Методические условия обучения информатике в начальной школе. Методы обучения информатике в начальной школе
Глава 17. Особенности преподавания информатики в начальной школе
Методика преподавания информатики в начальной школе является относительно новым направлением для отечественной дидактики. Хотя отдельные попытки обучения младших школьников и даже дошкольников имели место на раннем этапе проникновения информатики в школу, систематическое преподавание ведётся с начала 1990 годов. Ещё в 1980 году С. Пейперт разработал язык программирования ЛОГО, который был первым языком программирования, специально созданным для обучения детей младшего возраста. Работая на компьютере с этим программным средством, дети рисовали на экране различные рисунки с помощью исполнителя Черепашка. Через рисование они познавали основы алгоритмизации, а хорошая наглядность Черепашка позволяла обучать даже дошкольников. Эти эксперименты показали принципиальную возможность успешного обучения детей младшего возраста работе на компьютере, что в то время было достаточно революционным.
Активную работу по обучению программированию младших школьников вел академик А.П. Ершов. Ещё в 1979 году он писал, что изучать информатику дети должны со 2 класса: «...формирование этих навыков должно начинаться одновременно с выработкой основных математических понятий и представлений, т.е. в младших классах общеобразовательной школы. Только при этом условии про- 383 граммистский стиль мышления сможет органично войти в систему научных знаний, навыков и умений, формируемых школой. В более позднем возрасте формирование такого стиля может оказаться связанным с ломкой случайно сложившихся привычек и представлений, что существенно осложнит и замедлит этот процесс» (см.: Ершов А.П., Звенигородский Г.А., Первин Ю.А. Школьная информатика (концепции, состояния, перспективы) // ИНФО, 1995, № 1, С. 3).
В настоящее время группа ученых и методистов под руководством Ю.А. Первина, ученика и соратника академика А.П. Ершова, активно разрабатывает вопросы преподавания информатики младшим школьникам. Они считают, что информатизация современного общества выдвигает в качестве социального заказа школе формирование у подрастающего поколения операционного стиля мышления. Наряду с формированием мышления, большое значение придается мировоззренческому и технологическому аспектам школьного курса информатики. Поэтому в начальных классах следует начинать формировать фундаментальные представления и знания, необходимые для операционного стиля мышления, а также развивать навыки использования информационных технологий в различных отраслях человеческой деятельности.
По новому базисному учебному плану школы и образовательному стандарту по информатике, учебный предмет «Информатика и ИКТ» вводится в 3-4 классах как учебный модуль предмета «Технология». Но за счёт школьного и регионального компонентов информатику можно изучать с 1 класса. Пропедевтический курс информатики для 2-4 классов обеспечен официальной типовой программой, авторами которой являются Матвеева Н.В., Челак Е.Н., Конопатова Н.К., Панкратова Л.П. .
Учебный предмет «Технология (Труд)» изучается в 3
и 4 классе в объёме 2 часа в неделю, поэтому учебный мо-
дуль по информатике может изучаться в объёме 1 час в
неделю. При этом название предмета обязательно должно
быть «Информатика и информационно-
Коммуникационные техноло-гии (ИКТ)», и под которым он прописывается в учебных планах и аттестационных документах. При проведении учебных занятий по информатике осуществляется деление классов на две группы: в городских школах при наполняемости 25 и более человек, а в сельских - 20 и более человек. При наличии необходимых условий и средств возможно деление классов на группы с меньшей наполняемостью.
Введение информатики в начальных классах имеет цель сделать её изучение непрерывным во всей средней школе, и направлено на обеспечение всеобщей компьютерной грамотности молодежи. Психологи считают, что развитие логических структур мышления эффективно идёт до 11 летнего возраста, и если запоздать с их формированием, то мышление ребёнка останется незавершенным, а его дальнейшая учеба будет протекать с затруднениями. Изучение информатики на раннем этапе обучения, наряду с математикой и русским языком, эффективно способствует развитию мышления ребенка. Информатика обладает большой формирующей способностью для мышления, и это необходимо всегда помнить учителю при планировании и проведении занятий. Поэтому основное внимание при изучении информатики следует уделять развитию мышления, а также освоению работы на компьютере.
Что касается содержания обучения, то оно находится в стадии интенсивных поисков, экспериментов и становления. Тем не менее, просматривается определённая линия на выдерживание принципа концентрического построение курса информатики и ИКТ. Это концентрическое построение можно проследить как от класса к классу, когда, переходя в следующий класс, ученики повторяют ранее изученный материал на новом уровне, так и при переходе от пропедевтического курса информатики в начальной школе к базовому курсу в основной школе. Построение многих профильных курсов для старшей школы по отношению к базовому курсу, в своей значительной части, также носит концентрический характер.
Как отмечается в методическом письме о введении нового образовательного стандарта 2004 года, в ходе изучения информатики в начальной школе у учащихся должны формироваться общеучебные умения и навыки, к которым относятся:
- первоначальные умения передачи, поиска, преобра-зо-вания, хранения информации;
- использование компьютера;
- поиск (проверка) необходимой информации в словарях и каталоге библиотеки;
- представление материала в табличном виде;
- упорядочение информации по алфавиту и числовым параметрам;
- использование простейших логических выражений;
- элементарное обоснование высказанного суждения;
- выполнение инструкций, точное следование образцу и простейшим алгоритмам.
- основные источники информации;
- назначение основных устройств компьютера;
уметь использовать приобретённые знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:
- решения учебных и практических задач с применением компьютера;
- поиска информации с использованием простейших запросов;
- изменения и создания простых информационных объектов на компьютере.
От внимания методистов и учителей часто ускользает такой важный момент, как развитие тонкой моторики рук младших школьников. На этот аспект обычно обращают внимание учителя труда, где это есть одна из задач обучения. На уроках информатики при работе на компьютере ученикам приходится на первых порах осваивать работу на клавиатуре и приёмы работы с мышью. Это достаточно сложный процесс в условиях, когда ученику приходится следить за результатом тонких движений руки и пальцев не непосредственно, а на экране компьютера. Осложняющим обстоятельством является то, что в отечественных школах в кабинетах стоят компьютеры, сделанные для взрослых пользователей. Их клавиатура и мышь сконструированы под руки взрослого человека и вовсе не подходят для ребёнка. Всё это задерживает процесс освоения детьми приемов работы с клавиатурой и мышью, сказывается на развитии тонкой моторики пальцев и рук, а ведь через их тонкие движения стимулируется развитие мозга ребёнка. В связи с этим интерес представляет использование для обучения ноутбуков, у которых клавиатура существенно меньшего размера и более удобна для детских рук. Они занимают мало места на столе и могут использоваться в обычных классных комнатах. Стоит отметить, что стоимость рядовых ноутбуков сейчас сравнима со стоимостью настольных персональных компьютеров. В последнее время промышленность стала выпускать компьютерные мыши с изменяемыми размерами, которые можно подстраивать под руку пользователя, что представляется удобным для использования в кабинете информатики школьниками различного возраста.
- Кто был инициатором обучения информатике младших школьников в нашей стране?
- Почему информатику следует изучать с первых классов школы?
- Почему приоритетным при изучении информатики следует считать развитие мышления школьников?
- Каковы цели обучения информатике в начальной школе?
- Приведите перечень общеучебных навыков, которые следует формировать при изучении информатики в начальной школе.
- Составьте перечень основных умений работы на компьютере, которыми должны овладеть младшие школьники.
- Почему учителю информатики следует обращать внимание на необходимость развития тонкой моторики пальцев и рук? Как это делать?
18.1. Развитие представлений о содержании обучения информатике в начальной школе
После того как в конце 1980 - начале 1990 годов в школы стали массово поступать компьютерные классы отечественного производства, обучение информатике младших школьников стало достаточно распространенным явлением. К этому моменту был создан пакет программ «Роботландия», который оказался очень удачным. Хотя он был разработан под MS DOS, его несомненные достоинства привели к тому, что в конце 1990 годов была сделана версия и под Windows. Большое число программ пакета позволяет эффективно решать задачи формирования основных понятий информационных технологий, осваивать клавиатуру компьютера, развивать логическое и алгоритмическое мышление школьников.
Оснащение школ современными компьютерами, которые по своим параметрам соответствовали санитарно-гигиеническим требованиям для работы на них школьниками, сделало возможным уже вполне «законным» путем организовать обучение информатике детей младшего возраста. Поэтому в 1990 годы работа по введению обязательного изучения информатики в начальной школе стала актуальной. Изучать её предлагали различным образом -кто интегрировать информатику с другими предметами, кто - изучать как отдельны предмет. Были призывы вообще отказаться от её изучения в начальной школе. В конце концов, пришли к мнению, что курс информатики в начальной школе должен быть пропедевтическим, т.е. подготовительным к изучению базового курса в основной школе. С 2002 года начался масштабный эксперимент по обучению информатике со 2 класса, результаты которого открыли дорогу новому учебному предмету во всех начальных школах страны.
