автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Формирование общих алгоритмических умений учащихся с помощью использования языка блок-схем при изучении математики

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Маханов, Рози Юлдашевич, 1984 год

ВВВДЕНИЕ.

ГЛАВА I. НЕКОТОРЫЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФОРМИРОВАНИЯ

ОБЩИХ АЛГОРИТМИЧЕСКИХ УМЕНИЙ УЧАЩИХСЯ

§ I. Понятие формирования общих алгоритмических умений учащихся.

§ 2. Необходимость и возможность усиления алгоритмической направленности в среднем математическом образовании

§ 3. Основные положения методики обучения языку блок-схем.

ГЛАВА П. МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ШКОЛЬНИКОВ ЯЗЫКУ

БЛОК-СХЕМ

§ I. Соотнесение цели обучения языку блок-схем с содержанием алгоритмических умений учащихся

§ 2. Особенности связи языка блок-схем с традиционным содержанием школьной математики

§ 3. Методические указания по составлению блок-схем

§ 4. Методические особенности построения разветвляющегося и циклического алгоритмов на языке блок-схем

§ 5. Система упражнений на языке блок-схем, формирующая у учащихся общих алгоритмических умений.

§ 6. Педагогический эксперимент

Введение диссертации по педагогике, на тему "Формирование общих алгоритмических умений учащихся с помощью использования языка блок-схем при изучении математики"

Научно-техническая революция ставит перед всей системой народного образования и, в частности, перед средней общеобразовательной школой, сложные и ответственные задачи. Одним из основных проявлений научно-технического прогресса можно считать стремительное расширение круга применения электронных вычислительных машин (ЭВМ), внедрение их в различные отрасли науки и техники, непосредственно в народное хозяйство, а также интенсивное проникновение идей алгоритмизации и программирования в сферу общего образования.

Если в 60-х годах на повестке дня стоял вопрос о введении в школу современных приложений математики, связанных с использованием ЭВМ, то за последние два десятилетия исследователи доказали принципиальную возможность введения в школу элементов црограммирования, элементов кибернетики, алгоритмических языков, обоснованно показали доступность этих понятий для школьников, существенно усовершенствовали методы обучения прикладных дисциплин.

Следует отметить, что последовательность апробации результатов указанных приложений математики шла по следующему пути: углубленное изучение математики и прикладной математики в начальной школе, затем факультативные занятия в общеобразовательной школе и, как заключительный результативный выход, предложения о введении тех или иных прикладных вопросов в общеобразовательные школы курсы математики.

В настоящее время перед исследователями по-прежнему стоит вопрос дальнейшего совершенствования как содержания введенных прикладных разделов, так и методов обучения этим разделам в условиях всеобщего среднего образования.

Переход ко всеобщему среднему образованию выдвинул ряд требований, которые необходимо всесторонне учитывать при дальнейшем совершенствовании школьного образования.

Самое главное требование - это доступность материала в совершенствовании методики его изложения для учащихся. Общеоб-разоватеяьность в самом широком смысле слова и поиск формы наибольшей занимательности, как методического условия такого совершенствования, на наш взгляд, имеют глобальный характер. Систематическое соблюдение органической связи усовершенствованного нового материала с традиционными разделами школьного курса математики это одно из условий.

Одним из важных моментов в процессе практического внедрения усовершенствованного нового материала является формирование общих алгоритмических умений учащихся.

В последние два десятилетия усилиями таких исследователей, как Монахов В.М., Шварцбурд С.И., Антипов И.Н., Минаева С.С., ц

Лапчик В.П., Червочкина Л.П., Бахит А.Х., Кацева В.П., Баль-цюк Н.Б., Макаренков В.А., Касторнов А.Ф. и другие, были получены интересные и практически важные результаты по данному вопросу. Однако проблема формирования общих алгоритмических умений учащихся с помощью использования языка блок-схем ими не была разработана. Мы считаем данный вопрос важным и требующим теоретического и практического исследования.

При этом возникает возможность предположить, что знание языка блок-схем способствует развитию математической интуиции и логического мышления учащихся, а самое главное, подготовке учащихся к практической деятельности.

