Алгоритмічне мислення і методи його розвитку

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Методика розвитку алгоритмічного мислення молодших школярів на уроках інформатики

Коль скоро з метою навчання інформатики заявлено розвиток системного, аналітичного та алгоритмічного мислення, тобто мислення теоретичного, то тоді ми зобов'язані чітко визначити для себе об'єкт педагогічного впливу (особистість та її мислення в даному випадку) і знайти професійні засоби впливу саме на особу, на її психологічні характеристики, а не тільки способи формування знань, умінь і навичок. Вчителю слід розуміти і весь час пам'ятати, що мислення не є щось абсолютно самостійна і незалежна, а є елемент цілісної системи "особистість".

Також важливо розуміти і враховувати в процесі навчання інформатики, що мислення - це розумовий процес, процес інтерпретації того, що сприйнято. Це означає, що навіть однаково сприйняте розуміється по-різному, тобто в процесі мислення відбувається інтерпретація сприйнятого в залежності від цілого ряду чинників: віку, освіти, світогляду, життєвого досвіду і. т.д. алгоритмічний мислення інформатика комп'ютерний

Вчителю важливо розуміти, що розумова діяльність може бути спрямована як би "всередину себе", і зовні. Перше умовно назвемо "внутрішнімінформаційним потоком", а друге виражене в словесній формі - "зовнішнім інформаційним потоком". Як внутрішній, так і зовнішній інформаційні потоки можна розглядати як процеси, тобто побудувати динамічні моделі мислення й мови. Тоді під "зовнішнім інформаційним потоком" можна розуміти процес виведення інформації з нашої пам'яті і способи подання інформації.

Вчителю інформатики на сучасному етапі розвитку змісту та методичної системи навчання інформатики необхідно чітко з'ясувати для себе: що я, вчитель інформатики, в ході своїх уроків інформатики хочу організувати урок, які завдання підберу, що скажу учням, які завдання дам на будинок, як організую взаємодія учнів між собою і. т.д., щоб змінити способи мислення, і як слід робити на уроці, як потім переконатися, що в процесі цього усвідомленого впливу на особистість за допомогою вищевідзначених прийомів і способів сталися саме ті, плановані зміни мислення, а не просто, щоб змінилася кількість знань , умінь і навичок.

Тобто, якщо вчитель говорить собі: я "претендую" на революційний розвиток особистості, а не еволюційний, яке відбувається постійно, проявляючись як побічний продукт моїх цілеспрямованих дій, спрямованих на формування знань, умінь і навичок (як кажуть "не завдяки, а всупереч "). Тоді він повинен разом з методиками навчання інформаційним технологіям, опанувати також і методиками формування понять інформатики і методиками розвитку системного або теоретичного мислення і використовувати їх сукупності з методиками формування знань, умінь і навичок. Це цілком можливо, хоча і вимагає певних затрат часу і зусиль для освоєння нових методик. Важливо те, що ці зусилля дуже скоро окупляться як в плані прискорення вивчення програмного матеріалу, так і в плані підвищення ефективності навчально-виховного процесу в цілому, а також у плані поліпшення якості утвореного процесу й атмосфери уроку.

Поява інформатики в початковій школі цілком природно, якщо врахувати, що саме у віці учнів початкової школи в дітей складається стиль мислення. Саме тут доречна постановка і рішення педагогічної задачі (формування операційного стилю мислення учнів, які готуються до виходу зі школи в світ інформаційного суспільства). Якщо навички роботи з конкретною технікою можна придбати безпосередньо на робочому місці, то мислення, не розвинене у визначені природою терміни, таким і залишиться. Запізнення з розвитком мислення - це запізнення назавжди. Тому для підготовки дітей до життя в сучасному інформаційному суспільстві в першу чергу необхідно розвивати логічне та алгоритмічне мислення, здатності до аналізу (вичлененню структури об'єкта, виявлення взаємозв'язків, усвідомлення принципів організації) і синтезу (створення нових схем, структур і моделей). Важливо відзначити, що технологія такого навчання повинна бути масовою, загальнодоступною, а не залежати виключно від можливостей шкіл або батьків.