Что касается собственно содержания образования по информатике младших школьников, то единого подхода нет до сих пор. Одни методисты считают необходимым изучение фундаментальных основ информатики, конечно с учетом возраста и уровня развития детей. Другие считают, что необходимо лишь освоение компьютера и компьютерных технологий с тем, чтобы младшие школьники могли использовать компьютер как инструмент для изучения других предметов и в повседневной учебной деятельности, как средство досуга, общения и доступа к информационным ресурсам человечества. Автору второй подход представляется более продуктивным, особенно на фоне ускоренного проникновения информационных технологий во все стороны жизни. Первый подход рационален тем, что младшие школьники могут работать на компьютере во время урока не более 15 минут в день, а остальное время урока можно посвятить изучению основ информатики.
Тем не менее, по поводу целей и содержания обучения продолжаются дискуссии - приведём некоторые высказывания учителей и методистов об этом.
Н.В. Софронова отмечает, что обучение информатике имеет стратегической целью развитие мышления ребенка и решает следующие задачи:
Научить ребенка осмысленно видеть мир и ориентироваться в нём;
- помочь справиться с предметами школьной учебной программы;
- научить полноценно и продуктивно общаться (с людьми и техникой), уметь принимать решения.
Л.И. Чепёлкина считает, что пропедевтический курс для младших школьников в целом следует иметь развивающее, а не обучающее значение, хотя на занятиях дети и приобретают начальные навыки работы на компьютере. Сам курс должен быть направлен на то, чтобы:
- помочь ребенку осознать собственную связь с окружающим миром и осмыслить информационную природу этой связи;
- развить представление об информационной картине мира, общности закономерностей информационных процессов в различных системах;
- развить способность к быстрой адаптации в изменяющейся информационной среде;
- сформировать представление о роли и месте информационных технологий, подготовить к их успешному освоению.
Ю.А. Первин предлагает проходить курс информатики в начальной школе за 2 года по 2 часа в неделю на основе использования ПМС «Роботландия». На первом году предлагается изучать следующие темы:
- Введение в информатику. Информация в окружающем мире.
- Компьютер.
- Введение в алгоритмику.
- Исполнители алгоритмов.
- Редактирование текстовой информации.
- Компьютерные коммуникации.
- Обработка графической информации.
- Музыкальная информация и её редактирование.
- Введение в программирование.
- Работа над проектами из разных предметных областей.
Департамент общего образования Минобраза России предлагает уже со 2 класса изучать такие информационные процессы, как: сбор, поиск, хранение и передача информации. А также расширять компьютерную составляющую за счёт обучения клавиатурному письму, пользования мышью, изучения внешних аппаратных устройств компьютерной техники, работы с простейшими обучающими игровыми программами.
Компьютерная составляющая курса охватывает темы:
- компьютерные и некомпьютерные средства информационных технологий;
- компьютер и правила работы на нём;
- создание информационных объектов на компьютере;
- поиск информации в компьютере и на компакт-дисках.
- информация и её виды;
- источники информации;
- организация, хранение, поиск и анализ информации;
- представление информации;
- алгоритмы и их исполнение;
- таблицы, схемы, графы;
- логика и рассуждения;
- моделирование и конструирование.
18.2. Пропедевтика основ информатики в начальной школе
Некоторый порядок дискуссиям навел образовательный стандарт 2004 года, который предложил изучать информатику с 3 класса как учебный модуль предмета «Технология (Труд)». Для младших школьников курс информатики в своём содержании должен быть пропедевтическим, т.е. вводным в базовый курс. Его цели и задачи можно сформулировать так:
- формирование мышления;
- овладение начальной компьютерной грамотностью.
- Понятие информации и её роли в жизни человека и общества.
- Первоначальные сведения о компьютере и работе на нём.
- Понятие об алгоритмах, исполнителях алгоритмов, разработка простейших алгоритмов.
- Решение логических задач.
- Работа на компьютере с прикладными, обучающими, развивающими и игровыми программами.
Для пропедевтического курса в 2-4 классах концентрическое построение дополняется ступенчатым, при котором учебный материал разделен на 3 части, но при этом некоторые разделы проходят только на первой ступени, а другие - только на второй и третьей, и есть разделы, материал которых распределен для изучения на всех ступенях. Преимуществом такого построения является равномерное распределение трудностей учебного материала в соответствии с возрастными возможностями учащихся.
К образовательному стандарту 2004 года прилагается типовая программа пропедевтического курса информатики для 2-4 классов общеобразовательной школы, авторами которой являются: Н.В. Матвеева, Е.Н. Челак, Н.К. Коно-патова, Л.П. Панкратова . В пояснительной записке сформулированы цели курса:
1) Формирование общих представлений школьников об информационной картине мира, об информации и информационных процессах как элементах реальной действительности.
- Знакомство с основными теоретическими понятиями информатики.
- Приобретение опыта создания и преобразования простых информационных объектов: текстов, рисунков, схем различного вида, в том числе с помощью компьютера.
- Формирование умения строить простейшие информационные модели и использовать их при решении учебных и практических задач, в том числе при изучении других школьных предметов.
- Формирование системно-информационной картины мира (мировоззрения) в процессе создания текстов, рисунков, схем.
- Формирование и развитие умений использовать электронные пособия, конструкторы, тренажеры, презентации в учебном процессе.
- Формирование и развитие умений использовать компьютер при тестировании, организации развивающих игр и эстафет, поиске информации в электронных справочниках и энциклопедиях и т.д.
Развить общеучебные, коммуникативные умения и элементы информационной культуры, т.е. умения работать с информацией (осуществлять её сбор, хранение, обработку и передачу, т.е. правильно воспринимать информацию от учителя, из учебников, обмениваться информацией в общении между собой и
Формировать умение описывать объекты реальной действительности, т.е. представлять информацию о них различными способами (в виде чисел, текста, рисунка, таблицы);
Формировать начальные навыки использования компьютерной техники и информационных технологий для решения учебных и практических задач.
Содержание пропедевтического курса предлагается строить на основе трёх основных идей:
- Элементарное изложение содержания школьной информатики на уровне формирования предварительных понятий и представлений о компьютере.
- Разделение в представлении школьника реальной и виртуальной действительности, если под виртуальной действительностью понимать, например, понятия, мышление и компьютерные модели.
- Формирование и развитие умений целенаправленно и осознанно представлять (кодировать) информацию в виде текста, рисунка, таблицы, схемы, двоичного кода и т.д., то есть описывать объекты реальной и виртуальной действительности в различных видах и формах на различных носителях информации.
- что в зависимости от органов чувств, с помощью которых человек воспринимает информацию, её называют звуковой, зрительной, тактильной, обонятельной и вкусовой;
- что в зависимости от способа представления информации на бумаге или других носителях информации, её называют текстовой, числовой, графической, табличной;
- что информацию можно представлять на носителе информации с помощью различных знаков (букв, цифр, знаков препинания и других);
- что информацию можно хранить, обрабатывать и передавать на большие расстояния в закодированном
- что человек, природа, книги могут быть источниками информации;
- что человек может быть и источником информации, и приёмником информации;
- что данные - это закодированная информация;
- что тексты и изображения - это информационные объекты;
- что одну и ту же информацию можно представить различными способами: текстом, рисунком, таблицей, числами;
- как описывать объекты реальной действительности, т.е. как представлять информацию о них различными способами (в виде чисел, теста, рисунка, таблицы);
- правила работы с компьютером и технику безопасности;
- представлять в тетради и на экране компьютера одну и ту же информацию об объекте различными способами: в виде текста, рисунка, таблицы, числами;
- кодировать информацию различными способами и декодировать её, пользуясь кодовой таблицей соответствия;
- работать с текстами и изображениями (информационными объектами) на экране компьютера;
- осуществлять поиск, простейшие преобразования, хранение, использование и передачу информации и данных, используя оглавление, указатели, каталоги, справочники, записные книжки, Интернет;
- называть и описывать различные помощники человека при счёте и обработке информации (счётные палочки, абак, счёты, калькулятор и компьютер);
- пользоваться средствами информационных технологий: радио, телефоном, магнитофоном, компьютером;
- использовать компьютер для решения учебных и простейших практических задач, для этого: иметь начальные навыки использования компьютерной техники, уметь осуществлять простейшие операции с файлами (создание, сохранение, поиск, запуск программы); запускать простейшие, широко используемые прикладные программы: текстовый и графический редактор, тренажеры и тесты;
- создавать элементарные проекты и презентации с использованием компьютера.
Контрольные вопросы и задания
- Почему курс информатики в начальной школе должен быть пропедевтическим?
- Что, на ваш взгляд, должно быть содержанием обучения информатике в начальной школе?
- Почему среди методистов нет единого подхода к содержанию курса информатики для начальной школы?
- Приведите основное содержание компьютерной и некомпьютерной составляющих курса информатики для начальной школы, рекомендуемое Департаментом общего образования Минобраза России.
- Какие достоинства и недостатки имеет концентрическое построение курса информатики?
- Составьте перечень целей пропедевтического курса информатики, изложенные в типовой программе для 2-4 классов.
- Составьте перечень умений, которые надо сформировать в ходе изучения пропедевтического курса информатики.
19.1. Особенности мышления младших школьников
Чтобы рассмотреть методику обучения младших школьников вначале целесообразно ознакомиться с особенностями их мышления .
Приходя в школу, дети обладают ещё примитивным мышлением. В их суждениях связываются самые разные невероятные представления об окружающем мире. Например, шестилетний ребенок считает, что «Солнце не падает, потому что оно горячее». Поэтому важнейшей задачей школьного обучения является развитие мышления детей.
