Главная Коллекция "Otherreferats" Педагогика Развитие логико-алгоритмического мышления при изучении информатики учащимися 5-6 классов

Развитие логико-алгоритмического мышления при изучении информатики учащимися 5-6 классов

Особенности курса информатики в 5-6 классах. Формирование умений и навыков логико-алгоритмического мышления учащихся. Разработка коммуникативно-развивающих упражнений по информатике, направленных на развитие познавательных способностей школьников.

Рубрика Педагогика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 18.04.2011
Размер файла 4,0 M

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.

Страница:

Размещено на http://www.allbest.ru/

71

Размещено на http://www.allbest.ru/

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

По теме: «Развитие логико-алгоритмического мышления при изучении информатики учащимися 5-6 классов»

Содержание

  • Введение 3
  • Глава 1. Понятие логико-алгоритмического мышления и его развитие на уроках информатики 7
    • §1. Понятие логико-алгоритмического мышления 7
    • §2. Особенности курса информатики в 5-6 классах 11
    • §3. Возможности развития логико-алгоритмического мышления на уроках информатики у учащихся 5-6 классов 24
    • Выводы по первой главе 28
  • Глава 2. Методические рекомендации по организации уроков информатики по формированию логико-алгоритмического мышления 30
    • §1. Требования к системе задач, направленных на развитие логико-алгоритмического мышления 30
    • §2. Система заданий, направленных на формирование логико-алгоритмического мышления при работе в среде ЛогоМирsы 35
    • §3. Методические рекомендации по использованию системы заданий 60
    • Выводы по второй главе 67
  • Заключение 69
  • Библиография 71
  • Приложения. 74

Введение

Формирование умений и навыков логико-алгоритмического мышления учащихся можно рассматривать как одну из главных задач современной школы, которая реализуется в процессе изучения предметов школьного цикла, и информатики в том числе. Овладение общедидактическими умениями обуславливает сознательное и прочное усвоение основ наук и развитие личности школьника. Изучением процессов логического мышления занимались такие известные психологи, как П.П. Блонский, Л.С. Выготский, В.А. Крутецкий, Н.С. Лукин, Ж.Пиаже, С.Л. Рубинштейн, Д.И. Фельдштейн и другие.

Роль обучения в развитии логического мышления и основные методические положения по воспитанию логической культуры учащихся раскрыты в работах С.Алиханова, Р. Вафаева, Ю.М. Калягина, М.И. Моро, A.M. Пышкало и др.

Тем не менее, вопросы логической грамотности учащихся остаются весьма актуальными и в настоящее время. Многолетние наблюдения убеждают в том, что в мышлении учащихся старшего звена можно обнаружить недостатки, сходные с теми, которые наблюдаются у необученных детей: ориентировка на случайные признаки, которые в данный момент являются наиболее «яркими», нерасчлененность параметров изучаемых объектов, неумение отвечать на заданный вопрос, давать определение какому-нибудь понятию, большая связанность спецификой предложенного материала, нечувствительность к противоречиям, давление житейского уровня объяснений над логическим и др.

Таким образом, очевидно, что в практике работы современной школы (традиционная система обучения) существует серьезная проблема: система логической подготовки учащихся не отвечает требованиям времени.

Актуальность темы исследования обусловлена потребностями современного общества в социально активной, творческой личности, формируемой в процессе обучения в школе; необходимостью решения проблемы развития мыслительных способностей учащихся; важностью педагогической интерпретации достижений психологии для целей обучения и развития школьников на уроках информатики; поиска дидактических возможностей и методических средств формирования мыслительных операций как обязательного условия овладения системой необходимых понятий и формирования умений и навыков логико-алгоритмического мышления в процессе обучения информатике. Кроме того, обращение к данной теме обусловлено необходимостью подготовки выпускников школ к дальнейшей самостоятельной жизни и успешной аттестации за курс средней школы: с введением единого государственного экзамена (ЕГЭ) по информатике.

Недостаточная теоретическая и методическая разработанность проблемы формирования логико-алгоритмического мышления школьников на уроках информатики и обусловила выбор темы нашего исследования «Развитие логико-алгоритмического мышления при изучении информатики учащимися 5-6 классов».

Проблема исследования - необходимость изучения уровня развития логико-алгоритмического мышления у учащихся 5-6 классов при изучении информатики.

Объект исследования - процесс обучения информатике в средней школе.

Предмет исследования - педагогические условия развития логико-алгоритмического мышления учащихся среднего школьного возраста в процессе обучения информатике.

Цель исследования - определить требования к системе заданий, способствующих развитию логико-алгоритмического мышления на уроках информатики у учащихся 5-6 классов, сформулировать рекомендации по совершенствованию процессов формирования логико-алгоритмического мышления учащихся на уроках информатики.

Гипотеза исследования: развитие логико-алгоритмического мышления учащихся в процессе обучения информатике будет эффективным, если использованы потенциальные возможности учебного предмета информатика, заключающиеся в усвоении знаний как системы понятий и вовлечении учащихся в самостоятельную познавательную деятельность при выполнении коммуникативно-развивающих упражнений, направленных на развитие познавательных способностей школьников.

Цель, объект, предмет и выдвинутая гипотеза исследования определили необходимость постановки и решения ряда задач.

Задачи исследования:

1. Провести анализ психолого-педагогической, научно-методической, учебно-дидактической литературы.

2. Провести психолого-педагогический анализ индивидуальных особенности развития и формирования мышления у учащихся 5-6 классов.

3. Определить подходы к формированию логико-алгоритмического мышления учащихся среднего школьного возраста.

4. Определить требования к системе заданий, направленных на формирование логико-алгоритмического мышления, подготовить систему заданий, отвечающих данным требованиям.

