автореферат и диссертация по педагогике 13.00.01 для написания научной статьи или работы на тему: Дидактические основы формирования у учащихсясредней общеобразовательной школыалгоритмического способа решения задач

Автореферат диссертации по теме "Дидактические основы формирования у учащихсясредней общеобразовательной школыалгоритмического способа решения задач"

л

На правах рукописи Кащей Владимир Васильевич

Дидактические основы формирования у учащихся средней общеобразовательной школы алгоритмического способа решения задач

Специальность 13.00.01 - общая педагогика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Москва - 1998г.

Работа выполнена в Институте повышения квалификации и переподготовки работников народного образования Московской области

Научный доктор педагогических наук,

руководитель В.А.Кальней

Официальные действительный член РАО,

оппоненты доктор педагогических наук,

профессор A.M. Новиков

кандидат педагогических наук, доцент A.C. Сиденко

Ведущее учреждение Институт общего образования Министерства

общего и профессионального образования Российской Федерации

Защита состоится "19"января 1999г. в 17 часов на заседании диссертационноп совета К177.01.01 по присуждению ученой степени кандидата педагогических наук по специальности 13.00.01 - общая педагогика в Институте повышения кв лификации и переподготовки работников народного образования Московской области по адресу: 129281, г. Москва, Староватутинский проезд, д.8

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института повышения квал фикации и переподготовки работников народного образования Московской об ласти.

Автореферат разослан " "декабря 1998г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат педагогических наук ст. научный сотрудник

И.И.Колисниченко

Общая характеристика работы.

Актуальность исследования. Широкое применение средств вычислитель-гой техники, в особенности персональных компьютеров, оказывает революционизирующее влияние на все сферы человеческой деятельности. Умение работать : персональным компьютером становится одним из необходимых условий соци-шьной адаптации личности в современном обществе.

Новые технологии разработки программ, в особенности основанные на )бъектно-ориентированном подходе в программировании, а также большая кон-^нграция материальных, человеческих и финансовых ресурсов позволяют доста-очно быстро и качественно создавать высокоэффективные специализированные фограммные продукты, обладающие большим набором средств для повышения [роизводительности труда человека. Для использования таких программных проектов необходимо освоить соответствующие знания и приобрести практические 13ВЫКИ.

В 1985 году был введен школьный курс "Основы информатики и вычисли-ел ьной техники", провозглашавший своей основной целью овладение комнью-ерной грамотностью, под которой понималось умение работать с компьютером.

При изучении большинства школьных предметов особое внимание обра-йется, прежде всего, на знание учащимися фактического материала. Умению перировать этими знаниями, операциональной стороне, обучению метод)' поста-овки и решения задач уделяется значительно меньше внимания. Постановка и ешение задач, как правило, являются прерогативой таких учебных предметов, 1K математика, физика, химия. Однако, используемые в них методы не соответ-гвуют современному подходу к постановке и решению задач, разработанному в дбернетике, определяемому многими авторами как алгоритмический стиль ышления (М.М. Бежанова, С.А. Бешешсов, А.Г. Гейн, С.Г. Григорьев, A.M. ришин, А.К. Дубров, И.В. Дьяков, В.Г. Житомирский, В.А. Каймин, Г.А. Квашин, В.В. Кравец, A.A. Кузнецов, А.Г. Кушниренко, Г.В. Лебедев, A.C. Лес-звекий, Е.В. Лесневский, Т.А. Матвеева, Л.А. Москвина, А.О. Ноготков, М.А.

Плаксин, О.П. Пономарев, В.Б. Попов, A.C. Потапов, В.И. Потапов, М.В. Сан P.A. Скворень, С.В. Тархов, А.Н. Флоренсов, В.Ф. Шолохович и другие). В от чие от остальных предметов, информатика ставит одной из своих основных лей обучение умению ставить и решать задачи, то есть уметь выполнять onepai с полученными знаниями.

Многие авторы существующих программ курса информатики (Кугапирс; и др., Каймин и др., Гейн и др.) подчеркивают необходимость развития алгор мического мышления школьников. В то же время, эти авторы отмечают, что j витие алгоритмического мышления школьников недостаточно обеспечено в учном и организационно-методическом аспектах.