Исходя из требований современного общественного производства к школьному образованию, приходится констатировать, что необходимость Формирования обпшх алгоритмических умений школьников с каждым годом будет возрастать.

Развитие электронной вычислительной техники и проникновение ее во все сферы человеческой деятельности представляет собой характерную особенность современной научно-технической революции. Число людей, использующих полученные при помощи ЭВМ результаты в промышленности разных стран, превысило 30$ от общего числа работающих, а развитие терминальной сети и микропроцессорного управления в технике, в промышленности и в быту может в ближайшие годы приблизить эту цифру к 90$.

В связи с этим, в отечественной и зарубежной литературе широко обсуждается вопрос о том, в какой степени этот процесс должен отразиться в программе общеобразовательной школы. По мнению ряда авторов, возможно принципиальное изменение пропорции между традиционными разделами школьного курса математики и теми прикладными разделами, которые связаны с ЭВМ и использованием ЭВМ в практической деятельности.

Нами была выдвинута гипотеза, что если при обучении математике систематически и целенаправленно использовать алгоритмические принципы языка блок-схем, то это может существенно повлиять на развитие алгоритмической д общематематической культуры учащихся.

Таким образом проблемой нашего исследования является выявление методических возможностей языка блок-схем и разработка методики обучения учащихся, способствующей формированию умений использовать данный язык в решении математических задач, как важного средства усиления алгоритмической направленности среднего математического образования.

Предмет исследования - рассмотрение основных аспектов специфических алгоритмических представлений, умений и навыков, формируемых в процессе изучения содержания школьного курса математики.

В процессе нашего исследования необходимо было решить 1 следующие задачи:

-провести теоретический анализ концептуальных границ использования языка блок-схем в учебном процессе в средней школе;

-выявить методические преимущества языка блок-схем перед другими алгоритмическими языками в учебном процессе;

-построить методическую концепцию обучения школьников языку блок-схем в органическом единстве с традиционным учебным материалом школьного курса математики;

-разработать учебный материал для обучения школьников языку блок-схем;

-организовать педагогический эксперимент и составить методические указания по обучению школьников языку блок-схем.

Для решения данных задач были использованы различные методы исследования:

- изучение и анализ математической литературы по вопросам программирования для ЭВМ и методике преподавания математики, методики обучения и дидактики; эксперимент; цроблемный метод; наблюдение; беседа; анкетирование; ©бучение продуктивной деятельности. Метод компетентных судей. Целью эксперимента была проверка выдвинутой нами гипотезы.

Педагогический эксперимент по исследуемой проблеме проводился с 1977 по 1980 гг. и состоял из двух этапов.

Первый и второй этапы эксперимента проводились в школах $ 18 г. Душанбе, № 81 им. Бехзода Ленинского района, № 14 Вахшского района, № 43 Яванского района Таджикской ССР. Для первого этапа эксперимента прежде всего необходимо было решить вопрос о возможности изучения языка блок-схем и практического использования блок-схем для описания алгоритмов в ус-, ловиях факультативных занятий в общеобразовательной школе.

В разработанном для первого этапа эксперимента учебном материала нашли отражение следуадие требования: во-первых, система усваиваемых понятий формирует алгоритмическую культуру, а приобретаемые умения языка блок-схем используются в традиционном курсе математики; во-вторых, четко указаны приемы использования материала на языке блок-схем и методы реализации блок-схем в традиционном курсе математики.

Для второго этапа эксперимента была разработана система упражнений, формирующая навыки решения задач на языке блок-схем (учебные задания для факультативных занятий). На этом этапе особое внимание было уделено: структуре системы упражнений; пригодности структуры усовершенствованного учебного материала; последовательной усложненности логической структуры процесса решения задачи; влиянию этой системы упражнений на формирование навыков решения задач на языке блок-схем.

Задачи исследования и последовательность педагогического эксперимента определили структуру диссертации.

Первая глава диссертации посвящена раскрытию содержания некоторых методических аспектов формирования общих алгоритмических умений учащихся в среднем математическом образовании. В ней раскрываются основные понятия алгоритмической культуры, необходимость и возможность изучения языка блок-схем в средней школе. Раскрывается универсальный характер языка блок-схем и одновременно выдвигаются основные полржения предложенной методики обучения языку блок-схем.

