Научная работа на тему Развитие познавательных универсальных учебных действий при обучении алгоритмизации в базовом курсе информатики
Содержание
Введение………………………………………………………………………3
Глава 1. Теоретические аспекты развития познавательных УУД в теме алгоритмизация
1.1 Понятие и компоненты универсальных учебных действий ………...6
1.2. Обучение алгоритмизации и программированию в базовом курсе школы ……………………………………………………………………………….11
1.3. Анализ существующего опыта по развитию познавательных УУД в теме алгоритмизация.……................................................................................16
Глава 2. Методические аспекты развития познавательных УУД при обучении алгоритмизации в базовом курсе информатики.
2.1. Развитие общеучебных познавательных универсальных учебных действий ……………………………………..…………………………..…19
2.2. Развитие логических познавательных универсальных учебных действий…………………………………………………………………….24
2.3. Развитие постановки и решения проблемы познавательных универсальных учебных действий……………………………………… 32
Заключение…………………………………………………………………34
Список используемой литературы……………………………………….36
Введение.
Раздел «Алгоритм и исполнители» в базовом школьном курсе информатики» занимает одно из центральных мест.
Изучение алгоритмизации в школьном курсе информатике может иметь два целевых аспекта: первый – развивающий аспект, под которым понимают развитие алгоритмического мышления учащихся; второй – программистский аспект, под которым понимают развитие навыков составление учебных программ. Первый аспект связан с усилением фундаментальной компоненты курса информатики. Ученикам даются представления о том, что такое языки программирования, что представляет собой программа на языках программирования, как создается программа в различных средах. Второй аспект носит профориентационный характер. Профессия программиста в наше время является достаточно распространенной и престижной. Изучение программирования в рамках школьного курса позволяет ученикам испытать свои способности к такого рода деятельности.
Различные авторы школьных программ по курсу «Информатика и ИКТ» по разному подходят к построению алгоритмической учебной линии. В том числе по иному решаются проблемы содержания теоретической и практической составляющей разработчиками школьных программ, к ним относятся Н.В. Макарова, Н.Д. Угринович, И.Г. Семакин и другие.
Цель курсовой работы – раскрыть возможности обучения в курсе информатики теме «Алгоритмы и исполнители».
Задачи:
1.Анализ литературы по теме «Алгоритмы и исполнители»;
2.Разработка материала для проведения уроков информатики по данной теме.
Образовательные возможности темы:
•Дать общее представление о различных видах алгоритмов и исполнителей;
•Познакомить учащихся с языками программирования;
•Включение учащихся в практическую исследовательскую деятельность;
Развивающие возможности темы:
1. Расширение кругозора учащихся;
2. Развитие воображения;
3. Развитие творческих способностей;
4.Развитие логического мышления.
Воспитательные возможности темы:
1. Воспитание информационной культуры;
2. Воспитание самореализации;
3.Воспитание умения слушать и слышать учителя и одноклассников.
Закончив изучение раздела, учащиеся должны знать:
• что такое алгоритм; какова роль алгоритма в системах управления;
• в чем состоят основные свойства алгоритма;
• способы записи алгоритмов: блок-схемы, учебный алгоритмический язык;
• основные алгоритмические конструкции: следование, ветвление, цикл; структуры алгоритмов;
• назначение вспомогательных алгоритмов; технологии построения сложных алгоритмов: метод последовательной детализации и сборочный (библиотечный) метод;
• основные свойства величин в алгоритмах обработки информации: что такое имя, тип, значение величины; смысл присваивания;
• назначение языков программирования;
• *в чем различие между языками программирования высокого уровня и машинно-ориентированными языками;
• правила представления данных на одном из языков программирования высокого уровня (например, на Паскале);
• правила записи основных операторов: ввода, вывода, присваивания, цикла, ветвления;
• правила записи программы;
• что такое трансляция;
• назначение систем программирования;
• содержание этапов разработки программы: алгоритмизация — кодирование — отладка — тестирование.
Учащиеся должны уметь:
• пользоваться языком блок-схем, понимать описания алгоритмов на учебном алгоритмическом языке;
• выполнять трассировку алгоритма для известного исполнителя;
• составлять несложные линейные, ветвящиеся и циклические алгоритмы управления одним из учебных исполнителей;
• выделять подзадачи; определять и использовать вспомогательные алгоритмы;
• составлять несложные программы решения вычислительных задач с целыми числами;
• программировать простой диалог;
• работать в среде одной из систем программирования (например, Турбо Паскаль);
• осуществлять отладку и тестирование программы.
Изучение раздела «Алгоритмы и исполнители» может оказать существенное влияние на формирование информационной культуры и развитие исследовательской компетенции и предпрофессиональных навыков учащихся. Использование компьютера как инструмента учебной деятельности дает возможность переосмыслить традиционные подходы к изучению многих вопросов естественнонаучных дисциплин, усилить экспериментальную деятельность учащихся, приблизить процесс обучения к реальному процессу познания.
Глава 1 « Теоретические аспекты развития познавательных УУД в теме алгоритмизация»
Понятие и компоненты универсальных учебных действий.
Важнейшей задачей современной системы образования является формирование совокупности УУД, обеспечивающих умение учиться, способность личности к саморазвитию и самосовершенствованию путем сознательного и активного присвоения нового социального опыта, а не только освоение учащимися конкретных предметных знаний и навыков в рамках отдельных дисциплин. [2]
Функции УУД состоят: [4]
во-первых, в обеспечении возможностей учащегося самостоятельно осуществлять деятельность учения, ставить учебные цели, искать и использовать необходимые средства и способы достижения, контролировать и оценивать процесс и результаты деятельности,
во-вторых, в создании условий для развития личности и ее самореализации в системе непрерывного образования, формирования «компетентности к обновлению компетентностей» толерантных установок личности, обеспечивающих ее жизнь в поликультурном обществе, высокой социальной и профессиональной мобильности,
в-третьих, в обеспечении успешного усвоения знаний, умений и навыков, формировании картины мира, компетентностей в любой предметной области познания.