Таким образом, возникшее в педагогической практике противоречие, с которого состоит, с одной стороны, в потребности формирования у учащи школы умений постановки задачи, принятия и исполнения решения как необ димое условие их полноценной подготовки к трудовой деятельности в инфор: ционном обществе, а с другой - в нацеленности школьного курса информат! на подготовку пользователя и недостаточной разработанности в педагогичеа теории и практике методов обучения школьников алгоритмическому способу шения задач, и определило выбор темы нашего исследования.

Цель исследования: Теоретически обосновать и экспериментально про рить основные этапы, оптимальные методы, организационные формы и уело] обучения старшеклассников алгоритмическому способу решения задач (на nj мере предмета "Основы информатики и вычислительной техники").

Объект исследования: Эбкцеобразовательная подготовка учащихся ср ней общеобразовательной школы.

Предмет исследования: формирование у учащихся средней общеобразо тельной школы алгоритмического способа решения задач в процессе их обще! разовательной подготовки.

Гипотеза исследования; Предполагается, что обучение старшеклассши алгоритмическому способу решения задач будет способствовать повышению :

г

фективности их общеобразовательной подготовки, если будут выполнены следующие условия:

разработаны основные этапы обучения алгоритмическому способу решения задач в процессе преподавания информатики;

определены условия эффективности процесса обучения алгоритмическому способу решения задач старшеклассников средней общеобразовательной школы;

выявлены оптимальные методы преподавания информатики, обеспечивающие эффективность обучения алгоритмическому способу решения задач;

обоснована связь информатики и других учебных предметов (математики, физики, химии и др.), прерогативой которых является решение задач;

разработаны методы и критерии проверки и оценки успешности освоения ,'чащимися алгоритмического способа решения задач.

Задачи исследования:

1. Выявить и систематизировать понятия, подходы, методы составляющие основу алгоритмического способа решения задач.

2. Разработать основные этапы обучения алгоритмическому способу решения задач на уроках информатики и обосновать взаимосвязь с другими учебными предметами, прерогативой которых является решение задач.

3. Определить условия эффективности процесса обучения учащихся алгоритмическому способу решения задач.

4. Выявить и экспериментально проверить оптимальные методы и формы обучения учащихся алгоритмическому способу решения задач.

Теоретико-методологической основой исследования являются ведущие эложения философии, психологии и педагогики, раскрывающие многоаспектно природу современного информационного общества, происходящие в нем эоцессы информатизации и компьютеризации образования; теория личности и :ятельности, разрабатываемая в трудах Л.С.Выготского, В.В.Давыдова, .Н.Леонтьева, С.Л.Рубинштейна и др.; закономерности социализации личности.

В исследовании использовались методы: анализ философской, социологи-

ь

ческой, психолого-педагогической литературы, синтез эмпирическою и теоре ческого материала, моделирование и обобщите, наблюдение, изучение педа гической деятельности, различные виды опроса, констатирующий и формирз щий эксперименты, а также математическая обработка материала, графичес] представление полученных данных.

Научная новизна исследования.

Теоретически обоснованы и экспериментально проверены личностные, ] тодические и организационные условия эффективности обучения алгоритм ческому способу решения задач старшеклассников средней обгцеобразователы школы на уроках информатики с учетом непрерывности и преемственности об зования.

Разработаны основные этапы обучения учащихся алгоритмическому сш> бу решения задач на уроках информатики: обучение постановке задачи, раз] ботке математической модели, выбору численного метода решения задачи, раз] ботке интерфейса, разработке алгоритма, кодированию, отладке и тестирован!: эксплуатации и модификации программы; разработана их содержательная ча< в виде теоретических сведений, задач, тестов и контролирующе-обучающих < стем; обоснована взаимосвязь с другими учебными предметами (математика, (] зика).

Выявлены оптимальные методы, формы обучения учащихся, такие * структурный подход к решению задачи, разделение решения задачи на соотв< ствующие этапы, двухуровневая структура обучения, проведение занятий в фс ме лекций, семинаров и лабораторных работ, способы записи алгоритмов в тш псевдокода, реализация которых в учебном процессе обеспечивает освоение у*, щимися алгоритмического способа решения задач.