Вторая глава диссертации раскрывает правила построения, блок-схем и особенности практической реализации системы упражнений, формирующих навыки решения задач на языке блок-схем как в общеобразовательном, так и факультативном курсе математики. В ней дается педагогический анализ эксперимента.

Достоверность и обоснованность обеспечены корректностью постановки педагогического эксперимента и обработки полученных результатов, подтверждены устойчивой повторяемостью основных результатов обучения положительным влиянием формирования общих алгоритмических умений на общие математические развития учащихся.

Научная новизна диссертации заключается в разработке целостной методической концепции формирования общих алгоритмических умений учащихся, ориентированной преимущественно на алгоритмические средства языка блок-схем с максимальным использованием его дидактических преимуществ (простота, доступность, обозримость, наглядность).

Практическая значимость исследования может найти практическое применение в плане совершенствования всей системы формирования общих алгоритмических умений учащихся в соответствии с требованием научно-технической революции, и в плане использования ряда результатов при переработке действующего учебника "Алгебра 8" (раздел "Алгоритмы и элементы программирования").

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)"

Основные результаты исследования

1. Проведен теоретический анализ алгоритмической линии в среднем математическом образовании, исследованы возможности усиления специфических алгоритмических представлений, умений и навыков в применении специальных методик.

2. Выявлены, обобщены и методически реализованы общеобразовательные достоинства языка блок-схем, как универсального в дидактическом плане языка программирования, способствующего прикладной ориентации факультативных занятий по математике.

3. Построена система упражнений, образующая основу факультативного курса "Изучение языка блок-схем" и способствующая более глубокому пониманию первоначального языка описания алгоритма.

4. Экспериментальной проверкой показано, что в повышении алгоритмической культуры школьников особая роль принадлежит языку блок-схем, который в значительной степени определяет возможность усиления прикладной ориентации традиционных школьных задач. Разработанный и усовершенствованный учебный материал показал пригодность и целенаправленность применения блок-схем к решению школьных задач. На этом материале можно расширять у школьников специфические представления, умения и навыки, активно нацравлять ход их логических суждений.

5. Экспериментально доказано, что школьники могут успешно выполнять описание алгоритма на языке блок-схем и рационально применять блок-схемы не только в основном и факультативных курсах математики, но и при углубленном изучении математики и ряда других предметов естественно-научного цикла, что позволяет усилить прикладную и политехническую направленность школьного математического образования.

6. Экспериментально доказано, что язык блок-схем вырабатывает у школьника важные для практики навыки видеть все решение задачи от начала до конца, со всеми возможными логическими тонкостями и вариантами.

7. Проведенным анализом алгоритмических возможностей языка блок-схем убедительно показана его универсальность, что делает его пригодным для массового использования в общеобразовательной школе в качестве эффективного пропедевтического средства для освоения современными алгоритмическими языками программирования.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Маханов, Рози Юлдашевич, Душанбе

1. Ленин В.И. Материализм и эмпириокритицизм. - М.: Политиз-дат, 1977, 388 с.

2. К.Маркс и Ф.Энгельс. Манифест Коммунистической партии.

3. М.: Политиздат, 1975, 61 с.

4. Фридрих Энгельс. Анти-дюринг. М.: Политиздат, 1977,461 с.4. 1X71 съезд КПСС. Основные направления экономического и социального развития СССР на I981-1985 годы и на период до 1990 года. М.: Политиздат, 1981, - 94 с.

5. Постановление Центрального Комитета КПСС и Совета Мнистров

6. СССР: "О мерах дальнейшего улучшения работы средней об- -щеобразовательной школы. Собрание постановлений правительства СССР. 1966, ii 24, - 205 с.

7. О реформе общеобразовательной и профессиональной школы: Сборник документов и материалов. М.: Политиздат, 1984, 1X2 с.

8. Абрамов С.А., Антипов И.Н. Программирование на упрощенномалголе. М.: Наука, 1973, - 182 с.

