Материал для учителей "Развивающее обучение на уроках информатики" (из опыта работы)

Курс информатики содержит 3 содержательные линии: мировоззренческую, логико-алгоритмическую и технологическую.

Мировоззренческая линия формирует у обучаемых системно-информационную картину мира, рассматривающую функционирование систем различной природы на основе получения, преобразования и целенаправленного использования информации.

Логико-алгоритмическая линия формирует навыки алгоритмического и логического мышления, проектной работы и моделирования.

Технологическая линия формирует навыки использования всего многообразия цифровых вычислительно-информационных ресурсов.

Быстрое развитие информационных технологий в последнее время постоянно заставляет пересматривать цели школьного курса информатики и вносить коррективы в его содержание. Педагогические функции информатики, как образовательной области, определяются в первую очередь спецификой ее вклада в разрешение основных задач общего образования человека, а именно:

формирования основ научного мировоззрения;

развития мышления;

подготовки учеников к практической деятельности, труду, продолжению образования.

В связи с этим содержание базового курса информатики, предусмотренное федеральными государственными стандартами общего образования, сочетает в себе три основных направления, которые отражают важнейшие аспекты ее общеобразовательный значимости — мировоззренческий, алгоритмический и пользовательский.

При этом алгоритмический аспект рассматривается в контексте развития специфических видов мышления, которые недостаточно развиваются при изучении других школьных предметов.

При подготовке молодого поколения к жизни в условиях информационного общества особенное внимание следует уделять именно развитию мышления, а не репродуктивной способности по воссозданию ограниченного набора определенных знаний.

Главной целью изучения основ алгоритмизации в школе является развитие алгоритмического, конструктивного, логического мышления учеников, а также формирование операционного типа мышления, которое направлено на выбор оптимального решения поставленной задачи. Развитие этих специфических видов мышления вносит весомый вклад в развитие общего научного мировоззрения и умственных способностей личности.

Одной из проблем, которые встают перед учителями информатики является проблема сочетания довольно консервативной алгоритмической линии курса с более динамичными и прогрессивными линиями моделирования и информационных технологий. Несмотря на то, что раздел «Основы алгоритмизации» был введен в курс информатики с самого начала преподавания этого предмета в школе, споры о содержании этого раздела и вообще о целесообразности его изучения в курсе школьной информатики ведутся все время.

Алгоритмизация, как раздел информатики, который изучает процессы создания алгоритмов, традиционно относится к теоретической информатике вследствие своего фундаментального характера. При этом сторонники «пользовательского» подхода при изучении школьной информатики говорят об отсутствии практической значимости этого раздела для развития навыков пользователя современного программного обеспечения.

Вследствие развития новых информационных технологий появляется возможность в пределах раздела «Основы алгоритмизации» давать общенаучные понятия информатики и в то же время формировать и развивать умение и навыки, необходимые пользователю при работе с современным программным обеспечением, т. е. появляется возможность сделать раздел «Основы алгоритмизации» мостиком между теоретической и практической информатикой.

Шаги в этом направлении делали авторы многих школьных программ по информатике. Стоит вспомнить работы А. Г. Кушниренко, Ю. А. Первина, А. Л. Семенова по внедрению «конструктивистской» парадигмы при изучении теоретической информатики. Одним из принципов этой парадигмы является самостоятельное добывание обучающимися знаний, которые формируются при работе с реальными и виртуальными объектами. Реализация этого принципа основывается на использовании творческих деятельностных сред, таких как ЛогоМиры, Кумир, Роботландия.

Эти творческие среды, конечно, развивают алгоритмическое мышление, но напрямую не связаны ни с какой практической деятельностью. Поэтому я в своей практике решила пойти другим путем. Используя принципы развивающего обучения, я стараюсь акцентировать проблемы алгоритмизации при изучении всех (в том числе и традиционно «технологических») тем курса информатики.

Это позволяет развивать и реализовывать алгоритмические способности школьников не только при работе в различных программных средах, но и при формировании знаний, умений и навыков работы в различных прикладных программах (при создании текстовых документов, электронных таблиц, презентаций).