Как указывал Л.С. Выготский, ребёнок вступает в школьный возраст с относительно слабо развитой функцией интеллекта, по сравнению с восприятием и памятью, которые у него развиты значительно лучше. Первоклассники легко и быстро запоминают яркий, эмоционально впечатляющий материал. При этом они склонны к буквальному запоминанию. И только постепенно у них начинают формироваться приемы произвольного, осмысленного запоминания. Мышление у младших школьников эмоционально-образное. Они ещё мыслят формами, звуками, ощущениями. Особенность такого типа мышления следует учитывать в содержании учебной работы по информатике.
Исходя из этих особенностей важной задачей обучения в начальной школе является постепенное развитие эмоционально-образного мышления в направлении к абстрактно-логическому, которое продолжается в средних и завершается в старших классах. На первом этапе необходимо перевести мыслительную деятельность ребёнка на качественно новую ступень - развить мышление до уровня понимания причинно-следственных связей. В начальной школе интеллект развивается очень интенсивно, поэтому большое значение имеет деятельность учителя по организации такого обучения, которое бы в наибольшей степени способствовало развитию мышления ребёнка. Такой переход в мышлении способствует перестройке и остальных психических процессов - восприятия, памяти.
Перевод процессов мышления на качественно новую ступень и должен составлять основное содержание работы педагогов по умственному развитию младших школьников. Эффективно эту задачу можно решать на уроках информатики, которая, наряду с математикой, физикой и классическими языками, в наибольшей степени обладает способностью формировать мышление ребёнка.
Размер области зрительного восприятия у младших школьников сужен и поэтому они не могут охватить одним взором всю информацию на экране компьютера, особенно при работе с открытым окном программы текстового редактора, содержащего десяток команд и несколько десятков кнопок. Эту особенность восприятия необходимо учитывать при изучении прикладных программ и распределять учебный материал такими порциями, которые позволяли бы учащимся охватывать сюжетно важные элементы изображения на экране компьютера. Интерфейс игровых программ для детей младшего возраста обычно построен с учетом этих особенностей. В них экранные окна не перегружены информацией и часто содержат изображения персонажей, известных детям из детских сказок, мультфильмов, что облегчает восприятие и работу с ними.
19.2. Организация и методы обучения младших школьников по информатике
Дети младшего школьного возраста не могут длительно сосредотачиваться на выполнении одного задания, даже если это работа на компьютере, поэтому необходимо предусматривать постоянную смену видов деятельности на уроке. Это особенно важно делать ещё из-за того, что длительность работы на компьютере в начальных классах не должна превышать 15 минут, поэтому учителю необходимо быстро переключить внимание детей на другую деятельность, и которая для них должна быть интересной, по крайней мере, сравнимой по интересу с работой на компьютере. Такой деятельностью может быть игра. Рассмотрим кратко дидактические игры, которые должны быть основным методом обучения младших школьников.
Дидактическая игра - это вид учебной деятельности, моделирующий изучаемый объект, явление, процесс. Целью дидактической игры является стимулирование познавательного интереса и активности учащихся. Предметом игры обычно является человеческая деятельность. Интерес к дидактическим играм в очередной раз возник в 1980 годы, когда началась очередная школьная реформа, появилась педагогика сотрудничества, а в школу стали поступать персональные компьютеры.
Как в своё время отмечал К.Д. Ушинский, игра для ребёнка это сама жизнь, сама действительность, которую он сам конструирует. Поэтому она для него более понятна, чем окружающая действительность. Игра готовит его и к последующему труду и к учению. Игра всегда немножко учение и немножко труд. Для детей часто значение игры состоит не в её результатах, а в самом процессе. Их в игре привлекает поставленная задача, трудность, которую надо преодолеть, радость получения результата и т.п. Игра способствует психологической разрядке, снятию напряжения, облегчает вхождение детей в сложный мир человеческих отношений. Эти особенности дидактических игр необходимо учитывать при их использовании, особенно в младших классах, искусно организуя включение дидактической игры в ход урока. Важным является то, что игра возможна лишь при заинтересованности в ней учеников и учителя, ибо формально в игру играть нельзя.
Развивающие игры это игры творческие. Они должны приносить радость и ребенку и взрослому, радость от успеха, радость от познания, радость от движения вперед в освоении компьютера и новых информационных технологий. Успешное овладение современным компьютером, чувство власти над умной машиной, возвышает ребенка в собственных глазах, в глазах окружающих и родителей, делает его учебу радостной, интенсивной и легкой. Лозунг великого педагога В.Ф. Шаталова «Учиться победно!» для таких детей воплощается в жизнь, и в этом им помогает компьютер.
Следует отметить, что младшие школьники считают любую работу на компьютере как интересную игру с необычным партнером - с компьютером. Эту особенность следует учитывать и использовать в обучении присущий любой игре элемент соревновательности. С успехом можно применять и разнообразные игры обучающего и развивающего характера, которых в арсенале учителей информатики имеется достаточно много, как с использованием компьютеров, так и без них.
Интересный опыт использование игровых форм занятий по информатике в 1 и 2 классах описан в работе . Основным средством, обеспечивающим погружение учащихся в игровую ситуацию, является робот Вопросик. Он представляет собой схематическое изображение робота, образец которого приведен на рис. 19.1. Используют эту схему, в основном, при решении задач, а также при изучении нового материала. Всего за 2 года обучения используется около 100 подобных схем. Как отмечает автор работы, в ходе заполнения схемы с рисунками робота эффективно развивается модельное мышление учащихся. Такой удачно найденный методический прием позволяет учителю в игровой форме проводить большую часть занятий по ин-фор- матике и успешно изучать достаточно сложный теоретический материал.
В работе предлагается следующая примерная структура уроков информатики в начальной школе: 4. Организационный момент - 1-2 минуты.
- Разминка: короткие математические, логические задачи и задачи на развитие внимания - 3-5 минут.
- Объяснение нового материала или фронтальная работа по решению задач, работа в тетради - 10-12 минут.
- Физкультминутка - 1 минута.
- Работа за компьютером или выполнение творческого задания - 8-15 минут.
- Подведение итогов урока - 2-5 минут.
Интерес представляет приведенный там же план-конспект урока в 3 классе:
Урок-обобщение в 3 классе на тему «Информация»
4. Оценки и отметки в обучении
5. Организационные формы обучения информатике
6. Типы уроков по информатике
7. Использования кабинета вычислительной техники на уроках
8. Дидактические особенности преподавания информатики
9. Внеклассная работа по информатике
10. Подготовка учителя к уроку
Лекция 5,6 Методы и организационные формы обучения информатике в школе
1. Методы обучения информатике
При обучении информатике применяются, в основном, такие же методы обучения, как и для других школьных предметов, имея, однако, свою специфику. Напомним, вкратце, основные понятия о методах обучения и их классификацию.
Метод обучения - это способ организации совместной деятельности учителя и учащихся по достижению целей обучения.
Методический приём (синонимы: педагогический приём, дидактический приём) - это составная часть метода обучения, его элемент, отдельный шаг в реализации метода обучения. Каждый метод обучения реализуется через сочетание определенных дидактических приёмов. Многообразие методических приёмов не позволяет их классифицировать, однако можно выделить приёмы, которые достаточно часто используются в работе учителя информатики. Например:
Показ (наглядного объекта в натуре, на плакате или экране компьютера, практического действия, умственного действия и т.п.);
Постановка вопроса;
Выдача задания;
Инструктаж.
Методы обучения реализуются в различных формах и с помощью различных средств обучения. Каждый из методов успешно решает лишь какие-то одни определенные задачи обучения, а другие - менее успешно. Универсальных методов не существует, поэтому на уроке должны применяться разнообразные методы и их сочетание.
В структуре метода обучения выделяют целевую составляющую, деятельную составляющую и средства обучения. Методы обучения выполняют важные функции процесса обучения: мотивационную, организующую, обучающую, развивающую и воспитывающую. Эти функции взаимосвязаны и взаимно проникают друг в друга.
Выбор метода обучения определяется следующими факторами:
Дидактическими целями;
Уровнем развития учащихся и сформированности учебных навыков;
Опытом и уровнем подготовки учителя.
Классификацию методов обучения проводят по различным основаниям: по характеру познавательной деятельности; по дидактическим целям; кибернетический подход по Ю.К. Бабанскому.
По характеру познавательной деятельности методы обучения делятся на: объяснительно-иллюстративные; ре-продук-тивные; проблемный; эвристический; исследовательский.
По дидактическим целям методы обучения делятся на методы: приобретения новых знаний; формирования умений, навыков и применения знаний на практике; контроля и оценки знаний, умений и навыков.
Классификация методов обучения, предложенная академиком Ю.К. Бабанским, основана на кибернетическом подходе к процессу обучения и включает три группы методов: методы организации и осуществления учебнопознавательной деятельности; методы стимулирования и мотивации учебно-познава-тельной деятельности; методы контроля и самоконтроля эффективности учебно-познавательной деятельности. Каждая из этих групп состоит из подгрупп, в которые входят методы обучения по иным классификациям. Классификация по Ю.К. Бабанско-му рассматривает в единстве методы организации учебной деятельности, стимуляции и контроля. Такой подход позволяет целостно учитывать все взаимосвязанные компоненты деятельности учителя и учащихся.
Приведем краткую характеристику основных методов обучения.