Согласно, сформулированному в модели Программы развития универсальных учебных среди основных видов УУД выделятся четыре блока: [5]
1. Личностный.
2. Регулятивный.
3. Познавательный.
4. Коммуникативный.
Личностные универсальные учебные действия
- обеспечивают ценностно-смысловую ориентацию учащихся (умение соотносить поступки и события с принятыми этическими принципами, знание моральных норм и умение выделить нравственный аспект поведения), а также ориентацию в социальных ролях и межличностных отношениях.
Применительно к учебной деятельности следует выделить три вида действий:
личностное, профессиональное, жизненное самоопределение;
действие смыслообразования, т.е. установление учащимися связи между целью учебной деятельности и ее мотивом, другими словами, между результатом учения и тем, что побуждает деятельность, ради чего она осуществляется. Учащийся должен задаваться вопросом о том, «какое значение, смысл имеет для меня учение», и уметь находить ответ на него;
действие нравственно – этического оценивания усваиваемого содержания, обеспечивающее личностный моральный выбор на основе социальных и личностных ценностей.
К личностным УУД относятся: положительное отношение к учению, к познавательной деятельности, желание приобретать новые знания, умения, совершенствовать имеющиеся, осознавать свои трудности и стремиться к их преодолению, осваивать новые виды деятельности, участвовать в творческом, созидательном процессе; осознание себя как индивидуальности и одновременно как члена общества, признание для себя общепринятых морально-этических норм, способность к самооценке своих действий, поступков; осознание себя как гражданина, как представителя определённого народа, определённой культуры, интерес и уважение к другим народам; стремление к красоте, готовность поддерживать состояние окружающей среды и своего здоровья.
Регулятивные универсальные учебные действия
- обеспечивают способность учащегося организовывать свою учебно-познавательную деятельность, проходя по её этапам: от осознания цели – через планирование действий – к реализации намеченного, самоконтролю и самооценке достигнутого результата, а если надо, то и к проведению коррекции.
К регулятивным УУД относятся: принимать и сохранять учебную задачу; планировать (в сотрудничестве с учителем и одноклассниками или самостоятельно) необходимые действия, операции, действовать по плану; контролировать процесс и результаты деятельности, вносить необходимые коррективы; адекватно оценивать свои достижения, осознавать возникающие трудности, искать их причины и пути преодоления.
Познавательные универсальные учебные действия
- обеспечивают способность к познанию окружающего мира: готовность осуществлять направленный поиск, обработку и использование информации.
К познавательным УУД относятся: осознавать познавательную задачу; читать и слушать, извлекая нужную информацию, а также самостоятельно находить её в материалах учебников, рабочих тетрадей; понимать информацию, представленную в изобразительной, схематичной, модельной форме, использовать знаково-символичные средства для решения различных учебных задач; выполнять учебно-познавательные действия в материализованной и умственной форме; осуществлять для решения учебных задач операции анализа, синтеза, сравнения, классификации, устанавливать причинно-следственные связи, делать обобщения, выводы.
Коммуникативные универсальные учебные действия
- действия обеспечивают способность осуществлять продуктивное общение в совместной деятельности, проявляя толерантность в общении, соблюдая правила вербального и невербального поведения с учётом конкретной ситуации.
К коммуникативным УУД относятся: вступать в учебный диалог с учителем, одноклассниками, участвовать в общей беседе, соблюдая правила речевого поведения; задавать вопросы, слушать и отвечать на вопросы других, формулировать собственные мысли, высказывать и обосновывать свою точку зрения; строить небольшие монологические высказывания, осуществлять совместную деятельность в парах и рабочих группах с учётом конкретных учебно-познавательных задач.
Познавательные УУД – это система способов познания окружающего мира, построение самостоятельного процесса поиска, исследования и совокупность операций по обработке, систематизации, обобщению и использованию полученной информации.
Познавательные УУД классифицируются на 3 основные группы:
- общеучебные;
- логические;
- постановка и решение и проблемы.
Предполагается, что результатом формирования познавательных универсальных учебных действий будут являться умения: [17]
•произвольно и осознанно владеть общим приемом решения задач;
•осуществлять поиск необходимой информации для выполнения учебных заданий;
•использовать знаково-символические средства, в том числе модели и схемы для решения учебных задач;
•ориентироваться на разнообразие способов решения задач;
•учиться основам смыслового чтения художественных и познавательных текстов; уметь выделять существенную информацию из текстов разных видов;
•уметь осуществлять анализ объектов с выделением существенных и несущественных признаков
•уметь осуществлять синтез как составление целого из частей;
•уметь осуществлять сравнение, сериацию и классификацию по заданным критериям;
•уметь устанавливать причинно-следственные связи;
•уметь строить рассуждения в форме связи простых суждений об объекте, его строении, свойствах и связях;
•уметь устанавливать аналогии;
•владеть общим приемом решения учебных задач;
•осуществлять расширенный поиск информации с использованием ресурсов библиотеки, образовательного пространства родного края (малой родины);
•создавать и преобразовывать модели и схемы для решения задач;
•уметь осуществлять выбор наиболее эффективных способов решения образовательных задач в зависимости от конкретных условий.
Критериями форсированности у учащегося познания своей деятельности может стать:
- осознание, что такое свойства предмета – общие, различные, существенные, несущественные, необходимые, достаточные;
- моделирование;
- использование знаково-символической записи математического понятия;
- овладение приёмами анализа и синтеза объекта и его свойств;
- использование индуктивного умозаключения;
- выведение следствий из определения понятия;
- умение приводить контрпримеры.
1.2 Обучение алгоритмизации и программированию в базовом курсе школы
В соответствии с общей структурой школьного образования (начальная, основная и профильная) сегодня выстраивается многоуровневая структура предмета «Информатика и ИКТ». Начальный курс (2-4-й классы) во многих школах изучается интегративно в рамках других учебных предметов. Основной курс (5-9-й классы) и профильный курс (10-11-й классы) изучаются как отдельный предмет.