Усвоение общего приема решения задач базируется на сформированности логических операций – умении анализировать объект, осуществлять сравнение, выделять общее и различное, устанавливать аналогии. Решение задач в широком смысле выступает и как цель, и как средство обучения. Умение ставить и решать задачи является одним из основных показателей уровня развития учащихся, открывает им пути овладения новыми знаниями. Для успешного обучения в школе должны быть сформированы познавательные универсальные учебные действия.

В том числе: знако-символическое моделирование, преобразование объекта в модель; выбор наиболее эффективного способа решения задачи; постановка и формулирование проблемы, самостоятельное создание алгоритмов деятельности при решении проблем творческого и поискового характера.

Для формирования данных универсальных учебных действий я придерживаюсь следующей схемы организации работы: анализ текста задачи, то есть переформулировка ее на алгоритмический язык с выделением только существенной для решения задачи информации; перевод текста на язык блок-схем; адаптация блок-схемы к условиям конкретной прикладной программы; реализация решения задачи в программной среде.

Эта систематическая деятельность находит свое место в уроках на этапе подготовки учащихся к сознательному усвоению знаний, который преследует дидактическую задачу организации целенаправленной познавательной деятельности школьников. Это повышает у обучающихся эффективность восприятия и осмысления нового, понимание практической значимости.

Для достижения поставленной цели мной регулярно применяются такие продуктивные и творческие общие методы обучения как частно-поисковый и исследовательский. Они реализуются через словесно-наглядно-практические частные методы. Методы обучения осуществляются предметными, практическими, интеллектуальными и эмоциональными средствами обучения. Наряду с компьютерами на уроках используются мультимедиапроектор и интерактивная доска.

При подготовке к урокам, на уроках и во внеурочной деятельности активно используются ресурсы сети Интернет, сканеры, цифровые фотоаппараты. На уроках используются фронтальная, индивидуальная и парная формы организации обучения.

Содержание общеобразовательной программы по информатике позволяет отрабатывать познавательные универсальные учебные действия, направленные на развитие логического мышления, при изучении различных тем курса. 

Весь материал - в документе.

С.В.Андрюшина,

учитель информатики и ИКТ
МОУ «Заволжская СОШ им.П.П.Смирнова»
Калининского района
Тверской области, высшая квалификационная категория

Развивающее обучение на уроках информатики (из опыта работы)

Курс информатики содержит 3 содержательные линии: мировоззренческую, логико-алгоритмическую и технологическую.

Мировоззренческая линия формирует у обучаемых системно-информационную картину мира, рассматривающую функционирование систем различной природы на основе получения, преобразования и целенаправленного использования информации.

Логико-алгоритмическая линия формирует навыки алгоритмического и логического мышления, проектной работы и моделирования.

Технологическая линия формирует навыки использования всего многообразия цифровых вычислительно-информационных ресурсов.

Быстрое развитие информационных технологий в последнее время постоянно заставляет пересматривать цели школьного курса информатики и вносить коррективы в его содержание. Педагогические функции информатики, как образовательной области, определяются в первую очередь спецификой ее вклада в разрешение основных задач общего образования человека, а именно:

• формирования основ научного мировоззрения;

• развития мышления;

• подготовки учеников к практической деятельности, труду, продолжению образования.

В связи с этим содержание базового курса информатики, предусмотренное федеральными государственными стандартами общего образования, сочетает в себе три основных направления, которые отражают важнейшие аспекты ее общеобразовательный значимости — мировоззренческий, алгоритмический и пользовательский. При этом алгоритмический аспект рассматривается в контексте развития специфических видов мышления, которые недостаточно развиваются при изучении других школьных предметов.

При подготовке молодого поколения к жизни в условиях информационного общества особенное внимание следует уделять именно развитию мышления, а не репродуктивной способности по воссозданию ограниченного набора определенных знаний. Главной целью изучения основ алгоритмизации в школе является развитие алгоритмического, конструктивного, логического мышления учеников, а также формирование операционного типа мышления, которое направлено на выбор оптимального решения поставленной задачи. Развитие этих специфических видов мышления вносит весомый вклад в развитие общего научного мировоззрения и умственных способностей личности.

