Методические аспекты обучения составлению алгоритмов в базовом курсе информатики

МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОБУЧЕНИЯ СОСТАВЛЕНИЮ АЛГОРИТМОВ В БАЗОВОМ КУРСЕ

ИНФОРМАТИКИ Гаврилова И.В.

Гаврилова Ирина Викторовна - соискатель, базовая кафедра информатики и информационных технологий в образовании, Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования Красноярский государственный педагогический университет

им. В.П. Астафьева, г. Красноярск

Аннотация: в статье анализируются методические подходы к обучению составления алгоритмов, принципы изучения алгоритмизации в контексте введения ФГОС. Ключевые слова: алгоритмизация, алгоритмическое мышление алгоритмические задачи, информатика.

Для развития современного обществу человечество создало много технических машин, компьютеризовало свою жизнь. В повседневной деятельности мы постоянно сталкиваемся с действиями по построению алгоритмов, мы используем их при решении предметных задач и возникающих проблем, в бытовой, организационной, коммерческой и других видах деятельности.

Алгоритмизация - раздел школьной информатики формирующий умение строить эффективные алгоритмы. На сегодняшний день освоение раздела «Алгоритмизация» связано с рядом трудностей:

- большой объем учебной информации при ограниченности временных ресурсов;

- большинство заданий связано именно с математикой и физикой, а не все учащиеся успешны в данных предметах и соответственно не усваивают материал по информатике. Применение «математических задач (особенно далеких от

реального применения) ... крайне неэффективно, и материал далеко не всегда усваивается обучающимися» [3, с. 51];

- сложность учебного материала может быть объективной, зависящей от его «содержательных, структурных и стилистических характеристик» и субъективной, определяемой мотивационными и когнитивными особенностями обучающихся» [6, с. 127]; связанной с «неготовностью воспринимать материал достаточно высокого уровня абстракции и логики» [8, с. 203];

- динамический смысл записи алгоритма понятен не всем обучающимся. В математике, физике, химии если «любое записанное действие при решении задачи выполняется всегда, если оно записано, то в алгоритме, например, может выполняться только одна из двух ее ветвей, некоторая последовательность действий может повторяться, динамически может меняться значение некоторой величины и т. п.» [1, с. 22].

Причиной этой ситуации, по мнению ряда педагогов, является «отсутствие апробированной методики преподавания, позволяющей учить алгоритмизации не только талантливых учеников, которых единицы, но и всех остальных детей» [7]. В методической литературе для учителей информатики выделяются принципы обучения основам алгоритмизации, способствующие лучшему усвоению материала и развитию алгоритмического мышления:

Принцип многоуровневости. Все понятия раздела тесно переплетены. Так как не существует единого порядка изучения алгоритмических понятий, поэтому обучение строится поэтапно: усваивая один уровень понятий и умений, переходят к следующему уровню, базирующемуся на изученном материале.

Принцип предварительной мотивации. Изучение строится с опорой на наглядности начального знакомства с заданием. Начинается обучение с наглядной простой задачи, которая требует для своего решения введения нового элемента знаний. После знакомства с задачей рассматривается её решение, изучается общий вид конструкции, ее формальное

описание, далее совершается самостоятельное применение нового элемента для решения аналогичных задач.

Принципы сравнения и повторения. Обучающиеся производят анализ различных алгоритмов решения одной и той же задачи, выбирают из них наилучший. Непрерывное повторение обеспечивается постоянной опорой на ранее изученный материал.

Принцип индивидуальных заданий. Научить решать алгоритмические задачи можно только при условии, если каждый обучающийся будет регулярно выполнять самостоятельно индивидуальные задания по составлению алгоритмов различной конструкции.

В большинстве пособий по методике преподавания информатики рассматривается подход к изучению раздела «Алгоритмизация и программирование», основанный на идеях Ершова А.П., который в своих методических статьях и выступлениях, применительно к школьной информатике, выдвигал идею обучать алгоритмизации на основе управления исполнителями, при этом «различать исполнителей алгоритмов, работающих с величинами и работающих «в обстановке»; а соответствующие алгоритмы для этих исполнителей называть алгоритмами работы с величинами и алгоритмами работы «в обстановке» [5]. При этом для записи алгоритмов применяется школьный алгоритмический язык, который входит в «Комплекс Учебных Миров».