Багато в чому роль навчання інформатики в розвитку мислення зумовлена сучасними розробками в галузі методики моделювання та проектування, особливо в об'єктно-орієнтованому моделюванні та проектуванні, спирається на властиве людині понятійне мислення. Уміння для будь-якої предметної області виділити систему понять, представити їх у вигляді сукупності атрибутів і дій, описати алгоритми дій і схеми логічного висновку (тобто те, що і відбувається при інформаційно-логічному моделюванні) покращує орієнтацію людини у цій предметній області і свідчить про його розвиненому мисленні.

Курс інформатики може розглядатися як частина курсу математики, основна мета якого - формування у школярів основ алгоритмічного мислення. Під здатністю алгоритмічно мислити розуміється вміння вирішувати завдання різного походження, що вимагають складання плану дій для досягнення бажаного результату.

Алгоритмічне мислення, що розглядається як уявлення послідовності дій, поряд з подібними й логічним мисленням визначає інтелектуальну міць людини, його творчий потенціал. Навички планування, звичка до точного і повного опису своїх дій допомагають школярам розробляти алгоритми розв'язання задач найрізноманітнішого походження. Алгоритмічне мислення є необхідною частиною наукового погляду на світ. У той же час воно включає і деякі загальні розумові навички, корисні і в більш широкому контексті. До таких належить, наприклад, розбиття задачі на підзадачі.

Для навчання алгоритміки школяру потрібно тільки уміння виконувати арифметичні операції над цілими числами. Комбінаторні об'єкти легко упредметнюються, з ними можна працювати руками, а докази виробляти методом повного перебору. Пізнання може відбуватися при активному використанні ігор, театралізації завдань.

Навчання школяра основам алгоритмічного мислення базується на понятті виконавця. Це поняття в останні роки стало звичним викладачів інформатики, і більшість курсів засноване саме на такому підході. Виконавця можна уявляти собі роботом, забезпеченим набором кнопок. Кожна кнопка відповідає одному дії (може бути, досить складного), яке робот здатний зробити. Натиснення кнопки відповідну дію робота.

Робот діє в певному середовищі. Щоб описати виконавця, потрібно задати середовище, в якому він діє, і дії, які він робить при натисканні кожної з кнопок.

Основою для введення виконавців служать завдання. Виконавці, використовувані в інформатиці, традиційні. Виняток становить введений А.К. Звонкіним виконавець Директор будівництва. Це одна з перших спроб познайомити учнів з поняттям паралельного програмування. Знайомство відбувається на зовсім простому і в той же час дуже змістовному матеріалі будівельних кубиків. Один раз введені виконавці надалі активно використовуються протягом всього курсу.

Загальна схема подачі матеріалу в курсі наступна: від приватного до загального, від прикладу до поняття. Подача матеріалу допускає шість форм-стадій:

· маніпуляція з фізичними предметами;

· театралізація;

· маніпуляція з об'єктами на екрані комп'ютера;

· командний режим управління екранними об'єктами;

· управління екранними об'єктами за допомогою лінійних програм;

· просунуте програмування з використанням процедур та інших універсальних конструкцій.

Учні повинні знати і вміти використовувати основні поняття: виконавець, середа виконавця, конструкції, команди виконавця, стан виконавця, алгоритм, простий цикл, розгалуження, складний цикл, умови, істинність умов, логічні операції, ефективність і складність алгоритму, координати на площині, перетворення програм, паралельне програмування.

2. Комп'ютерні програмні засоби, що розвивають алгоритмічне мислення

Існує багато різних програм, що сприяють розвитку у дітей алгоритмічного мислення. При проведенні регулярних розвиваючих занять, систематично організованих цікавих завдань створюються сприятливі умови для формування такого цінного якості як алгоритмічне мислення, як самостійність, що виявляється в активному й ініціативному пошуку вирішення завдань, в глибокому і всебічному аналізі їх умов, в критичному обговоренні та обгрунтуванні шляхів вирішення, в попередньому плануванні і програванні різних варіантів здійснення рішення. Комп'ютерні вправи як одна з багатьох форм уроку повинні готуватися всім попереднім заняттям і ставати, тим самим, апофеозом уроку. У будь-якому уроці інформатики неодмінно повинні бути присутніми комп'ютерні та некомп'ютерні фрагменти. Розумне їх поєднання має визначатися як методичними, так і ергономічними (санітарно-гігієнічними) вимогами.