Одной из проблем, которые встают перед учителями информатики является проблема сочетания довольно консервативной алгоритмической линии курса с более динамичными и прогрессивными линиями моделирования и информационных технологий. Несмотря на то, что раздел «Основы алгоритмизации» был введен в курс информатики с самого начала преподавания этого предмета в школе, споры о содержании этого раздела и вообще о целесообразности его изучения в курсе школьной информатики ведутся все время.

Алгоритмизация, как раздел информатики, который изучает процессы создания алгоритмов, традиционно относится к теоретической информатике вследствие своего фундаментального характера. При этом сторонники «пользовательского» подхода при изучении школьной информатики говорят об отсутствии практической значимости этого раздела для развития навыков пользователя современного программного обеспечения. Вследствие развития новых информационных технологий появляется возможность в пределах раздела «Основы алгоритмизации» давать общенаучные понятия информатики и в то же время формировать и развивать умение и навыки, необходимые пользователю при работе с современным программным обеспечением, т.е. появляется возможность сделать раздел «Основы алгоритмизации» мостиком между теоретической и практической информатикой.

Шаги в этом направлении делали авторы многих школьных программ по информатике. Стоит вспомнить работы А.Г.Кушниренко, Ю.А.Первина, А.Л.Семенова по внедрению «конструктивистской» парадигмы при изучении теоретической информатики. Одним из принципов этой парадигмы является самостоятельное добывание обучающимися знаний, которые формируются при работе с реальными и виртуальными объектами. Реализация этого принципа основывается на использовании творческих деятельностных сред, таких как ЛогоМиры, Кумир, Роботландия.

Эти творческие среды, конечно, развивают алгоритмическое мышление, но напрямую не связаны ни с какой практической деятельностью. Поэтому я в своей практике решила пойти другим путем. Используя принципы развивающего обучения, я стараюсь акцентировать проблемы алгоритмизации при изучении всех (в том числе и традиционно «технологических») тем курса информатики. Это позволяет развивать и реализовывать алгоритмические способности школьников не только при работе в различных программных средах, но и при формировании знаний, умений и навыков работы в различных прикладных программах (при создании текстовых документов, электронных таблиц, презентаций).

Усвоение общего приема решения задач базируется на сформированности логических операций – умении анализировать объект, осуществлять сравнение, выделять общее и различное, устанавливать аналогии. Решение задач в широком смысле выступает и как цель, и как средство обучения. Умение ставить и решать задачи является одним из основных показателей уровня развития учащихся, открывает им пути овладения новыми знаниями. Для успешного обучения в школе должны быть сформированы познавательные универсальные учебные действия. В том числе: знако-символическое моделирование, преобразование объекта в модель; выбор наиболее эффективного способа решения задачи; постановка и формулирование проблемы, самостоятельное создание алгоритмов деятельности при решении проблем творческого и поискового характера.

Для формирования данных универсальных учебных действий я придерживаюсь следующей схемы организации работы: анализ текста задачи, то есть переформулировка ее на алгоритмический язык с выделением только существенной для решения задачи информации; перевод текста на язык блок-схем; адаптация блок-схемы к условиям конкретной прикладной программы; реализация решения задачи в программной среде.

Эта систематическая деятельность находит свое место в уроках на этапе подготовки учащихся к сознательному усвоению знаний, который преследует дидактическую задачу организации целенаправленной познавательной деятельности школьников. Это повышает у обучающихся эффективность восприятия и осмысления нового, понимание практической значимости.

Для достижения поставленной цели мной регулярно применяются такие продуктивные и творческие общие методы обучения как частно-поисковый и исследовательский. Они реализуются через словесно-наглядно-практические частные методы. Методы обучения осуществляются предметными, практическими, интеллектуальными и эмоциональными средствами обучения. Наряду с компьютерами на уроках используются мультимедиапроектор и интерактивная доска. При подготовке к урокам, на уроках и во внеурочной деятельности активно используются ресурсы сети Интернет, сканеры, цифровые фотоаппараты. На уроках используются фронтальная, индивидуальная и парная формы организации обучения.