Объяснительно-иллюстративные или информационно-рецептивные методы обучения, состоят в передаче учебной информации в «готовом» виде и восприятии (рецепции) её учениками. Учитель не только передает информацию, но и организует её восприятие.
Репродуктивные методы отличаются от объяснительно-иллюстративных наличием объяснения знаний, запоминания их учениками и последующим воспроизведением (репродукцией) их. Прочность усвоения достигается многократным повторением. Эти методы важны при выработке навыков владения клавиатурой и мышью, а также при обучении программированию.
При эвристическом методе организуется поиск новых знаний. Часть знаний сообщает учитель, а часть ученики добывают сами в процессе решения познавательных задач. Это метод ещё называют частично-поисковым.
Исследовательский метод обучения состоит в том, что учитель формулирует задачу, иногда в общем виде, а учащиеся самостоятельно добывают необходимые знания в ходе её решения. При этом они овладевают методами научного познания и опытом исследовательской деятельности.
Рассказ - это последовательное изложение учебного материала описательного характера. Обычно учитель рассказывает историю создания ЭВМ и персональных компьютеров, и т.п.
Объяснение - это изложение материала с использо-ва-нием доказательств, анализа, пояснения, повтора. Этот метод применяют при изучении сложного теоретического материала, используя средства наглядности. Например, учитель объясняет устройство компьютера, работу процессора, организацию памяти.
Беседа - это метод обучения в форме вопросов и ответов. Беседы бывают: вводные, заключительные, индивидуальные, групповые, катехизические (с целью проверить усвоение учебного материала) и эвристические (поисковые). Например, метод беседы используется при изучении такого важного понятия, как информаци. Однако, применение этого метода требует больших затрат времени и высокого уровня педмастерства учителя.
Лекция - устное изложение учебного материала в логической последовательности. Обычно применяется лишь в старших классах и редко.
Наглядные методы обеспечивают всестороннее, образное, чувственное восприятие учебного материала.
Практические методы формируют практические умения и навыки, имеют высокую эффективность. К ним относятся: упражнения, лабораторные и практические работы, выполнение проектов.
Дидактическая игра - это вид учебной деятельности, моделирующий изучаемый объект, явление, процесс. Её цель - стимулирование познавательного интереса и активности. Ушинский писал: «... игра для ребенка это сама жизнь, сама действительность, которую ребенок сам конструирует». Игра готовит ребенка к труду и учению. Развивающие игры создают игровую ситуацию для развития творческой стороны интеллекта и широко применяются в обучении, как младших, так и старших школьников.
Проблемное обучение является очень эффективным методом для развития мышления школьников. Однако вокруг понимания его сути нагромождено много нелепостей, непонимания, искажений. Поэтому остановимся на нём подробно .
Метод проблемного обучения стал широко использоваться с 1960 годов после выхода монографии В. Оконя «Основы проблемного обучения», хотя исторически он восходит к «сократовским беседам». К.Д. Ушинский придавал этому методу обучения большое значение. Но, несмотря на достаточно длительную историю, среди методистов, а тем более среди учителей широко распространены заблуждения и искажения его сущности. Причина, на наш взгляд, отчасти лежит в названии метода, которое крайне неудачно. В переводе с греческого слово «проблема» звучит как задача, но тогда искажается смысл - что означает «задачное обучение»? Это что, обучение решению задач или обучение путем решения задач? Смысла мало. Но когда используют термин «проблемное обучение», то на этом можно спекулировать, ведь у всех есть проблемы, есть они и в науке, и в обучении, тогда можно говорить, что учителя применяют современные методы обучения. При этом часто забывается, что в основе проблемы всегда лежит противоречие. Проблема возникает лишь тогда, когда есть противоречие. Именно наличие противоречия создает проблему - будь то в жизни или в науке. Если противоречие не возникает, то тогда это не проблема, а просто задача.
Если мы на учебных занятиях будем показывать, создавать противоречия, то мы и будем применять метод проблемного обучения. Не избегать противоречий, не уходить от них, а наоборот, выявлять, показывать, вычленять и использовать для обучения. Часто можно видеть, как учитель легко и просто, без сучка и задоринки объясняет учебный материал, так у него все гладко получается - готовые знания просто «вливаются» в головы учеников. А, между тем, добывались эти знания в науке тернистым путем проб и ошибок, через постановку и разрешение противоречий, проблем (иногда на это уходили годы и десятилетия). Если мы хотим, в соответствии с принципом научности, методы обучения приблизить к методам науки, то надо учащимся показывать, каким путем знания были получены, моделировать тем самым научную деятельность, поэтому должны использовать проблемное обучение.
Таким образом, сутью проблемного обучения является создание и разрешение на занятиях проблемных (противоречивых) ситуаций, в основе которых лежит диалектическое противоречие. Разрешение противоречий и является путем познания, не только научного, но и учебного. Структуру проблемного обучения можно представить схемой, как показано на рис. 3.1.
Проблемное обучение
Противоречие
Рис. 3.1. Схема метода проблемного обучения
Используя этот метод обучения, надо четко представлять, что возникающее противоречие является обычно противоречием для учащихся, а не для учителя или науки. Поэтому в этом смысле оно субъективно. Но так как противоречие возникает по отношению к обучаемому, то оно объективно.
Противоречия могут возникать и быть обусловлены свойствами субъекта, воспринимающего учебный материал. Поэтому можно создавать проблемные ситуации, основанные на противоречиях, связанных с особенностями восприятия учебной информации. Их можно создавать на формальном или неглубоком понимании материала, сужении или расширении рамок применяемых формул и используемых законов и т.п.
Например, на вопрос, что является плодом у картофеля, большинство школьников, не задумываясь, отвечают, что картофелина. Услышав такой ответ, учитель сразу может создать проблемную ситуацию путем выстраивания системы последовательных вопросов и рассуждений, подводящих учащихся к выявлению и осознанию противоречия. Спрашивается, а почему же тогда цветы у картофеля находятся не в земле, где, на ваш взгляд, образуются плоды? Налицо возникает противоречие - у всех растений плоды завязываются после цветения и развиваются на месте цветка, кроме того, плоды всегда содержат семена, а внутри картофелины семян нет. Путем наводящих вопросов выясняется, что у картофеля на месте цветка тоже появляется плод, похожий на маленький помидор, а картофелина есть просто утолщение на корнях, поэтому её называют клубнем, корнеплодом. Здесь проблемная ситуация возникает на формальном усвоении учебного материала и житейских представлениях детей о плодах культурных растений: плоды - это то, «что едят люди».
Другой пример создания проблемной ситуации - после изучения единиц измерения информации можно задать учащимся серию вопросов:
- «Может ли количество информации быть меньше одного бита?».
- «Если для кодирования одной буквы или цифры требуется объем памяти в один байт, тогда что можно закодировать одним битом? Ведь в этом случае бессмысленно представлять, что один бит нужен для кодирования одной восьмой части буквы или цифры?». Затем путем организации эвристической беседы учитель организует обсуждение и разрешает возникшее противоречие.
Следующий пример создания проблемной ситуации основан на использовании шуточного стихотворения необычного содержания, который можно зачитать перед началом изучения двоичной системы счисления .
Ей было 1100 лет.
Она в 101 класс ходила.
В портфеле по 100 книг носила.
Всё это правда, а не бред.
Когда пыля десятком ног,
Она шагала по дороге,
За ней всегда бежал щенок
С одним хвостом, зато стоногий.
Она ловила каждый звук
Своими десятью ушами,
И 10 загорелых рук
Портфель и поводок держали.
И 10 тёмно-синих глаз
Оглядывали мир привычно.
Но станет всё совсем обычным,
Когда поймёте наш рассказ.
Учащиеся весьма живо начинают обсуждать описываемую в стихотворении ситуацию, выдвигая самые фантастические предположения о персонаже: что это инопланетянин, мутант, животное и т.п. Учителю следует лишь чутко следить за высказываемыми предположениями, аргументировать доводы и выдвигать контрдоводы, направлять дискуссию в нужное русло, подвести учащихся к необходимости изучения двоичной и других систем счисления.
Создавая проблемные ситуации, мы добиваемся того, что само незнание приобретает активную форму, стимулирует познавательную учебную деятельность, ибо процесс разрешения противоречия есть процесс выработки нового знания. Проблемная ситуация и процесс разрешения противоречия побуждает задавать вопросы и, тем самым, развивает творческие способности.
Проблемная ситуация тогда становится для учащихся проблемной, когда заинтересовывает их, как говорится, «задевает за живое». Мастерство учителя как раз и состоит в том, чтобы повернуть учебный материал такой гранью, которая высветит противоречие.
Использование проблемных ситуаций требует от учителя определенного опыта и мастерства. Необходим особый такт, уважительная деловая атмосфера, психологический комфорт, ведь учащийся сталкивается с противоречием, испытывает затруднения, ошибается. Учителю надо проявлять при этом деликатность, тактичность, поддерживать учеников, внушать уверенность в своих силах. Ученики должны видеть заинтересованность учителя и его искреннее желание научить их. Часто учителю требуется умение непредвзято оценить решения, которые предлагают ученики. Бывают случаи, когда сами ученики подмечают противоречие в объяснении учителя или в учебном материале, в этом случае от учителя требуется особая деликатность и умение быстро сориентироваться в ситуации.
