Geum.ru

Розвиток алгоритмічного мислення шляхом стимулювання пізнавальної активності учнів

Вид материалаДокументы
Подобный материал:
Курява Тетяна Дмитрівна, учитель інформатики вищої категорії
НВК «Школа-лицей інформаційних технологій» №69 м.Маріуполь

Розвиток алгоритмічного мислення

шляхом стимулювання пізнавальної активності учнів

Інформатика – на даний час одна з фундаментальних галузей наукового знання, що формує системно-інформаційний підхід до аналізу навколишнього світу, вивчає інформацію та інформаційні процеси. Це наука, яка стрімко розвивається і постійно розширює область практичної діяльності людини та пов'язана з використанням інформаційних технологій.

Зміст курсу інформатики постійно оновлюється темами, у зв’язку з розвитком нових інформаційних технологій, але зберігається теоретична, фундаментальна складова науки. Це - формування сучасної картини світу; розвиток алгоритмічного мислення; отримання навичок користувача.

Вміст базового курсу інформатики у сучасній школі має дві яскраво виражені складові. Перша – теоретична інформатика (що включає алгоритмізацію та програмування) - одна з фундаментальних галузей наукового знання, яка формує в учнів системно-інформаційний підхід до аналізу навколишнього світу. Друга – як засіб роботи з інформацією. Обидві складові мають дуже велике практичне значення, вони виконують соціальне замовлення суспільства на підготовку учнів до життя в інформаційному світі.

Інноваційним засобом при вивченні інформатики в нашій школі було впровадження вивчення теми “Алгоритмізація” з 3-го по 11-ий класи з використанням програмних засобів, на яку відводиться значна кількість годин. А також впровадження проектної методики згідно з програмою «Intel. Навчання для майбутнього».

Впровадження проектної методики, чому саме це?

Протягом останніх двох років в Україні працює навчальна програма INTEL “Навчання для майбутнього” та показує позитивні результати. Але, нажаль, в Донецькій області вона ще не впроваджена в навчання. Згідно з рішенням Колегії Міністерства освіти і науки України від 10.11.2005 № 11/1-19 Департамент науково-технологічного розвитку повинен скоординувати роботу за цією програмою з Державною програмою «Інформаційні та комунікаційні технології в освіті і науці на 2006-2010 роки».

У основі цієї програми лежить методика проектування, яка існує вже більше 50 років, але в цій програмі методика проектування покладена на платформу нових інформаційних технологій. Цю програму визнано інноваційною, спрямованою на ефективне використання інформаційно-комунікаційних та інноваційно-педагогічних технологій.

Впровадження цієї методики розширює можливості навчального процесу, використовуючи при цьому комп’ютер для спілкування, проведення самостійної дослідницької роботи учнів, створення власних публікацій, у вигляді брошур, буклетів, грамот та візиток, презентацій, веб-сторінок своїх досліджень, в яких учні розміщують інформацію про себе та свій проект в Інтернеті, для пошуку інформації в світовому інформаційному просторі, дає можливість застосовувати критеріальний підхід до оцінювання навчальних досягнень учнів за допомогою інформаційно-комунікаційних досліджень. Все це дає можливості розвивати навички мислення високого рівня, реалізувати важливі навчальні цілі, що стоять перед сучасною школою – формування в учнів мотивації до навчання. Сприяє всебічному розвитку особистості як вчителя, так і учня, якісній організації навчально- виховного процесу, рівного доступу до якісної освіти всіх, хто навчається.

Вивчення теми «Алгоритмізація» починається з 3-го класу і проходить через увесь курс навчання червоною стрічкою.