К настоящему времени в школьной информатике имеются значительные учебно-методические наработки для разных возрастных групп учащихся, изданы учебники и учебные пособия.
Примерная программа базового курса включает в себя раздел алгоритмы и исполнители, который составляет 19 часов. [19]
В качестве примера построение последовательности изучения темы «алгоритм и исполнители» можно предложить следующее поурочное планирование, разработанное по учебнику Семакина (9 класс) [20]
Таблица 1.
Тема Всего часов теория практика Вид практического занятия Программное обеспечение
1. Управление и кибернетика. Автоматизированные и автоматические системы управления. 1 1 - 2. Определение и свойства алгоритма. Линейные алгоритмы. 1 1 - 3. Практическая работа №23. Разработка линейных алгоритмов для графического исполнителя. 1 - 1 Практикум на ПК Графический исполнитель Черепашка, Кенгуренок, Чертежник
4. Вспомогательные алгоритмы и подпрограммы. Последовательная детализация. 1 1 - 5. Практическая работа №23. Учебный исполнитель алгоритмов. Последовательная детализация. 1 - 1 Практикум на ПК Графический исполнитель Черепашка, Кенгуренок, Чертежник
6. Циклические алгоритмы. 1 1 - 7. Практическая работа №24. Учебный исполнитель алгоритмов. Циклические алгоритмы. 1 - 1 Практикум на ПК Графический исполнитель Черепашка, Кенгуренок, Чертежник
8. Ветвления. Циклы в сочетании с ветвлениями. 1 1 - 9. Практическая работа №25. Учебный исполнитель алгоритмов. Ветвления. Циклы в сочетании с ветвлениями. 1 - 1 Практикум на ПК Графический исполнитель Черепашка, Кенгуренок, Чертежник
10. Контрольная работа №6.Информация и управление (тестирование, зачетная практическая работа, защита проекта). 1 - 1 Итого 10 5 5
Согласно с данным поурочным планированием на изучение раздела «алгоритм и исполнители» в 9 классе по программе И.Г. Семакина отводится 10 учебных часов, из которых 5 посвящены теории и 5 практическому освоению учебной среды программирования. Учащиеся на примерах знакомятся с базовыми алгоритмическими конструкциями, тем самым на данном этапе закладываются первые навыки, необходимые для дальнейшего совершенствования в области освоения более сложных сред программирования.
В конце освоения раздела предусмотрен контроль знаний, включающий в себе проведение контрольной работе в форме, соответствующей уровню подготовки учащихся и оптимальностью использования того или иного метода контроля.
Для сравнения нужно рассмотреть поурочное планирование, составленное на основе другой авторской программы – это программа Н.Д. Угриновича. По ее основе составлено поурочное планирование предмета «Информатика и ИКТ», а именно раздела «алгоритм и исполнители» для 9 класса базового уровня. [4]
Таблица 2.
№ Тема Кол-во часов Тип урока Контроль Программное обеспечение
1 Понятие алгоритма, свойства алгоритмов. 1 комбинированный 2 Исполнители алгоритмов, система команд исполнителя. Способы записей алгоритмов. Формальное исполнение алгоритмов. 1 комбинированный Редактор блок-схем алгоритмов Block-diagram editor
Система объектно-ориентированного программирования Visual Basic 2005 Express Edition
3 Объектно-ориентированное программирование. Графический интерфейс: форма и управляющие элементы. Событийные процедуры. 1 комбинированный Редактор блок-схем алгоритмов Block-diagram editor
Система объектно-ориентированного программирования Visual Basic 2005 Express Edition
4 Тип, имя и значение переменной. Присваивание. 1 комбинированный № 33. Проект «Форма и размещение на ней управляющих элементов». Редактор блок-схем алгоритмов Block-diagram editor
Система объектно-ориентированного программирования Visual Basic 2005 Express Edition
5 Основные алгоритмические структуры (линейная, ветвление, выбор, цикл) и их кодирование на языке программирования. 1 комбинированный № 34. Проект «Линейный алгоритм. Тип, имя и значение переменных».
№ 35. Проект «Ветвление. Проверка знаний».
№ 36. Проект «Выбор. Выставление оценки». Редактор блок-схем алгоритмов Block-diagram editor
Система объектно-ориентированного программирования Visual Basic 2005 Express Edition
6 Графические возможности языка программирования. 1 комбинированный № 37. Проект «Цикл. Коды символов».
№ 38. Проект «Графический редактор». Редактор блок-схем алгоритмов Block-diagram editor
Система объектно-ориентированного программирования Visual Basic 2005 Express Edition
7 Контрольная работа: тестирование, разработка зачетного проекта. 1 контроль знаний Редактор блок-схем алгоритмов Block-diagram editor
Система объектно-ориентированного программирования Visual Basic 2005 Express Edition
Анализ соответствия стандарту.
В учебнике Семакина И. Г. «Информатика. Базовый курс.7-9 класс» все темы полностью соответствуют темам, изложенным в примерной программе. А в учебнике «Информатика и ИКТ Угринович Н.Д. 9класс» не все темы, рекомендуемые примерной программой, изложены в учебнике. Отсутствует введение следующих понятий:
- Графический системный исполнитель,
- Режим программного управления,
-Вспомогательные алгоритмы,
-Кодирование.
Анализируя задаточный материал, можно сделать вывод: в учебнике И.Г. Семакина после каждого параграфа в учебнике присутствует два раздела: коротко о главном, вопросы и задания, в большинстве носят репродуктивный характер, но помимо заданий присутствуют и практические задания для закрепления изученного материала, в конце учебника расположен понятийный глоссарий. Отдельно практические задания не выносятся, они включены в общие вопросы и задания, которые носят не только репродуктивный характер, но и присутствуют элементы проблемно-поисковых заданий, например, привести примеры различных моделей. Практические задания в большей степени носят репродуктивный характер. В учебнике Н.Д. Угриновича задаточный материал структурирован следующим образом: после каждого параграфа присутствуют контрольные вопросы, для проверки усвоения пройденной темы, а после некоторых задания для самостоятельного выполнения. Также в учебнике имеется раздел «Компьютерный практикум», где сформулированы практические работы к каждой главе. Задания, предлагаемые автором носят как репродуктивный характер, а так же проблемно-поисковый, а именно, имеются вопросы, например, с развернутым ответом, задания, требующие логических рассуждений и т. д. По источнику передачи и восприятия учебной деятельности Угриновича Н. Д. использует все основные виды заданий: словесные, наглядные и практические.
