающей в ходе познания или практической деятельности. Результатом этого процесса может быть понятие - форма мышления, отражающая существенные свойства, связи и отношения предметов и явлений, выраженная словом или группой слов.

Усвоение понятий и развитие психики учащихся в обучении - классическая проблема педагогической психологии. Подлинное усвоение понятий, т.е. свободное и творческое оперирование ими, достигается управлением умственной деятельностью учащихся.

Существенно, что отечественные и зарубежные педагоги и психологи единодушны в том, что для формирования правильных понятий учащихся надо специально обучать приемам и способам умственной деятельности.

1.2 Виды мышления

Система приемов и способов умственной деятельности помогает учащимся обнаружить, выделить, объединить существенные признаки изучаемых предметов и явлений.

В психологии рассматривают следующие виды мышления (табл.1).

Таблица 1

Организация мыслительной деятельности

Виды мышления

По форме

ь наглядно-образное (конкретно - образное)

ь наглядно - действенное (конкретно-действенное)

ь абстрактное (словесно-логическое)

По характеру решаемых задач

ь теоретическое

ь практическое.

По степени развернутости

ь аналитическое (логическое)

ь интуитивное

По степени новизны и оригинальности

ь репродуктивное (воспроизводящее)

ь продуктивное (творческое)

Самым ранним (присущим детям в возрасте до 3 лет) является наглядно-действенное мышление - вид мышления, опирающийся на непосредственное восприятие предметов, реальное преобразование ситуации в процессе действий с предметами.

Конкретно-действенное мышление направлено на решение конкретных задач в условиях производственной, конструктивной, организаторской и иной практической деятельности людей. Практическое мышление - это, прежде всего техническое, конструктивное мышление. Оно состоит в понимании техники и в умении человека самостоятельно решать технические задачи. Процесс технической деятельности есть процесс взаимодействий умственных и практических компонентов работы. Сложные операции абстрактного мышления переплетаются с практическими действиями человека, неразрывно связаны с ними. Характерными особенностями конкретно-действенного мышления являются ярко выраженная наблюдательность, внимание к деталям, частностям и умение использовать их в конкретной ситуации, оперирование пространственными образами и схемами, умение быстро переходить от размышления к действию и обратно. Именно в этом виде мышления в наибольшей мере проявляется единство мысли и воли.

В 4-7 лет у ребенка развивается наглядно-образное мышление - вид мышления, характеризующийся опорой на представления и образы; функции образного мышления связаны с представлением ситуаций и изменений в них, которые человек хочет получить в результате своей деятельности, преобразующей ситуацию.

Конкретно-образное, или художественное, мышление характеризуется тем, что отвлечённые мысли, обобщения человек воплощает в конкретные образы.

В первые годы обучения в школе происходит развитие абстрактно-логического (понятийного) мышления - вид мышления, осуществляемый при помощи логических операций с понятиями. У школьников среднего и старшего возраста этот вид мышления становится особенно важным.

Абстрактное, или словесно-логическое, мышление направлено в основном на нахождение общих закономерностей в природе и человеческом обществе. Абстрактное, теоретическое мышление отражает общие связи и отношения. Оно оперирует главным образом понятиями, широкими категориями, а образы, представления в нём играют вспомогательную роль.

Оно отражает такие факты, закономерности и причинно-следственные связи, которые не поддаются наглядно-действенному и образному способу познания. На этом этапе школьники учатся формулировать задания в словесной форме, оперировать теоретическими понятиями, создают и усваивают различные алгоритмы решения задач и деятельности и т.п.

Все три вида мышления тесно связаны друг с другом. У многих людей в одинаковой мере развиты конкретно-действенное, конкретно-образное и теоретическое мышление, но в зависимости от характера задач, которые человек решает, на первый план выступает то один, то другой, то третий вид мышления.

1.3 Этапы мыслительной деятельности и признаки ее развития

Не смотря на многообразие конкретных мыслительных задач, любую из них можно рассматривать как процесс поэтапного движения к ее разрешению.

В конкретных случаях отдельные этапы мыслительного действия могут отсутствовать или перекрывать один другой, но в основном эта структура сохраняется.

Психология установила, что простое сообщение знаний, простая передача приемов и способов умственных действий путем показа образца и тренировки не развивает мышления.

