Разработка и реализация уроков информатики направленных на развитие алгоритмического мышления учащихся 9 «Г» классов

То есть, если учитель говорит себе: я «претендую»  на революционное развитие личности, а не эволюционное, которое происходит постоянно, проявляясь как побочный продукт моих целенаправленных действий, направленных на формирование знаний, умений и навыков. Тогда он должен наряду с методиками обучения информационным технологиям, овладеть также и методиками формирования понятий информатики и методиками развития системного или теоретического мышления и использовать их в совокупности с методиками формирования знаний, умений и навыков. Это вполне возможно, хотя требует определенных затрат времени и усилий для освоения новых методик. Важно то, что эти усилия очень скоро окупятся как в плане ускорения изучения программного материала, так и в плане повышения эффективности учебно-воспитательного процесса в целом, а также в плане улучшения качества образовательного процесса и атмосферы урока.

Обучение информатике  по базовому курсу в средних классах включает основные содержательные линии курса, целью которых является развитие алгоритмического мышления и формирование информационной культуры учащихся, овладение конкретными навыками использования информационных технологий в различных сферах человеческой деятельности. Подготовка программистов не входит в задачи курса «Основы информатики и вычислительной техники» (ОИВТ), тогда как программирование является главным способом развития алгоритмического мышления. В то же время, наличие на компьютере разнообразного математического обеспечения способствует исчезновению мотивации в обучении преподавателем учащихся основам программирования на алгоритмическом языке, а учащиеся при таком подходе учителей информатики не видят смысла в изучении языка программирования. Поступая после окончания школы в университет на специальности, ориентированные на разработку программного обеспечения, учащиеся сталкиваются с трудностями в овладении алгоритмизацией и основами программирования, тем более на этих специальностях изучают не один язык программирования.

В календарные  планы по ОИВТ в средней школе  включают только основы алгоритмизации: составление алгоритмов на бумаге в  виде блок-схем, словесного описания или  с помощью математического обеспечения, например «Алгоритмика».

Однако технология решения задач на ЭВМ - это не только составление программы и получение  загрузочного модуля, а формирование модели, составление алгоритма, отладка  программы, тестирование ее. На этапе отладки выявляется много синтаксических ошибок (особенно на начальных этапах изучения учащимися языка программирования), исправление которых может привести и к изменению алгоритма, по которому разрабатывалась программа. Этот этап болезненно воспринимается и преподавателями и учениками. От преподавателя требуется высокая квалификация программиста, чтобы за максимально короткое время найти ошибку в программе ученика и помочь ему исправить синтаксические ошибки. Перед учеником стоит задача после исправления ошибки, продолжить поиск и исправление очередных ошибок. И вот программа запрашивает исходные данные и выдает результаты. Тестирование программы дает возможность выявить алгоритмические ошибки и получить ожидаемые результаты.

Выводы по 1 главе.

Без программирования развитие алгоритмического мышления практически невозможно, так как отсутствует возможность компьютерного эксперимента: проверки работоспособности алгоритма. Поэтому, изучать основы алгоритмизации и программирования необходимо во втором полугодии 9-го общеобразовательного класса, предварительно получив основные сведения о компьютере, его математическом обеспечении, операционной системе.

В курсе ОИВТ рассматриваются основные алгоритмические  структуры: последовательность, выбор, циклы, подпрограммы (вспомогательные алгоритмы). Решение задач осуществляется с использованием блок-схем без использования компьютера. Затем происходит обучение учащихся основам программирования на базе языка Паскаль. Эти же задачи переводятся на язык программирования, производится отладка программы и ее тестирование. Для закрепления алгоритмических конструкций учащиеся составляют программы по заданиям учителя. Например, на разветвляющуюся структуру предлагается решить 21 задачу. После того, как процесс овладения учащимися алгоритмических структур завершен и они уверенно работают со средой TURBO Pascal. Осуществляется переход к решению более сложных задач, включающих разные алгоритмические структуры. Затем идет изучение массивов и работа со строками. Учащиеся, овладевая средой TURBO Pascal, намного легче осваивают и работают с другими программными продуктами. Наличие факультативных занятий по программированию способствует развитию практических навыков работы на компьютере, которые ученики с успехом применяют, участвуя в олимпиадах по информатике и научных обществах учащихся.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

2. ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОБЛЕМЫ РазвитиЯ

алгоритмического  мышления УЧАЩИХСЯ

СРЕДНИХ КЛАССОВ на уроках Информатики

2.1   Анализ  условий  и опыта работы  учителей МОУ СОШ  №2

г. Свободного по развитию алгоритмического  мышления

учащихся средних  классов на уроках информатики

 

 

Для реализации темы исследования   было определено Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №2

 г. Свободный.

