Исследовательские задачи на занятиях по информатике

Размещено на http://allbest.ru

Вятский государственный университет

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ ЗАДАЧИ НА ЗАНЯТИЯХ ПО ИНФОРМАТИКЕ

Лялин Андрей Васильевич

магистрант кафедры прикладной информатики

Необходимость и проблематичность исследовательской деятельности в школе и университете

Образование, построенное исключительно на усвоении конкретных знаний, умений и навыков, исчерпало себя. В неопределенном и развивающемся мире такое образование, как бы обширно оно не было, быстро устаревает. Формально воспринятая система ЗУНов, без умения и готовности думать и исследовать, пригодна в весьма ограниченных и охраняемых условиях, но бесполезна в новых ситуациях. Понимание этого факта нашло отражение в современных педагогических идеях. Основной акцент здесь смещается на развитие творческих способностей и интеллекта учеников. исследовательский интеллект информатика

Прежде всего, это теории проблемного обучения, как на общедидактическом уровне (И.Я. Лернер, М.И. Махмутов, А.М.Матюшкин, В. Оконь), так и на уровне частных методик (Ю. М. Колягин, Г.Д. Балк и М.Б. Балк, Д. Пойа, Л. М. Фридман, Е. Н. Турецкий).

Целью проблемного обучения является не столько трансляции готовых выводов науки, сколько прохождение самого пути познания. Прежнюю деятельность «без проб и ошибок», «по примеру» сменяет исследовательская деятельность. Ошибка и творческая активность поощряются.

Итак, с одной стороны прогрессивные педагогические концепции, с другой - практика массового образования. И во многом они противоречат друг другу.

Творчество сложно вписывается в стандарты образования и классно-урочную систему. Школа, выполняя социальный заказ, готовит грамотного исполнителя. Развитие творческих способностей в таких условиях может быть лишь случайным. Обществу и государству удобен человек «с заданными свойствами», но «важнейшая задача цивилизации - научить человека мыслить» (Т.Эдисон). Тем не менее, компромисс необходим…и возможен.

Так монография [1] С.М. Окулова является попыткой ответить на вопрос о том, как в рамках массовой школы при обучении информатике, в частности программированию, создать условия для развития интеллекта и научного творчества. Основная идея автора - организация нелинейной среды обучения посредством технологии и содержания обучения. Тем самым достигается соответствие между двумя нелинейными средами - интеллектом и обучением, что ведёт к развитию первого.

Основа нелинейности технологии - компьютер. Это инструмент, который позволяет приблизить обучение к реальному процессу научного познания. Ученик выдвигает гипотезы и экспериментирует. Компьютер объективно указывает на ошибки. Учитель направляет поиск. Основа нелинейности содержания - система задач по программированию, которая позволяет каждому ученику или студенту найти «своё» и двигаться по индивидуальному пути в освоении материала.

Наибольшая же неопределённость заложена в исследовательских задачах. Помноженная на нелинейность работы с компьютером, она даёт максимальный эффект в развитии интеллекта и творчества. Однако количество таких задач в учебниках исчезающе мало. Методика их рассмотрения не проработана. Сделаем небольшой шаг в этом направлении.

Исследовательская задача и требования к ней

В педагогической литературе наряду с термином «исследовательская задача» используются такие термины, как «эвристическая задача», «творческая задача», «нестандартная задача», «проблемная задача», «проблемно-поисковая задача». Каждый из них имеет свои смысловые оттенки, но в основном они синонимичны.

Охарактеризуем, что мы понимаем под исследовательской задачей. Для этого сначала определим её место в иерархии задач.

1. Решение стандартной задачи легко осуществить с помощью шаблонного правила, повторив известный алгоритм, быть может, с незначительнымиизменениями. Такие задачи, конечно, необходимы, в своё время и в нужном количестве. Но замкнутость исключительно на них ведёт к ситуации, когда учащиеся не желают и не умеют самостоятельно работать, стремятся не к мысли, а к разложенной «по полочкам» информации, боятся неопределённости условия и вариативности решения.

2. Напротив, нестандартная задача порождает интеллектуальный конфликт, самостоятельный поиск решения, непосредственно не следующего из изученного материала, открытие субъективно нового. Например, к ним можно отнести такие задачи по программированию. Не используя условного оператора найти количество чётных из четырёх данных чисел. Дана некоторая программа. Что она вычисляет? Имеется несколько вариантов программы, реализующих, скажем бинарный поиск. Определить, какой их них верный.

3. Особое положение среди нестандартных отведём исследовательской задаче, которая предполагает максимальное приближение к научному творчеству и процессу познания, имеет широкий творческий потенциал. Более конкретно, это задача, удовлетворяющая следующим требованиям.