Учитель повинен розвивати всі сторони мислення людини, в тому числі і особливий алгоритмічний стиль, як самостійну цінність. Якщо у якісь галузі вдається виділити характерний для неї стиль мислення людини (вміння міркувати), розвиток повинен бути об’явлений самометою та впроваджуватися в загальне навчання як необхідний елемент загальної культури. Тобто треба розвивати алгоритмічний стиль мислення, вміння думати алгоритмічно, тим самим навчати думати взагалі. Алгоритмізації треба приділяти велику роль, як загально-методичній основі для проектування творчої роботи. У стандарті базової середньої та старшої школи підкреслюється, що «особлива увага приділяється практичній і творчій складовим навчальної діяльності…». Тому питання алгоритмізації та програмування залишаються одними з найбільш важливих з погляду розвитку творчих здібностей учнів, оскільки присвячені формуванню вміння правильно ставити і розв’язувати різноманітні задачі.

З поняттям алгоритмів діти зустрічаються в початковій школі, за алгоритмами створюють малюнки в графічних редакторах, розуміють що таке виконавець алгоритму, що таке досягнення мети виконавця алгоритмів; знають основні засоби організації дій; уміють знаходити помилки в алгоритмі.

У п'ятому класі курс вивчення теми “Алгоритмізація” в нашому навчальному закладі складається з двох глобальних тем: алгоритми і вивчення мови Лого. Учням вводяться поняття основних алгоритмічних структур та початкове поняття масивів. Усі завдання розроблені на побутових та ігрових прикладах із урахуванням рівня диференціації. На цьому етапі учні ще мало створюють самі алгоритми, а більше виступають в ролі виконавців готових алгоритмів, слідкують за зміною результату від початкових даних, відпрацьовують навички формального виконання алгоритму. Всім зрозуміло, що для істотного підвищення ефективності навчання основам алгоритмізації необхідно забезпечити автоматизацію побудови й редагування алгоритмів, можливість їх безпосереднього виконання, тому паралельно з теоретичними завданнями діти працюють із програмами “Алгоритміка”, “Роботландія”, “Машиніст”, “Гаврила”, середовище Лого.

Використання мови Лого саме на цьому етапі вивчення дозволяє найбільш ефективно інтегрувати на уроках інформатики кілька пізнавальних напрямків: інформаційний, предметний, творчий та розвиваючий.

Мова Лого розроблена з урахуванням дитячої психології, що дозволяє послідовно вводити нові поняття, формувати уміння й навички алгоритмічного стилю мислення, створювати умови для активного, пошукового навчання, надає широкі можливості для різноманітного моделювання.

Лого пропонує школяреві керувати Черепашкою - екранним виконавцем, якого можна перемістити на будь-яку задану відстань і повернути на будь-який кут. Керуючи Черепашкою, створюючи з її допомогою на екрані малюнки, кожен учень швидко накопичує необхідний досвід роботи з кутовими величинами. Більш того, він може сам відкрити деякі геометричні закономірності. Наприклад, зустрівшись з необхідністю намалювати на екрані дах для будиночка, школяр з'ясує, пробуючи і помиляючись, співвідношення кутів у трикутнику.

Простий і природний синтаксис плюс наочність об'єктів і процесів дозволяють працювати з Лого всім, навіть "слабким" учням.

Із власного досвіду роботи можна зробити висновок, що після вивчення Лого в 5–му класі учні легко переходять на мови програмування високого рівня в старших класах.

У курсі шостого класу перемежовуються теми алгоритмізації і програмування, де за допомогою мови програмування Бейсік діти засвоюють машинну графіку. Оволодівши основними прийомами роботи в інтегрованому середовищі QBasic, учні знайомляться з основними операторами комп’ютерної графіки, створюють програми для отримання графічних зображень. На уроках інформатики учні, раніше ніж в математиці, знайомляться з координатною площиною, що значно полегшує засвоєння цієї теми на уроках математики. Підсумком їх роботи є творчі проекти - розроблення малюнків групами учнів (програміст, дизайнер, рекламний агент, керівник) із подальшим захистом. Це є першою проектною діяльністю школярів.