Практическая зпачимость исследования состоит в том, что разработа ный и апробированный комплекс методов и организационных форм обучения а горитмическому способу решения задач может быть включен в учебный процес разработаны и внедрены в практику методические рекомендации, программа ку

са по информатике, практические и контрольные задания, программное обеспечение для контролнрующе-обучающего режима по ряду тем программы.

Для записи алгоритмов разработана специальная форма, помогающая облегчить понимание алгоритмов и переход к кодированию программ.

Исследование проводилось с 1987г. по 1998г. и включало три этапа.

Первый этап (1987г.~1992г.) включал в себя анализ существующей системы подготовки старшеклассников по информатике, осмысление противоречий I проблем, выявление социально-педагогических резервов повышения эффективности учебного процесса. На этом этапе использовались такие методы педагогического исследования как выявление условий, изучение теоретических источ-шков и анализ реального процесса, анкетирование, беседы.

Второй этап (1992-1996) проводился формирующий эксперимент, в ходе второго в педагогический процесс обучения информатике вводились изменения соответствхш с задачами исследования. На основании отработанной функцио-альной модели обучения старшеклассников алгоритмическому способу решения адач апробировались выявленные существенные условия адаптивности учебного роцесса средней общеобразовательной школы к потребностям обучаемых, отцеживались результаты, подтверждающие или опровергающие гипотезу иссле-ования.

Третий этап (199бг.-1998г.) обобщение итогов экспериментальной работы, гределение окончательных результатов, развитие выводов, внедрение результа->в исследования в педагогический процесс.

На защиту выносятся:

Совокупность критериев оценки обучения учащихся алгоритмическому особу решения задач.

Совокупность задач и заданий для обучения школьников алгоритмическому особу их решения, отвечающих следующим дидактическим требованиям:

возможность рассмотрения всех этапов решения задачи (постановка задачи, зработка математической модели, выбор метода численного решения, разра-

ботка интерфейса, разработка алгоритма, кодирование, отладка и тестирован] получение и интерпретация результата, эксплуатация и модификация програ мы);

последовательное повышение уровня сложности задач;

реализация творческого подхода к решению;

реализация структурного подхода к решению, суть которого состоит в I пользовании методов пошаговой детализации, нисходящего проектирован! ограничении только базовыми конструкциями при разработке алгоритма, отк; необоснованного использования операторов безусловного перехода и гак далее

Условия эффективности процесса обучения учащихся алгоритмическо способу решения задач, такие как:

личностные (обеспечивающие комфортность школьника в учебном процесс< методические (создающие учителю необходимый инструментарий для п] подавания);

организационные (обеспечивающие доступность к информационным рес; сам).

Способ записи алгоритма с помощью псевдокода, позволяющего осущо вить оптимальный переход от записи алгоритма решения задачи к кодирован] его на языке программирования.

Апробация результатов исследования. Опыт работы по обучению ст; шеклассииков алгоритмическому способу решения задач получил одобрение используется в лицее № 1557 (образован в июле 1998г. на базе общеобразо! тельной физико-математической школы № 1030 при МИЭТ) г. Зеленограда, в I ловковской сельской школе Наро-Фоминского района и при переподготовке н] подавателей информатики в Институте повышения квалификации и перепод! товки работников народного образования Московской области.

Положения и выводы, полученные в результате исследования, доклады лись на VII Международной конференции "Информатизация непрерывного об] зования" (Москва, ноябрь, 1997г.), заслушивались на заседаниях кафедры тех]

логий и предпринимательства ИПК и ПРНО МО.

СТРУКТУРА И ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии, включающей более 200 источников на русском и иностранных языках, 3 приложений и содержит 10 диаграмм.

Во введении обосновывается актуальность темы исследования, сформулированы цель, объект, предмет, гипотеза, задачи; указаны методологические и теоретические основы исследования, методы исследования. Раскрыта научная новизна, теоретическая и практическая значимость выявленных условий развития алгоритмического мышления старшеклассников; определены положения, выносимые на защиту, выделены этапы исследования.

В первой главе "Формирование у учащихся алгоритмического способа решения задач как педагогическая проблема" проводится теоретический анализ предмета исследования, раскрывается современное состояние преподавания информатики в школах России, изложены научные подходы к проблеме обучения алгоритмическому способу решения задач, дан анализ научных работ по исследуемой теме.