Под развитием мышления учащихся в процессе обучения понимается формирование и совершенствование всех видов, форм и операций мышления, выработку умений и навыков по применению законов мышления в познавательной и учебной деятельности, а также умений осуществлять перенос приемов мыслительной деятельности из одной области знаний в другую.

Таким образом, развитие мышления включает в себя:

1. Развитие всех видов мышления и одновременно стимуляцию процесса перерастания их из одного вида в другой.

2. Формирование и совершенствование мыслительных операций.

3. Развитие умений:

· выделять существенные свойства предметов и абстрагировать их от несущественных;

· находить главные связи и отношение предметов и явлений реального мира;

· делать правильные выводы из фактов и проверять их;

· доказывать истинность суждений и опровергать ложные умозаключения;

· раскрывать сущность основных форм правильных умозаключений (индукции, дедукции и по аналогии);

· излагать свои мысли определенно, последовательно, непротиворечиво и обоснованно.

4. Выработку умения осуществлять перенос операций и приемов мышления из одной области знания в другую; прогнозирование развития явлений и умения делать выводы.

5. Совершенствование умений и навыков по применению законов и требований формальной и диалектической логики в учебной и во внеурочной познавательной деятельности учащихся.

Педагогическая практика показывает, что указанные компоненты тесно взаимосвязаны. Особенно велико значение мыслительных операций (анализа, синтеза, сравнения, обобщения и т.д.), лежащих в основе любого из них. Формируя и совершенствуя их у учащихся, мы тем самым способствуем развитию мышления вообще и теоретического мышления в частности.

В качестве критериев развития мышления используются показатели (существенные признаки), свидетельствующие о достижении того или иного уровня развития мышления учащихся.

Критерий 1 - степень осознанности операций и приемов мыслительной деятельности. Под этим следует понимать, что учитель должен не только развивать у учащихся умение мыслить, что опосредованно делается на уроке по любому школьному предмету, но и демонстрировать им в явной форе сам процесс этой специфической деятельности и его результаты.

Критерий 2 - степень овладения операциями, умениями и приемами мыслительной деятельности, умение производить рациональные действия по применению их в учебных и внеучебных познавательных процессах.

Критерий 3 - степень умения осуществлять перенос мыслительных операций и приемов мышления, а также навыков пользований ими на другие ситуации и предметы.

Умение осуществлять перенос - это, по мнению ряда психологов (Л.С. Выготского, С.Л. Рубинштейна, А.Н. Леонтьева, С. Эриксона, В. Браунелли и др.), важный признак развития мышления.

Критерий 4 - степень сформированности различных видов мышления.

Критерий 5 -запас знаний, их системность, а также появление новых способов усвоения знаний.

Критерий 6 - степень умения творчески решать задачи, ориентироваться в новых условиях, действовать оперативно.

Критерий 7 - способность усваивать логические суждения и использовать их в учебной деятельности.

Все критерии неразрывно связаны друг с другом, представляя единое целое.

В настоящее время уделяется особое внимание развитию мышления старшеклассников.

Во-первых, потому, что к этому возрасту у ребенка:

1) вырабатывается активная жизненная позиция;

2) отношение к выбору будущей профессии становится более сознательным;

3) резко возрастает потребность в самоконтроле и самооценке;

4) самооценка и самосознание становится более выраженными;

5) мышление делается более абстрактным, глубоким и разносторонним;

6) возникает потребность в интеллектуальной деятельности.

Во-вторых, в силу своих возрастных особенностей, учащиеся старших классов обладают такими качествами, которые позволяют целенаправленно развивать у них мышление. К ним можно отнести высокий уровень обобщения и абстракции, стремление к установлению причинно-следственных связей и других закономерностей между предметами и явлениями, критичность мышления, способность аргументировать свои суждения.

В-третьих, самосознание старшеклассников переходит на более высокий уровень, что выражается в углублении самоконтроля, самооценки, стремлении к самостоятельности и совершенствованию и в конечном итоге способствует формированию навыков самообразования и самовоспитания.

Глава 2. Место логики в школьном курсе информатики

Основы логики как учебный раздел был введен в самых первых учебниках «Основы информатики и вычислительной техники» В.А. Каймина для средних школ в 1987-89 гг. Парадокс в том, что в других ранних школьных учебниках (А.П. Ершова, А.Г. Кушниренко) и многих действующих учебниках информатики для школ и вузов данный раздел отсутствует. Так, во всех используемых в школах Саратовской области учебно-методических комплектах в явном виде раздел «Основы логики» отсутствует, хотя материал и упомянут в рамках отдельных тем: «Хранение и обработка информации в базах данных» (Семакин И.Г.), «Логические основы построения компьютера» (Макарова Н. В.), «Основы алгоритмизации и программирования» (Угринович Н.Д.).