Незважаючи на те, що більшість навчальних програм проектуються з метою сформувати той чи інший конкретний навик, комп'ютерна програма, включена в урок, повинна по можливості нести багатоцільову методичну навантаження. І, дійсно, багато хто з програмних засобів навчання перетинають в собі різніпедагогічні напрямки.

Роботландія96

Нова версія широко відомої системи раннього вивчення інформатики. Роботландия 96 відрізняється від попередніх версій більш сучасним і зручним інтерфейсом. До її складу включені нові програми. За два роки, проведені в країні Роботландия, учні навчаться вирішувати логічні завдання, керуватироботами, обчислювальними машинами і відкриють для себе світ фантастичних фарб, дивовижних звуків і розумних програм. До уваги школярів пропонуються різні тренажери, редактори, прості і складні виконавці, а також книги для читання. У програмний комплекс також увійшли алгоритмічніетюди (Перевізник, Чернець, Конюх, Перелівашка та інші), виконавці (Кукарача і Коректор, Турнір знавців), які сприяють формуванню алгоритмічного мислення учнів.

Веселка в комп'ютері. 2 клас

Програмно-методичний комплекс призначений для використання в навчальному процесі у другому класі. Є продовженням ПМК "Веселка в комп'ютері 1". У складі комплексу 27 ігор, призначених для засвоєння навчального матеріалу з вузловим темами шкільної програми для другого класу. Розглянуто такі теми, як множення і ділення, додавання і віднімання, знаходження периметра і площі, дії з дробами, розвиток навичок усного рахунку та багато іншого. Ігри з російської мови призначені для розвитку навичок розбору слів за складом, розбору пропозицій, контролю орфографії і т.д. Розвиваючі ігри забезпечують розвиток зорової пам'яті, алгоритмічного мислення, уваги, аналізу позиційного будови чисел, здатності до формалізованого сприйняття матеріалу, логічного мислення у сфері кількісних <і просторових відносин.>

Просвіт

Гра "Просвіт" відноситься до серії "Подорож у Сообразілію". Гра сприяє розвитку здібностей аналізувати, узагальнювати, зіставляти і порівнювати.

3. Методика рішення алгоритмічних задач

Завдання в початковому курсі інформатики представлені у вигляді сюжетів. Кожна з них, взагалі кажучи, може бути вирішена без комп'ютера, хоча практично у всіх тем, які об'єднують завдання, є необхідне програмне забезпечення.

Завдання, запропоновані в робочих зошитах А.В. Горячева, розвивають у дітей здатність аналізувати, узагальнювати, робити висновки. Треба відзначити, що всі завдання ставляться до розвиваючих, в зошитах немає "репродуктивних завдань". Серед завдань виділяються завдання, вирішення яких не є однозначними.

Наприклад, за темою "Алгоритми" учням пропонується виконати наступне завдання (вирізати і наклеїти або пронумерувати).

Завдання досить просте, але хлопці, як правило, виконують його по-різному. При розборі таких завдань доцільно використовувати наступний методичнийприйом. Дитина сказав, яким чином він розставив дії по порядку. Учитель повинен сказати: "Ти маєш рацію! Доведи, що такий порядок доцільний". І дитина пояснить, що в його сім'ї прийнято чистити зуби перед їжею тому-то й тому-то. Інша дитина по-іншому розставив картинки, і вчитель йому скаже, що він теж прав, але він повинен це довести. І дитина доведе, що і так теж вірно. Цей прийом спрямований на досягнення відразу кількох цілей:

1) дитина вчиться говорити, аргументувати свою відповідь;

2) навчається слухати інших учнів, тим самим виховується така важлива якість особистості, як толерантність.