Методы исследования - анализ психолого-педагогической, научно-методической, учебно-дидактической литературы, учебников и учебных пособий по информатике; изучение педагогического опыта по формированию логико-алгоритмического мышления учащихся среднего школьного возраста при изучении информатики.

Теоретическая значимость:

1. Обоснован выбор языка программирования для первоначального знакомства учащихся с основами программирования и алгоритмизации.

2. Разработаны методические рекомендации по изучению темы «Среда программирования ЛогоМиры», поурочное и тематическое планирование.

3. Смоделирована система уроков направленная на формирование у учащихся 5-6 классов логико-алгоритмического мышления.

Практическая значимость:

1. Разработаны методические рекомендации по реализации структуры и содержания по изучению линии «Программирование и алгоритмизация».

2. Представлен комплекс задач, направленный на развитие логического и алгоритмического языка.

Глава 1. Понятие логико-алгоритмического мышления и его развитие на уроках информатики

§1. Понятие логико-алгоритмического мышления

Современный уровень развития общества требует уже от младших школьников умения мыслить логически, отвлечённо, т.е. выяснять причины и сущность явлений, уметь объяснить их.

Учитывая возрастные и психологические особенности младших школьников, можно говорить о формировании в курсе начальной школы лишь отдельных элементов логико-алгоритмической культуры учащихся. Учащиеся младших классов обычно не воспринимают правила, сформулированные в лаконичной форме, как алгоритмы. Необходимо научить учащихся выделять элементарные шаги своих действий. Логические умения как средство познания и осмысления курса информатики в начальных классах должны выступать объектом специального предварительного формирования. Решению этой задачи способствует организация альтернативных курсов, имеющих целью развитие логического мышления младших школьников.

Психолого-педагогические исследования свидетельствуют о том, что к семи годам у ребенка уже возникают элементы логического мышления, однако отсутствие достаточно развитого языка логики не позволяет детям свободно выражать свои мысли и наблюдения, а также делать логические выводы. Формирование элементов логического языка должно основываться на опыте конкретных логических действий, которые позднее получат обобщение и логические отношения примут формальный характер в виде математических формул.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что развитие логико-алгоритмического мышления целесообразнее начинать в младшей школе, но для эффективности формирования данного вида мышления необходимо уделить особое внимание на раннем этапе изучения информатики в средней школе.

В младшем и среднем школьном возрасте происходит интенсивное развитие интеллекта и всех познавательных процессов (внимание, восприятие, мышление, память).

Критериями возрастного развития также являются анатомические, физиологические, психологические, педагогические, физические показатели состояния организма ребёнка. Учитель должен учитывать все эти критерии. Например, при однообразной работе понижается активность нервных клеток, наступает торможение, что приводит к быстрой утомляемости (здесь необходимо учитывать возрастные физиологические показатели). К психологическим критериям возрастного развития относятся особенности ощущения, восприятия, представлений, памяти, воображения, внимания, мышления, речи, темперамента и характера, навыков и умений, а также других психологических черт и свойств личности.

Учащиеся 5-6 классов, хотя и относятся по своему психологическому развитию к среднему школьному возрасту (подростковому возрасту), ещё во многом напоминают младших школьников.

Если младший школьный возраст является периодом относительно спокойного анатомо-физиологического созревания организма ребёнка, развития его психических процессов, становления характера и направленности, то средний школьный возраст - есть возраст бурного, неравномерного роста ребёнка во всех отношениях. Этот период считают переломным, переходным от детского к взрослому состоянию, т.е. подросток - полуребёнок и полувзрослый, детство уже ушло, но зрелость ещё не наступила.

Важным психическим новообразованием подросткового возраста является развитие произвольности всех психических процессов. Подросток уже вполне самостоятельно может организовывать своё внимание, память, мышление, воображение. В этом возрасте происходит переход к новой и высшей форме интеллектуальной деятельности - к «рассуждающему» мышлению, мышлению в понятиях. Поэтому можно сказать, что подростковый возраст очень благоприятен для развития психических процессов, в особенности мышления.

Психолог С.Л. Рубинштейн пишет: «Мыслить человек начинает, когда у него появляется потребность что-то понять. Мышление обычно начинается с проблемы или вопроса, с удивления или недоумения, с противоречия. Этой проблемной ситуацией определяется вовлечение личности в мыслительный процесс, он всегда направлен на разрешение какой-то задачи. Такое начало предполагает и определённый конец. Разрешение задачи является естественным завершением мыслительного процесса» [17].

Таким образом, мышление - это познавательная деятельность личности, характеризующаяся обобщённым и опосредованным отражением действительности [6]. Познание сущности и закономерности объектов и явлений происходит с помощью таких мыслительных операций, как анализ, синтез, сравнения, абстракции и т.д.

На уроках информатики учащимся приходится решать специфические задачи. Для их решения необходимо обладать логико-алгоритмическим стилем мышления.

Понятие «логико-алгоритмическое мышление» широко используется в современной методической литературе, посвященной обучению информатики. При этом большинство авторов программ курса школьной информатики считает развитие именно данного типа мышления одной из основных целей обучение информатики. К сожалению, авторы в большинстве случаев не определяют, что такое «логико-алгоритмическое мышление». В лучшем случае оно поясняется на эмпирическом уровне. Между тем, мы считаем, что научно обоснованное уточнение содержания, которое вкладывается в понятие алгоритмического мышления, является ключевой проблемой при выяснении целей обучения и содержания раздела «Алгоритмизация и программирование». Особое значение это понятие приобретает в связи с дальнейшим практическим применением приобретенных навыков, приемов, подходов, которые формируются в процессе развития логико-алгоритмического мышления.

Любую человеческую деятельность всегда можно представить в виде процесса решения человеком тех или иных задач (учебных, познавательных, трудовых и т.п.).