Содержание общеобразовательной программы по информатике позволяет отрабатывать познавательные универсальные учебные действия, направленные на развитие логического мышления, при изучении различных тем курса.

При изучении темы «Web-технологии» в разделе «Сайтостроение» я знакомлю обучающихся с основами языка разметки гипертекста HTML, стимулирую их алгоритмическую деятельность, формирую у школьников навыки структурного программирования на языке высокого уровня.

Конечно, можно научить создавать отдельные Web-страницы и даже целые сайты, используя очень хорошие, специально для этого созданные прикладные программы, такие как Microsoft Front Page, многочисленные конструкторы сайтов. Но при таком подходе можно подготовить большое количество «кнопконажимателей», которые смогут создавать может быть вполне симпатичные сайты, но если при этом попросить их что-то в этих сайтах изменить, да еще указать конкретные требования, которые не предусмотрены в предлагаемых конструкторах, то наши «специалисты» не смогут ничего сделать, так как не будут знать, как на самом деле произошло создание сайта, каким законам оно подчиняется.

Предлагаемый вниманию и используемый мной подход развивает алгоритмическое мышление обучающихся, не ограничивая проявления их творческого начала, позволяет выделить дополнительные часы в школьной программе на программирование, не нанося ущерба изучению важной, современной, крайне необходимой «технологической» темы «Web-технологии».

Разрабатывая уроки темы «Технология обработки числовой информации», я всегда замечала, что предложенные в учебниках и методических пособиях материалы облегчены, теоретические знания скудны, их изучение предполагается в медленном темпе, многократные повторения подчинены привитию навыков и не способствуют интенсивному развитию школьников. В обучении преобладает вербализм, развитие памяти происходит в ущерб развитию мышления, слабо используются внутренние побуждения к учению, унифицированное обучение подавляет проявление индивидуальности.

Поэтому, давая школьникам первое представление об электронных таблицах, научив их работать с текстовым, числовым и формульным наполнением ячеек, я стремлюсь построить дальнейшее обучение так, чтобы оно способствовало интенсивному развитию школьников.

Подбирая задания для реализации в электронных таблицах, я стараюсь не только приблизить их наполнение к реальности, к практической применимости (например, тестовые программы, автоматизированные проверочные работы, обучающие тренажеры), но и развивать логическое мышление школьников, их способности к анализу (вычленению структуры объекта, выявлению взаимосвязей, осознанию принципов организации) и синтезу (созданию новых схем, структур и моделей).

Один из примеров. При обучении работе с формулами, можно научить создавать не просто вычислительные системы, а продукты, анализирующие вводимые данные. Знания не даются в готовом виде, а выводятся, открываются под руководством учителя, который для этого организует в классе поисково-исследовательскую деятельность. Сначала обсуждается, как система будет анализировать данные, затем строится блок-схема, соответствующая алгоритму деятельности системы.

Блок-схема к алгоритму (ветвление), реализующему тест в среде Microsoft Excel.

К(1)=0

К(1)=1

К(2)=0

К(2)=1

К(3)=0

К(3)=1

К(4)=0

К(4)=1

К(5)=0

К(5)=1

S =CУММ(К(1):К(5))

=сумм(к(1):k(5))

Оценка=5

Оценка=4

Оценка=3

Оценка=2

И лишь затем происходит процесс реализации алгоритма в конкретной прикладной программе, в данном случае в Microsoft Excel. Вот проект того, что должно получиться:

А вот предполагаемые пути его реализации:

Самостоятельно находя способы решения задач, школьник начинает участвовать в учёбе как субъект этого процесса. С помощью учителя он формирует научное (теоретическое) понятие об изучаемом предмете или явлении. Но главное, при таком подходе, появляется возможность сделать акцент на развитие алгоритмического и логического мышления школьников, их способностей к анализу и синтезу при изучении еще одной технологической темы.