Розрізняють і більш складні завдання, коли від учня вимагається не тільки виконати алгоритм по кроках, але і провести аналіз, який предмет викреслити.

Далі слід перейти до вирішення завдань більш високого рівня:

визначити результат дії, яке вони виконують по відношенню до вказаного предмету;

відповісти на запитання: "які дії сталися з предметами?";

зв'язати вихідний предмет і результат, визначаючи що відбулися з ним дії.

Завдання весь час чергуються: то треба скласти алгоритм і записати його підрядник, то за допомогою блок-схеми.

Одним з найулюбленіших завдань на виконання алгоритмів є диктанти по клітинках. У 1-м і 2-му класах дані завдання не дуже складні і звичайно в результаті виходять прості фігури, але дітям дуже подобаються ці завдання. Учитель може придумати сам кілька простих диктантів по клітинках, і не треба шкодувати часу на проведення такого диктанту (можна проводити його на початку або в кінці кожного уроку). Це допомагає дітям краще орієнтуватися, вчить уважності, вмінню слухати. Можна завести спеціальну зошити в клітку, де діти будуть виконувати, ці додаткові диктанти і складати свої власні. Вчитель тільки повинен проставити початкові точки для малювання чергового диктанту. Цю роботу можна організувати попарно або в групі. Такий диктант можна оформити як творчу роботу, а кращі диктанти можна помістити на класний стенд.

Багато завдань приводять дітей у скруту. Наприклад, такі:

Дітям хочеться, і написати слова, і намалювати яблуко. А вони повинні зробити свій вибір і відповідно до нього виконати тільки одну дію. Тому, якщо дітям важко, вирішите з ними спочатку завдання перше, а потім завдання друге.

Тут ніяк не можна зробити одночасно обидві дії: листочок можна пофарбувати тільки або зеленим, або жовтим кольором, а, отже, з двох варіантів можна вибрати тільки один.

Дуже цікаво спостерігати, як діти вирішують це завдання. Зверніть увагу: одні з них знають, точно, що вони люблять і без сумніву беруть той олівець, який їм потрібен. Інші діти замислюються і хапають то той, то інший олівець (ми змусили їх думати, вибирати - це добре).

4. Методичні рекомендації до вирішення алгоритмічних завдань у початковій школі

Рекомендується проводити заняття в кабінеті обчислювальної техніки, активно використовуючи наявні комп'ютерне обладнання, стандартне програмне забезпечення, а також СD - диск, що входить до поставних комплекс.

Структура комплексу з навчальної щаблі 1-4-х класів містить основні (взаємопов'язані) складові:

справжні методичні рекомендації, що включають програму курсу і є самоутвориться елементом програмно - методичного комплексу;

навчальний посібник (підручник) для моделювання пізнавальної діяльності учнів;

учбовий зошит, що включає комплекс практичних завдань;

електронний додаток, що містить інструментарій для моделювання самостійної діяльності учня на комп'ютері і засоби моніторингу цієї діяльності вчителем.

Якісна реалізація програми курсу можлива при наявності повного програмно-методичного комплексу, а також відповідної підготовки педагогів до його застосування в педагогічній діяльності:

Рішення кожної задачі необхідно починати з її аналізу. Це найважливіший момент.

Хоча в основу роботи з робочими зошитами покладена активність учнів, тим не менш, при вирішенні багатьох завдань корисно використовувати методичну допомогу дорослих - батьків, учителя.

Деякі діти не можуть самі вирішувати проблеми і підглядають у сусіда. Зверніть на цих дітей особлива увага. Викликайте їх частіше до дошки, щоб їм довелося самим вирішувати поставлені перед ними завдання. Пересадите їх, нехай вони посидять деякий час одні (тільки спробуйте це зробити так, щоб дитина не подумав, що ви його караєте), примушувати їх самих приймати рішення, змусьте мислити самостійно, поки вони ще маленькі

У робочих зошитах А.В. Горячева завдання змушують учнів розмірковувати, міркувати, шукати і знаходити варіант рішення, а потім доводити свою правоту. При цьому рекомендується застосовувати наступний методичний прийом роботи з малюками: вислухати учня, сказати йому: "Молодець. Ти прав, доведи це".