Существует довольно распространённое мнение, что разрешить проблемную ситуацию должны сами ученики. Однако этого вовсе не требуется, но обязательным является условие, чтобы они были эмоционально подготовлены к её разрешению.
Как отмечают психологи, творческие способности не создаются от рождения, а «высвобождаются» в процессе обучения и воспитания. Поэтому проблемное обучение в большой степени способствует «высвобождению» творческих способностей учащихся, повышению их интеллектуального уровня.
Часто можно слышать мнение, что проблемное обучение возможно использовать при работе лишь с подготовленными учащимися в старших классах. Однако это не так, противоречие может возникнуть в любой момент обучения и для любых учеников, поэтому проблемное обучение можно применять для детей любого возраста и уровня подготовки.
Необходимо отметить, что проблемное обучение требует от учителя хорошего знания учебного материала, опыта, даже чутья на проблемные ситуации. Затраты учебного времени при этом достаточно велики, особенно по сравнению с традиционными методами обучения, но они окупаются возможностью организовать поисковую деятельность, эффективно развивать диалектическое мышление учащихся. Проблемное обучение решает принципиально иные задачи обучения, которые трудно и даже невозможно решать другими методами.
Блочно-модульное обучение - это метод обучения, когда содержание учебного материала и его изучение оформляется в виде самостоятельных законченных блоков или модулей, подлежащих изучению за определённое время. Обычно его применяют в вузах совместно с рейтинговой системой контроля знаний. В старших классах модульное обучение позволяет выстраивать для учащихся индивидуальную траекторию освоения информационных технологий путем комплектования профильных курсов из набора модулей.
Программированное обучение - это обучение по специально составленной программе, которая записана в программированном учебнике или в обучающей машине (в памяти компьютера). Обучение идет по следующей схеме: материал делится на порции (дозы), составляющие последовательные шаги (этапы обучения); в конце шага проводится контроль усвоения; при правильном ответе выдается новая порция материала; при неправильном ответе обучаемый получает указание или помощь. На таком принципе построены компьютерные обучающие программы.
В обучении информатике описанные выше методы имеют свою специфику. Например, достаточно широко применяются репродуктивные методы, особенно на начальном этапе работы на компьютере - обучение пользования мышью, клавиатурой. При этом учителю часто приходится «ставить руку» ученикам. Принцип «Делай как я!» может эффективно использоваться там, где есть локальная компьютерная сеть или демонстрационный экран и учитель может одновременно работать со всеми учениками при кажущемся сохранении индивидуальности обучения. Затем постепенно происходит переход от «Делай как я!» к «Делай сам!». Репродуктивные методы используются при изучении алгоритмов и основ программирования, когда ученики копируют части готовых программ и алгоритмов при выполнении своих индивидуальных заданий.
Использование локальной компьютерной сети позволяет эффективно организовать коллективную деятельность учащихся, когда одна большая задача разбивается на ряд подзадач, решение которых поручается отдельным ученикам или их группам. Участие в коллективной работе вовлекает школьника в отношения взаимной ответственности, заставляет их решать не только учебные, но и организационные задачи. Всё это способствует формированию активной личности, умеющей планировать и оптимально организовывать свою деятельность, соотносить её с деятельностью других.
2. Метод проектов при обучении информатике
В преподавании информатики нашел новое продолжение давно забытый метод проектов, который органически вписывается в современный деятельностный подход к обучению. Под методом проектов понимают такой способ осуществления учебной деятельности, при котором учащиеся приобретают знания, умения и навыки в ходе выбора, планирования и выполнения специальных практических заданий, называемых проектами. Метод проектов применяют обычно при обучении компьютерным технологиям, поэтому он может использоваться как для младших, так и для старших школьников. Как известно, метод проектов возник в Америке около ста лет назад, а в 1920 годы широко применялся в советской школе. Возрождение интереса к нему обусловлено тем, что внедрение информационных технологий обучения позволяет передать часть функций учителя средствам этих технологий, а сам он начинает выступать в качестве организатора взаимодействия учеников с этими средствами. Учитель всё более выступает как консультант, организатор проектной деятельности и её контроля.
Под учебным проектом понимается определенным образом организованная целенаправленная деятельность учащихся по выполнению практического задания-проекта. Проектом может быть компьютерный курс изучения определенной темы, логическая игра, компьютерный макет лабораторного оборудования, тематическое общение по электронной почте и многое другое. В простейших случаях в качестве сюжетов при изучении компьютерной графики могут быть проекты рисунков животных, растений, строений, симметричных узоров и т.п. Если в качестве проекта выбрано создание презентации, то для этого обычно используют программу PowerPoint, которая достаточно проста для освоения. Можно применять более продвинутую программу Macromedia Flash и создавать добротные анимации.
Перечислим ряд условий использования метода проектов:
1. Учащимся следует предоставить достаточно широкий выбор проектов, как индивидуальных, так и коллективных. Дети с большим увлечением выполняют ту работу, которую выбирают самостоятельно и свободно.
2. Детей надо снабжать инструкцией по работе над проектом, учитывая индивидуальные способности.
3. Проект должен иметь практическую значимость, целостность и возможность законченности проделанной работы. Завершенный проект следует представить в виде презентации с привлечением сверстников и взрослых.
4. Необходимо создавать условия для обсуждения школьниками своей работы, своих успехов и неудач, что способствует взаимообучению.
5. Желательно предоставлять детям возможность
гибкого распределения времени на выполнение проекта,
как в ходе учебных занятий по расписанию, так и во вне-
урочное время. Работа во внеурочное время позволяет
контактировать детям разного возраста и уровня владения
информационными технологиями, что способствует взаи-
мообучению.
6. Метод проектов ориентирован, в основном, на ос-
воение приёмов работы на компьютере и информацион-
ных технологий.
В структуре учебного проекта выделяют элементы
Формулировка темы;
Постановка проблемы;
Анализ исходной ситуации;
Задачи, решаемые в ходе выполнения проекта: организационные, учебные, мотивационные;
Этапы реализации проекта;
Возможные критерии оценки уровня реализации проекта.
Оценка выполненного проекта является непростым делом, особенно если он выполнялся коллективом. Для коллективных проектов необходима публичная защита, которую можно провести в виде презентации. При этом необходимо выработать критерии оценки проекта и заранее довести их до сведения учащихся. В качестве образца для оценки можно использовать таблицу 3.1.
В практике работы школы находят место межпредметные проекты, которые выполняются под руководством учителя ин-
форматики и учителя-предметника. Такой подход позволяет эффективно осуществлять межпредметные связи, а готовые проекты использовать как наглядные пособия на уроках по соответствующим предметам.
В школах Европы и Америки метод проектов широко применяется в обучении информатике и другим предметам. Там считается, что проектная деятельность создаёт условия для интенсификации развития интеллекта с помощью компьютера. В последнее время также становится популярным организация занятий в школе на основе проектного метода обучения с широким использованием средств информационно-коммуникацион-ных технологий.
3. Методы контроля результатов обучения
Методы контроля являются обязательными для процесса обучения, так как обеспечивают обратную связь, являются средством его корректировки и регулировки. Функции контроля: 1) Воспитательная:
Это показ каждому ученику его достижений в работе;
Побуждение ответственно относиться к учению;
Воспитание трудолюбия, понимания необходимости систематически трудиться и выполнять все виды учебных заданий.
Особое значение эта функция имеет для младших школьников, у которых ещё не сформированы навыки регулярного учебного труда.
2) Обучающая:
Углубление, повторение, закрепление, обобщение и систематизация знаний в ходе контроля;
Выявление искажений в понимании материала;
Активизация мыслительной деятельности учащихся.
3) Развивающая:
Развитие логического мышления в ходе контроля, когда требуется умение распознать вопрос, определить, что является причиной и следствием;
Развитие умений сопоставлять, сравнивать, обобщать и делать выводы.
Развитие умений и навыков при решении практических заданий.
4) Диагностическая:
Показ результатов обучения и воспитания школьников, уровня сформированности умений и навыков;
Выявление уровня соответствия знаний учащихся образовательному стандарту;
Установление пробелов в обучении, характера ошибок, объема необходимой коррекции процесса обучения;
Определение наиболее рациональных методов обучения и направлений дальнейшего совершенствования учебного процесса;
Отражение результатов труда учителя, выявление недочетов в его работе, что способствует совершенствованию педмастерства учителя.
Контроль лишь тогда будет эффективен, когда он охватывает весь процесс обучения от начала до конца и сопровождается устранением обнаруженных недостатков. Организованный таким образом контроль обеспечивает управление процессом обучения. В теории управления различают три вида управления: разомкнутое, замкнутое и смешанное. В педагогическом процессе в школе, как правило, присутствует разомкнутое управление, когда контроль осуществляется в конце обучения. Например, решая самостоятельно задачу, ученик может проверить своё решение, лишь только сличив полученный результат с ответом в задачнике. Найти ошибку и исправить её ученику совсем непросто, поскольку процесс управления решением задачи разомкнутый - нет контроля промежуточных этапов решения. Это приводит к тому, что ошибки, допускаемые в ходе решения, остаются не выявленными и неисправленными.
При замкнутом управлении контроль осуществляется непрерывно на всех этапах обучения и по всем элементам учебного материала. Лишь в этом случае контроль в полной мере выполняет функцию обратной связи. По такой схеме организован контроль в хороших обучающих компьютерных программах.