В современных условиях в ряде областей не только теоретической, но и практической деятельности к работникам различных: рангов предъявляются исключительно высокие требования с точки зрения рационального и эффективного решения производственных задач и рациональной организации их труда. Эти требования предполагают умение проводить сложные рассуждения, осуществлять логический анализ дшшых различных задач.

Умение пользоваться алгоритмическими приемами в практической работе становится требованием эпохи, мимо которого школа пройти не может. Обучение простейшим алгоритмам и использование их в школьной работе дисциплинирует школьника, приучает его к порядку и организованности мышления, вырабатывает особый стиль мыслительной деятельности.

Обучение учащихся алгоритмическому способу решения задач служит раз-

витию ряда важных качеств их мышления. В частности, выработка у учащих определенных алгоритмических приемов умственной работы освобождает их и тсллсктуальные силы для решения новых, более сложных задач, в том числе творческого характера. Предлагаемая нами методика обучения алгоритмическоз способу решения задач, предусматривает не сообщение учащимся алгоритм решения задач в готовом виде, а такую постановку работы с учениками, при * торой они как бы самостоятельно открывают соответствующие алгоритмы.

По оценкам специалистов алгоритмический подход все шире будет pacnf страняться в школьном преподавании. Главная проблема состоит в определен критериев отбора учебного материала, в применении к которому алгоритмизап в настоящее время методически целесообразна и доступна педагогу и в дока тельности эффективности для школьного процесса обучения. Одной из таких с ластей является обучение информатике. Экспериментальные данные нашего i следования это подтверждают.

Для педагогики критерием эффективности являются, прежде всего, резу; таты эксперимента. Именно эксперимент дает ответ на вопрос, какие из онерац можно считать элементарными, какие из объектов - и для какого уровня развш учащихся - можно считать однозначно опознаваемыми.

В качестве теоретической базы для постановки эксперимента нами бы сформулированы следующие положения:

- Решение задач, возникающих в практической и теоретической деятельное возможно только в том случае, если человек умеет пользоваться получеш ми знаниями, владеет соответствующими методами мышления.

- Задачи, которые человек должен уметь решать в ходе своей деятельное крайне многообразны. Научить в школе решению всех задач, которые moi встретиться в жизни, невозможно: их количество практически необозри Поэтому приходится, обучая учащихся решению конкретных задач, фор} ровать у них достаточно общие методы мышления и вообще деятельное общие способы подхода к любой задаче, умение искать решение в лю(

новой ситуации. Развитие таких достаточно общих методов мышления и деятельности является поэтому одной из важнейших задач школы.

- Методы мышления, сформированные на одном содержании, при правильном обучении могут переноситься на другое содержание.

- Проблема обучения учащихся достаточно общим, регулярным методам мышления - не только методическая, но и важная общедидактическая и психологическая проблема, так как с ее решением связано развитие тех общих качеств ума, которые имеют значение для усвоения любого предмета и подготовки к любому виду деятельности.

Под алгоритмическим способом решения задач мы понимаем способ, ориентированный на развитие навыков создания алгоритмов для решения задач, то есть выработку умения выделить, поставить, решить задачу и проанализировать полученные результаты в различных сферах человеческой деятельности, в первую очередь в информатике, на основе современных методов разработки алгоритмов: структурного подхода, метода пошаговой детализации, нисходящего проектирования и других методов.

Компьютеризация обучения с особой остротой ставит ряд проблем.

Во-первых, необходимо более точно описать набор действий и операций, который должен быть сформирован у учащихся.

Во-вторых, необходимо выяснить, каким образом можно использовать компьютер для развития операциональной стороны учебной деятельности. Компьютер позволяет наглядно представить любое действие, показать его результат, условия его выполнения, дает возможность учащимся увидеть результат любой выполняемой им операции, интерпретировать каждый шаг в построении структуры (модели), выборе плана решения, контроля и т. д.

В-третьих, компьютер как средство деятельности, оказывает существенное влияние на содержательную сторону выполняемых действий, перестраивает основные действия, например, по контролю правильности решения. Особое внимание следует уделить исследованию тех умственных действий и операций, кото-

рые связаны с получением информации с помощью компьютера.