Анализируя соответствие материала дидактическим принципам, можно сделать следующий вывод: материалы двух учебников соответствуют всем дидактическим принципам, а именно:
-наглядность (человек получает через органы зрения почти в 5 раз больнее информации, чем через слух, поэтому на занятиях используются как наглядные материалы, так и обучающие программы);
-системность и последовательность (все темы взаимосвязаны друг с другом, и вытекают одна из одной);
-доступность (материал располагается от простого к сложному, при необходимости допускается повторение части материала через некоторое время);
-научность;
-связь теории с практикой представлены и прослеживаются в обоих учебниках (после изученной темы учащиеся решают задачи, отвечают на вопросы и выполняют практические задания).
Но большая их полнота реализуется и прослеживается в учебнике Семакина. И. Г
Таким образом, из двух проанализированных учебников, по нашему мнению, лучшим является учебник И.Г. Семакина, так как он более соответствует примерной программе по информатике.
К достоинствам этого учебника можно отнести и то, что раскрывается значение всех важных понятий, доступный язык изложения, достаточное количество вопросов для проверки изученной темы. В конце учебника предлагается глоссарий для повторения и закрепления изученных понятий.
Недостатком этого учебника является анализ задачного материала. Очень много заданий репродуктивного характера.
1.3 Анализ существующего опыта по развитию познавательных УУД в теме алгоритмизация.
По данной теме опубликовано немногочисленное количество материла. Рассмотрим наиболее интересные и познавательные на наш взгляд:
Например, в статье Паутовой А.Г. «Формирование универсальных учебных действий на уроках информатики в начальной школе» [15] рассмотрена номенклатура универсальных учебных действий и влияние на их развитие изучения информатики учениками начальной школы с использованием учебно-методического комплекта раннего обучения информатике авторов Бененсон Евгении Павловны и Паутовой Альбины Геннадьевны.
Наиболее интересным у автора можно считать, создание учебно-методического комплекта раннего обучения информатике позволяет создать специально организованное учебное пространство, обеспечивающее глубокое включение ученика в работу, независимо от его актуального уровня интеллектуального развития, стилистики обучения, начального уровня учебной мотивации и индивидуальных психологических особенностей. Автор предполагает, что предлагаемая технология делает процесс обучения более интенсивным, вовлекает в него все способности восприятия и действенного усвоения учебного содержания, позволяя индивидуализировать обучение применительно к большому числу детей, обладающих различными способностями.
Рассмотрим статью Данькина А.А. «Использование метапредметного подхода как эффективного условия формирования у школьников познавательных универсальных учебных действий». [5]
В данной статье автор предлагает рекомендации по формированию у школьников познавательных универсальных учебных действий с использованием метапредметного подхода на уроках информатики. Особое внимание автор уделяет модели организации учебной деятельности, направленной на достижение метапредметных результатов.
Автор предлагает учителям-практикам в учебном процессе наполнить предлагаемую модель своим педагогическим Я, которое и определит выбор содержания и способов метапредметного обучения, необходимость которого сегодня очевидна для всех, ведь главное, чему надо учить в школе, — это творческое мышление.
Также наше внимание привлекла статья Е.П. Кухи «Формирование познавательных универсальных учебных действий школьников средствами проектной деятельности предмета информатики». [9]
Автор предлагает классификацию проектов как учебной, так и внеучебной деятельности для обеспечения устойчивой мотивации познавательных универсальных учебных действий. Тип проекта во многом связан с его целью, а значит, с задачами и способами работы обучающегося.
Особое внимание автор уделяет особенностям включения познавательных учебных действий в проектную деятельность, так например, строя различного рода отношения в ходе целенаправленной, поисковой, творческой и продуктивной деятельности, школьники овладевают нормами взаимоотношений с разными людьми, умениями переходить с одного вида общения к другому, приобретают навыки индивидуальной самостоятельной работы и сотрудничества в коллективе.
Автор предполагает, что направленное воздействие на самостоятельное, активное приобретение школьниками знаний средствами проектной деятельности предмета информатики формирует познавательные универсальные учебные действия, а значит и умение учиться.
В статье Архиповой Т.В. "Алгоритмизация и программирование в базовом курсе школы» [1] рассмотрено формирование у школьника основ алгоритмического мышления.
Автор предлагает решение большого количества задач, позволяющих усвоить учащимися основы алгоритмизации и программирования на высоком уровне. В основе обучения теме алгоритмизация, по мнению автора, должен быть не учебник, а задачник-практикум, который дает обширный материал для организации практической работы на уроках и домашней работы учащихся.
Автор акцентирует внимание на том что, для изучения темы «Алгоритмизация и программирование» в базовом курсе школы наиболее подходящим является язык Лого, развивающий алгоритмическое, логическое и абстрактное мышление учащихся.
Выбор среды ЛогоМиры обоснован достоинствами языка Лого:
близость синтаксиса к естественному языку;
программа в языке Лого имеет четко выраженную структуру (процедуры, условные операторы и операторы цикла), в среде ЛогоМиры реализованы отдельные элементы объектно-ориентированного программирования;
интерактивный режим;
мультимедийные возможности.
Автор предполагает, что необходимо учитывать уровень подготовки учащихся к изучению языков программирования высокого уровня или объектно-ориентированных языков в профильном курсе изучения информатики, начинать изучение темы «Алгоритмизация и программирование» в среде Visual Basic нецелесообразно.