При смешанном управлении контроль обучения на одних этапах осуществляется по разомкнутой схеме, а на других - по замкнутой.
Существующая практика управления процессом обучения в школе показывает, что оно построено по разомкнутой схеме. Характерным примером такого разомкнутого управления является большинство школьных учебников, в которых имеются следующие особенности в организации контроля усвоения учебного материала :
Контрольные вопросы приводятся в конце параграфа;
Контрольные вопросы не охватывают все элементы учебного материала;
Вопросы, упражнения и задачи не обусловлены целями обучения, а задаются произвольным образом;
К каждому вопросу не приведены эталонные ответы (отсутствует обратная связь).
В большинстве случаев аналогично контроль организован и на уроке - обратная связь от учащегося к учителю обычно отсрочена на дни, недели и даже месяцы, что является характерным признаком разомкнутого управления. Поэтому реализация диагностической функции контроля в этом случае требует от учителя значительных усилий и четкой организации.
Многие ошибки, допускаемые учениками при вы-полне-нии заданий, являются следствием их невнимательности, безразличия, т.е. из-за отсутствия самоконтроля. Поэтому важной функцией контроля является побуждение учащихся к самоконтролю своей учебной деятельности.
Обычно в школьной практике контроль состоит в выявлении уровня усвоения знаний, который должен соответствовать стандарту. Образовательный стандарт по информатике нормирует лишь минимально необходимый уровень образованности и включает как бы 4 ступени:
Общая характеристика учебной дисциплины;
Описание содержания курса на уровне предъявления его учебного материала;
Описание самих требований к минимально необходимому уровню учебной подготовки школьников;
«измерители» уровня обязательной подготовки учащихся, т.е. проверочные работы, тесты и отдельные задания, включенные в них, по выполнению которых можно судить о достижении учащимися необходимого уровня требований.
Во многих случаях в основу процедуры оценки знаний и умений по информатике и ИКТ, исходя из требований образовательного стандарта, кладется критериально-ориентированная система, использующая дихотомическую шкалу: зачет - незачет. А для оценки достижений школьника на уровне выше минимальных используется традиционная нормированная система. Поэтому проверка и оценка знаний и умений школьников должна вестись на двух уровнях подготовки - обязательном и повышенном.
В школе применяются следующие виды контроля: предварительный, текущий, периодический и итоговый.
Предварительный контроль применяют для определения исходного уровня обученности учащихся. Учителю информатики такой контроль позволяет определить детей, владеющих навыком работы на компьютере и степень этого навыка. На основе полученных результатов необходимо провести адаптацию процесса обучения к особенностям данного контингента учащихся.
Текущий контроль осуществляется на каждом уроке, поэтому должен быть оперативным и разнообразным по методам и формам. Он состоит в наблюдениях за учебной деятельностью учеников, за усвоением ими учебного материала, за выполнением домашних заданий, формированием учебных умений и навыков. Такой контроль выполняет важную функцию обратной связи, поэтому он должен быть систематическим и носить пооперационный характер, т.е. следует контролировать выполнение каждым учеником всех важных операций. Это позволяет вовремя фиксировать допущенные ошибки и тут же исправлять их, не допуская закрепления неправильных действий, особенно на начальном этапе обучения. Если в этот период контролировать лишь конечный результат, то коррекция становится затруднительной, так как ошибка может быть вызвана разными причинами. Пооперационный контроль позволяет оперативно регулировать процесс обучения по наметившимся отклонениям и не допускать ошибочных результатов. Примером такого пооперационного контроля является контроль умений владения мышью, клавиатурой, в частности, правильности расположения пальцев левой и правой руки над клавишами.
Похожая информация.
5.1. ФОРМИРОВАНИЕ РЕГУЛЯТИВНЫХ И ОБЩЕУЧЕБНЫХ ПОЗНАВАТЕЛЬНЫХ УНИВЕРСАЛЬНЫХ УЧЕБНЫХ ДЕЙСТВИЙ ПРИ ОБУЧЕНИИ АЛГОРИТМИЗАЦИИ И ИНФОРМАЦИОННЫМ ОСНОВАМ УПРАВЛЕНИЯ
В широком значении термин «универсальные учебные действия» означает умение учиться и характеризует над- предметные, метапредметные результаты обучения. Универсальные учебные действия лежат в основе организации и регуляции любой деятельности учащегося, независимо от ее предметного содержания.
В процессе обучения основам алгоритмизации в начальной школе прежде всего происходит формирование регулятивных и познавательных универсальных учебных действий (УУД). Регулятивные учебные действия отражают содержание ведущей деятельности детей младшего школьного возраста: умение действовать по плану и планировать свою деятельность, умение контролировать процесс и результаты своей деятельности, умение видеть ошибку и исправлять ее. К общеучебным познавательным УУД относятся следующие: самостоятельное выделение и формулирование проблемы; поиск и выделение необходимой информации; самостоятельное создание алгоритмов деятельности при решении проблем творческого и поискового характера; знаково-символическое моделирование; выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий; рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка результатов деятельности .
Мышление младших школьников носит конкретнообразный характер, поскольку возрастной период от 7 до 11 лет - это период организации (формирования) конкретных операций. При этом возрастает роль средств наглядного обучения: предметных, символических, словесных. Однако одной только наглядности для эффективного усвоения знаний недостаточно. К наглядности «надо присоединить еще активную деятельность самого ученика. Активность ученика достигает высшего предела тогда, когда он сам что- либо делает, когда в работе участвует не только его голова, но и руки, когда происходит всестороннее восприятие материала, когда он имеет дело с предметами, которые он может по своему усмотрению перемещать, по-разному комбинировать, ставить их в определенные отношения, наблюдать их и делать из наблюдений выводы» .
Этому во многом способствует обучение информатике: дети овладевают новыми мыслительными операциями, новым взглядом на окружающий их мир, у них формируются навыки планирования работы, привычка к точному и полному описанию действий, представление о способах анализа и навыки такого анализа. Все это условно характеризуется как алгоритмическое мышление, которое основывается на представлении о последовательности действий, направленных на обработку исходной информации о том или ином объекте (той или иной ситуации), позволяющей затем преобразовывать в нужном направлении сам этот объект (эту ситуацию) или достигать некоторую цель. Алгоритмическое мышление - это умение планировать последовательность действий, а также умение решать задачи, ответом для которых является описание последовательности действий.
Анализ Федеральных государственных образовательных стандартов в контексте предмета информатики позволяет сделать вывод о том, что достижение метапредметных результатов обучения непосредственно связано с формированием алгоритмического мышления - важнейшей цели школьного образования на разных ступенях обучения предмету. Вместе с тем очевидно, что освоение элементов алгоритмического мышления должно происходить еще в начальной школе - как в рамках теоретической составляющей предмета, реализуемой за счет компонента образовательного учреждения, так и в рамках освоения компьютера как универсального инструмента для выполнения алгоритмов в предмете «Технология». Этой же цели могут отвечать и межпредметные связи с другими дисциплинами и, прежде всего, с математикой.
Большинство программ для начальной школы (Е. П. Бененсон , , А. В. Горячев , , Н. В. Матвеева , , М. А. Плаксин , А. Л. Семенов ) содержат раздел, посвященный основам алгоритмизации и ознакомлению с работой в среде исполнителей.
Изучаемые вопросы:
- понятие об алгоритме;
- способы записи алгоритмов;
- исполнитель алгоритма;
- система команд исполнителя;
- человек как исполнитель алгоритма.
Основной объект алгоритмического мышления - алгоритм. При объяснении этого понятия целесообразно привести несколько примеров, близких школьникам младшего возраста: «Режим дня», «Как перейти улицу?», «Правила техники безопасности и поведения в компьютерном классе», а также предложить задания двух типов:
- 1) «опишите подробно одно из действий алгоритма» - отражает подход «проектирование сверху вниз, или метод последовательной детализации»: сначала создается укрупненный алгоритм, а затем уточняются алгоритмы выполнения каждого шага (, );
- 2) «составьте алгоритм из заданных команд», например, «расставьте слова (события, номера для действий) так, чтобы получился алгоритм...» - соответствует подходу «проектирование снизу вверх» ().
После чего можно сформулировать интуитивное определение: «Описание действий, которые надо выполнить в определенном порядке для того, чтобы решить поставленную задачу, называется алгоритмом» . Кроме того, полезно параллельно знакомить учащихся с этическими нормами работы с информацией в рамках сквозной для всего курса информатики темы «Правила работы с информацией» . В структуру урока на этапе объяснения нового материала можно включить метод эвристической беседы, а этап обобщения и систематизации знаний провести в форме практической работы.
Далее следует объяснить, что алгоритм всегда должен иметь конечное число команд, а чтобы было понятно, что алгоритм закончился, надо писать после всех команд слово стоп. Для приобретения этого навыка учащимся можно предложить такое задание (репродуктивный метод обучения), например: «Выполни алгоритм “Кошка”: 1) возьми карандаши; 2) соедини по порядку следования номеров все точки линиями; 3) раскрась; 4) убери карандаши на место; 5) стоп ». Затем для проверки усвоения целесообразно задать несколько вопросов: 1) каким правилам или предписаниям вы следуете в повседневной жизни, приведите 2-3 примера; 2) можно ли считать хорошо поставленной задачу: «Иди туда, не знаю куда. Принеси то, не знаю что»; 3) что такое алгоритм; 4) какие алгоритмы вы изучали в школе. Ученики должны прийти к пониманию того, что алгоритмы выполняются формально (буквально) и что один и тот же результат может быть получен при помощи разных алгоритмов, т. е. необходимо, чтобы дети стремились разработать оптимальный способ получения результата, применив наименьшее количество команд.