У сьомому класі учні знайомляться з операційними системами. Але й розвиток алгоритмічного мислення йде і на цьому етапі. Більшість практичних завдань, які треба виконати учням, розроблені таким чином, що дії треба виконувати чітко за наведеним алгоритмом, або спочатку самому скласти алгоритм та за ним працювати. Під час роботи використовуються завдання, які стимулюють пізнавальну активність учнів та розвивають алгоритмічне мислення. Під час вивчення теми ОС-Windows, використовую картки “Закодуй відповідь”, де учні мають розташувати номери дій (скласти алгоритм) так, щоб досягти правильного виконання цих дій на практиці. На багатьох уроках нові поняття вводяться за допомогою ребусів, анаграм, властивостей множин. Пропоную задачі, які називаю “розумовою гімнастикою” для розвитку пізнавальної активності.

У 8-9 класі перемежовуються теми «Алгоритмізація» та ППЗ загального призначення. Учні вивчають шкільну алгоритмічну мову, набувають практичних навичок роботи з програмами MS-Office (Word, PowerPoint, Publisher, Excel). Цей курс продовжує розвиток алгоритмічного мислення учнів середньої школи. На уроках використовуються різноманітні форми роботи, що активізують різні види пам’яті, фокусують увагу учнів, розширюють їх навчально – пізнавальні та соціально - рольові можливості, сприяють формуванню критичного мислення. Із метою полегшення розуміння та усвідомлення матеріалу, прискорення активізації розумової діяльності, окремі відомості подаються у вигляді схем, алгоритмів, таблиць, опорних конспектів.

Поклавши за основу принцип розвиваючого навчання, через який можна повно самореалізувати особистість дитини, використовуються на уроках загально – дидактичні методи: інформаційно – ілюстративний (на уроках засвоєння нових знань та узагальнення і систематизації знань), репродуктивний метод (засвоєння та використання нових знань, навичок і вмінь), частково – пошуковий метод (засвоєння та використання знань, умінь і навичок та узагальнення і систематизації знань), проблемний метод (використання знань, умінь і навичок та узагальнення і систематизації знань), дослідницький метод (використання знань, умінь і навичок та узагальнення і систематизації знань), інноваційний метод “Навчання для майбутнього”.

Проблемний підхід є визначальним під час вивчення нових інформаційних технологій, оскільки їх вивчення є опанування учнями комп’ютерною технікою для розв’язку повсякденних завдань автоматизації обробки інформації. Цей курс є максимально наближений до реального життя. Використання проблемних завдань на практичних заняттях краще застосовувати на завершальному етапі вивчення теми. Так, під час вивчення теми “Системи обробки текстів” заліковою роботою є створення та оформлення засобами Word візитної картки школи та випуск електронної газети “Інформаційний провайдер” (гра “Уявіть себе редактором журналу”). Під час вивчення теми “Електронні таблиці” учні розроблюють матеріали для допомоги класному керівнику, заступнику директора школи. Вивчаючи бази даних в 11 класі, учні створюють та редагують базу даних “Школа”.

Саме цей етап є завершальним, тобто учні готові працювати за проектною методикою.

Особлива увага приділяється розробкам практичних робіт, які виконуються за поданими алгоритмами. У них відводиться місце для підказок і для дослідницьких завдань. Для перевірки знань використовуються завдання, де треба встановити порядок дій виконання практичного завдання наданих команд алгоритму; «деформовані» вправи, складання учнями аналогічних вправ.

Десяті та одинадцяті класи вивчають алгоритмізацію та програмування на мові високого рівня Паскаль. В перспективі планую перейти на вивчення Delphi. Учням старших класів притаманний високий рівень узагальнення та абстрагування, критичність мислення, здатність аргументувати свої переконання. Тому на уроках з алгоритмізації та програмування відмічається допитливість, готовність прийняти інтелектуальний виклик, дослідницький дух учнів. І це дає певні результати – пробудження в дітях прагнення експериментувати, висувати, формулювати та перевіряти гіпотези, учитися на своїх помилках, творчо підходити до розв’язання кожної конкретної задачі.

Аналіз практики дозволив зробити висновок: необхідно розвивати алгоритмічне мислення під час вивчення інформатики в кожному класі, і не епізодично, а постійно.