В-четвертых, мотивациониая сторона учебной деятельности осуществляе ся под влиянием определенных побуждений обучаемых, выступающих в качест: источника их активности. Они включают, наряду с потребностями, интерес, установки, убеждения, представление учащегося о себе, идеалы и другие це ности, образуют мотивационную сторону учебной деятельности. В условиях ко: пьютерного обучения появляется еще один источник мотивации - компьютер, к торый оказывает большое влияние на отношение учащегося к учебе.

Для оценки обучения алгоритмическому способу решения задач важнь является определение критериев его эффективности.

В определении критериев оценки эффективности обучения алгоритм ческому способу решения задач мы руководствуемся научными взглядами на э проблему, изложенными в трудах Л.С.Выготского, С. Л.Рубинштейн А.Н.Леонтьева, С.Эриксена, В.Уивера, Е.Мадена, В.Браунелла, которые выделяь следующие критерии:

1-й критерий — степень осознания операций и приемов мышлени суть которого определяется необходимостью специального формирования школьников понимания и осознания не только результатов своей мыслителык деятельности, но и самого процесса этой деятельности как поэтапного формир вания осознания (понимания).

2-й критерий — это степень владения операциями и приемами мысл: тельной деятельности в процессе создания алгоритмов, умения производив рациональные действия но применению нх в учебном и в пеучебном позн нагельных процессах.

3-й критерий — степень умения осуществлять перенос осознания он раций н приемов мышления, а также навыков пользования ими в другие с: туации и на другие предметы в разных областях.

4-й критерий — величина тезауруса, то есть запаса знаний, их систср ность, а также явление новых способов усвоения знаний.

5-й критерий — состояние и возрастающая динамичность различных качеств ума: самостоятельности, глубины, критичности, гибкости, последовательности, быстроты и так далее. Эти качества развиваются в зависимости от глубины и устойчивости знаний и от умения школьников на практике использовать мыслительные операции.

6-й критерий — степень умения творчески решать задачи, ориентироваться в новых условиях, быть оперативным в действиях.

7-й критерий — способность учащихся усваивать логические суяаде-пня и использовать их в учебной деятельности.

В нашем исследовании первые три критерия являются наиболее важными.

В современных условиях ЭВМ превращается в важнейшее средство трудовой деятельности в различных сферах, а также в быту. В связи с этим наряду с градиционным фундаментальным теоретическим подходом к обучешпо информатике возник и получил распространение технологический (пользовательский) подход, ориентированный на обучение в первую очередь практическим навыкам работы с компьютером без достаточного изучения теоретических основ. Пользовательский подход позволяет почти сразу получить практическую отдачу, но сра-!у требует наличия достаточно мощной технической и программной базы, слабо развивает мышление учащихся, практически не решает задачи развития личности л ее социальной адаптации.

Практика показала, что человек, овладевший фундаментальными основами информатики и общими принципами организации компьютера, относительно гегко осваивает работу практически с любой программой, понимая логику ее работы. Стремление к пониманию логики вещей - сильная сторона российского об-эазования. Спрос на эту особенность образования, характеризующуюся умением, келанием разобраться в любом предмете, во всем мире очень велик и с годами он 5удет увеличиваться.

По нашему мнению, воспитать такую потребность у учащихся в понимании гогики изучаемого можно только на основе фундаментального образования, ко-

торое изначально предполагает необходимость разбираться в сущности предме и его взаимосвязях. Таким образом, только фундаментальная подготовка спосс на решать задачу формирования творческой личности.

По мере все более широкого внедрения средств вычислительной техники все сферы нашей жизни роль технологического компонента в задаче социальн адаптации личности постоянно будет снижаться, так как обучение практичесю навыкам работы с готовыми программными продуктами будет все более упр щаться и осуществляться на бытовом уровне. В тоже время роль фундамента! нога компонента не уменьшается и, вероятно, будет возрастать.

Фундаментальный компонент позволяет развивать у учащихся определе ные интеллектуальные умения, в частности, навыки структурного описания об екта или процесса и формализации объектов.

Изучение фундаментального компонента обусловлено также слабым техи ческим обеспечением российских школ. По данным статистики примерно 5С школ имеют по 10-15 компьютеров, зачастую устаревших. В большинст остальных компьютеров нет вообще. В такой ситуации поддерживать должш уровень образования возможно только развивая фундаментальный компонент.