При этом все школьные учебники по информатике, хотя и отличаются по объему и последовательности предъявления учебного материала, связанного с основами формальной и математической логики, выходят за рамки государственного образовательного стандарта по «Информатике и ИКТ» для основного общего образования, в котором в разделе «Обработка информации» указаны только такие дидактические единицы, как «Логические значения, операции, выражения». Таким образом, до сих пор остается актуальным выделение обязательного минимума содержания, направленного на изучение элементов математической логики, которое необходимо для всестороннего развития личности и продолжения образования школьников.

При этом знания основ логики используются в школьном курсе информатики при изучении:

· «Представление информации»: информационные процессы: хранение, передача и обработка информации.

· «Обработка информации»: алгоритмические конструкции; логические значения, операции, выражения.

· «Компьютер как универсальное устройство обработки информации»: основные компоненты компьютера и их функции.

· «Базы данных»: поиск данных в готовой базе.

· «Поиск информации»: компьютерные и некомпьютерные каталоги; поисковые машины; формулирование запросов.

· «Математические инструменты, динамические (электронные) таблицы»: ввод математических формул и вычисление по ним, представление формульной зависимости на графике.

Таким образом, анализ «минимального» содержания курса информатики показывает, что при любом способе упорядочивания тем формально-логические операции будут выполняться учащимися постоянно. А, кроме того, в 2004 году в России был введен ЕГЭ по информатике, в содержании которого изучение и знание основ логики стало обязательным. Так в ЕГЭ 2013 года проверялись следующие знания и умения по теме «Логика»: А7 (знание основных понятий и законов математической логики); А8 (умения строить и преобразовывать логические выражения); А9 (умения строить таблицы истинности и логические схемы); В4 (умение строить и преобразовывать логические выражения); В6 (умение строить и преобразовывать логические выражения).

Некоторые авторы считают, что вполне обоснованным будет изучение этого раздела в начале курса информатики отдельным блоком с дальнейшим закреплением и повторением материала на задачах из других разделов информатики. В течение двух лет учащиеся знакомятся с основными понятиями классической логики, с формализмом математической логики и его практическим использованием. Как показывает практика, такой подход к изучению логики является более результативным и для развития мышления учащихся.

Приведу в качестве примера фрагмент календарно-тематического планирования с учетом освоения материала «Основы логики»:

Информация и информационные процессы - 10 ч

Урок №5. Человек и информация. Логика. Алгебра логики.

Коммуникационные технологии - 16 ч

Урок №25. Поиск информации в Интернете. Простые и сложные запросы. Практическая работа № 14 «Поиск информации в Интернете».

Кодирование и обработка числовой информации - 10 ч

Урок №30. Встроенные функции. Логические функции; функция ЕСЛИ. Практическая работа 3.3. Создание таблиц значений функций в электронных таблицах.

Урок №32. Базы данных в электронных таблицах. Простые и сложные фильтры. Практическая работа 3.5. Сортировка и поиск данных в электронных таблицах.

Основы алгоритмизации и объектно-ориентированного программирования - 20 ч

Урок №36-37. Алгоритмы разветвленной структуры; сложное условие. Решение задач на составление алгоритмов разветвленной структуры.

Моделирование и формализация - 10 ч

Урок №62. Информационные модели управления объектами. Автоматическое управление компьютером; логические элементы. Практическая работа 5.4. Проект «Модели систем управления».

Специфика изучения логики как науки в школьном курсе состоит в том, что все используемые в ней построения доступны (не требуется сложного экспериментального оборудования) и могут быть усвоены учащимися (нет сложного математического аппарата). В то же время очень часто изучение вопросов математической логики на уроках информатики происходит без использования информационных технологий, что, на мой взгляд, снижает эффективность процесса обучения.