Например, для понимания программы человеку приходится представлять себе всю ту огромную работу, которую проделывает компьютер, выполняя программу. Алгоритмическое мышление как раз и позволяет сворачивать длинные последовательности действий в короткие программы и наоборот, разворачивать мысленно короткие программы в длинные последовательности действий. Весь смысл алгоритмизации и состоит в том, что мы способны с помощью алгоритмических конструкций компактно описывать и задавать как огромные последовательности действий, так и огромные массивы информации.

Поэтому можно сказать, что логико-алгоритмическое мышление - это система мыслительных способов действий, приемов, методов и соответствующих им мыслительных операций, которые направлены на решение как теоретических, так и практических задач, и результатом которых являются алгоритмы как специфические продукты человеческой деятельности.

Алгоритмическое мышление наряду с алгебраическим и геометрическим является необходимой частью научного взгляда на мир. В то же время оно включает и некоторые общие мыслительные навыки, полезные и в более широком контексте, например, в рамках так называемого бытового сознания. К таким относится, например, разбиение задачи на подзадачи [15].

Среди специфических свойств логико-алгоритмического мышления можно выделить следующие:

· дискретность («пошаговое» исполнение, конкретизация действий, структурирование процесса выполнения операций);

· абстрактность (возможность абстрагирования от конкретных исходных данных и перехода для решения общей задачи, т.е. задачи, не имеющей конкретных значений исходных данных).

Логико-алгоритмическое мышление определяется следующими компонентами:

1. Анализ требуемого результата и выбор на этой основе исходных данных для решения проблемы.

2. Выделение операций, необходимых для решения.

3. Выбор исполнителя, способного осуществлять данные операции.

4. Упорядочение операций и построение модели процесса решения.

5. Реализация процесса решения и соотнесение результатов с тем, что следовало получить.

6. Коррекция исходных данных или системы операций в случае несовпадения полученного результата с предполагаемым.

Формирование у учащихся 5-6 классов данных специфических свойств мышления представляет значительную трудность. Поэтому главной задачей учителя информатики является развитие у учащихся среднего школьного возраста данного типа мышления за счёт выработанной системы заданий, а также благодаря специальному программному обеспечению.

Курс информатики в 5-6 классах имеет огромную роль в формировании у учащихся логического и алгоритмического мышления. Выделим основные особенности преподавания данного курса.

§2. Особенности курса информатики в 5-6 классах

алгоритмический информатика школьник

Самая молодая и самая проблемная из всех школьных дисциплин - школьная информатика. Одной из основных проблем является недостаточная разработанность методик преподавания информатики. Существует большое сходство и в способах организации учебного процесса (от теории - к решению задач) и в методиках обучения между информатикой, математикой и физикой. Разумеется, в школе, при преподавании информатики могут и часто используются уже отработанные методики преподавания, например, математике. При этом они нуждаются в корректировании, изменении, учитывая сложность преподавания предмета информатики специфические проблемы : уровень использовании школьником компьютера для выполнения домашних заданий, удовлетворения своих интересов, так как компьютер является одновременно и объектом изучения, и средством обучения, и, в силу различия материального и культурного уровня семей, у школьников разные уровни доступа к компьютеру; разный уровень знаний и умений по информатике, так как по информатике, и по любому школьному предмету, учащийся приобретает не только на уроках; социально-психологические проблемы, в частности, выявленный современными исследованиями психологов феномен компьютерной тревожности: боязнь испортить или сломать что-нибудь, ощущение незнания и неумения, боязнь нового и незнакомого, что резко снижает эффективность обучения информатике.

Обычно на уроки информатики школьники любых классов идут с удовольствием, и связано это с тем, что компьютер сам по себе уже является стимулом к изучению предмета. Этот стимул в последнее время ослабляется в связи с проникновением компьютера во многие сферы человеческой деятельности. Вот почему, на наш взгляд, так остро стоит проблема разработки и совершенствования методик преподавания школьной информатики.

Изучение информатике в школе можно разделить на два этапа: обучение предмету в средних классах (с 5-го по 9-ый класс) и в старших классах (10 - 11-ый классы). На каждом этапе обучения, методики преподавания курса информатики имеют свои особенности. Обучение в средних классах является наиболее ответственной и сложной задачей. Именно с 5-го по 9-ый класс школьникам даются основные сведения об окружающем мире, идет осознанное формирование мировоззрения, корректируемое их личным внешкольным опытом.

Можно сформулировать основные знания, умения и навыки, которыми должен обладать ученик при обучении информатике в 5-6-х классах:

· научиться понимать и правильно применять на бытовом уровне понятия «информация»;

· различать виды информации по способам её восприятия человеком;

· вводить информацию в компьютер с помощью клавиатуры и мыши;

· уметь применять текстовый редактор для набора, редактирования и форматирования простейших текстов;

· уметь применять простейший графический редактор для создания и редактирования рисунков;

· уметь выполнять вычисления с помощью приложения Калькулятор;

· создавать проекты с применением информационных технологий;

· знать о требованиях к организации компьютерного рабочего места, соблюдать требования безопасности и гигиены в работе со средствами ИКТ.

По окончании 6 класса учащиеся должны: иметь представление об алгоритмах, приводить их примеры; иметь представления об исполнителях и системах команд исполнителей; уметь пользоваться стандартным графическим интерфейсом компьютера, знать назначение программы ЛогоМиры, составлять алгоритмы для выполнения различных задач в ЛогоМирах, реализовывать программы для исполнителя Черепашки и др.

Требования к уровню знаний, по завершении изучения раздела «Алгоритмизация и программирование».