Викладаючи інформатику в 5 – 11 класах, використовую технологію розвиваючого навчання, що включає блок уроків – пояснення (уроки – лекції, евристичні бесіди); блок уроків закріплення (практичні роботи); з метою тематичного контролю знань та розвитку творчості учнів - захисти проектів; уроки-конференції, дебати, ділові ігри – для розвитку вміння робити публічні доповіді, висновки; інтерактивні технології.. Традиційна система комбінованих уроків також використовується. В перспективі планується перехід до модульної системи навчання, який включає особисто – орієнтований підхід.

У зв'язку з цим, починаючи вивчення теми, діти знайомляться з планом питань (обсяг і зміст), а також інформацією про основні поняття, що повинні бути засвоєні в рамках теми; знайомляться з формами навчальної роботи для засвоєння теми; акцентується увагу на ті уміння та навички, якими повинні оволодіти учні за основними критеріями тематичного контролю.

Використовую в роботі і колективну, і групову, і індивідуальну форми навчання.

На мій погляд, що чим цікавіше подано матеріал, тим краще учні засвоюють його та намагаються використати на практиці. Для підвищення ефективності засвоєння теоретичного матеріалу автором даного досвіду опорні конспекти, інтерактивні вправи: «мікрофон», «мозковий штурм», «коло ідей», «дебати» та інші.. Завдання і вправи, які пропонуються учням після ознайомлення з теоретичним матеріалом, передбачають створення ситуацій, у яких учні здійснюють операції аналізу, синтезу, порівняння, узагальнення, конкретизації. Зокрема, це завдання типу: “уточніть”, порівняйте, обґрунтуйте переваги та недоліки, установіть зв’язок та поясніть його, складіть план дії та ін. Після подачі нового матеріалу на наступному уроці проводжу фронтальне опитування: усне, інформаційний диктант, експрес-диктант, опитування-гра, за допомогою лото-картки, розгадування кросвордів тощо.

Вдало підібрані завдання для письмової роботи дають можливість учням відобразити пошук розв’язку поставленої проблеми та аргументувати свої висновки.

Підбираючи домашнє завдання, пропонуються нескладні вправи, а також обов'язково рекомендуються індивідуальні завдання, де сполучається репродуктивний характер (обов'язковий) і творчий (з урахуванням здібностей і інтересів). Система контролю й обліку знань учнів, яка використовується автором досвіду, орієнтована на особистість, і будується на основі диференціації за рівнями складності, а також з урахуванням критеріїв оцінювання з окремих тем. Залежно від мети перевірки знань учнів використовуються в роботі різні форми контролю: контрольні, самостійні, практичні роботи, тести, опитування (в традиційній формі та у формі гри), дидактичні ігри, розв’язок і складання кросвордів. Педагогічний досвід переконливо свідчить, що використання кросвордів сприяє розвитку пізнавальної активності учнів. Наявність у кросворді запитань, що вимагають введення відповідей, наближує його до тестових завдань відкритої форми, а підказки (окремі літери) – до тестів закритої форми. При цьому учень розвиває критичне мислення, пам’ять, систематизує знання.

У роботі застосовуються основні методи і прийоми самостійної пізнавальної діяльності учнів, вироблення навичок самоконтролю, керівництва пізнавальною діяльністю, а саме: проведення практичних робіт, робота з індивідуальними картками, складання кросвордів і ребусів, виконання різних вправ, складання творчих проектів, випуск газети, набуття вмінь та навичок роботи з підручниками, навчальними посібниками, електронними довідками. Формуються навички та вміння більш поглиблено діставати, опрацьовувати інформацію, отриману з різних джерел, та застосовувати її для власного розумового розвитку.

Кожен теоретичний матеріал тісно пов’язаний з практичними роботами. На практиці задаються питання з теорії, а на теоретичних заняттях, особливо в тестових завданнях, пропонується опис операції (складання алгоритму), яку виконали на практиці.