Решением этой проблемы может стать, систематическое использование разноплановых электронных образовательных ресурсов. Например:

· http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/mathematics/logic.htm - список электронный книг, доступных для скачивания;

· http://www.ido.rudn.ru/nfpk/inf/inf7.html - систематическое изложение материала;

· http://book.kbsu.ru/theory/chapter5/1_5_0.html - учебник Л. Шауцуковой;

· http://school-collection.edu.ru/catalog/rubr/a30a9550-6a62-11da-8cd6-0800200c9a66/?interface=pupil&class[]=50&class[]=51&class[]=53&class[]=54&subject=19 - электронные материалы к учебнику «Информатика. Базовый курс. 9 класс» Семакина И., Залоговой Л., Русакова С., Шестаковой Л.

· http://somit.ru/informatika1.htm - основы логики в интерактивных анимациях;

· http://kpolyakov.narod.ru/prog/logic.htm - тренажер логических схем.

Также представляется интересным рассмотрение схемотехнического аспекта логических основ компьютера в курсе информатики основной школы, который позволяет добиться понимания учащимися возможности автоматизации информационных процессов (хранения, обработки и передачи информации) с помощью технических устройств.

Глава 3. Развитие логического мышления при решении задач

3.1 Развитие логического мышления при изучении раздела «Основы алгоритмизации»

В основе системы знаний учащихся лежит сформированность системы понятий изучаемой предметной области.

Владение понятийным аппаратом в большей степени определяет понимание учебного материала, его использование для решения прикладных задач. Каждое новое вводимое понятие должно быть четко определено, раскрыта суть изучаемого понятия, кроме того, должны быть определены связи данного понятия с другими понятиями, как уже введенными, так еще неизвестными учащимся.

При формировании понятий информатики необходимо учитывать, что они имеют весьма абстрактный характер (например, понятие «информационная модель», «информация»).

«Педагогическая психология на основе изучения процесса формирования у школьников многих понятий дает следующие рекомендации: чем абстрактнее понятие, тем больше конкретных объектов должно быть подвергнуто анализу с целью выявления существенных его черт, тем шире должно «работать» данное понятие при описании и объяснении конкретных объектов. Лишь на основе анализа конкретных объектов и в процессе использования понятие предстает в своем полном объеме, выделяются все его существенные стороны. В противном случае усвоение понятия имеет словесный, книжный характер, его словесное обозначение не вызывает у учащихся никакой ассоциации.

Логические схемы понятий являются именно таким представлением информации человеку, когда смысловое содержание понятия дополняется не только перечислением признаков данного понятия, но и наглядным представлением его взаимосвязи с другими понятиями.

Включенность понятия в совокупность взаимосвязей помогает появлению дополнительных ассоциаций, закреплению понятия в схемах мышления учащихся, переносу знаний о понятии из одной области на знания из другой областей.

Практика применения логических схем понятий на уроках информатики подтверждает положение о том, что чем больше умственных усилий мы прилагаем к тому, чтобы организовать информацию, придать ей целостную, осмысленную структуру, тем легче она потом запоминается.

Очень интересна работа учащихся, когда они «подыскивают место» новому понятию в существующей структуре. В процессе такой деятельности обучаемые должны анализировать структуры своих собственных знаний, что помогает им включать новые знания в структуры уже имеющихся знаний и представлений. Самостоятельное составление учащимися информационно-логических схем по незаполненным (пустым) схемам-паутинкам способствует повышению познавательного интереса учащихся, достижению успехов в обучении. Умение систематизировать знания и представлять их в различных видах имеет также самостоятельную ценность для развития мышления учащихся.

Данная форма организации работы на уроках информатики является хорошим пропедевтическим приемом изучения темы «Основы алгоритмизации».

3.2 Развитие алгоритмического мышления в процессе изучения темы «Циклы»

Развитию логического мышления способствует формирование навыков построения алгоритмов. Поэтому в курс информатики включен раздел «Основы алгоритмизации». Основная цель раздела - формирование у школьников основ алгоритмического мышления.

Под способностью алгоритмически мыслить понимается умение решать задачи различного происхождения, требующие составления плана действий для достижения желаемого результата.

Алгоритмическое мышление, наряду с алгебраическим и геометрическим является необходимой частью научного взгляда на мир.

Каждый человек постоянно выполняет алгоритмы. Обычно нет необходимости думать о том, какие действия и в каком порядке при этом совершаются. Если же алгоритм требуется объяснить человеку, ранее с ним незнакомому (или, скажем, ЭВМ), то алгоритм необходимо представить в виде четкой последовательности простейших действий.