Учащиеся должны знать:

· понятие алгоритма как организованной последовательности действий, допустимых для некоторого исполнителя, и записанной на формализованном языке;

· понятие исполнителя алгоритмов как сочетания «рабочего инструмента» и устройства управления;

· определение программы как алгоритма, записанного на формальном языке, понятном исполнителю, имитируемому на компьютере.

Учащиеся должны понимать:

· что устройства управления у различных исполнителей могут быть одинаковыми;

· что каждый исполнитель может использоваться для решения лишь определенного круга задач;

· что имитация с помощью компьютера исполнителя алгоритмов означает имитацию его допустимых действий и устройства управления.

Учащиеся должны уметь:

· распознавать, подходит ли данный алгоритм для решения задач из данного класса;

· определять примерный набор допустимых действий для решения данного класса жизненных задач;

· выбирать исполнителя, способного реализовать данный алгоритм, исходя из его СКИ;

· работать с исполнителями, имитируемыми на компьютере, поручая им выполнение отдельных команд и линейных программ..

Обучение школьников алгоритмизации и программированию с методической точки зрения является одной из самых трудных задач. Составление программ - весьма сложный процесс, включающий в себя значительное число качественно разнообразных этапов. Наиболее сложные из них - постановка задачи и ее алгоритмизация. Именно этим этапам необходимо уделять основное внимание при разработке методик по преподаванию разделов алгоритмизации и программирования. Как правило, в учебных пособиях при объяснении данных разделов приводятся конкретные задачи различных типов и соответствующие им алгоритмы с некоторыми частными пояснениями. В основном рассматриваются примеры линейного, разветвляющегося и циклического типов, а также алгоритмов с «вложенными циклами». Если дается решение более сложных задач, то приводятся готовые алгоритмы решения без их описания процесса построения алгоритмов. Считается, что, изучив приведенные примеры, учащийся сможет составить алгоритм любой задачи. Однако это далеко не так.

При обучении алгоритмизации необходимо использовать унифицированную и формализованную процедуру перехода от словесно-формульного описания метода решения задачи к схеме алгоритма этой задачи, причем такой схеме, которая может быть формально перекодирована в программу на алгоритмическом языке. Эта процедура позволяет строго логически выводить формулы и условия, составляющие «начинку» алгоритма (программы). Особенность такого подхода еще и в том, что он требует от учащегося подробного описания процесса вывода алгоритма, поэтому процесс обучения алгоритмизации становится хорошо наблюдаемым для учителя, а значит, и хорошо управляемым. В качестве основного средства описания алгоритмов методически правильно выбирать блок-схемы алгоритмов - наиболее наглядный и понятный, а кроме того, и наиболее естественный для человека способ, т.к. человек мыслит образами и ему легче воспринимать образы, нежели текст.

Программа по информатике и информационно-коммуникационным технологиям в 5-6 классах составлена на основе федерального компонента государственного стандарта основного общего образования и программы Н.В. Макаровой. «Информатика. 5-6 класс. Начальный курс».

Информационные процессы и информационные технологии являются сегодня приоритетными объектами изучения на всех ступенях школьного курса информатики. Целями изучения этого предмета в 5-6 классах являются: формирование готовности к использованию методов информатики и средств ИКТ в учебной деятельности; пропедевтика понятий базового курса информатики; развитие творческих и познавательных способностей школьников, логического и алгоритмического мышления.

Настоящая программа описывает начальный курс информатики, предназначенный для изучения в 5-6 классах общеобразовательных учреждений.

Предполагаемый объем учебного времени - 1час в неделю, 34 часа в год. Таким образом, весь курс рассчитан на 68 часов.

Распределение содержания по годам обучения может быть вариативным. Основополагающими принципами построения курса информатики в 5-6 классах являются: целостность и непрерывность; научность в сочетании с доступностью; практико-ориентированность и межпредметность; концентричность в структуризации материала.

Содержание учебного предмета «Информатика и информационно-коммуникационные технологии» осваивается в рамках образовательной области «Технологии». Не допускается деление предмета на два («Информатику» и «Информационные технологии») при заполнении журналов и аттестационных документов.

Главной целью курса раннего обучения информатике с первых лет существования школьной информатики было обозначено развитие алгоритмического (впоследствии установился термин «операционного») мышления. Операционное мышление представляется совокупностью навыков умственных действий, которые необходимы каждому современному образованному человеку, а именно: умение планировать структуру действий, умение строить информационные модели, умение организовать поиск информации, умение дисциплинировать и структурировать общение, умение инструментировать свою деятельность.

Одно из центральных умений операционного мышления - планирование структуры действий, в простейших случаях - планирование действий, безусловно, формируется под влиянием алгоритмических разделов курса. На бытовом уровне и дети, тем более взрослые понимают и вкладывают определенный смысл в слова «цикл», «циклические действия», в высказывания типа «если …, то …, иначе …». Однако это не означает, что любой человек представляет существо базовых алгоритмических структур и модель их работы. Сформировать такое обобщение - значит, вооружить человека определенным инструментарием. Для этого необходимо движение от конкретных знаний и умений к абстрактному обобщенному знанию, к дальнейшему применению его на практике, т.е. переносу знаний в иные сферы деятельности.

Поэтому естественно предполагать пропедевтику понятия алгоритма, нисходящего проектирования алгоритмов, базовых алгоритмических структур с самых первых лет обучения информатике в начальной школе.

Был проведен сравнительный анализ алгоритмических разделов нескольких широко известных курсов раннего обучения информатике. Этот анализ высветил проблему: построение системы задач для освоения младшими школьниками алгоритмических разделов и использование ее для научно обоснованного варианта методики обучения алгоритмизации в пропедевтическом курсе информатики.

Рассмотрим результаты анализа и предложения по преодолению обозначенной проблемы.