Рассмотрев статьи, можно сделать следующий вывод:
Авторы раскрывают формирование познавательных универсальных учебных действий в начальных классах, но в базовом курсе изучения информатики данная тема не рассматривается. При обучении алгоритмизации авторы рассматривают проблемы формирования алгоритмического мышления. В практической части работы мы рассмотрим формирование познавательных универсальных учебных действий в базовом курсе информатики при обучении теме «Алгоритмизация».
Глава 2 Методические аспекты развития познавательных УУД при обучении алгоритмизации в базовом курсе информатики.
2.1. Развитие общеучебных познавательных универсальных учебных действий.
К общеучебным познавательным УУД в курсе информатики относится:
Самостоятельное выделение и формулирование познавательной цели;
Поиск и выделение необходимой информации; применение методов информационного поиска, в том числе с помощью компьютерных средств;
Структурирование знаний;
Осознанное и произвольное построение речевого высказывания в устной и письменной форме.
Особую группу общеучебных универсальных действий составляют знаково-символические действия:
Моделирование – преобразование объекта из чувственной формы в модель, где выделены существенные характеристики объекта (пространственно-графическая или знаково-символическая);
Примерами формирования знаково-символических общеучебных познавательных УУД являются следующие задания:
Учащимся предлагается текстовая задача, задание заключается в следующем – необходимо составить блок-схему.
Например: Вы отправляетесь в кино. Подойдя к кинотеатру, вы обнаруживаете, что сегодня идут два фильма: новая серия «Форсажа» и новый боевик с Сильвестром Сталлоне. Если есть билеты на первый, то пойдете смотреть его, иначе будете смотреть боевик.
На первом этапе решением данного задания будет выявление вида алгоритмической конструкции, в данном примере – разветвляющееся.
На втором этапе учащиеся будут выявлять элементы блок-схемы (выполняемое действие, условие выполнения/невыполнения действия)
На заключительном этапе ученики составляют блок-схему:
2234565270510Иди в кино
Иди в кино
3025140-57152358390-434340начало
00начало
3015615270510
1644015155575Есть билеты на «Форсаж»
00Есть билеты на «Форсаж»
Да. Нет.
436816531750-60960241300Купить билет на этот фильм
00Купить билет на этот фильм
6153153175615315317545967653175003977005165100Купить билет на боевик
00Купить билет на боевик
4806315355600
2406015259715158115882650015811525971500
164401588265Иду смотреть фильм
00Иду смотреть фильм
24917402597150
1644015231140конец
00конец
Или можно предложить составить блок-схему к отрывку стихотворения:
Если крикнет рать святая:
«Кинь ты Русь, живи в раю!»
Я скажу: «Не надо рая,
Дайте родину мою».
Решение этого будет строиться по аналогичному алгоритму.
Обратное задание. По предложенной блок-схеме составить задачу.
Например,
Учащимся демонстрируется блок-схема, которую необходимо перевести в текст.
1958340270510Иди в кино
Иди в кино
2720340-57152082165-462915начало
00начало
2729865270510
1367790155575Есть билеты на «Форсаж»
00Есть билеты на «Форсаж»
Да. Нет.
409194031750-232410260350Купить билет на этот фильм
00Купить билет на этот фильм
36766541275367665317545967653175003977005165100Купить билет на боевик
00Купить билет на боевик
4806315355600
2406015259715158115882650015811525971500
164401588265Иду смотреть фильм
00Иду смотреть фильм
24917402597150
1644015231140конец
00конец
В результате преобразования блок схемы в текст мы получаем следующее:
« Придя в кинотеатр, мы увидели, что в 19:00 показывают 2 фильма: Форсаж и Боевик. Если билеты есть на Форсаж, то мы покупаем билет и отправляемся его смотреть, если билетов нет, то идем смотреть боевик»
Следующий тип заданий - вычисление алгоритма разветвленной структуры, представленной в виде блок-схемы, при заданном входном потоке исходных данных:
А 6 -4 21 -18
Х
Еще одним примером формирования знаково-символических общеучебных познавательных учебных действий является следующее задание:
Запишите по правилам алгоритмического языка выражения:
а) -; б) (1+z); в) ()+xг)
Учащиеся преобразуют математические символы в алгоритмический язык.
Ответы:
а) (x+y)/(x-1/2)-(x-z)/(x*y); б) (1+z)*(x+y/z)/(a-1/(1+x*x));
в) x**(n*(m+2)) + x**(n**m); г) (a+b)**n/(1+a/(a**m-b**(m-n)));
Для того чтобы способствовать развитию поиска и выделения необходимой информации можно использовать метод написания опорных конспектов.
Например, при изучение темы циклические алгоритмы, учащимся предлагается самостоятельное написание опорного конспекта.
Фрагмент урока «Циклические алгоритмы»
Ребята, сегодня наш урок будет построен следующим образом: Вы самостоятельно ознакомитесь с темой урока, составите конспект.
Для этого откройте свои учебники на стр. 117 (Учебник Угринович Н.Д. 9 класс).
Но в вашем конспекте должны быть ответы на следующие вопросы:
Циклический алгоритм – это
Виды циклических алгоритмов
Цикл - это
Цикл с предусловием, цикл с постусловием, цикл с параметром
Тело цикла – это
Цикл со счетчиком
Цикл по условию
Операторы цикла, их особенности
Следующее задание: при помощи интернета найти и законспектировать интересные факты о циклических алгоритмах.
Развернутый ответ на поставленный вопрос. Например, Как выполняются команды в линейном алгоритме?
Ответом на этом вопрос будет не только описания выполнения команд, но и составление блок-схемы, а также приведения примеров линейных алгоритмов не только в повседневной жизни, но и информатики.
Написание эссе на тему «Что я узнала(а) о алгоритме»
Этот метод можно использовать в качестве проверки теоретической базы знаний, приобретённой учащимися в теме «алгоритмизация».
Написание эссе помогает учащимся в свободной форме передать имеющиеся знания.
2.2. Развитие логических познавательных универсальных учебных действий.