 Нами проведен анализ условий и опыта работы учителей образовательного учреждения по развитию алгоритмического мышления у учащихся средних классов на уроках информатики. В период прохождения педагогической практики МОУ СОШ №2 нами были выделены основные задачи исследования по данной проблеме:

1. Изучение   материально-технической  базы  МОУ СОШ №2.

2. Анализ  программы, календарно – тематического   плана учителя по информатике.

3. Изучение  уровня развития алгоритмического  мышления у учащихся средних классов.

 Предмет информатики в школе №2 ведется со второго класса. В данном учреждении имеются два кабинета информатики. Кабинеты оснащены компьютерами. В каждом из кабинетов имеются по тринадцать  компьютеров и сервер. В них имеются проекторы, позволяющие проводить уроки в режиме мультимедийных технологий. В одном кабинете имеется периферийное дополнительное оборудование к компьютеру (принтер и сканер). Расположение компьютеров отвечает всем требованиям Государственного Стандарта.

Информатику ведут два преподавателя: Горбачева Лилия Викторовна и Чернова Евгения Сергеевна.

В коллективе школы трудятся 57 учителей. С высшим образованием -43. Имеют категорию: Высшую – 4 учителя, 1 руководитель; Первую – 26 учителей; Вторую – 16 учителей.

Педагогический  коллектив возглавляет Потемкина Елена Владимировна, руководитель высшей категории.

На  базе школы проводятся научные конференции, классные часы, уроки по другим предметам, с использованием компьютера и проектора.

В кабинетах  информатики имеется своя библиотека учебной и познавательной литературы. Данной литературой пользуются как учителя при подготовке к уроку, так и школьники для проведения внеклассной работы.

Компьютеры, находящиеся в кабинетах, нового поколения. В них установлены  процессор Pentium 4, операционная система Windows XP.

Каждое рабочее место рассчитано на одного учащегося.

Изучая календарно – тематический план по информатике в 7-11 классах видно, что в МОУ СОШ №2 учителя информатики работают по учебникам Угриновича Н.Д. «Информатика. Базовый курс», а во 2-4 классах – по учебникам Горячева А.А. «Информатика».

В школе созданы  хорошие условия для преподавания информатики.

Учителя делают упор на  воспитание у учащихся интереса к информатике,  учитывают их возможности и желания, для этого они используют  учебно-игровые компьютерные программы (ЛогоМиры, КОМПАС). Теме исследования в школе не уделяется должного внимания, так как учитель использует в своей учебной деятельности задания, направленные на развитие алгоритмического мышления только при изучении темы «Алгоритмизация и программирование», а в остальное время не использует.

 

2.2  Диагностика уровня развития  алгоритмического мышления учащихся средних классов

 

 

Для того чтобы  определить возможности развития алгоритмического мышления на уроках информатики в средних классах был организован эксперимент. В эксперименте приняли участие 24 человека 9 «Г» класса школы №2 г. Свободного, из них 15 мальчиков и 9 девочек.

В процессе проведения экспериментальной работы была организованна целенаправленная педагогическая деятельность по развитию алгоритмического мышления учащихся, которая включала в себя следующее:

1. Определение начального уровня развития алгоритмического мышления учащихся по специально подобранным заданиям.

2. Проведение специально разработанных уроков для развития  алгоритмического мышления.

3. Проведение итоговой диагностики.