Учащимся начальной школы доступны следующие способы описания алгоритмов: словесная запись, блок-схема (структурная схема) и граф-схема. В пособии изложена методика ознакомления младших школьников с представлением алгоритмов в виде блок-схемы как одном из графических способов. Учащиеся должны понять, что алгоритм записывается с помощью различных блоков: блок начала и конца алгоритма, блок ввода данных или сообщения результатов; блок арифметических операций; блок проверки условия, научиться составлять и записывать алгоритмы (например, для решения примеров на сложение и вычитание) в виде блок-схемы, а также восстанавливать примеры по графической записи алгоритма. «Детям очень нравится принимать активное участие в составлении алгоритмов. Большое удовольствие им доставляет проверка и поиск ошибок в составленных ими алгоритмах» .
Особое место в курсе раннего обучения информатике занимают исполнители. При рассмотрении этого вопроса необходимо начать с того, что современного человека окружает множество разнообразных технических устройств, и привести несколько примеров, применив объяснительноиллюстративный метод, после чего ввести новое понятие: «Исполнитель алгоритмов - это человек или какие-либо устройства (компьютеры, роботы), способные выполнять определенный набор команд». Следует обратить внимание учащихся на то, что каждое устройство предназначено для решения своей задачи и способно выполнять некоторый ограниченный набор действий, или команд.
Далее следует сказать, что команды, которые может выполнить конкретный исполнитель, образуют систему команд исполнителя (СКИ) 1 , познакомить с такими понятиями, как «средаисполнителя», «элементарное действие», «отказ». Например, исполнитель Энтик, в СКИ которого входят команды: «иди», «влево», «вправо» и числа от 1 до 3, среда - это поле 5x4 клеток, элементарное действие (команда) соответствует передвижению в соседнюю клетку . Отказ возникает в случае, если в соответствии с командами алгоритма исполнитель должен перейти за границу поля. Данный исполнитель позволяет составлять линейные алгоритмы, а также реализовывать их на компьютере.
Впервые программная реализация исполнителей (Дежурик, Маляр, Муравей) как средство обучения алгоритмизации появилась в среде языка Робик (созданного в группе академика А. П. Ершова), позднее - в разработках группы А. Г. Кушниренко (Робот, Чертежник), А. Г. Гейна (Робот-манипулятор, Паркетчик), А. Л. Семенова (Робот) и др. По мнению А. Г. Гейна, учащийся должен иметь дело с развивающимся исполнителем. Это означает, что по
‘Важно, чтобы каждое занятие включало обсуждение команд, используемых исполнителем в алгоритме.
мере появления у обучаемого нового понятийного инструментария, такой же инструментарий должен появляться и у исполнителя. В настоящее время активно используются: программно-методический комплекс (ПМК)
«Роботландия» , объединивший, во-первых, совокупность отдельных исполнителей, предназначенных для сравнительно узкой педагогической задачи - формирования определенного навыка. Сюда относятся исполнители Перевозчик, Переливашка, Конюх и др. Во-вторых, исполнителей, демонстрирующих межпредметные связи информатики, - арифметических: Автомат и Плюсик, а также специализированных, ориентированных на гуманитарное воспитание: Раскрашка - рисование, Шарманщик - музыка, Правилка - русский язык, Угадайка - математика; комплект компьютерных программ к УМК «Перспективная начальная школа» , в состав которого включены исполнители Считайка, Чертежник, Пожарный, позволяющие работать с переменными, командами с параметрами, создавать вложенные алгоритмические конструкции.
Для алгоритмов, составленных учащимися, характерны следующие ошибки:
- 1) не сформулированы начальные условия (начальное положение исполнителя);
- 2) пропущены некоторые элементарные действия;
- 3) элементарные действия записаны в неправильной последовательности;
- 4) отсутствует проверка условия завершения задания (бесконечный цикл).
При этом важно заметить, что во многих случаях сам человек является исполнителем алгоритмов. Для наилучшего понимания вышесказанного целесообразно привести такой пример: «Каждый из нас при переходе улицы является исполнителем алгоритма: 1) остановись на тротуаре; 2) посмотри налево; 3) если транспорта нет, то иди до середины улицы и остановись, иначе выполняй п. 2; 4) посмотри направо; 5) если транспорта нет, то иди до противоположного тротуара, иначе выполняй п. 4».
Младшие школьники способны гораздо более последовательно и целенаправленно думать в тех случаях, когда они рассуждают вслух. Поэтому даже если на занятиях используется компьютер, важно уделять внимание разбору алгоритмов, исполнителем которых является человек. «Это способствует лучшему пониманию учащимися различий в способах выполнения заданий компьютерами и людьми. Кроме того, у детей вырабатывается ощущение границ возможного и невозможного для компьютеров» .
Следует заострить внимание на том, что решение задачи по готовому алгоритму требует от исполнителя строгого следования заданным предписаниям. Важный умственный навык младшего школьника, относящийся к образному мышлению, - ролевая игра, которая может быть стимулятором процесса обучения алгоритмизации, особенно когда требуется умение войти в роль исполнителя и понять, что исполнитель не вникает в смысл того, что делает, и действует формально. С этим связана возможность автоматизации деятельности человека: процесс решения задачи представляется в виде последовательности простейших операций; создается машина (автоматическое устройство), способная выполнять эти операции в последовательности, заданной в алгоритме; человек освобождается от рутинной деятельности, выполнение алгоритма поручается автоматическому устройству .
- 1) знать/понимать: понятия «алгоритм», «исполнитель» ; «система команд исполнителя»;
- 2) уметь: приводить примеры алгоритмов, встречающихся в математике, в языке общения, в быту; составлять и записывать линейные алгоритмы, алгоритмы с ветвлениями, алгоритмы с повторяющимися действиями на языке описания и в системе команд учебного исполнителя; находить и исправлять ошибки в алгоритмах; реализовывать алгоритмы на компьютере в среде исполнителя;
- 3) для формирования алгоритмического подхода к решению задач - подхода, основанного на применении алгоритмов.
Умения решать задачи, разрабатывать стратегию ее решения, выдвигать и доказывать гипотезы опытным путем, прогнозировать результаты своей деятельности, анализировать и находить рациональные способы решения задачи путем оптимизации, детализации созданного алгоритма, представлять алгоритм в формализованном виде на языке исполнителя - все это позволяет судить об уровне сформированное™ рефлексивных и общеучебных познавательных универсальных действий младших школьников.
Обратимся к проблеме обучения младших школьников информационным основам управления.
Изучаемые вопросы:
- управление исполнителем;
- выполнение алгоритма;
- метод «черногоящика»;
- вспомогательный алгоритм.
Как уже говорилось, процесс обучения информатике в общеобразовательной школе целесообразно организовывать «по спирали», что позволит постепенно переходить к более глубокому и всестороннему изучению основных содержательных линий. Изучение информационных основ управления является неотъемлемым компонентом непрерывного курса информатики. Это объясняется многими факторами: происходит актуализация знаний о сущности и свойствах информации, информационных процессов, формализации, алгоритмизации; осуществляется пропедевтика кибернетического аспекта информатики (кибернетика изучает общие закономерности и принципы управления в системах различной природы) и моделирования; развитие мышления младших школьников до уровня понимания причинно-
Непосредственное
управление
следственных связей.
Понятие «управление » (как процесс целенаправленного воздействия на объект) необходимо рассмотреть на пропедевтическом уровне через деятельность учащихся, поскольку само управление носит деятельностный характер.
Управление с «обратной связью»
Одним из компонентов управления является объект управления, а это не что иное, как исполнитель. Понятия «управление» и «обратная связь» целесообразно вводить на интуитивном уровне в контексте работы с компьютером и поддерживать составлением алгоритмов управления исполнителями в виртуальных средах, обеспечивая тем самым возможность создания учебных ситуаций управления формальными исполнителями на доступном младшему школьнику уровне.
Первое знакомство учащихся с миром исполнителей и способами их управления происходит в командном режиме (рис. 5.1).
Очевидно, что нет необходимости объяснять детям термин «непосредственное управление», однако учитель должен оперировать его смыслом . Следует обратить внимание учащихся на то, что процесс управления невозможен без того, чтобы объект управления и управляющая система обменивались между собой информацией (рис. 5.2).
Управление с использованием команд «обратной связи» характеризуется тем, что каждая следующая команда передается исполнителю в зависимости от его поведения (можно попросить учащихся привести примеры таких исполнителей из жизни).
Программное управление
Когда ученики будут изучать сложный исполнитель (пропедевтика программирования), они познакомятся с программным способом управления (рис. 5.3), при котором исполнитель получает от человека серию команд или программу действий (пропедевтика принципа программного управления). «В этом случае человек не видит результат предшествующего действия, а планирует или программирует его» . Надо сказать, что все исполнители
(Кенгуренок, Пылесосик, Робот, Машинист и др.) поддерживают оба режима: непосредственного и программного управления.