К логическим познавательным универсальным учебным действиям относятся:
Анализ объектов с целью выделения признаков (существенных, несущественных);
Синтез – составление целого из частей, в том числе самостоятельное достраивание с восполнением недостающих компонентов;
Выбор оснований и критериев для сравнения, сериации, классификации объектов;
Подведение под понятие, выведение следствий;
Установление причинно-следственных связей, представление цепочек объектов и явлений;
Построение логической цепочки рассуждений, анализ истинности утверждений;
Доказательство.
Для демонстрации развития логических познавательных УУД нами были составлены фрагменты уроков, подобраны интересные задания.
Интересным методом для формирования синтеза является написание синквейна. Этот метод можно использовать на этапе первичного закрепления нового материала, для подведения итогов урока а также для проверки домашнего задания. Синквейны полезны ученику в качестве инструмента для синтезирования сложной информации. Учителю - в качестве среза оценки понятийного и словарного багажа учащихся.
Например, в теме «Определение и свойства алгоритма» на этапе закрепления нового материала можно предложить учащимся написать синквейн на тему алгоритм (перед тем как писать синквейн, нужно напомнить учащимся правило его написания).
5. Первичное закрепления знаний.
Ребята, давайте составим синквейн на тему «Алгоритм», используя те знания, которые вы приобрели сегодня на уроке.
(На доске появляется название «Алгоритм»)
Теперь нам необходимо подобрать 2 прилагательных, которые охарактеризуют такое понятие как алгоритм. В данном примере за основу взят способ представления алгоритмов.
(Словесный, графический)
На следующем этапе составления синквейна необходимо подобрать 3 действия, которые выполняет алгоритм.
(Содержит (команды), обладает (свойствами), упрощает (запись))
На предпоследнем нужно записать предложение, которое характеризуют особенность алгоритма
(Систематизирует полученные знания)
Последний этап – необходимо подобрать 1 слово, которое ассоциируется с данным понятием
(Блок-схема)
Далее на этапе подведения итогов учащиеся представляют свой синквейн на тему «Алгоритм».
Примером построения логической цепочки рассуждений, анализа истинности рассуждений является включение в урок приема «верите ли вы». Данный прием можно использовать для проверки знаний учащихся, постановки проблемной ситуации (а именно мотивации к изучению темы). Рассмотрим этот прием на примере фрагмента урока.
Фрагмент урока на тему « Обобщающий урок по теме алгоритмизация»
2 Этап. Проверка теоретических знаний учащихся.
- Ребята, я вам буду задавать вопрос, который будет начинаться с фразы «верно ли вы….», ваша задача не только ответить, но и аргументировать свой ответ.
Вопросы:
Верно ли, что способы решения разнообразных задач называются алгоритмами?
Верно ли, что написанный в виде блок-схем алгоритм исполняется компьютером?
Верно ли, что для обозначения условия алгоритма в блок-схеме используется прямоугольник?
Верно ли, что примером такого свойства алгоритма, как массовость является сложение целых чисел в десятичной системе счисления?
Верно ли, что примером линейного алгоритма является пример из сказки «налево пойдешь - коня потеряешь, направо пойдешь - сам пропадешь»
Верно ли, что цикл с предусловием и цикл с постусловием относятся к итерационным циклам?
Верно ли, что в решении алгоритмических задач присутствует операция присваивания?
Верно ли, что пока переменой не присвоено значение, она остается не определенной?
Верно ли, отладкой алгоритма называется процесс выявления и исправления ошибок в нем?
Верно ли, что массив можно заполнить случайными числами?
Верно ли, что массив можно заполнить с помощью оператора присваивания?
Верно ли, что команды, реализующие базовую алгоритмическую
конструкцию ветвление – это WRITELN
Верно ли, что язык программирования Паскаль позволяет оперировать следующими типами данных: целыми числами; вещественными числами; звуками; таблицами однотипных данных; символьными; файлами; таблицами разнотипных данных; логическими данными.
Верно ли, что подпрограмма - последовательность операторов языка.
Верно ли, что команда IF -THEN -ELSE не относится к базовым алгоритмическим конструкциям.
Верно ли, что массовость является свойством алгоритма.
Верно ли, что массивы могут быть как целочисленными, так и вещественными, так и символьными.
Верно ли, что Команда вызова вспомогательного алгоритма задает значение переменной;
Верно ли, что оператор цикла с параметром разветвляет алгоритм и организует его выполнение по одной из ветвей
При помощи вопросов, которые содержат в себе некое высказывание, учащиеся будут анализировать его истинность при помощи построения логической цепочки.
Для развития такого логического познавательного ууд как доказательство, можно использовать следующее:
Фрагмент урока на тему «Разветвляющиеся алгоритмы».
Этап решения задач.
- Ребята, среди приведенных блок-схем, выберите ту, которая соответствует решению функции z = y/x.
1)
805815101600начало
00начало
2)
13773152349501377315234950
72961581915Вводим Х,Y
X,Y
00Вводим Х,Y
X,Y
1377315129540729615309880Z=Y/X
00Z=Y/X
1377315567055137731514605805815785495конец
00конец
729615224155X,Y,Z
X,Y,Z
- Ребята, какая блок-схема соответствует решению функции? (1 блок-схема)
-Докажите. (На первый взгляд представляется, что алгоритм решения этой задачи имеет линейную структуру, но мы знаем, что делить на ноль нельзя, то, во-первых, нужно из вычислений исключить вариант х = 0 и, во-вторых, проинформировать пользователя алгоритма о возникшей ошибке).
Для развития такого компонента познавательных учебных действий, как анализ объектов с целью выделения признаков, можно использовать следующее:
Фрагмент урока «Понятие и свойства алгоритма»
Этап первичного закрепления.
- Ребята, мы с вами познакомились с определением понятия алгоритм и его свойствами, сейчас я вам предлагаю заполнить следующую таблицу:
Свойства Пример выполнения свойства Пример невыполнения свойства
Дискретность Точность Массовость Понятность Результативность - Вам необходимо заполнить данную таблицу примерами из повседневной жизни.