Методика раннего обучения алгоритмике рассмотрена в рамках курсов нескольких широко известных авторских коллективов:

«Информатика в играх и задачах», авторский коллектив под рук. А.В. Горячева, 1- 4 классы;

ПМК «Мир информатики», авторский коллектив под рук. А.В. Могилева, 1-4 классы;

ПМК «Роботландия», авторы Ю.А. Первин, А.А. Дуванов, Я.Н. Зайдельман, М.А. Гольцман, 2 года, 2 часа в неделю;

Курс «Информатика для начальной школы», А.Л. Семенов, Т.А. Рудченко, 2-4 классы;

УМК «Информатика», авторы С.Н. Тур, Т.П. Бокучава, с 2005 года УМК по информатике, 2-4 классы;

УМК по курсу Информатика и ИКТ, автор Босова Л.Л., 5, 6 классы;

УМК «Информатика. 5-6 класс. Начальный курс», авторы Макарова Н.В., Николайчук Г.С., Титова Ю.Ф., Симонова И.В.

Рассмотрен курс «Азы программирования» (автор А.А.Дуванов). Особое его положение связано с тем, что он рассчитан на 5 лет школьного обучения и еще не завершен. Вместе с тем, первые книги и курсы не только изданы, но и активно используются в практике школ.

В сравнительном анализе учтены два курса, которые целиком посвящены освоению основ алгоритмизации, поэтому их скорее можно считать факультативными. Но рассчитаны они на работу с детьми одного возраста, начиная с 5 класса. Поэтому рассмотрение методов их работы, безусловно, будет полезным.

Сравним два курса информатики, которые наиболее емко раскрывают линию «Алгоритмизация и программирование»:

· А.А. Дуванов, А.В. Рудь, В.П. Семенко «Азы программирования», факультативный курс, 5-9 классы.

· «Информатика. 5-6 класс. Начальный курс», авторы Макарова Н.В., Николайчук Г.С., Титова Ю.Ф., Симонова И.В.

Проведен анализ методических особенностей каждого указанного курса, имеющихся комплексов задач и упражнений и программной поддержки задач, разработанной и применяемой в том или ином курсе.

Приведем некоторые результаты сравнительного анализа.

Процентное выражение доли алгоритмических разделов в курсах обучения информатики разнится достаточно сильно: 20%-30%.

Необходимость освоения основных алгоритмических конструкций (следование, цикл, ветвление) на начальном этапе ни у кого из авторов не вызывает сомнения, однако порядок их освоения различен.

Говоря о необходимости развития мышления ребенка и реализации его творческих способностей и потребностей, следует признать, что для этого необходимо создавать ему соответствующие условия и предоставлять возможности в виде, например, проектной деятельности. Следует отметить, что полная, методически разработанная система проектной деятельности представлена в единственном курсе (авторы А.Л. Семенов, Т.А. Рудченко). Как показал анализ, проектное направление пока представляется достаточно сложным для многих авторов.

Полученные результаты показали большое разнообразие характера задач и их сложности в сравниваемых курсах. Сложность предлагаемых заданий можно охарактеризовать тремя показателями.

Первый связан с последовательностью тем, изучаемых в курсе: линейные, циклические, ветвящиеся, рекурсивные алгоритмические конструкции, разбиение задачи на подзадачи. По этому показателю курсы имеют значительные отличия. Введем понятие показателя тематической сложности. Обозначим этот показатель как показатель тематической сложности.

Второй характеризует содержательную сложность задач внутри темы: количество команд линейного алгоритма, количество и вложенность циклов, количество и вложенность ветвлений, комбинацию всех структур. По второму показателю подходы авторов курсов сходны. Но нельзя констатировать, что последовательности задач всех курсов выстроены в полном соответствии с принципом постепенного нарастания сложности.

Третий показывает деятельностную сложность постановки задания для одного и того же алгоритма: от выполнения до определения алгоритма методом «Черного ящика».

Один и тот же алгоритм может служить основанием для формулировки нескольких заданий. Полученные задания (в рамках одной задачи) будут иметь разную сложность, и будут располагаться по усложнению следующим образом:

1. Выполнить заданный алгоритм.

2. Расставить приведенные команды алгоритма по порядку.

3. Обработать (дописать, исправить, сравнить) алгоритм.

4. Разработать (составить, установить методом «Черного ящика») алгоритм.

Анализ показал, что целенаправленная разработка заданий всех типов не характерна для каждого курса.

Программная поддержка в преподавании алгоритмики тесно связана с понятием исполнителя и его программной реализацией. Курсы, в которых нет электронной поддержки, предлагают сочетание с занятиями по информационным технологиям. Однако следует согласиться, что для алгоритмических разделов такая поддержка недостаточна.

Мультимедийные возможности компьютеров стимулировали появление совершенно нового элемента обучения - мультимедийных лекций. Это способствует самостоятельной работе с материалами курса, и, следовательно, служит индивидуальному подходу в обучении. Курс «Мир информатики», разработанный под руководством А.В. Могилева, продемонстрировал первый опыт поддержки теоретической части в виде мультимедийных лекций.

Таким образом, программно разрабатывается не только задачная часть курсов, но и традиционно теоретическая.

Реальность сегодняшнего дня такова, что в обучении информатике используется множество различных программ и учебных пособий, значительно отличающихся друг от друга как содержанием и направленностью изложения материала, так и глубиной изучения отдельных вопросов. В настоящее время существует большой рынок обучающих программ и программно-методических комплексов (ПМК), обеспечивающих программную поддержку школьного курса информатики.

Вот только если для младших школьников имеется достаточно большой набор литературы, преследующей схожие цели, то для 5-7 классов этот список ограничен 3-5 учебниками, причем они с большим трудом хоть в какой-то степени могут быть согласованы между собой.