Фундаментальное образование предполагает наличие: -общетеоретического блока, включающего понятие информации, сведения о к

даровании и передаче информации; -структурно-алгоритмического блока, включающего понятие алгоритма, стр} тур и систем их записи и предполагающего развитие определенных интеллект альных умений; здесь прорабатываются две важные идеи: идея структурно описания объекта или процесса и идея формализма, которая заключается в : мене операций над объектами операциями над их обозначениями; -блока, посвященного построению информационных моделей, как средства € лее глубокого понимания моделируемого объекта.

Существующие в настоящее время 3 базовые программы изучения инфс матики в школе ориентированы на фундаментальную подготовку, в том числе

на обучение алгоритмическому способу решения задач. Тем не менее, всем трем представленным программам присущ ряд общих недостатков:

1.Все три программы заявляют о необходимости обучения алгоритмическому способу решения задач, но в то же время, в разделе тематического планирования материала и соответствующих учебниках не прослеживается последовательная, постоятгая и непрерывная поддержка этой задачи. Без такой поддержки обучение алгоритмическому способу решения задач малоэффективно.

2. Для обучения алгоритмическому способу решения задач с точки зрения авторов необходимо в первую очередь усвоить понятие алгоритма и исполнителя алгоритмов. Однако, при этом неоправданно много времени отводится на изучение команд отдельных исполнителей и практически не изучается структурный подход, метод разделения задач на модули, метод нисходящего проектирования, метод последовательной детализации.

3. Все три программы в той или иной форме включают понятие об этапах решения задач с помощью ЭВМ, но ни одна из них не рассматривает имеющиеся в них решения задач с разбором всех этапов. Необходимость такого подхода к решению задач в программах также не оговорена.

В проекте базового стандарта по информатике А.А Кузнецова указывается, что базовый курс информатики может сочетать в себе все три существующих сейчас направления в обучении информатике в школе: -мировоззренческий аспект; -"пользовательский" аспект;

-алгоритмический (программистский) аспект, связанный в настоящее время уже в большей мере с развитием мышления школьников.

Однако, как и в рассмотренных ранее программах, в стандарте не отражен структурный подход к созданию алгоритмов, использующий современные методы их разработки, и идея активно развивающегося в настоящее время объектно-ориентированного подхода.

На основании всего выше изложенного, определив понятие алгоритмиче-

ского способа решения задач и критерии определения уровней его развития, пр анализировав существующие программы и рекомендованный стандарт по инфс матике, мы разработали программу изучения информатики в старших класс общеобразовательной школы.

Во второй главе "Дидактические основы обучения учащихся алгори мическому способу решения задач" рассмотрены способы предъявления зад и заданий учащимся, специальные методы и средства обучения алгоритмичесь му способу решения задач и представлены итоги проведенного опытг экспериментального исследования.

Для обучения алгоритмическому способу решения задач использует определенный набор задач и заданий. В этом случае важен даже не только подбор, но и метод их разбора с учащимися. Дидактический подход к пред-« лению таких задач и заданий, а также порядок их разработки сформулирован I ми в виде следующих предположений:

1. Необходимо рассмотреть (как можно подробнее) все этапы решения зада1 начиная от постановки задачи до возможной модификации программы.

2. Особенное внимание при решении задач необходимо уделять этапам проект рования (постановка задачи, моделирование, выбор метода решения), так к; эти этапы имеют крайне важное значение и не только для информатики.

3. Для решения в начале курса был необходим набор специальных задач - для с учения постановке задачи, разработке математической модели и выбора мето численного решения. Они должны быть достаточно просты и "очевидны' точки зрения разработки алгоритма и представлять интерес для учащих! иметь особенность неочевидного решения, чтобы можно было на их приме продемонстрировать обоснованность и необходимость тщательной прорабе ки постановки задачи, моделирования и выбора метода решения и предос вить возможность продемонстрировать на их примере методически правш ные методы решения.

Для обучения алгоритмическому способу решения задач нами использо)

лись следующие специальные методы и средства:

1.Система лекционных и семинарских занятий.

2.Проведение семинарских занятий, контрольных мероприятии и оценок знаний учащихся, включающее в качестве обязательных следующие условия: -разделение занятий на лекционные (изучение теоретического материала), семинарские (решение задач вплоть до написания текстов программ и тестов) и занятия в компьютерном классе (от набора программ до их модификации);

-изучение основных типов алгоритмических конструкций и обучение составлению алгоритмов предшествует изучению алгоритмического языка; -специальные формы контроля, предусматривающие оценку по конечному результату при постоянном контроле в процессе обучения.