9. Алгебра: учебное пособие для 6-го класса средней школы /подред. А.И.Маркушевича/ 7-е изд. -М.: Просвещение, 1976, 222 с.

10. Алгебра: учебное пособие 7-го класса средней школы /под ред.

11. А.И.Маркушевича/ 2-е изд. -М.: Просвещение, 1979. 233 с.

12. Алгебра: учебное пособие для 7-го класса средней школыпод ред. А.И.Маркушевича/. 6-е издание. -М.: Просвещение, 1979 . 254 с.

13. Алгебра в 8 классе: методическое пособие для учителей.

14. Ю.Н.Макарычев, Н.Г.Миндюк, В.М.Монахов и др. М.: Просвещение, 1979. - 239 с.

15. Алгебра и начала анализа: Учебное пособие для 9-го клас-;Iса средней школы (под ред. А.Н.Колмогорова) 5-е изд. М.: Просвещение, 1979. 222 с.

16. Алгебра и начала анализа: Учебное пособие для 10 классасредней школы (под ред. А.Н.Колмогорова) 4-е изд. -М.: Просвещение, 1979. 241 с.

17. Антипов И.Н. Проблема изучения алгоритмического языка всредней школе: автореф. дис. на соискание ученой степени кандидата педагогических наук. М., 1970. - 36 с. В надзаг.: АПН COOP, Ин-т Содержания и методов обучения.

18. Антипов И.Н. Алгоритмический язык АЛГ0Л-60. Для 9-10 кл.сред.школы с углуб.теорет.и практ.изучением математики с подред. А.А.Абрамова). М., Просвещение, 1975. -159 с.

19. Антипов И.Н., Болырок Н.Б., Кудрявцев А.Д., Шинников В.В.- К вопросу преподавания программирования в средней школе. Математика в школе, 1973, В 5, с. 50-52.

20. Антипов И.Н. Задания для индивидуальных работ учащихся1. класса по факультатив. М.: НИИ СиМО АПН СССР, 1977. 26 с.

21. Антипов И.Н. Задания для учащихся по факультативному курсу программирования. М.: НИИ СиМО АПН СССР, 1978. -19 с.

22. Антипов И.Н. Задания для учащихся IX класса по факультатив. М.: НИИ СиМО АПН СССР, 1977. 23 с.

23. Бабаджанян В.Д., Монахов В.М. Межпредметные связи естественно-математических дисциплин на факультативных занятиях. Советская педагогика, 1970, № 10, 36-42 с.

24. Балщюк Н.Б. Элементы программирования в школьном курсематематике и связанные с ними вопросы методической подготовки учителя: автореф.дис. на соискание ученой степени кандидата педагогических наук. М., 1978. -15 с. В надзаг.: МПШ им. В.И.Ленина.

25. Бальцюк Н.Б. Алгоритмизация процессов обработки информации: Актуальные вопросы методики преподавания математики: Сборник трудов. (Под ред. Черкасова Р.С.). М., 1975, с. 137-165.

26. Бахит А.Х. Проблема введения основных понятий автоматической обработки информации в школу АРЕ: автореф.дис. на соискание ученой степени кандидата педагогических наук. М., 1976. 24 с.

27. Березина Л.Ю. Использование графов в совершенствованиисреднего математического образования: автореф.дис. на соискание ученой степени кандидата педагогических наук.- М.: 1975. 25 с. В надзаг.: АПН СССР, Ин-т содержания и методов обучения.

28. Боброва Г.Б., Бутенко Р.В., Первин В.А. Уроки программирования для 1У класса математика в школе, 1974, № 3, с. 53-57.

29. Ботвинников А.Д. Дидактические требования к научно-методическим исследованиям. НИИ СМО АПН СССР, 1978. -24 с.

30. Брудно А.Л. Введение в программирование содержательныхобозначениях. М.: Наука, 1965. - 148 с.

31. Брудно А.Л. Программирование в содержательных обозначениях. 2-е изд. М.: Наука, 1968. - 148-154 с.

32. Верга Т. Математика I. Блок-схемы. Перфокарты вероятности.- М.: Педагогика, 1978, III с.зо