-Дайте определение такому свойству алгоритма, как точность? (Точность – каждое действие должно быть строго и недвусмысленно определено в каждом случае).
Приведите пример выполнения этого свойства: На дубе ларец, в ларце утка, в утке яйцо, в яйце игла, в игле смерть Кащея.
А теперь приведите пример невыполнения этого свойства - Поди туда не знаю куда, принеси то, не знаю что.
-Занесите примеры в таблицу.
Аналогичная работа проводится с остальными свойствами.
Свойства Пример выполнения Пример невыполнения
Дискретность Казнить нельзя, помиловать Казнить, нельзя помиловать
Точность На дубе ларец, в ларце утка, в утке яйцо, в яйце игла, в игле смерть Кащея Поди туда не знаю куда, принеси то, не знаю что.
Массовость Каждой дочери отец привез по дорогому подарку Принц мог жениться только на настоящей принцессе
Понятность Инструкция на русском языке Инструкция на китайском языке
Результативность Мышка хвостиком махнула, яйцо и разбилось Баба била-била, не разбила
В данном фрагменте урока объектом являются свойства алгоритмов, при анализе которых учащиеся приходят к выводу существенных признаков каждого свойства на бытовом примере.
Следующим примером анализа объектов с целью выделения признаков, можно использовать следующее задание:
Какими действиями вы снабдили бы автомат, заменяющий:
а) кассира в магазине;
б) дворника;
в) вахтёра;
г) директора школы.
В этом задании учащиеся будут анализировать действия исполнителя алгоритма. Эти действия могут быть представлены в виде блок-схем или пошаговой инструкции.
Например, кассир в магазине:
Здоровается с покупателем;
Уточняет сумму покупки;
Пробивает чек на кассовом аппарате;
Берет деньги у покупателя;
(выдает сдачу)
Отдает чек покупателю.
Этот же алгоритм учащийся может представить в виде блок-схемы:
3491865525208534061405366385446341537947600036537903785235248221555949854248155366385424815477583504248153794760424815378523522726653147060226314023660102205990174688522059901146810213931543243518154655956935конец
конец
18154655175885Выдает чек
0Выдает чек
-228604318635Выдает сдачу
0Выдает сдачу
9867903394710Сумма больше нужной
00Сумма больше нужной
15963902566035Берет деньги у покупателя
00Берет деньги у покупателя
15963901994535Выбивает чек
00Выбивает чек
15487651356360Уточняет сумму
00Уточняет сумму
1548765580390Здоровается с покупателем
0Здоровается с покупателем
1405890-635начало
00начало
Для формирования синтеза можно использовать следующие задания:
Даны команды, расставить их в нужном порядке и дать название алгоритму:
Команды:
Выкапываем яму
Идем в палисадник
Берем лопату и ведро
Выбираем участок
Набираем воду в ведро
Закапываем
Опускаем саженец
Возвращаемся домой
Копаем яму.
Учащиеся должны составить следующий алгоритм:
«Алгоритм посадки саженца»
Берем лопату и ведро
Набираем воду
Идем в палисадник
Выбираем участок
Копаем яму
Наливаем воду
Опускаем саженец
Закапываем
Возвращаемся домой.
2.3. Развитие постановки и решения проблемы познавательных универсальных учебных действий.
К данной группе универсальных учебных действий относятся следующие элементы:
Формулирование проблемы;
Самостоятельное создание способов решения проблем творческого и поискового характера.
Одним из примеров демонстрации развития формулирование проблемы является создание проблемной ситуации на уроке.
Фрагмент урока на тему «Программирование на языке Pascal»
В начале урока учащимся предлагается решить задачу: Найти наибольшее число из трех заданных чисел. На доске записываются несколько чисел: 568, 742, 390.
Учащиеся называют максимальное число: 742.
Учащимся задается следующий вопрос: “Каким образом вы определили, что данное число максимальное?” (сравнили числа друг с другом).
Постановка проблемы: “А как компьютер сравнит три числа?” Важно обратить внимание учеников, что машина может сравнивать только два числа.
Предлагается обозначить одно число буквой А, второе число буквой B, третье число – буквой С.
Учащиеся предлагают такой вариант решения проблемы: надо сравнивать первые два числа, а затем, большее из них с третьим числом. Составляют программу и проверяют правильность работы программы, вводят заданные числа и проверяют результат.
Затем учащимся ставится следующий проблемный вопрос: А может ли измениться исходное значение переменной А в процессе работы программы? Как? Ответ обоснуйте.
Решение:
1. Находим наибольшее из первых двух данных чисел A и B, а затем – максимальное из полученного числа и третьего данного числа С.
Program MAX1;
Var A, B, C, max: real;
begin
writeln (‘Введите три числа A, B, C’);
readln (A, B, С);
if A>B then max:=A else max:=b;
if C > max then max:=C;
writeln(‘Максимальное значение=’,max);
end.
Задается следующий вопрос: Как вы думаете, можно ли решить задачу другими способами?
Учащиеся продолжают поиск решения задачи.
Следующая проблема: А можно написать программу, чтобы она выстраивала числа в порядке возрастания или убывания? Учащиеся самостоятельно рассматривают пути решения данной проблемы.
Таким образом, данная задача создает проблемную ситуацию, следствием которой будет столкновение учащихся с неопределенностью, интеграция с математикой, то есть через содержание, через прием сопоставления фактов, рассмотрение задачи с различных позиций.
Метод частично-поисковый, так как учащимся нужно решить несколько проблем – определить измениться ли исходное значение переменной А в процессе работы программы и как, находят другие способы решения задачи, выстраивают числа в порядке возрастания или убывания.
Через решение данной задачи усиливается роль самостоятельного поиска решения проблемной ситуации.
Заключение.
В ходе проведенного исследования был осуществлен теоретический анализ учебников и литературных источников по теме, который позволяет сделать следующие выводы.