Преимущества данного метода: русскоязычная лексика алгоритмического языка, использование наглядных исполнителей. Это позволяет активизировать деятельность обучающихся, визуализировать результат деятельности, перейти от знания к действию. При использовании КуМир и Логомир возникает некоторое ощущение «игрушечности», обучающиеся не всегда справляются с учебными задачами, сталкиваются с проблемами самостоятельного построения алгоритмов. Эти проблемы обусловлены тем, что: алгоритм необходимо продумать от начала до конца; обучающиеся должны не

только всё продумать «наперёд» во всех вариантах, но и записать это без выражений типа «и т. д.»; все должно быть описано точно и на понятном формальному исполнителю языке, на основе системы команд конкретного исполнителя. В основе всех этих умений лежат мыслительные операции, которые отвечают за планирование, детализацию и прогнозирование, а также умение мыслить абстрактными образами и понятиями.

Ряд исследователей учитывая, что каждый человек использует разные каналы восприятия, проблему развития алгоритмического мышления предлагают решить, применяя кинестетические тренажеры. Использование кинестетических тренажеров позволяет учащимся осмысливать создаваемые алгоритмы при непосредственном их исполнении. Недостаток данного приема в необходимости самостоятельного изготовления кинестетических тренажеров, отсутствие разработанных тренажеров по всем ключевым темам алгоритмизации.

С введением ФГОС во многих школах появились робототехнические конструкторы. Учебные роботы на основе Лего выступают исполнителями алгоритмов и являются исполнителями с обратной связью. Использование робототехники, при обучении составлению алгоритмов:

- способствует развитию алгоритмического и критического мышления,

- самостоятельности, дает возможность обучающимся «делать и исправлять ошибки в работе самостоятельно, заставляет школьников находить решения без потери уважения среди сверстников» [4, с. 157],

- ориентирует педагогов на применение проблемных методов обучения, применение практико-ориентированных заданий.

Использование робототехники при изучении алгоритмизации «позволяет перейти от теоретических основ к их практическому воплощению» [2, с. 489], а значит к более осознанному пониманию и закреплению материала. Недостаток использования робототехнических систем в их

высокой стоимости, еще один минус описанного подхода -это необходимость обучения педагогов использованию робототехники при изучении информатики.

Краткий обзор методических приемов показывает актуальность проблемы развития алгоритмического мышления, являющегося предметным результатом школьного курса информатики, определяющего умение генерировать эффективные алгоритмы. В силу изменения современного поколения, обладающего клиповым мышлением, объективной сложности темы «Алгоритмизация» можно утверждать, что ни один из подходов не дает высокого качества усвоения учебного материала. Это подтверждают аналитические материалы по результатам сдачи ЕГЭ по информатике с заданиями на составление и анализ алгоритмов по данным ФИПИ справляются менее 50% выпускников.

Список литературы

1. Аденский Н.А. Методические рекомендации по спецкурсу «Информатика в средней школе». Мн. БГУ, ротапринт, 1992. 42 с.

2. Дегтярева Е.А. //Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. Воронеж. Изд-во: Воронежский гос. лесотех. ун-т им. Г.Ф. Морозова, 2015. № 8-4 (19-4). С. 489-492.

3. Дмитриев В.Л. Опыт отбора задач для активизации интереса школьников к изучению программирования // Информатика в школе, 2015. № 4. С. 51-54.

4. Доронина К.Е., Шимова И.В. Использование исполнителей с обратной связью при изучении алгоритмизации на уроках информатики в школе// Актуальные вопросы преподавания математики, информатики и информационных технологий, 2015. № 1. С. 154-158.

5. Методика преподавания информатики: учеб. пособие для студ. пед. вузов/ Под общей ред. М.П. Лапчика. М.: Издательский центр «Академия», 2001. 624 с.

6. Педагогическая психология: Учебное пособие / Под ред. Л.А. Регуш, А.В. Орловой. СПб.: Питер, 2011. 416 с.

7. Рыжикова Н.Б. Методика преподавания темы «Алгоритмизация и программирование» [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://webш"ok.com/П0397/Методика-преподавания-темы-Ал/ (дата обращения: 05.08.2018).

8. Степанова Т.А. Методические условия развития алгоритмического мышления школьников на уроках информатики //_ Информатика в школе: прошлое, настоящее и будущее: материалы Всеросс. науч.-метод. конф. по вопросам применения ИКТ в образовании. Пермь, 2014. С. 202-205.