Учителю трудно сориентироваться в существующем многообразии подходов к начальной подготовке по информатике и информационным технологиям и выбрать что-то одно, особенно если речь идет о самой обычной массовой общеобразовательной школе.

При выборе наиболее приемлемой литературы как для пропедевтического курса, так и второго этапа изучения основ информатики, можно посоветовать руководствоваться такими принципами как:

* принцип непрерывности и целостности (пропедевтический этап - важное звено единой общешкольной подготовки по информатике и информационным технологиям);

* принцип дидактической спирали (с учетом имеющегося опыта обучаемых вначале идёт как бы общее знакомство с понятием, а затем его последующее развитие и обогащение, создающее предпосылки для научного обобщения в старших классах);

* научность в сочетании с доступностью, строгость и систематичность изложения (включение в содержание фундаментальных положений современной науки с учетом возрастных особенностей обучаемых);

* принцип внутренней дифференциации (освоение учебного материала на разных уровнях в зависимости от подготовленности школьника, реализация им собственной траектории обучения за счет использования возможностей средств информационных технологий);

* принцип интегративности курса (представление всех основных возможностей применения средств и методов информатики, информационных технологий);

* принцип практико-ориентированности (отбор содержания, учитывающего специфику социальной среды и направленного на решение методом проектов практических задач планирования деятельности, поиска нужной информации, инструментирования всех видов деятельности на базе использования информационных технологий);

* принцип развивающего обучения (обучение ориентировано не только на получение новых знаний в области информатики и информационных технологий, но и на активизацию мыслительных процессов, формирование и развитие у школьников общеучебных умений овладения стратегией усвоения учебного материала, формирование навыков самостоятельной работы). [7].

В добавление ко всему выше изложенному, хотелось бы отметить, что в последнее время появилось много обучающих пособий с видеоматериалами. Дети очень любят слушать стихи, сказки, смотреть фильмы, находить ответы вместе с героями любимых мультфильмов. Поэтому использование видеоматериалов на уроке резко повышает интерес учащихся к изучаемому материалу. Задача учителя -- правильно подобрать материал, соответствующий возрасту, объему знаний учащихся, санитарно-гигиеническим нормам, поставить задачу перед детьми и проконтролировать ее выполнение, желательно в игровой форме. [1]

Ряд возникающих перед учителем проблем может быть решен и благодаря созданию дифференцированных задачников по информатике, практикумов по информационным технологиям (ведь требуется учитывать разный уровень подготовки школьников, различия в развитии памяти, мышления и внимания). Каждый педагог получил бы возможность в рамках единой концепции выстраивать собственную траекторию обучения в зависимости от уровня его учеников.

В настоящее время происходит отказ от обязательного освоения школьниками сред и языков профессионального программирования как составной части общеобразовательной подготовки школьников. Это спорный вопрос: с одной стороны, действительно, если к 10 - 11 классу алгоритмического, операционного (направленного на выбор оптимальных решений) мышления не сложилось, то оно уже навряд ли сформируется, а с другой стороны, следует учитывать, что алгоритмическое мышление, наряду с алгебраическим и геометрическим, является необходимой частью научного взгляда на мир. В то же время оно включает и некоторые общие мыслительные навыки, полезные и в более широком контексте, например, в рамках так называемого бытового сознания (к таким относится, например, разбиение задачи на подзадачи). Попытки обойтись без основ алгоритмизации и готовить "чистого" пользователя все равно приводят к необходимости какого-то способа записи алгоритмов его действий, например, описание логики поиска в базе данных. Поэтому следует начать изучение алгоритмизации и основ логики уже с пропедевтического этапа с тем, чтобы на базовом уровне все-таки познакомить ребят с языком программирования высокого уровня. В условиях же раннего информатического образования нагляднее будет использование многообразия программных исполнителей.

Содержательно программа курса обучения информатике в 5-7 классах (с учетом нагрузки - 1час в неделю, 105 часов за 3 года) может быть организована в виде таких направлений:

* логика. Данный раздел призван повысить общую культуру мышления учащихся, развить и систематизировать их интуитивные навыки ясного, последовательного и доказательного мышления.

* алгоритмизация и программирование. Учащиеся изучают и работают с понятиями, непосредственно связанными с алгоритмами на уровне разработки алгоритмов для решения задач с графическими построениями (моделирование на плоскости) и вычислительного характера из курса математики. Запись алгоритмов осуществляется на языке программирования Лого.

* информация и информационные процессы;

* обработка текстовой и графической информации (начальное знакомство);

При проведении уроков по теме «Логика» можно использовать книги Горячева А.В. серии «Информатика в играх и задачах» для 5-6 классов, серию книг А.З. Зака «Путешествие в сообразилию», многообразные публикации газеты «Информатика и образование».

Для темы «Алгоритмизация и программирование» используется обучающая среда ЛогоМиры (MicroWorlds), привлекающая тем, что программирование из скучной дисциплины превращается в увлекательную игру, в процессе которой происходит быстрое и прочное усвоение основных понятий и навыков программирования.

Следующим двум разделам с учетом возрастных особенностей посвящено много печатных изданий и газетных публикаций, но особенно хотелось бы подчеркнуть серию книг Дуванова А.А. «Азы информатики».

Вводный курс должен сформировать у учащихся готовность к информационно-учебной деятельности, выражающейся в желании учащихся применять средства информационных и коммуникационных технологий в любом предмете для реализации учебных целей и саморазвития.

§3. Возможности развития логико-алгоритмического мышления на уроках информатики у учащихся 5-6 классов

Формирование логико-алгоритмического мышления - важная составная часть педагогического процесса. Помочь учащимся в полной мере проявить свои способности, развить инициативу, самостоятельность, творческий потенциал - одна из основных задач современной школы. Успешная реализация этой задачи во многом зависит от сформированности у учащихся познавательных интересов.