Выполнение алгоритма на компьютере
Полезно объяснить учащимся, как происходит выполнение алгоритма на компьютере (рис 5.4), акцентировав внимание на то, что человек должен составить алгоритм, пользуясь при этом способом записи, понятным исполнителю.
Пропедевтику кибернетической линии продолжает ознакомление младших школьников с понятием «черный ящик» . В информатике под «черным ящиком» понимают алгоритм, который преобразует заданную исходную информацию в выходную информацию, но при этом неизвестно, по какому правилу он это делает. Закономерности работы и устройство «черных ящиков» выявляют, изучая по выходным данным реакцию системы на различные входные данные. Метод «черного ящика» формирует у учащихся исследовательские навыки, умение выдвигать гипотезы и развивает творческую активность.
Урок можно построить в форме игры, сказав детям: «Сегодня мы познакомимся с загадочным устройством. Мы ему сообщаем число, а оно выдает результат, сообщаем другое число - оно выдает другой результат, но неизвестно, какое математическое действие устройство выполняет». По ходу игры учащиеся одновременно с учителем (он работает у доски) заполняют таблицу вида: № испытания, вход, выход, действие. Затем учитель предлагает поработать в парах и сделать вывод о том, какое действие выполняет «черный ящик». Задания подобного рода активно включают такие приемы умственной деятельности, как синтез, сравнение, обобщение и порождают обратные связи в мыслительных процессах. Эту тему поддерживает исполнитель Буквоед из ПМК «Роботландия», предоставляя среду для отгадывания более 60 алгоритмов, а исполнитель Турбо-Буквоед позволяет самим учащимся составлять новые алгоритмы в дополнение к базовому пакету. В пособии предлагается, помимо примеров с числовой информацией, выполнять задания по обработке текстовой информации (исполнитель Автомат).
Одним из фундаментальных понятий курса информатики, непосредственно связанным с управлением (точнее, управлением вычислительным процессом), являются понятия «рекурсия» и «вспомогательный алгоритм». Первоначальное знакомство с рекурсией целесообразно провести на основе решения известной задачи «Ханойские башни» в среде исполнителя Монах, затем проанализировать рекурсивный алгоритм из исполнителя Угадайка (ПМК «Робот- ландия»), а далее с целью обобщения рассмотреть различные рекурсивные алгоритмы (числа Фибоначчи, пирамида Сер- пинского и др.), используя числовые, текстовые, графические информационные объекты.
Ознакомление учащихся со вспомогательным алгоритмом или процедурой можно начинать в среде исполнителя Кенгуренок. Для этого здесь существует специальная конструкция. Необходимо, чтобы дети запомнили, что процедура обязательно должна иметь имя в соответствии с той задачей (подзадачей), которую она решает. Несложным языком располагает и исполнитель Кукарача (ПМК «Робот- ландия»), благодаря чему позволяет очень наглядно увидеть результат работы алгоритма с процедурами и даже «запрограммировать» решение задачи о Ханойской башне.
В результате обучения учащиеся должны:
- 1) знать/понимать: понятия «управление», «процедура», «рекурсия»; связь информационных процессов и управления; технологию выполнения алгоритма исполнителем;
- 2) уметь: управлять исполнителями в режиме непосредственного и программного управления; составлять рекурсивные, а также вспомогательные алгоритмы и реализовывать их в среде исполнителей;
- 3) использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни: для понимания информационной природы процессов, протекающих в технике и обществе.
Процесс обучения алгоритмизации на базе исполнителей в младшей школе, построенный с учетом кибернетического аспекта информатики, неизбежно влечет интенсификацию умственной деятельности школьников и способствует развитию интеллекта.
- http://www.botik.ru - негосударственное образовательное учреждение «Роботландия».
- Метод, используемый в кибернетике для обозначения системы, механизм работы которой очень сложен или неизвестен.
Информатика как учебный предмет: цели изучения информатики в средней школе, общеобразовательное и общекультурное значение курса.
Методическая система обучения информатике. Ее структура, история становления и развития, общая характеристика структурных компонентов
Средства обучения информатике: Школьный кабинет вычислительной техники: функциональное назначение, оснащение, оборудование. Характеристика и состав педагогических программных средств обеспечения курса ОИВТ. Психолого-эргономические требования к педагогическим программным средствам
Сравнительный анализ традиционных методических систем обучения информатике и соответствующих учебников (Ершов – Кушниренко, Житомирский – Гейн, Каймин)
Эволюция целей и содержания школьного курса информатики. Обзор новых учебников.
Реализация основных принципов дидактики в преподавании информатики.
Понятия, методика их изучения в средней школе
Методы научного познания в обучении информатике
Применение компьютера в обучении информатике: основные методы, влияние на учебный процесс.
Организация занятий по информатике. Урок как основная форма организации обучения. Особенности проведения урока в компьютерном классе.
Организация самостоятельной работы на уроке информатики. Метод проектов на уроках информатики
Организация контроля в обучении информатики.
Алгоритмизация в курсе информатики: место, роль и подходы к изучению.
Информационные технологии общего назначения в курсе информатики: место, роль и подходы к изучению.
Общая методическая характеристика раздела “ Информационные технологии общего назначения. Прикладное программное обеспечение ”.
Устройство и организация работы ЭВМ: место, роль и методика изучения раздела.
Методика введения понятия алгоритма, изучения его свойств. Запись алгоритмов, язык программирования как средство формальной записи алгоритмов.
Методика изучения базовых алгоритмических конструкций
Методика изучения структур данных (простые величины, массивы, строки)
Методика изучения темы “Вспомогательные алгоритмы”.
1.Методика преподавания информатики. Ее предмет, цели и задачи.
МПИ – это раздел педагогической науки исследующей закономерности обучения ОИВТ.
Курс МПИ предназначен для подготовки будущих учителей. Положение курса действующего учебного плана МПИ определено т.о., что его изучение опирается на полный цикл базовых знаний И, ВТ, высшей математики, на дисциплины психолого-педагогического цикла.
Изучение курса предполагает цель: 1) подготовка будущих учителей к творческому преподаванию ОИВТ; 2) проведению внеклассной работы по этому предмету; 3) развить и углубить общие представления о путях и перспективах информатизации образования.
Изучив курс МПИ учитель должен глубоко понимать значение школьного предмета ОИВТ в общем образовании молодежи; уметь объяснять принципы отбора содержания школьного курса информатики; понимать взаимосвязь этого предмета с другими дисциплинами; владеть основными методическими и дидактическими формами и приемами обучения информатике; овладеть технологиями проф. использования компьютера, а также кабинета ИВТ имеющего локальную сеть. Учитель должен хорошо знать ППО по курсу ОИВТ, уметь анализировать и отбирать эти ср-ва для конкретных уроков, должен уметь творчески подойти к преподаванию инф-ки, разработать свои методики и программные средства. Информатика не признана заменить собой ни один из школьных предметов. Она лишь предполагает каждой из дисциплин инструмент (компьютер), который позволяет учителю раскрыть глубже сущность своего предмета. Введение в 1985 году в школы предмета ОИВТ привело к образованию области пед. науки, объектом которой является изучение информатики.
МПИ – это раздел пед. науки, исследующий закономерности обучению информатике на определенном этапе. Определение МПИ как науки само по себе еще не означает существование этой научной области в готовом виде. МПИ в настоящее время интенсивно развивается, многие задачи возникли в ней совсем недавно и не получили еще ни глубокого теоретического обоснования, ни опытной проверки. По окончанию курса МПИ необходимо знать: СОДЕРЖАНИЕ: 1) Основные методики преподавания (условно назовем их МП по Ершову, Каймину, Гейну-Житомирскому, методическая система обучения младших школьников Роботландия); 2) Методика изучения конкретных тем; 3) Особенности методик проведения различных форм занятий (кружки, факультативы); 4) Требования к школьному кабинету информатики; 5) Педагогические программные средства.
УМЕТЬ: 1) определить содержание предмета с учетом возрастных особенностей учащихся; 2) составить тематический календарных план всего курса, подробно раскрыв следующие вопросы: тема теоретического материала, содержание практической работы, программное обеспечение; 3) уметь написать конспект урока; 4) учитель должен владеть технологией профессионального использования компьютера, а также кабинета, имеющего локальную сеть; 5) уметь отбирать и эффективно использовать педагогические программные продукты в процессе обучения.
ПОМНИТЬ: 1) МПИ не устоялась как наука, это предполагает творческий подход и поиск решения; 2) информатика быстро развивается и как наука и как дисциплина. Объект изучения быстро меняется. Необходимо самостоятельно изучать то, что надо учить.
Содержание МПИ: 1) изучение основных методик преподавания; 2) методики преподавания занятий по основным разделам предмета: организация вводных уроков по курсу ОИВТ, обучение основам алгоритмизации, обучение основам ВТ, обучение основам программирования, обучение решения задач на ЭВМ; 3) школьный кабинет ВТ: оборудование, программные продукты, организация работ в кабинете; 4) педагогические программные продукты: учебные (база данных, текстовые и графические редакторы, эмулятор, операционные системы, электронные таблицы), учебные модели исполнителей, различные обучающие программы (клавиатурный тренажер); 5) перспективы развития ВТ.