Любой формальный исполнитель (в том числе и ЭВМ) рассчитан на выполнение ограниченного набора действий (операций). При работе с ним учащиеся сталкиваются с необходимостью построения алгоритмов с использованием фиксированного набора операций (системы команд).

Под алгоритмической культурой школьников понимается совокупность специфических представлений, умений и навыков, связанных с понятием алгоритма и средствами его записи.

Таким образом, понятие алгоритма является первым этапом формирования у учащихся представлений об автоматической обработке информации на ЭВМ.

Алгоритмы используются при решении не только вычислительных задач, но и для решения большинства практических задач.

При построении алгоритмов учащиеся учатся анализировать, сравнивать, описывать планы действий, делать выводы; у них вырабатываются навыки излагать свои мысли в строгой логической последовательности.

Подбирая задания при изучении основных алгоритмических конструкций необходимо учитывать следующие аспекты:

· Какие мыслительные операции будут «работать» при ее решении;

· Будет ли сама постановка задачи способствовать активизации мышления учащихся;

· Какие критерии развития мышления можно применить в ходе решения этой задачи.

Чтобы при разборе задачи направить обсуждение в нужное русло, рекомендуется использовать побуждающие вопросы. Эти вопросы носят открытый характер, т.е. не предполагают какого-либо единственного «правильного» ответа. Учащиеся ведут активный и свободный интеллектуальный поиск, сообразно со своими личными мыслительными способностями.

Например, можно использовать следующий блок побуждающих вопросов с последующей фиксацией мыслительных операций, которыми будут пользоваться учащиеся при решении задачи «Дан одномерный массив А, размерность которого равна 10. Определить число элементов в массиве, значение которых кратно 5.»

Вопрос

Мыслительные операции, которыми будут пользоваться учащиеся

1. Прочитайте задачу. Из скольких этапов, по-вашему, будет состоять ее решение?

(3 этапа - ввод, вывод массива и определение кратности)

1. Анализ задачи (выделение исходных данных, результата), синтез (выделение этапов).

2. В чем суть математического понятия «кратность»?

(Деление без остатка на заданное число; частное - целое число)

2. Анализ - синтез - конкретизация - обобщение - суждение (ученик должен из множества имеющейся информации выделить нужную - понятие «кратность», вспомнить ее суть, обобщить, сделать вывод).

3. На основании каких математических законов, правил мы делаем вывод о кратности чисел?

(признаки делимости, таблица умножения).

3. синтез - обобщение - суждение (повторение признаков делимости)

Структурной элементарной единицей алгоритма является простая команда, обозначающая один элементарный шаг переработки или отображения информации. Простая команда на языке схем изображается в виде функционального блока, который имеет один вход и один выход (Приложение 2). Из простых команд и проверки условий образуются составные команды, имеющие более сложную структуру и тоже один вход и один выход. В соответствии с принципом минимальной достаточности методических средств, допускаются всего три базовые конструкции -- следование, ветвление (в полной и сокращенной формах), повторение (с постусловием и предусловием). С помощью соединения только этих элементарных конструкций (последовательно или вложением) можно «собрать» алгоритм любой степени сложности.

При разработке алгоритмов необходимо использовать только базовые конструкции и стандартным образом их изображать, что позволит облегчить понимание структуры алгоритма, отвлечься от несущественных деталей и сконцентрировать внимание учащихся на нахождении способа решения задачи.

Использование блок-схемы позволяет высветить сущность выполняемого процесса, дать определение командам ветвления и повторения, которое будет понято учащимися, запомнено и применено в их учебной деятельности.

В ряде учебников первой изучаемой конструкцией после команды следования является цикл, поскольку это дает возможность сократить запись алгоритма. Как правило, это конструкция «повторить n раз». Такой подход приводит к трудностям в освоении циклов как структуры организации действий, качественно отличающейся от линейной.

Во-первых, другие разновидности цикла с предусловием и с постусловием (цикл «пока», цикл с параметром, цикл «до») воспринимаются как изолированные друг от друга и главный признак -- повторяемость действий -- не выступает в качестве системообразующего.

Во-вторых, без внимания остаются опорные умения, которые необходимы при разработке циклов: правильное выделение условия продолжения или окончания цикла, правильное выделение тела цикла. Проверка условия в цикле «повторить n раз» практически не видна, и циклический алгоритм часто продолжает восприниматься учащимися как линейный, только иначе оформленный, что порождает неверный стереотип у учащихся в восприятии циклов вообще.