Компьютерные презентации – очень важная, необходимая современному выпускнику технологическая тема курса школьной информатики. Школьников обязательно надо учить грамотно изменять структуру слайдов, шаблоны оформления, настраивать анимацию, организовывать смену слайдов, использовать управляющие кнопки и гиперссылки. При изучении «Технологии обработки графической информации» в рамках знакомства с возможностями прикладной программы для создания презентаций Microsoft Power Point, также существует ряд возможностей для пересечения с темой «Основы алгоритмизации». Одна из них – довольно часто используемая линейная схема, когда мультипликация осуществляется за счет быстрой смены незначительно изменяющихся слайдов.

Я обычно предлагаю школьникам задачи, связанные с моделированием, широко используемым в развивающем обучении, с поиском решения в нестандартной ситуации. Моделирование может проводиться сразу на разных уровнях: предметном, графическом, знаковом. К примеру, можно предложить организовать смену слайдов не по порядку, а в соответствии с некоторым совместно разработанным алгоритмом. Здесь могут встретиться и линейные, и разветвляющиеся, и циклические структуры.

Блок-схема к алгоритму (ветвление, цикл с послеусловием),
реализующему тест в Power Point.

Такую смену слайдов можно организовать, применяя систему гиперссылок, а «Основы алгоритмизации» опять находят свое место в преподавании технологической темы, не только не нанося ущерб выделенным на нее часам, но и обогащают ее, развивая алгоритмическое мышление обучающихся.

Учитывая мой опыт интеграции темы «Основы алгоритмизации» в другие (почти все) темы школьной информатики, а также методические и дидактические возможности, которые предоставляются новыми информационными технологиями можно сформулировать ряд положений, на которых строится мой подход к изучению основ алгоритмизации в школе:

1. Изучение основ алгоритмизации обычно ассоциируется с изучением алгоритмических языков (будь-то какой-либо язык программирования или учебный алгоритмический язык). Провозгласив развитие алгоритмического мышления в качестве цели, школьная информатика нуждается в средствах для ее достижения. Этим средством в курсе могло бы стать программирование, но на него отводится слишком мало часов в школьной программе.

2. Процесс изучения основ алгоритмизации может быть ориентирован на использование компьютерных технологий как дидактическое средство обучения.

3. До недавнего времени реализация алгоритмических проектов на персональном компьютере была достаточно проблематичной вследствие ограниченных возможностей компьютерной техники. Но за последние десятилетия в информационной индустрии произошли серьезные изменения, которые привели к появлению графического интерфейса, гипертекстового пространства, мультимедиа-технологий, объектно-ориентированного представления информации. Теперь на пути к конструированию алгоритмов в различных пользовательских средах нет никаких препятствий.

4. Такое конструирование становится мостиком между алгоритмической (теоретической) и «пользовательской» (практической) информатикой. С развитием информационных технологий возможно и необходимо использовать современные прикладные программы для развития алгоритмического мышления.

5. Одной из главных задач является реализация смыслового содержания решаемой проблемы, а не изучение алгоритмических структур конкретного представления. Несмотря на то, что разработка каждого нового алгоритма требует своего подхода, тем не менее, существуют определенные общие приемы и этапы этого рода деятельности. Поэтому на практике должна быть реализована унификация алгоритмических структур как конструкций, которые содержатся в любых алгоритмах.

6. На практике я предъявляю обучающимся структуру алгоритма в графической форме при помощи определенного «графического» синтаксиса. Такой синтаксис, основанный на наглядности, понятен и известен ученикам по опыту, приобретенному при изучении других школьных предметов, и его применение не должно вызывать значительных трудностей.

7. Каждый алгоритм работает с определенным набором данных, которые обрабатываются при помощи некоторых методов. Собственно, алгоритм - это процесс преобразования входных данных в выходные. Поэтому следует предусмотреть явное разграничение между данными и методами их обработки. Этим методам я и обучаю школьников, развивая тем самым их алгоритмическое мышление.

Говоря об общеобразовательных целях курса информатики, я полагаю, что умения выделить в своей предметной области систему понятий, представить их в виде совокупности атрибутов и действий, описать алгоритмы действий и схемы логического вывода помогут школьнику не только эффективно внедрять алгоритмизацию в свою деятельность, но и позволит ему повысить ясность мышления в своей учебной и повседневной деятельности.

05.12.2014 г.

10