На уроках информатики  класс поделен на две группы. Побеседовав  с классным руководителем и просмотрев оценки в журнале, мы определили, что  в контрольной и экспериментальной  группах обучаются учащиеся с одинаковым уровнем успеваемости. Для определения начального уровня развития алгоритмического мышления, мы предложили всем учащимся класса решить 3 задачи. На класс мы составили 3 варианта задач одинакового уровня сложности. (ПРИЛОЖЕНИЕ 1) Для определения начального уровня алгоритмического мышления, мы взяли задачи из ЕГЭ. Мы не выбирали задачи из языков программирования, так как учащиеся ещё их не проходили. Пример задачи и выполнение задания:

Имеется исполнитель  Кузнечик, который живет на числовой оси. Система команд Кузнечика: «Вперед N» (Кузнечик прыгает вперед на N единиц); «Назад M» (Кузнечик прыгает назад на M единиц). Переменные N и M могут принимать любые целые положительные значения. Известно, что Кузнечик выполнил программу из 40 команд, в которой команд «Назад 2» на 10 больше, чем команд «Вперед 3». Других команд в программе не было. На какую одну такую команду можно заменить программу, чтобы Кузнечик оказался в той же точке, что и после выполнения программы? Решение: Если всего  команд 40, то команд «Назад 2» было 25, а «Вперед 3» всего 15. Кузнечик прыгнул вперед на 15*3=45 шагов, а назад на 25*2=50 шагов. Тем самым, он оказался на 5 шагов назад от первоначальной точки. Последовательность команд в алгоритме в данном случае не имеет значения. Ответ: Назад 5.

1. анализ требуемого  результата и выбор на этой  основе исходных данных для  решения проблемы. 2. выделение  операций, необходимых для решения.  3. выбор исполнителя,  способного осуществлять эти  операции. 4. упорядочение  операций и построение модели процесса решения. 5. реализация  процесса решения и соотнесение  результатов с тем, что следовало  получить. 6. коррекция  исходных данных или системы  операций в случае несовпадения  полученного результата с предполагаемым.   Ответ: Определить одну команду, на которую можно заменить программу, чтобы Кузнечик оказался в той же точке, что и после выполнения программ, выбираем исходные данные (систему команд). Команды: «Назад M», «Вперед N». Исполнитель Кузнечик Последовательность выполнения команд не имеет значения. Выполняем решение: Если всего команд 40, то команд «Назад 2» было 25, а «Вперед 3» всего 15. Кузнечик прыгнул вперед на 15*3=45 шагов, а назад на 25*2=50 шагов. Тем самым, он оказался на 5 шагов назад от первоначальной точки. Анализ ошибок.

 

Оборудование: бланк заданий.

Описание  первой части эксперимента: Структура заданий была построена следующим образом. Первым этапом, мы показали пример выполнения задания. Мы объяснили, что на карточке написаны задачи. К каждой задаче прилагается задание из 6 пунктов. Нужно написать ответ к каждому пункту задания. На следующем этапе, учащимся предлагалось выполнить задание к задачам самостоятельно. Учащимся давалось 20 минут на выполнение заданий.

Следует отметить, что 6 пунктов из задания соответствует 6 компонентам алгоритмического мышления, которые были предложены доктором педагогических наук, профессором Н.В. Софроновой. Компоненты алгоритмического мышления:

1. Анализ требуемого результата и выбор на этой основе исходных данных для решения проблемы.

2. Выделение операций, необходимых для решения.

3. Выбор исполнителя, способного осуществлять эти операции.

4. Упорядочение операций и построение модели процесса решения.

5. Реализация процесса решения и соотнесение результатов с тем, что следовало получить.

6. Коррекция исходных данных или системы операций в случае несовпадения полученного результата с предполагаемым.

Обработка  и анализ полученных данных: Каждая задача оценивается отдельно. Оценка производится по количеству правильных ответов. Каждому правильному ответу соответствует один балл. Далее подсчитывается сумма баллов по каждой задаче, полученная каждым учащимся.

Обрабатываем  результаты, полученные в первой части эксперимента. Ниже приводится таблица 2.1, в которой произведен подсчет баллов по количеству правильных ответов.

 

Таблица 2.1. Таблица баллов по количеству правильных ответов

№	Имя учащегося	Количество  правильных ответов
Контрольная группа
		Первая задача	Вторая задача	Третья задача
	2	3	4	5
1	Сергей А.	1	2	1
2	Паша А.	1	1	0
3	Даша Б.	4	3	3
4	Ира В.	4	3	4
5	Никита Г.	2	1	2
6	Таня Г.	2	2	3
7	Денис Д.	2	2	2
8	Никита Д.	3	3	2
9	Андрей К.	5	4	3