Изучение команды повторения следует начинать с введения цикла с постусловием, поскольку в этом случае учащемуся дается возможность вначале продумать команды, входящие в цикл, и только после этого сформулировать условие (вопрос) повторения этих команд. Если же сразу вводить цикл с предусловием, то учащимся придется выполнять оба эти действия одновременно, что снизит эффективность проведения занятий. В то же время цикл с постусловием рассматривается в качестве подготовки восприятия учащимися цикла с предусловием, обеспечивает перенос знаний на другой вид команды повторения, дает возможность работать по аналогии. Следует обратить внимание учащихся на то, что данные виды цикла отличаются по месту проверки условия, по условию возврата к повторению выполнения тела цикла. Если в команде повторения с постусловием тело цикла выполняется хотя бы один раз, то в команде повторения с предусловием оно может ни разу не выполняться.

Среди определений понятия «команда повторения» в учебной литературе встречается такое: цикл -- это команды алгоритма, которые позволяют несколько раз повторить одну и ту же группу команд. В данной формулировке не сказано, почему имеется возможность повторения и сколько раз можно повторять, почему повторяется обязательно группа команд. Опираясь на структурную схему команды повторения (Приложение 2), можно предложить следующее определение.

Повторение - это составная команда алгоритма, в которой в зависимости от соблюдения условия может повторяться выполнение действия

3.3 Использование тестов и логических задач для развития логического мышления в старшей школе

Для формирования логического мышления в среднем звене можно применить тесты, которые можно разделить на три основные группы: словесные, символико-графические и комбинированные и логические задачи.

К первой группе относятся анаграммы и вербальные тесты. Анаграммой называется слово, в котором переставлены местами все или несколько букв. Сущность упражнения состоит в восстановлении «разрушенного» слова. Интересны для учащихся и случаи, когда в упражнении включено задание: «Исключить лишнее слово». Например, нимотро, ансерк, чеврнисрете. Упражнение состоит из двух частей: 1) решить анаграммы (монитор, сканер, винчестер); 2) исключить лишнее слово, т.е. определить логическую закономерность, лежащую в основе подбора этих терминов, и, исходя из нее, исключить логически несовместимое слово. В данном случае лишним словом будет «винчестер», т.к. это носитель информации, а остальные слова - устройства ввода-вывода.

К комбинированным логическим тестам относятся задания, содержащие как вербальную версию, так и символико-графическую. Таким образом, осуществляется связь информатики с языковым развитием учащихся. Такие упражнения требуют не только наблюдательности, но и умения устанавливать необычные связи между объектами. Например «Вставьте пропущенное слово»:

После усвоения таких заданий надо приступить к освоению эвристических методов решения логических задач. Эвристика - это наука о специальных методах и приемах рационального мышления. Человек, владеющий эвристикой, мыслит уже не хаотично, как это бывает, а, применяя эвристические приемы, что позволяет ему решать, казалось бы, неразрешимые задачи. Освоение эвристических приемов - это умение применять их при решении трудных задач, что дается лишь упорной тренировкой. Что же это за приемы?

Метод погружения.

Сущность метода состоит в умении вникнуть в задачу, «погрузиться» в нее. Именно этих качеств часто недостает учащимся. Во многих случаях такого погружения бывает достаточно для успешного решения задач. Например:

Поверхность пруда постепенно закрывается вырастающими в нем кувшинками. Кувшинки растут столь быстро, что за каждый день закрываемая ими площадь удваивается. Вся поверхность пруда закрылась за 30 дней. За сколько дней была закрыта кувшинками первая половина всей поверхности пруда?

«Погрузившись» в задачу можно установить, что за последний день произошло удвоение, значит за 29 дней была закрыта половина пруда. Ответ: за 29 дней.

Метод введения дополнительных данных.

Сущность метода заключается во временном (иногда постоянном) введении дополнительного объекта в условии задачи, без чего невозможно ее решение. Вот широко известная задача:

Одна библиотека переезжала в новое здание, однако средств на перевозку книг не было. И все же работники библиотеки нашли выход и перевезли книги практически бесплатно. Какой выход был найден?

В качестве дополнительного данного здесь были привлечены абоненты. Им предложили взять все книги домой, а когда библиотека переехала, принести их обратно.

Метод редукции (отбрасывание части данных).