Раздел «Алгоритм и исполнители» в различных учебных пособиях освещен по разному, но несмотря на это в данной курсовой работе удалось представить необходимый минимум учебного материала, который подлежит обязательному рассмотрению. В дальнейшем приводится подтверждение целесообразности такого выбора в соответствии с образовательным стандартом и требованиями к знаниям учащихся, заключенными в нем.
На основе анализа различной литературы доказывается необходимость рассмотрения такой формы представления алгоритма как блок-схема, так как она помогает обеспечить структурное представление алгоритма, что играет немаловажную роль при формировании общеучебных и логических универсальных учебных действий.
Также можно сделать вывод, что теоретическое изучение алгоритмизации и программирования малоэффективен. Поэтому возникает необходимость преставления алгоритмов с помощью специально разработанного языка; на ранних этапах для подкрепления теоретических сведений наиболее оптимальным является изучение школьного алгоритмического языка.
На основании рассмотрения образовательного стандарта по информатике можно сделать вывод о том, что алгоритмическая содержательная линия является одной из ключевых в изучении данного предмета и тесно связана со всеми остальными образовательными направлениями, а особенно с линией исполнителя (компьютера).
Также в ходе проведения исследования был проведен анализ авторских программ, а именно раздела «алгоритм и исполнители», который позволяет сделать следующие выводы:
- содержание теоретического составляющего практически полностью совпадает;
- практическая составляющая различается в следствие выбора авторами различных сред реализации программ (ЛОГО, Черепашка, Visual Basic);
- различается время первого знакомство учащихся с основами алгоритмизации (с 8 или 9 класса);
- различается количество учебных часов, отводимых различными авторами на изучении данного раздела.
Также в ходе исследования были рассмотрены и проанализированы универсальные учебные действия. Особое внимание было уделено познавательным универсальным учебным действиям, разработаны фрагменты уроков и заданий, при помощи которых происходит развитие учащихся. Таким образом, в ходе проведенного исследования нами были решены все поставленные задачи.
Список используемой литературы.
Архипова Т.В. Алгоритмизация и программирование в базовом курсе школы. http://festival.1september.ru/articles/559365
Асмолов А.Г., Бурменская Г.В., Володарская И.А., Карабанова O.A., Салмина Н.Г. Разработка модели Программы развития универсальных учебных действий.
http://standart.edu.ru/catalog.aspx?CatalogId=243Босова Л. Л Информатика и ИКТ: учебник для 8 класса/А. Ю. Босова.2– е изд., испр, - М.:БИНОМ. Лаборатория знаний,2012.
Бочкин. А.И.: Методика преподавания информатики: Учеб. пособие. - Мн.: Выш.шк.,2010.
Данькин А.А. Использование метапредметного подхода как эффективного условия формирования у школьников познавательных учебных действий. http://nsportal.ru/shkola/informatika-i-ikt/library/ispolzovanie-metapredmetnogo-podkhoda-kak-effektivnogo-usloviya-forИнформатика и ИКТ. Практикум 8-9 класс / Под ред. Н.В. Макаровой– СПб, 2008.
Информатика и ИКТ. Учебник 8-9 класс / Под ред. Н.В. Макаровой– СПб, 2008.
Кухи Е.П. Формирование познавательных универсальных учебных действий школьников средствами проектной деятельности предмета информатики. http://informatika.mgosgi.ru/files/conf2013/2-3/Kykhi.pdf
Лакоцетина Т.П. Современный урок. Часть 6.: Интегрированные уроки. Научно-практич. пособие для учителей, методистов, руков. учебных заведений, студентов пед. учебн. заведен.-Ростов-н/Д: Изд-во «Учитель», 2008.
Лакоцетина Т.П. Современный урок. Часть 6.: Интегрированные уроки. Научно-практич. пособие для учителей, методистов, руков. учебных заведений, студентов пед. учебн. заведен.-Ростов-н/Д: Изд-во «Учитель», 2008.
Лапчик М.П. Вычисление. Алгоритмизация. Программирование: Пособие для учителя / Лапчик М.П. – М., 2002.
Лапчик М.П. Методика обучения информатики / Лапчик М.П. – М., 2001.
Методика преподавания информатики: Учеб. пособие для студ. пед. вузов/ М.П.Лапчик, И.Г.Семакин, Е.К.Хеннер; Под общей ред. М. П. Лапчика. — М.: Издательский центр «Академия», 2001.
Паутова А.Г. Формирование универсальных учебных действий на уроках информатики в начальной школе. http://ito.edu.ru/sp/SP/SP-0-2010_09_28.html Пейперт С. Дети, компьютер и плодотворные идеи. / Пейперт С. – М, 2003.
Петерсон Л.Г., Ю.В. Агапов. Формирование и диагностика организационно-рефлексивных общеучебных умений. М., 2008.
Петерсон Л.Г.. «Мир деятельности»: программа надпредметного курса по формированию УУД действий и умения учиться. – М., 2009.
Примерная программа основного общего образования по ИНФОРМАТИКЕ и ИНФОРМАЦИОННЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ.
Программа курса «Информатика и ИКТ» для 8 класса Авторы: Семакин И.Г., Залогова Л.А., Русаков С.В., Шестакова Л.В.
Семакин И.Г., Залогова Л.А., Русаков С.В., Шестакова Л.В. Информатика и ИКТ, Базовый курс: Учебник для 8 класса. – М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005.
Семакин И.Г. Базовый курс информатики: 7-9 класс / Семакин И.Г и др. – М., 2008.
Семакин И.Г., Шеина Т.Ю. Преподавание базового курса информатики в средней школе: Метод. пособие / Семакин И.Г., Шеина Т.Ю. – М., 2002.
Стандарт основного общего образования по ИНФОРМАТИКЕ и ИКТ.
Угринович Н.Д., Информатика и ИКТ: учебник для 7 класса/ - 2-е изд.-М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010.
Угринович Н. Информатика. Базовый курс: Учебник для 9 класса / Угринович Н.Д. – М., 2008.