1. (глубина) В основе лежит глубокая (сквозная, фундаментальная) идея, богатый подтекст, оригинальный метод решения.

Глубина и красота идеи притягивают, ведут за собой исследование. Роль эстетического чувства, которое направляет сам поиск решения, отмечали не раз многие учёные. Творческий успех в любой деятельности не может быть достигнут одним интеллектом и расчётом. Требуется вся личность, включая и умение видеть красоту и руководствоваться ей.

Кроме того, это позволяет учащимся приобщаться к настоящей науке, её основам, к тому, что останется при любых обстоятельствах неизменным.

2. (вариативность) Возможны несколько решений, обращение задачи, различные вариации, обобщения, другие приложения той же идеи, смежные идеи, самостоятельное придумывание новых задач, выбор оптимального решения. Тем самым открывается богатое поле для исследования, появляется возможность каждому ученику конструировать для себя проблемы.

Эта деятельность по М.А. Холодной [2] развивает так называемое дивергентное мышление - способность развертывания мысли по множеству разнообразных путей, что является важнейшей частью творчества. Важна и противоположная способность, направленная на выбор единственного варианта - конвергентность. Успешность познания зависит от гармоничности взаимодействия этих двух составляющих. Если доминирует конвергентная составляющая, то ученик не может собрать полную информацию, так как его действия с объектом слишком стереотипны. Если же доминирует дивергентная составляющая, то ученик теряется, «тонет» в лавине информации, будучи не в состоянии её осмыслить. Программирование как процесс упорядочивания информации, способствует гармонизации данных интеллектуальных способностей.

3. (научный метод) В поисках решения активно используются методы «взрослой» науки такие, как постановка вопроса, гипотеза, наблюдение, моделирование, эксперимент, доказательство, обобщение, аналогия. Ведущая роль принадлежит догадке, а не авторитету известных правил.

Творческое мышление и научное познание связывают обычно не столько с решением уже поставленной кем-то задачи, сколько со способностью самостоятельно увидеть и сформулировать проблему, выдвинуть гипотезу, проверить догадку и т. д. Таких возможностей школьное образование практически не предоставляет.

В частности, «специалисты с высокой методической подготовкой разработали задачи, и учащимся осталось только одно - их решать. Но это означает, что последние оказались выключенными из самого первого и очень важного акта мышления, у них нет условий и возможностей учиться самим ставить проблемы и формулировать специальные вопросы. Налицо явная ущербность в развитии мыслительной культуры» [3,с.292-293]. Программирование может восполнить этот пробел. Здесь необходимо постоянно ставить вопросы об ограничениях на данные, об оптимальности программы, проверять её работоспособность на достаточно полной системе тестов.

4. (стимул) Формулировка и суть задачи интересны учащимся, осмысленны и естественны, а не болезненно искусственны и абстрактны.

Задача становится исследовательской, только если ученик принял её как значимую для себя, ценную, интересную. «Тот, кто знает науку, уступает тому, кто находит в ней удовольствие» (Конфуций).

5. (оптимальная трудность) Задача не слишком легка, но и не слишком трудна, поддерживает исследовательское напряжение, но и не подрывает веру в свои силы.

«Сопротивление» и сложность познаваемого материала - необходимое условие возникновения интереса и развития. Так Л.В. Занков [4], исходя из того, что преодоление препятствий способствуют интеллектуальному росту, ввел в свою дидактическую систему принцип обучения на высоком уровне трудности. «Всегда старайтесь работать настолько близко к границе ваших способностей, насколько это возможно. Поступайте так потому, что это единственный способ эту границу определить и отодвинуть» - писал Э.Дейкстра.

Заметим, что последние два требования субъективны, зависят от того, кто и кому преподаёт. Первые три требования являются объективными и работают на усиление неопределённости, нелинейности задачи, расширяя окрестность исследования. Каждое из них необходимо, а все вместе они, по нашему мнению, исчерпывают понятие исследовательской задачи.

Библиографический список

1. Окулов С. М. Информатика: Развитие интеллекта школьников / М.: Бином: Лаборатория знаний. 2005.

2. Холодная М.А. Психология интеллекта: парадоксы исследования / СПб.: Питер.2002.

3. Юлов В. Ф. Мышление в контексте сознания / М.: Академический проект. 2003.

4. Занков Л.В. Обучение и развитие / М.: Педагогика. 1975.

Аннотация

Исследовательские задачи на занятиях по информатике. Лялин Андрей Васильевич Вятский государственный университет магистрант кафедры прикладной информатики

В статье раскрывается понятие исследовательской задачи, определяется её место в иерархии задач и требования к ней.

Ключевые слова: информатика, исследовательские задачи

Размещено на Allbest.ru