3.Специально разработагагая система записи алгоритмов, позволяющая проводить дополнительную проверку их правильности и не допускающая неправильных неструктурированных конструкций (псевдокод).

4.Применение знаний из других предметов (математика, физика, биология, литература и другие предметные области) для выполнения заданий по курсу информатики.

Нами исследованы возможности и особенности применения лекционных и практических занятий в обучении алгоритмическому способу решения задач. Опытно-зкспериментальная проверка показала, что лекционная форма позволяет подавать специально подобрагашй для данной аудитории материал единым блоком, что способствует лучшему усвоению, оперативно внося необходимые изменения и дополнения.

При проведении практических занятий значительная часть работы проводится в аудитории, для обеспечения внимательного анализа задачи и тщательной подготовки к работе с компьютером. Без такой подготовки учащиеся к работе с компьютером не допускаются. При работе в компьютерном классе особое внимание необходимо обращать на отладку и тестирование программ и анализ полу-

ченных результатов.

В предлагаемой нами системе занятий сначала изучаются все алгоритм и> ские конструкции при использовании простейшего способа их записи на мш мально формализованном языке, а затем происходит переход к изучению am ритмического языка и составлению программ по уже ранее составленным ani ритмам. Составление алгоритмов на псевдокоде позволяет сосредоточить осш ное внимание на разработке алгоритма и, тем самым, способствует обучению i горитмнческому способу решения задач.

При проведении практических занятий нами были разработаны специаг ные формы контроля и условия их реализации.

Разработанные содержание, методы, организационные формы занятий информатике, нацеленные на обучение алгоритмическому способу решения зад позволили создать план их опытно-экспериментальной проверки. В ее ходе бы установлено, что применение перечисленных выше методов, средств, форм да положительный результат в обучении школьников алгоритмическому спосо решения задач.

Эффективность обучения алгоритмическому способу решения задач .n оценивали по пяти основным критериям:

- способность ученика решать различные типы задач;

- количество времени, затрачиваемое на решение задачи или количество : дач, решаемых за определенное время;

- умение самостоятельно выделить и поставить задачу;

- способности самостоятельно разбираться в новом материале в результа инициативной работы с ним, активно используя всевозможную справо ную информацию в виде книг, инструкций, справочных и информационн поисковых систем до Internet включительно;

- итоговые оценки по информатике. Опытно-экспериментальная оценка предложенной системы обучения алг

ритмическому способу решения задач проводилась на базе лицея №1557 г. Зел

нограда и общеобразовательной Головковской сельской школы Наро-Фоминского района Московской области.

Опытно-экспериментальная работа, в ходе которой мы оценивали обучение алгоритмическому способу решения задач по вышеуказанным критериям, показала, что оценки для экспериментальной и контрольной групп различалось от 1,16 раз в начале обучения до 1,6-2,5 и даже 5 раз в конце обучения, что свидетельствует об эффективности предлагаемой системы обучения старшеклассников алгоритмическому способу решения задач.

В результате проведенного исследования были определены следующие условия обучения старшеклассгппсов алгоритмическому способу решения задач на уроках информатики:

1. Личностные (обусловливающие комфортность школьника в учебном процессе):

- усвоение учащимися теоретических основ алгоритмического способа решения задач;

- наличие духа сотрудничества, коллективного творчества, обучение младших старшими, коллективная работа над задачей;

- осознание учащимися целей обучения и ценности полученных знаний для их дальнейшей деятельности;

2. Методические (создающие учителю необходимый инструментарий для преподавания):

- поэтапное обучение алгоритмическому способу решения задач в соответствии с этапами решения задачи, а не в соответствии с типами алгоритмов как это сейчас принято, устранение параллельности изучения алгоритмов и языка программирования;

- использование специальных форм записи алгоритма, облегчающих его разработку, обеспечивающих структурность алгоритма и простоту его перевода на язык программирования;

- оценка по конечному результату — допускается исправление оценки, оценка

го

выставляется по результатам работы программы (при изучении языка) с пр влечением независимых экспертов; 3. Организационные (обеспечивающие доступность к информационным ресу

сам):

- доступность ресурсов ЭВМ во внеурочное время;

- возможность получить практически в любое время консультацию препода! теля и товарищей;

- использование новых информационных технологий (Internet, любитсльск} сеть ЭВМ — ФИДО, средства мультимедиа и так далее).