Завдання поступово повинні ускладнюватися. Якщо учні не справляються із завданням, потрібно перейти до більш простої.

При пошуку рішення завдання можна застосувати прийом виконання завдання учнями, що в деяких випадках сприяє кращій засвоюваності матеріалу.

Висновок

Поява інформатики в початковій школі цілком природно, якщо врахувати, що саме у віці учнів початкової школи в дітей складається стиль мислення. Саме тут доречна постановка і рішення педагогічної задачі (формування операційного або по іншому його називають ще й алгоритмічного стилю мислення учнів, які готуються до виходу зі школи в світ інформаційного суспільства)

Коль скоро з метою навчання інформатики заявлено розвиток системного, аналітичного та алгоритмічного мислення, тобто мислення теоретичного, то тоді ми зобов'язані чітко визначити для себе об'єкт педагогічного впливу (особистість та її мислення в даному випадку) і знайти професійні засоби впливу саме на особу, на її психологічні характеристики, а не тільки способи формування знань, умінь і навичок. Вчителю слід розуміти і весь час пам'ятати, що мислення не є щось абсолютно самостійна і незалежна, а є елемент цілісної системи "особистість".

Курс інформатики може розглядатися як частина курсу математики, основна мета якого - формування у школярів основ алгоритмічного мислення. Під здатністю алгоритмічно мислити розуміється вміння вирішувати завдання різного походження, що вимагають складання плану дій для досягнення, бажаного результату.

Вчителю інформатики на сучасному етапі розвитку змісту та методичної системи навчання інформатики необхідно чітко з'ясувати для себе: що я, вчитель інформатики, в ході своїх уроків інформатики хочу організувати урок, які завдання підберу, що скажу учням, які завдання дам на будинок, як організую взаємодія учнів між собою і. т.д., щоб змінити способи мислення, і як слід робити на уроці, як потім переконатися, що в процесі цього усвідомленого впливу на особистість за допомогою вищевідзначених прийомів і способів сталися саме ті, плановані зміни мислення, а не просто, щоб змінилася кількість знань , умінь і навичок.

Для подолання даної проблеми була висунута гіпотеза: Якщо в процесі навчання інформатики включати аналіз і рішення алгоритмічних завдань, то у молодших школярів, можливо, забезпечити більш високий рівень розвитку алгоритмічного мислення.

У ході дослідження, були розглянуті і вивчені різні методи розв'язання алгоритмічних задач, мислення було розглянуто з психолого-педагогічної точки зору, були приведені методичні рекомендації до вирішення алгоритмічних завдань у початковій школі, дотримання яких допоможе підвищити ефективність навчального процесу. Такі як:

Рішення кожної задачі необхідно починати з її аналізу. Це найважливіший момент.

Хоча в основу роботи з робочими зошитами покладена активність учнів, тим не менш, при вирішенні багатьох завдань корисно використовувати методичну допомогу дорослих - батьків, учителя.

Деякі діти не можуть самі вирішувати проблеми і підглядають у сусіда. Зверніть на цих дітей особлива увага. Викликайте їх частіше до дошки, щоб їм довелося самим вирішувати поставлені перед ними завдання. Пересадите їх, нехай вони посидять деякий час одні (тільки спробуйте це зробити так, щоб дитина не подумав, що ви його караєте), примушувати їх самих приймати рішення, змусьте мислити самостійно, поки вони ще маленькі

У робочих зошитах А.В. Горячева завдання змушують учнів розмірковувати, міркувати, шукати і знаходити варіант рішення, а потім доводити свою правоту. При цьому рекомендується застосовувати наступний методичний прийом роботи з малюками: вислухати учня, сказати йому: "Молодець. Ти прав, доведи це".

Завдання поступово повинні ускладнюватися. Якщо учні не справляються із завданням, потрібно перейти до більш простої.

При пошуку рішення завдання можна застосувати прийом виконання завдання учнями, що в деяких випадках сприяє кращій засвоюваності матеріалу.