Особливу увагу приділяю розробкам практичних робіт, які виконуються за поданими алгоритмами. У них відводиться місце для підказок і для дослідницьких, пошукових завдань. Для перевірки знань використовуються завдання, де треба встановити порядок дій виконання практичного завдання за наданими командами алгоритму. Для активізації знань використовується методи мозкового штурму, постановки проблемних питань, конструювання плану вивчення матеріалу, дебати. Використовуються різноманітні форми групової діяльності, які дають можливість учням дискутувати, обмінюватись думками. Для активного стимулювання пізнавальної діяльності пропонується учням самостійно сформулювати пункти з корисними порадами після вивчення теми чи розділу.

Для застосування набутих знань використовується метод навчальних проектів, який передбачає постановку задачі, побудову інформаційної моделі, отримання результатів. Проектна діяльність має особливе значення для розвитку особистості в сучасних умовах. Для реалізації проектної діяльності учнів, для її включення в навчальний процес важливим є розширення доступу учнів до інформаційного простору. Завдання проектів моделюють процеси з реального життя і реалізують міжпредметні зв’язки, які комплексно впливають на особистість, на її пізнавальні та моральні якості, як фактор її всебічного розвитку. Досвід використання проектного методу довів, що він може бути використаний у поєднанні з традиційними при вивченні більшості тем шкільного курсу інформатики, що дозволяє засвоїти комп’ютерні технології у процесі розв’язку задач практичного характеру; стимулювати пізнавальну активність учнів; формувати навички самостійного оволодіння знаннями та новими комп’ютерними середовищами.

З метою стимулювання пізнавальної активності, підвищення учнями зацікавленості до предмета і спонукання внутрішнього мотиву до навчання, я використовую наступні форми, прийоми і методи роботи: позакласні заходи (КВН, гра «О, щасливчик!», «Брейн – ринг», вікторини, випуск газет); різноманітні дидактичні матеріали (багаторівневі тести (контролюючі і навчальні) і перевірочні роботи (II – VІ варіанта), власно розроблений дидактичний матеріал для тематичних оцінювань, заліків багаторівневого характеру, а також інструкції для виконання практичних робіт, алгоритмів для рішення задач.

Під час роботи з обдарованими дітьми, що виявляють здібності і зацікавленість до предмета, на уроках пропоную творчі завдання підвищеної складності, а в позаурочний час працюю з такими дітьми за індивідуальною програмою з метою підготовки їх до олімпіад з інформатики. У результаті такої роботи мої учні мають результати на міських олімпіадах, і є учасниками обласних.

Нестандартні уроки з використанням ігрових моментів прищеплюють учням творчий підхід до навчання, розвивають їх алгоритмічне і логічне мислення, при цьому виявляється найбільш високий процент засвоєння знань. У цьому напрямку я розробила кілька уроків: урок – подорож «В пошуках скарбів», уроки – захисту проектів, уроки у формі дидактичної гри тощо.

Хочеться нагадати точку зору відомого ученого С.Пейперта, яка полягає в тому, що «дитина повинна програмувати комп’ютер, і, роблячи це, не тільки опановувати часточкою найсучаснішої техніки, але й прилучатися до багатьох глибоких ідей природознавства, математики, а також до мистецтва інтелектуального моделювання». Роблячи підсумок, хочеться сказати, що комп’ютер повинен бути, у першу чергу, одним із інструментів розвитку інтелектуальних здібностей дитини. Треба повноцінно використовувати можливості систем програмування та офісних пакетів для моделювання навчальних ситуацій з різних предметів. В інформатиці доцільно паралельно і взаємопов’язано вивчати обидві складові частини – «Курс користувача» та «Алгоритмізація та програмування». А при добрій постанові викладання теми «Алгоритмізації та програмування» – це достатньо сильний стимулюючий засіб загального розвитку дитини.


Література.
  1. Забарна А.П. Кошарук О.О. Інтерактивні технології навчання на уроках з основ алгоритмізації та програмування. // Комп’ютер у школі та сім’ї. – 2006. - №8. – с. 9-12.
  2. Останець В.С. Погляд на майбутнє шкільної інформатики. // Комп’ютер у школі та сім’ї. – 2006. - №7. – с. 22-26.