В заключении подведены итоги исследования, сделаны обобщения и выв ды, подтверждающие выдвинутую гипотезу.

В настоящее время, в условиях резко увеличивающегося потока информ ции, появления новых средств телекоммуникаций и обработки информации в более возрастает значение обучения правилам мышления, в частности - способ! постановки задачи (проблемы), принятия и исполнения решения.

Учащиеся должны знать и осознанно применять эти способы в своей де тельности. Для этого они должны иметь представление о теоретических основ и методах алгоритмического способа решения задач и уметь их практически пр менять.

Вопросам постановки задачи, разработки математической модели и выбо метода численного решения, которые имеют важное значение в развитии алг ритмического мышления, уделяется недостаточно внимания. Необходимо, пом мо тщательного рассмотрения этих вопросов при решении каждой задачи, пр водить специальное занятие, посвященное в первую очередь этим темам.

Использование методов структурного программирования позволяет облс чить один из самых трудных этапов решения задач - разработку алгоритма. Д практической реализации этого подхода разработан способ записи алгоритмов псевдокоде, базирующийся на принципах структурного программирования.

В отличие от практически повсеместно принятого способа параллельно

изучения алгоритмов и языка программирования предлагается их последовательное изучение в соответствии с классификацией этапов решения задач. При этом сначала осваивается методика разработки алгоритмов, и только после этого начинается изучение языка программирования и кодирование программ по разработанным алгоритмам.

Исследование показало важность обучения старшеклассников алгоритмическому способу решения задач на уроках информатики.

Проведенное исследование подтвердило его гипотезу и позволило сформулировать следующие выводы:

1 .Обучение старшеклассников алгоритмическому способу решения задач: -улучшает их умение решать задачи;

-способствует развитию навыков мышления, связанных с решением задач (умению выделить и поставить задачу, разработать математическую модель, выбрать численный способ решения, разработать сценарий, составить алгоритм и программу, провести ее тестирование); -развивает способность самостоятельно разбираться в новом материале; -воспитывает умение самостоятельно выделять, ставить и решать задачи, причем не только в области информатики; -повышает успеваемость. 2.0босновапа необходимость включения теоретической (фундаментальной) компоненты в курс информатики, определены ее роль и место, а также стоящие перед ней задачи.

3.Определены особенности обучения алгоритмическому способу решения задач в

процессе теоретических и практических занятий. ^Разработан набор заданий для практических занятий и составлены методические указания по их решению, составлен набор тестовых заданий и программное обеспечение для контроля знаний учащихся. ».Разработан способ записи алгоритмов на специально разработанном псевдокоде, позволяющий максимально формализовать запись структуры алгоритма

г. г-

при минимальной формализации синтаксиса, помогающий наиболее ее ствешшм для учащихся образом перейти к записи алгоритма на формальг алгоритмическом языке (кодированию). Особым достоинством этого мет« является невозможность составить неструктурированный алгоритм, при ус вии соблюдения правил записи.

6.Для теоретических занятий добавлены дополнительные разде (дополнительный учебный материал) по этапам решения задач, структурнс программированию, методике составления алгоритмов, организации данных

7.Разработано содержание и методические рекомендации для проведения прак ческого занятия по постановке задач и составлению моделей.

Основные положения диссертационного исследования нашли отражени публикациях:

¡.Программное обеспечение микроЭВМ. Практикум по программиро нию. Книга 11.//Практическое пособие для инженерно-педагогических работ: ков системы профессионально-технического образования - М.:Высшая шке 1991г. - 143с. (В соавторстве, авторские -24с.). Рекомендовано Госпрофоб{ СССР в качестве практического пособия.

2.Выбор способа записи алгоритмов при преподавании информатша средней школе.// VII Международная выставка "Информатизация непрерыв» образования" - М., 1997г., с.71-72.

3.Начинающему пользователю персонального компьютера о тексто! процессоре.// Методические рекомендации.- М,, 1998г. - 24с.