Метод редукции заключается в следующем: если отбросить часть данных из условия задачи, то можно найти оптимальное решение (иногда - единственное). Иногда он применяется в комплексе с 1-м методом. Например:

Кузнецу принесли 5 обрывков цепи, по 3 звена в каждом, и попросили соединить их в одну цепь. Кузнец задумался, как выполнить этот заказ проще. Сколько же звеньев нужно разъединить, а затем вновь соединить, чтобы все обрывки образовали одну цепь? Подумав, кузнец приступил к делу и сделал заказ. Какое простое решение нашел кузнец?

Вместо того чтобы расковать четыре обрывка, нужно три из них «отбросить», и полностью расковать лишь один. Получится три раскованных звена, которыми можно соединить четыре оставшихся обрывка (экономится 25% рабочего времени). Вот еще один пример:

Метод поворота, метод сдвига.

Два метода близки между собой. Применение метода поворота предполагает мысленное или реальное изменение положения элементов условий относительно друг друга, иногда это изменение направления движения. При методе сдвига осуществляется мысленное (или реальное) смещение элементов относительно друг друга или объекта в целом относительно среды. Например:

Как двум пиратам поделить найденный клад поровну?

Ответ: «Первый делит, второй первым выбирает часть».

Дискретный метод. Аналитический метод.

Дискретный метод заключается во временной остановке какого-либо действия, процесса. Метод широко применяется в науке и технике.

Аналитический метод (метод разложения) предполагает разложение объекта или явления на составные элементы с последующим (если это необходимо) синтезом. Анализ - один из важнейших процессов мышления вообще. Например:

Требуется поджарить 3 ломтика хлеба. На сковороде умещаются лишь два ломтика. На поджаривание ломтика с одной стороны требуется 1 мин. За какое кратчайшее время можно поджарить с двух сторон все 3 ломтика?

Решение. Сначала поджарим два ломтика с одной стороны, затем один из них перевернем, а второй отложим в сторону - на его место положим третий кусок. Поджарив полностью первый, перевернем третий, а на освободившееся место положим недожаренную сторону второго.

Таким образом, прервав технологический процесс» на одном из кусочков, сможем поджарить их не за 4 мин, а за 3 мин.

Парадоксы и софизмы.

Парадокс (в переводе с греческого - мнение) - это противоречивое высказывание.

В широком смысле парадокс - высказывание, истинность которого неочевидна; в этом смысле парадоксальными принято называть любые неожиданные противоречивые высказывания, особенно если неожиданность их смысла выражена в остроумной форме.

Парадокс - ситуация, когда в данной теории доказываются два взаимоисключающих суждения, причем каждое из этих суждений выведено убедительными с точки зрения данной теории средствами, т.е. парадокс - высказывание, которое в данной теории равным образом может быть доказана и как истина, и как ложь. Например:
Крокодил украл ребенка; он обещал отцу вернуть ребенка, если отец угадает - вернет ему крокодил ребенка или нет. Что должен сделать крокодил, если отец скажет, что крокодил не вернет ему ребенка? (Дилемма крокодила).

Ответ: Крокодил попал в парадоксальную ситуацию. Действительно, если он вернет ребенка, то отец угадал, а значит, крокодил должен вернуть ребенка. Но если он вернет ребенка, то отец не угадал, а значит, крокодил не должен возвращать ребенка. Итак, парадокс налицо: формально рассуждая, крокодил не может ни вернуть ребенка, ни оставить себе.

Софизм (от греческого - хитрая уловка, измышление) - логически неправильное рассуждение (вывод, доказательство), выдаваемое за правильное. В математике софизм - умышленно ложное умозаключение с замаскированной ошибкой.

В житейских ситуациях, не различают софизмы и парадоксы. Например:

То, что ты не потерял, ты имеешь; ты не потерял рога, следовательно, ты их имеешь. (Древний софизм «Рогатый»).

Рассмотренные типы задач помогают привить заинтересованность к предмету, делают его более интересным. Они решаются детьми может быть и в течение нескольких дней, но, поверьте, какое они удовольствие получают, если находят решение задачи сами, или в микро группах.

Итак, мы рассмотрели основные приемы решения логических задач. Это отнюдь не окончательный список приемов, существуют еще множество приемов, в зависимости от условия и сложности задачи.

Если у ребенка не развито логическое мышление, то он никогда не сможет понять информатику. Хочу привести еще один пример из Демо варианта ЕГЭ 2009 по информатике на логическое мышление (В6).