Також існує багато різних комп'ютерних програм, що сприяють розвитку у дітей алгоритмічного мислення. При проведенні регулярних розвиваючих занять, систематично організованих цікавих завдань створюються сприятливі умови для формування такого цінного якості як алгоритмічне мислення, як самостійність, що виявляється в активному й ініціативному пошуку вирішення завдань, в глибокому і всебічному аналізі їх умов, в критичному обговоренні та обгрунтуванні шляхів вирішення, в попередньому плануванні і програванні різних варіантів здійснення рішення

Таким чином, висунуту гіпотезу вважаю доведеною

Бібліографічний список

1. Гессен С.І. Основи педагогіки. - М.: Школа - Прес. 1995.

2. Дьяченко В.К. Колективно - групові способи навчання. / / Педагогіка. - 1998. - № 2.

3. Желонкіна О.К. Урок з елементами ділової гри. / / Інфо. - 2004. - № 11.

4. Зубрилін А.А. Ігровий компонент у навчанні інформатики. / / Додаток до журналу Інфо. - 2001. - № 3.

5. Камалов Р.Р. Комп'ютерні ігри як елемент шкільного курсу інформатики. / / Інфо. - 2004. - № 3. .

6. Лихачов Б.Т. Педагогіка. Курс лекцій. - М.: Юрайт. 1999.

7. Малясова С.В. Ділова гра "Професії комп'ютера". / / Інфо. - 2004. - № 6.

8. Мудрик А.В. Про виховання старшокласників: Кн. для клас. керівників. - М.: Просвещение. 1981

9. Підласий І.П. Педагогіка. Новий курс: Підручник для студентів пед. вузів: У 2 кн. - М.: Гуманит. вид. центр ВЛАДОС 1999, - кн.1: загальні засади. Процес навчання.

10. Польщикова О.М. Ділова гра як метод активного навчання на уроках інформатики. / / Інфо - 2004. - № 5.

11. Російська педагогічна енциклопедія. Т.1. - М. - 1993.

12. Руссо Ж. - Ж. Педагогіка. Педагогічні твори. - М. 1981.

13. Смирнов С.А., Котова І.Б., Шиянов Є.М. Педагогіка: педагогічні теорії, системи, технології: Підручник для студентів вищ. і середовищ. навч. закладів / За ред. С.А. Смирнова. - М.: Видавничий центр Академія, 1999.

14. Сорокін Н.А. Проблема дидактики в сучасній загальноосвітній школі. - М. 1990.

15. Рубінштейн.С. Л Основи загальної психології. Під ред. Видавничий будинок "Питер", 2000.

16. Лапчік.М.П., ??Семакін.І. Г, Хеннер Є. До Методика викладання інформатики Під ред. Лапчик. М. П Москва 2003.

17. Попов С.В., Трифонова Є.Є. Інформатика та освіта 8-2003 Про проблему створення інтелектуальних навчальних систем. Під ред. Іванова Т. У Москва 2003

18. Лапчик М.П. та ін Методика викладання інформатики: Навчальний посібник для студентів педагогічних вузів. - М.: Видавничий центр Академія, 2001.

19. Ляхович В.Ф. Основи інформатики. Ростов н / Д: Фенікс, 1998.

20. Урнов В.А., Клімов Д.Ю. Викладання інформатики в комп'ютерному класі: Кн. для вчителя: З досвіду роботи. - М.: Просвещение, 1990.

21. Немов Р.С. Психологія: Підручник для студентів Вищих Педагогічних Підручник закладів: У 3 кн.3-е вид. - М..: Гуманит. Вид. Центр ВЛАДОС, 2000. Кн.2: Психологія освіти.

22. Коляда А.Г. І ДР. Вікно у дивовижний світ інформатики. Донецьк: Сталкер, 1997.

23. Бюлетень. Проблеми інформатизації вищої школи. 1998.

24. Волчинская Є.К. Інформаційні технології і право. М.: Інформатика, 2000.

25. Алфьоров А.П. Стаття "Комп'ютерні мережі. Інтернет ". Інформатика: Збірник нормативно-методичних матеріалів 1998р. Ростов-на-Дону, 1998.

Размещено на Allbest.ru