Информатика даёт реальные предпосылки для развития логико-алгоритмического мышления, задача учителя - полнее использовать эти возможности при обучении детей информатике.

Основной целью решения логических задач на уроках информатики в средней школе является формирование у учащихся логико-алгоритмического мышления, а также получение первоначальных представлений о базовых понятиях курса информатики. При этом система задач и методика работы над ними должны способствовать развитию у учащихся умений наблюдать, сравнивать, абстрагировать и обобщать.

Научить детей решать задачи - значит научить их устанавливать связи между данными и искомым и в соответствии с этим выбирать, а затем и выполнять некоторый действия.

Работа над задачами не должна сводиться к натаскиванию учащихся на решение задач сначала одного вида, затем другого и т. п. главная цель - научить детей осознанно устанавливать определенные связи между данными и искомым в разных жизненных ситуациях, предусматривая постепенное их усложнение. Чтобы добиться этого, учитель должен предусмотреть в методике обучения решению логических задач одного вида ступени, имеющие свои цели.

На первой ступени учитель ведет подготовку к решению задач рассматриваемого вида. На этой ступени ученики должны усвоить связи, на основе которых они будут выбирать действия при решении таких задач.

На второй ступени учитель знакомит учеников с решением задач рассматриваемого вида. Здесь дети учатся устанавливать связи между данными и искомым и на этой основе выбирать нужные действия, т. е. они учатся переходить от конкретной ситуации, выраженной в задаче, к выбору соответствующего действия. В результате такой работы учащиеся знакомятся со способом решения задач рассматриваемого вида.

На третьей ступени учитель формирует умение решать задачи рассматриваемого вида. Учащиеся на этой ступени должны научиться решать любую задачу рассматриваемого вида независимо от ее конкретного содержания, т. е. они должны обобщить способ решения задач этого вида.

В учебнике Н.В. Макаровой знакомство с понятием «исполнитель» происходит после изучения свойств алгоритма, видов алгоритма, форм представления алгоритма, стадий создания алгоритма. Определяется понятие «исполнитель» как объект, который выполняет алгоритм. Отсутствуют упоминания об учебных исполнителях, о системе команд исполнителя. Знакомство с этими понятиями происходит в косвенной форме на примере работы в творческой учебной среде программирования ЛогоМиры.

Без программирования развитие логико-алгоритмического мышления практически невозможно, так как отсутствует возможность компьютерного эксперимента проверки работоспособности алгоритма. Поэтому изучать основы алгоритмизации и программирования нужно в средней школе на базе таких творческих учебных сред программирования, как Кумир, Роботландия, ЛогоМиры и другие.

В качестве критериев выбора языка программирования в литературе предлагаются следующие:

1. Простота на начальной стадии изучения, чтобы дети могли сразу начать писать, проверять и отлаживать простые программы. Важно заинтересовать детей и рассеять сомнения по поводу их способностей к программированию.

2. Близость к образу мышления детей, должен содержать команды для работы с изображениями и словами, которые достаточно просты для детей.

3. Развитие у детей грамотных методов программирования и решения задач, обеспечение солидной основы для изучения других языков программирования.

4. Распространённость, наличие языка на различных моделях персональных компьютеров, особенно в виде бесплатных версий. Это важно, так как в настоящее время многие ученики хотят учиться программированию дома, на имеющихся у них компьютерах.

Из всех существующих учебных сред программирования этим критериям удовлетворяет среда ЛогоМиры, являясь пропедевтическим курсом изучения языков программирования. В среде ЛогоМиры можно работать с гипертекстом. ЛогоМиры включает в себя одновременно графический, текстовый и музыкальный редакторы. Кроме того, обучение в среде Лого вызывает у учащихся повышенный интерес к предмету, развивает математическую интуицию и геометрические представления, является своеобразным математическим тренажером, формирует логико-алгоритмическое мышление, позволяет уже в среднем школьном возрасте стать мультипликатором и программистом, художником и сценаристом в одном лице.

Изучение ЛогоМиров как начального языка значительно облегчает дальнейшее обучение профессиональных языков программирования. Лого является интерпретатором, обеспечивающим диалоговый характер общения с пользователем.

Учитывая опыт внедрения разнообразных творческих сред (например, ЛогоМиры, Алгоритмика) в учебный процесс можно сформулировать ряд положений, на которых должен строиться современный подход к способам формирования логико-алгоритмического мышления и обучения основам алгоритмизации:

· Конечная цель развития логико-алгоритмического мышления заключается в том, чтобы научить учеников выделять конкретное содержание в уже существующих алгоритмах и выделять содержание реальной задачи для построения алгоритма её решения.

· Процесс изучения основ алгоритмизации должен быть ориентирован на использование компьютера как дидактического средства обучения.

· Провозгласив развитие алгоритмического мышления в качестве цели, мы нуждаемся в средствах для её достижения. Этим средством в курсе становится программирование, которое рассматривается не как умение управления компьютерами, а как наука о построении алгоритмов.

· Целью алгоритмизации является выделение содержания реального объекта алгоритма и его построение, которое приводит к решению определённой задачи, а не изучение конкретного алгоритмического языка.

Итак, ученики, которые с начальной школы занимались информатикой, через 10 лет имеют более высокие показатели абсолютно по всем школьным дисциплинам, что говорит о влиянии уроков информатики на творческое всесторонне развитие школьников. Ведь компьютер не просто «показывает картинки», он постоянно контролирует работу учеников, помогает обнаружить достоинства и недостатки своих знаний, умений и навыков, обогащать их. При этом происходит ненавязчивое воздействие на личность ученика, на его отношение к учебной работе, формируется эффективная умственная деятельность, воспитывается особый тип мышления, увеличивается познавательная активность школьников, развивается интеллект. Более того, подводя итоги можно сделать уверенный вывод, что ученики «компьютерных» классов были самыми активными участниками всех школьных мероприятий, неоднократно побеждали в многочисленных городских программах и конкурсах, что говорит об их активной жизненной позиции.

Выводы по первой главе

Будучи переходным, младший школьный возраст обладает глубокими потенциальными возможностями физического и духовного развития ребенка. Под воздействием обучения у детей формируются два основных психологических новообразования - произвольность психических процессов и внутренний план действий (их выполнение в уме). В процессе учения дети овладевают также приемами произвольного запоминания и воспроизведения, благодаря которым они могут излагать материал выборочно, устанавливать смысловые связи.

Произвольность психических функций и внутренний план действий, проявление способности ребенка к самоорганизации своей деятельности возникают в результате сложного процесса интериоризации внешней организованности поведения ребенка, создаваемой первоначально взрослыми людьми, и особенно учителями, в ходе учебной работы.

Но все же в силу возрастных особенностей младших школьников мы можем сделать вывод о том, что изучение информатики на начальном пропедевтическом уровне не дает полного развития логического и алгоритмического мышления, что имеет очень важную роль в формировании полноценно развитой личности. Поэтому необходимо продолжить развитие логико-алгоритмического мышления уже на начальном этапе средней школы, т. к. усвоение материала идет на более высоком уровне в силу особенностей возраста.

В результате целенаправленного обучения, продуманной системы работы можно добиться такого умственного развития детей, которое делает ребенка способным к овладению приемами логического и алгоритмического мышления общими для разных видов работ и усвоения разных учебных предметов, для использования усвоенных приемов при решении новых задач, для предвидения определенных закономерных событий или явлений.

Глава 2. Методические рекомендации по организации уроков информатики по формированию логико-алгоритмического мышления

§1. Требования к системе задач, направленных на развитие логико-алгоритмического мышления

В настоящее время можно выделить два этапа развития школьного курса: программистский (учебники А.П. Ершова, А.Г. Кушниренко и др.) и технологический (учебники В.А. Каймина, А.Г. Гейна и др.). В первом случае речь идет об изучении алгоритмов и программ, во втором - технологии решения задач с использованием компьютера.

Вместе с тем, опыт преподавания показывает, что ориентация курса информатики только на изучение этих вопросов ведет к тому, что его содержание постепенно растворяется в содержании других школьных предметов.

Как и всякий школьный предмет информатика должна отражать какой-либо существенный компонент современного мировоззрения. Тогда есть надежда, что курс информатики не только останется в школе, но и станет одним из важнейших учебных дисциплин. Это в свою очередь приводит к перепрофилированию курса: от технологического к мировоззренческому, гуманитарному.

В настоящее время существует учебное пособие (авторы: С.А. Бешенков, С.Г. Григорьев, А.Г. Гейн. Информатика и информационные технологии, «Уральский рабочий», Екатеринбург, 1995), в котором информатика рассматривается как фундаментальная дисциплина, которая вносит решающий вклад в формирование современной, системно-информационной картины мира.

Актуальной проблемой является создание системы задач, которая обеспечивает широкие межпредметные связи курса информатики. Наиболее перспективным, на наш взгляд, является построение системы задач на принципе: «объекты-отношения». Это обеспечивает, с одной стороны, значительную общность, позволяющую выявить межпредметные связи между такими дисциплинами как: математика, физика, химия, биология, язык (русский и иностранный), литература, история, и пр. С другой стороны, эти понятия являются основными для развития логико-алгоритмического мышления, которые могут эффективно изучаться с помощью таких современных программных средств как язык Лого.

Исполнители занимают особое место в курсе раннего обучения информатике. Это инструмент освоения понятия “алгоритм”. Алгоритмизация в пропедевтическом курсе, как и в базовом, представляет одну из основных линий курса. Освоение алгоритмических разделов эффективно построить на основе решения задач -- составления алгоритмов. И уже в начальной школе можно и необходимо построить систему ознакомительного обучения основным алгоритмическим конструкциям -- следованию, ветвлению, циклическим действиям, вспомогательным алгоритмам и даже рекурсии.

Построение системы задач для курса информатики вообще и курса раннего обучения информатике в частности -- процесс трудоемкий, но крайне необходимый и важный. При построении последовательности задач важно выполнение принципов:

-- постепенное усложнение: от ознакомительных задач до задач повышенной сложности;

-- наследование: необходимость использования знаний, полученных при решении предыдущих задач;

-- новизна: добавление каждой следующей задачей новых элементов знаний (для младших школьников, например, это и новый сюжет, и иное количество элементов, особенностей исходной или требуемой информации).

Существуют коллекции задач разного уровня сложности для освоения алгоритмических разделов курса обучения информатике. Они основаны на классических сюжетах: это задачи о переправах, переливаниях, разъездах, фальшивых монетах. Эти задачи предоставляют возможность составления линейных, циклических, ветвящихся алгоритмов. Идея вспомогательного алгоритма прекрасно раскрывается с помощью коллекции задач для исполнителя Черепашка. А задача о Ханойских башнях давно стала классическим примером ознакомления с рекурсивным способом организации действий.

Решая задачи для Черепашки, школьники осваивают понятие алгоритма, а также возможную форму его записи. При этом происходит обучение реализации созданного алгоритма с помощью компьютера.

Наличие последовательности заданий разного уровня сложности для исполнителя Черепашка способствует цели обучения: формированию навыков работы с исполнителями и решению задач на составление оптимальных алгоритмов.

Построение оптимального алгоритма для исполнителя Черепашка напрямую служит и усвоению понятия “алгоритм”, и одной из возможных форм его записи, и необычному способу построения необходимых действий.

Страница:


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