Классный руководитель пожаловался директору, что у него в классе появилась компания из 3-х учеников, один из которых всегда говорит правду, другой всегда лжет, а третий говорит через раз то ложь, то правду. Директор знает, что их зовут Коля, Саша и Миша, но не знает, кто из них правдив, а кто - нет. Однажды все трое прогуляли урок астрономии. Он вызвал всех троих в кабинет и поговорил с мальчиками. Коля сказал: «Я всегда прогуливаю астрономию. Не верьте тому, что скажет Саша». Саша сказал: «Это был мой первый прогул этого предмета». Миша сказал: «Все, что говорит Коля,- правда». Расположите первые буквы имен мальчиков в порядке: «говорит всегда правду», «всегда лжет», «говорит правду через раз».

Заключение

Логическое мышление не является врожденным, значит, на протяжении всех лет обучения в школе необходимо всесторонне развивать мышление учащихся (и умение пользоваться мыслительными операциями), учить их логически мыслить.

Логика необходима там, где имеется потребность систематизировать и классифицировать различные понятия, дать им четкое определение.

Для решения данной проблемы необходима специальная работа по формированию и совершенствованию умственной деятельности учащихся.

Необходимо:

· развивать умение проведения анализа действенности для построения информационно-логической модели;

· научить использовать основные алгоритмические конструкции для построения алгоритмов (с целью развития алгоритмического мышления);

· вырабатывать умение устанавливать логическую (причинно-следственную) связь между отдельными понятиями;

· совершенствовать интеллектуальные и речевые умения учащихся.

В старших классах для учащихся усиливается важность самого процесса учения, его цели, задачи, содержания и методы. Этот аспект оказывает влияние на отношение ученика не только к учебе, но и к самому себе, к своему мышлению, к своим переживаниям.

Изучение алгоритмического языка -- одна из важнейших задач курса информатики. Алгоритмический язык выполняет две основные функции. Во-первых, его применение позволяет стандартизировать, придать единую форму всем рассматриваемым в курсе алгоритмам, что важно для формирования алгоритмической культуры школьников. Во-вторых, изучение алгоритмического языка является пропедевтикой изучения языка программирования. Методическая ценность алгоритмического языка объясняется еще и тем, что в условиях, когда многие школьники не будут располагать ЭВМ, алгоритмический язык является наиболее подходящим языком, ориентированным для исполнения их человеком.

Организация материала в виде схем способствует его лучшему усвоению, воспроизведению потому, что значительно облегчает последующий поиск.

Педагогическая практика показывает, что такое представление учебного материала способствует осмысленному структурированию учащимися воспринимаемой информации и на этой основе - более глубокому пониманию логических закономерностей и связей между основными понятиями изучаемой темы. Структурирование информации должно использоваться как при объяснении учебного материала (краткие конспекты лекций), так и для более эффективной организации практической работы на компьютере (тексты лабораторных работ), для активизации самостоятельной работы учащихся.

Список используемых источников

1. Заг А.В. Как определить уровень мышления школьников.

2. Зорина Л.Я. Дидактические основы формирования систем знаний старшеклассников. М., 1978.

3. Иванова Л.А. Активизация познавательной деятельности учащихся при изучении физики. М.: Просвещение, 1983.

4. Левченко И. В., канд. пед. наук. Московский городской педагогический университет // Информатика и образование №5'2003 с.44-49

5. Леденев В.С., Никандров Н.Д., Лазутова М.Н. Учебные стандарты школ России. М.: Прометей, 1998.

6. Лыскова В.Ю., Ракитина Е.А. Применение логических схем понятий в курсе информатики.

7. Павлова Н.Н. Логические задачи. Информатика и образование №1, 1999.

8. Платонов К.К., Голубев Г.Г. Психология. М.: Просвещение, 1973.

9. Понамарева Е.А. Основные закономерности развития мышления. Информатика и образование №8, 1999.

10. Поспелов Н.Н., Поспелов И.Н. Формирование мыслительных операций у школьников. М.: Просвещение, 1989.

11. Самовольникова Л.Е. Программно-методические материалы: Информатика. 1-11 класс.

12. Столяренко Л.Д. Основы психологии. 3-е издание. М., 1999.

13. Суворова Н.И. От игр и задач к моделированию. Информатика и образование №6, 1998.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены