Главная База знаний "Allbest" Педагогика Формирование понятия алгоритма у учащихся шестых классов в курсе информатики

Формирование понятия алгоритма у учащихся шестых классов в курсе информатики

Педагогические условия формирования понятий как элементов умственной деятельности человека. Анализ учебного материала в методической литературе по разделу "Алгоритмизация". Изучение уровня сформированности понятия алгоритма у учащихся шестых классов.

Рубрика Педагогика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 27.05.2015
Размер файла 4,7 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Формирование понятия алгоритма у учащихся шестых классов в курсе информатики

Содержание

  • Введение
  • 1. Теоретические основы формирования понятия алгоритма
  • 1.1 "Понятие" в психолого-педагогической и учебно-методической литературе. Способы формирования понятий
  • 1.2 Сущность понятия "Алгоритм", виды и свойства алгоритма
  • 1.3 Анализ учебного материала в методической литературе по разделу "Алгоритмизация"
  • 2. Экспериментальная работа по формированию понятия алгоритма у учащихся шестых классов в курсе информатики
  • 2.1 Изучение уровня сформированности понятия алгоритма у учащихся шестых классов
  • 2.2 Содержание и ход экспериментальной работы по формированию понятия алгоритма у учащихся шестых классов
  • Заключение
  • Список использованных источников
  • Приложения

Введение

В настоящее время существует потребность современного информационного общества в мобильной, социально активной, творческой личности, которая способна осваивать заново быстро меняющиеся технологии, в том числе информационные. В этих условиях вновь возрастает роль фундаментального образования, способного обеспечить готовность выпускника к освоению новых технологий. Фундаментальность информатики базируется, в том числе, на разделе алгоритмизации.

Обучение информатике не может проводиться без рассмотрения такого важного понятия как алгоритм. Знакомство с алгоритмами - традиционный раздел практически любого курса информатики, так как способность выполнять и разрабатывать алгоритмы занимает одно из центральных мест при обработке информации и решении задач.

Не стоит считать, что изучение и построение алгоритмов понадобится только тем учащимся, которые изберут профессию программистов. Умение выделять алгоритмическую суть явления или процесса, выстраивать логическую цепочку - очень важно для человека любой профессии.

С основами алгоритмизации учащихся в начальной школе начинает знакомить Н.В. Матвеева. В основной школе алгоритмы изучаются на основе трудов Л.Л. Босовой, Н.Д. Угриновича, И.Г. Семакина, начиная с девятого класса, не менее важный вклад в изучение алгоритмического процесса в школьном курсе информатики наравне с остальными авторами вносит Е.К. Хеннер.

Из практики известно, что вопросы, связанные с понятием алгоритма, даются детям с трудом. Поэтому очень важно искать пути, способные облегчить понимание и усвоение этих вопросов и основной упор на этот раздел информатики следует ставить в среднем звене, когда учащиеся начинают активно познавать себя и окружающую действительность.

В результате вышесказанного мы пришли к выводу, что учащимся для дальнейшей жизни в обществе необходимо иметь представление о базовых понятиях связанных с умением последовательно действовать, а так же на основе полученных представлений уметь создавать алгоритмические конструкции. Этот вывод и обусловил выбор темы нашего исследования "Формирование понятия алгоритма у учащихся шестых классов в курсе информатики".

Проблема исследования: каковы педагогические условия формирования понятия алгоритма у учащихся шестых классов в курсе информатики.

Цель: выявить педагогические условия формирования понятия алгоритма у учащихся шестых классов в курсе информатики.

Объект: процесс формирования понятия алгоритма у учащихся шестых классов в курсе информатики.

Предмет: педагогические условия формирования понятия алгоритма у учащихся шестых классов в курсе информатики.

Гипотеза: формирование понятия алгоритма у учащихся шестых классов в курсе информатики будет эффективнее если:

- содействовать овладению системой понятий;

- использовать опору на личный опыт учащихся;

- систематически использовать схемы, таблицы, интерактивные плакаты.

В ходе исследования нами были поставлены следующие задачи:

1. Раскрыть сущность "Понятия".

2. Выявить возможные педагогические условия формирования понятий.

3. Рассмотреть понятие "Алгоритм".

4. Проанализировать представление темы "Алгоритмы" в учебно-методической литературе.

5. На основе анализа учебно-методической литературы выявить педагогические условия эффективные для формирования понятия алгоритма.

6. Разработать дидактические материалы для проведения экспериментальной работы.

7. Провести экспериментальную работу по исследованию в соответствии с выявленными условиями.

Для реализации поставленных задач применялись следующие методы исследования:

­ анализ учебно-методической литературы;

­ анализ передового педагогического опыта;

­ беседа с учителем;

­ тестирование;

­ математическая обработка данных.

База исследования: муниципальное бюджетное образовательное учреждение "Лицей № 9" г. Белгород.

1. Теоретические основы формирования понятия алгоритма

1.1 "Понятие" в психолого-педагогической и учебно-методической литературе. Способы формирования понятий

Понятие является основополагающим процессом умственной деятельности человека. Понятие должно определяться как исходное положение для логических построений или как неизвестное или неопределенное при поиске нового знания. Имеются многочисленные технические и философские оценки смысла и назначения понятия. Изучение понятия - сложный интеллектуальный процесс. Прежде рассмотрим определение понятия.

Существует много источников дающих определение слова "понятие". "Понятие - это логически оформленная общая мысль о классе предметов, явлений" [21]. "Понятие - форма мышления, отражающая наиболее существенные свойства, связи и отношения предмета, явления" [11, с.258].

Формирование понятий является одной из задач обучения. Усвоение понятия относится к умению выявлять свойства, присущие некоторому классу объектов или идей. Сформированность понятийного словаря свидетельствует о достаточно высоком уровне овладения учебным материалом [11]. Психологи давно обратили внимание на то, что каждая из существующих видов деятельности играет свою роль в формировании понятий. Формирование понятия проходит путь от восприятия предметов к представлению о них и затем уже к их словесному обозначению в понятиях. Этот путь формирования понятий известен как аналитико-синтетический. Так же его называют индуктивным, при этом обучаемый идет от наблюдения через анализ, синтез, сопоставление к абстрагированию и обобщению [25]. Для выделения отдельных признаков требуется произвести анализ, то есть мысленно расчленить целый предмет на его составные части, отдельные признаки, а затем осуществить обратную операцию - синтез (мысленное объединение) частей предмета, отдельных его признаков в единое целое. Для выделения существенных признаков требуется отвлечься, то есть абстрагироваться, от несущественных признаков, которых в любом предмете очень много. Этому способствует сравнение или сопоставление предметов.

Все эти приемы формирования понятия называются основными логическими приемами [3]. Например, В.Н. Осинская [14] считает, что для овладения понятиями необходимы следующие значительные составляющие:

1) усвоение определенной системы знаний о понятии;

2) овладение специальной операционной системой действий (подведение под понятие, выбор нужных и достаточных признаков для распознавания объекта, выведение следствий);

3) установление системы понятий и их родовидовых отношений внутри системы, взаимосвязи их признаков;

4) раскрытие генезиса понятий.

Овладение понятиями - сложный процесс, зависящий от уже имеющихся знаний, от деятельности, осуществляемой в процессе усвоения, от системы умственных операций, которыми оно осуществляется. Важную роль в этом играют определения понятий. В определении содержится указание наиболее существенных признаков предметов и явлений, фиксируется наиболее важное, что должно быть усвоено при овладении понятием.

Однако определение, для лучшего его усвоения, всегда должно опираться на наглядный материал, позволяющий шире раскрыть то, что содержится в понятии [9]. В школе усвоение понятий начинается с целенаправленных объяснений их учителем, указывающим то основное и существенное, что характерно для данного понятия. Естественно, что и в этих случаях опорой усвоения понятий служит непосредственное знакомство с вещами или явлениями, соответствующими понятию.

Талызина Н.Ф. [20] указывает, что главный недостаток школьного усвоения понятий - формализм. Суть его состоит в том, что учащиеся, правильно воспроизводя определение понятий, т.е. осознавая их содержание, не умеют пользоваться ими при ориентировке в предметной действительности, при решении задач на применение этих понятий.

При формировании новых понятий необходима опора на чувственный опыт учащихся. Эта опора может осуществляться или путем непосредственного восприятия предметов и явлений, новых для ученика, или на основе прошлого чувственного опыта [16]. Первый путь - это показ учащимся наглядных материалов: макетов, рисунков, схем, чертежей и т.п. При использовании второго пути учащимся предлагается припомнить то, на что желательно опереться при усвоении нового. Несомненно, что из двух путей опоры на чувственное познание опора на восприятие более эффективна, но чем абстрактнее понятие, тем труднее опереться на материал, который можно показать учащимся.

Графическое представление структуры системы понятий в этом смысле является, на наш взгляд, наиболее наглядным. Опыт показывает, что простое описание или даже табличное представление обладает гораздо меньшей дидактической ценностью. Структуру системы понятий можно изобразить в виде дерева, в виде решетки с горизонтальными и вертикальными связями, в виде "паутинки". Разработать такое графическое представление достаточно трудно, так как необходимо учитывать многие дополнительные требования, а именно:

- граф должен быть "легко читаемым” для облегчения его восприятия;

- при построении графа должно учитываться известное в психологии число 7±2, то есть число элементов в каждом уровне, число подуровней и тому подобное должно быть от 5 до 9 для лучшего запоминания;

- граф должен быть красивым, т.е. вызывать положительную эмоциональную окраску восприятия и т.д. [5].

алгоритм информатика понятие учащийся

Рассмотрение любого понятия как ключевого слова на такой логической схеме можно начать с произвольного места на любом уровне в зависимости от особенностей восприятия информации. Так как изучение может быть начато с любого уровня данной схемы, то каждое ключевое слово является одновременно целым и частью в зависимости от познавательной потребности личности. Таким образом, учащимся дается возможность структурировать учебную информацию с целью ее встраивания в субъективную модель знаний при условии формирования личной значимости используемой информации.

Итак, понятие - это, прежде всего форма мышления, дающая общие представления о предметах и явлениях. Усвоить понятие, значит уметь выявлять свойства, присущие некоторому классу объектов или идей.

Важную роль в овладении понятиями играют их определения, так как в определении фиксируются наиболее важные признаки предметов и явлений, усвоение которых особенно необходимо при овладении каким-либо понятием. Но мы выяснили, что определение должно непосредственно опираться на наглядный материал для широкого раскрытия содержания понятия.

Это заключение приводит нас к выводу, что одним из основных путей в формировании понятий является показ учащимся наглядных материалов: макетов, рисунков, схем, чертежей. Не менее важно использование субъективного опыта учащихся и установление взаимосвязей внутри системы изучаемых понятий.

1.2 Сущность понятия "Алгоритм", виды и свойства алгоритма

Понятие алгоритма - одно из фундаментальных понятий информатики. Алгоритмизация наряду с моделированием выступает в качестве общего метода информатики. К реализации определенных алгоритмов сводятся процессы управления в различных системах, что делает понятие алгоритма близким и кибернетике [13].

Началом систематической разработки теории алгоритмов можно считать 1936 год, и связывают это с публикацией работы А.А. Черча. Но первое научное определение понятия алгоритма сформировалось в 1920-х годах [15]. Так что же такое алгоритм? В научно-педагогической и методической литературе существуют различные подходы к определению этого понятия.

Последовательность действий, которую необходимо выполнить над исходными данными, чтобы достичь поставленной цели, принято называть алгоритмом. Приведенное определение понятия алгоритма является не строгим.

Н.Д. Угринович [22, с. 107] трактует это понятие так: "алгоритм - это описание детерминированной последовательности действий, направленных на получение из исходных данных результата за конечное число дискретных шагов с помощью понятных исполнителю команд".

Обратимся и к другим источникам формулирующим данное понятие.

"Алгоритм - понятное и точное предписание исполнителю выполнить конечную последовательность команд, приводящую от исходных данных к исходному результату" [17, с. 151]. "Алгоритм - описание конечной последовательности шагов в решении задачи, приводящей от исходных данных к требуемому результату" [3, с. 101].

Итак, не смотря на некие отличия все определения, сводятся к тому, что алгоритм это четко определенная, конечная последовательность шагов (действий, предписаний) преобразующая исходные данные в результат.

Теория алгоритмов находит применение в различных сферах деятельности человека. Появление компьютеров внесло свою лепту в эту теорию. Алгоритмы, реализованные на компьютере, позволили решать сложные задачи в различных областях, например:

- в медицине - автоматическая диагностика и обработка данных компьютерной томографии;

- в производстве - управление техническими устройствами, заменяющими человека в сложных или опасных для жизни условиях;

- в кинематографии - обработка изображений, моделирование пейзажей и движений, сжатие аудио - и видеоинформации;

- в Интернете - увеличение скорости поиска и обработки данных поисковыми системами;

- в аэрокосмонавтике - управление космическими кораблями и спутниками и т.д. [8];

Можно выделить общие свойства, которыми должен обладать любой алгоритм независимо от того, к какой сфере деятельности или области знаний он относится, и кто его выполняет. Но для начала давайте определим, что подразумевает под собой данное понятие. "Свойство алгоритма - это набор характеристик, атрибутов, отличающих алгоритм от любых других предписаний и обеспечивающих его автоматическое выполнение" [24, с. 199]. Существуют следующие свойства:

- дискретность;

- детерминированность;

- массовость;

- результативность;

- конечность.

Рассмотрим все эти свойства на конкретном примере.

Представьте, что вы отправились с друзьями в поход и вам нужно разжечь в лесу костер. Алгоритм разжигания костра при хорошей погоде может выглядеть следующим образом [8]:

1. Выберите место для костра в отдалении от деревьев и кустов.

2. Соберите сухие ветки.

3. Сложите их недалеко от выбранного для костра места.

4. На месте костра сложите "шалашиком" тонкие сухие ветки.

5. Положите под ветки бумагу для растопки.

6. Подожгите бумагу.

7. По мере разгорания, подкладывайте более толстые сухие ветки, соблюдая расстояние между ними для вентиляции.

В приведенном алгоритме четко указываются как сами действия, так и порядок их выполнения. Если поменять местами пункты 2 и 3 алгоритм работать не будет. Невозможно сложить ветки, которые еще не собраны.

Приведенный алгоритм обладает свойством дискретности (от лат. discretus - разделенный, прерывистый). Это свойство предполагает, что любой алгоритм должен состоять из последовательности шагов, следующих друг за другом. Следующий шаг выполняется только после завершения предыдущего.

Этот алгоритм также обладает свойством детерминированности (от лат. determinate - определенность, точность). Это свойство указывает, что любое действие в алгоритме должно быть строго и недвусмысленно определено и описано для каждого случая.

Так как для разжигания костра мы можем использовать ветки различных деревьев, и источником огня могут быть спички, лупа или зажигалка, то мы можем определить, что этот алгоритм обладает и таким свойством как массовость. Свойство массовости понимается как применимость алгоритма к решению бесконечного класса однотипных задач, различающихся исходными данными [1, 19, 22].

После выполнения всех действий мы получим огонь. Из этого следует очень важное свойство - результативность.

Из свойства результативности следует свойство конечности алгоритма, которое определяет завершение каждого действия в отдельности и алгоритма в целом за конечное число шагов.

Алгоритм, составленный для некоторого исполнителя, можно представить различными способами: с помощью графического или словесного описания, последовательностью формул, записанным на алгоритмическом языке. Остановимся на графическом описании алгоритма, называемом блок-схемой. Этот способ имеет ряд преимуществ благодаря наглядности, обеспечивающей, в частности, высокую "читаемость" алгоритма и явное отображение управления в нем [13]

Для отображения алгоритма в виде блок-схемы используется стандартный набор графических объектов (блоков), перечень и условные обозначения которых приведены в таблице 1 [19]. Использование блок-схем, состоящих из типового набора блоков, позволяет трактовать алгоритм однозначно.

Таблица 1 - Стандартные графические объекты блок-схем

Вид блока

Назначение блока

Указание на начало и конец алгоритма

Организация ввода и вывода данных

Непосредственное выполнение действия

Проверка условия

Повторение ряда действий

Любой, даже самый сложный алгоритм, можно представить с помощью трех типовых конструкций (структур): следования, ветвления и цикла. На рисунке 1 представлены блок-схемы этих базовых структур.

В зависимости от того, какие базовые структуры использованы при составлении алгоритмов, различают три основные разновидности алгоритмов: линейный, разветвляющийся и циклический.

Линейный алгоритм - это алгоритм, в котором действия выполняются последовательно одно за другим.

В отличие от линейных алгоритмов, в разветвляющийся алгоритм входит условие. В зависимости от выполнения или невыполнения условия реализуется одна или другая последовательность команд [23]. Различают полную и неполную форму ветвления.

При полной форме действия выполняются в обоих случаях: и при истинности, и при ложности условия. Ей соответствует следующее выражение: если <условие>, то <действие 1>, иначе то <действие 2>.

Неполной форме ветвления соответствует выражение: если <условие>, то <действие >.

Циклический алгоритм - это схема выполнения части алгоритма, в которой некоторые действия повторяются [15]. Они могут содержать разные виды циклов:

- цикл со счетчиком - это цикл с известным числом повторений;

- цикл с постусловием - это цикл с неизвестным числом повторений, в котором выход из цикла осуществляется при выполнении условия;

- цикл с предусловием - это цикл с неизвестным числом повторений, в котором цикл продолжается, пока выполняется условие [8].

Обобщая все вышеизложенное можно сказать, что под алгоритмом понимают понятное и точное предписание исполнителю совершить последовательность действий, направленных на достижение поставленной цели. Алгоритм обязательно должен обладать свойствами, такими как: детерминированность, массовость, понятность, дискретность и результативность. Различают линейные алгоритмы, алгоритмы с ветвлением и с повторением. Если провести более или менее внимательный анализ, то окажется, что большую часть своих действий человек выполняет по определенным алгоритмам, иногда даже не осознавая этого. Так что роль алгоритмов в жизни человека трудно переоценить.

1.3 Анализ учебного материала в методической литературе по разделу "Алгоритмизация"

До не давнего времени в начальной школе, в программу преподавания информатики включался раздел "Модель и моделирование", в котором учащихся впервые знакомили с понятием алгоритма и его типами.

Автором одного из учебников "Информатика и ИКТ" для начальной школы является Н.В. Матвеева [12]. На изучение алгоритмизации в четвертом классе по ее программе отводится 8 часов. В этот момент происходит первое знакомство детей с понятием "алгоритм" и с тем, какими они могут быть. В процессе изучения алгоритмов идет знакомство с исполнителями и языками программирования, формами записи алгоритмов. Дети осваивают понятие управления: собой, другими людьми, техническими устройствами (инструментами работы с информацией), ассоциируя себя с управляющим объектом и осознавая, что есть объект управления, осознавая цель и средства управления. В конце раздела проводится контрольная работа.

В шестом классе Босова Л.Л. [3] рассматривает понятие алгоритма, формы записи алгоритмов и их типы в разделе "Алгоритмы и исполнители". На изучение этих тем в планировании отводится пять часов, и также в конце раздела предусмотрена контрольная работа для выявления усвоенных учащимися знаний. В учебнике дается определение основных понятий, приводятся примеры, в конце каждого параграфа предлагается ответить на контрольные вопросы и выполнить задания. Но понятия не собраны в единую схему или таблицу, для установления связей между ними, что могло бы способствовать более полному их усвоению и пониманию, учитывая не значительное количество часов отведенных на эту тему. Следует также отметить, что компьютерный практикум по этому разделу проходит в среде Power Point и не связан с теоретической частью, а это так же не способствует осознанию значимости полученных знаний и закреплению материала.

В седьмом классе Босова Л.Л. [4] продолжает знакомить учеников с алгоритмами в разделе "Алгоритмика". По содержанию и по отведенным на него часам он не много больше, около 7 часов. В этом разделе так же даются понятия "алгоритм" и "исполнитель", но внимание на этом особо не акцентируется, в основном рассматривается исполнение алгоритма. И на этой основе учащихся знакомят с основными исполнителями Чертежник и Робот и с принципами работы в них.

В шестом классе этой темы касается Н.В. Макарова [7] при изучении компьютерной графики. И так как раздел посвящен в основном построению графических изображений, темы связанные с алгоритмами рассматриваются вскользь: дается понятие алгоритма, говорится о том, какие бывают алгоритмы, а также о происхождении этого слова. Всего на эти темы отводится около четырех часов, но при условии, что основной упор на уроке будет идти на графику. Понятия об алгоритмах включены в этот раздел не для того, чтобы познакомить учащихся с ними, а для того, чтобы в дальнейшем на основе полученных представлений научить детей строить графические изображения по алгоритму.

В восьмых-девятых классах Макарова [8] продолжает знакомить учеников с алгоритмами в разделе "Программное обеспечение информационных технологий". Здесь уже предлагается расширенный курс по алгоритмизации. Учащиеся знакомятся с понятием алгоритма, его свойствами, формами представления, а затем типами алгоритмов и отводится на все это около 6 часов. Для лучшего понимания и усвоения знаний, умений и навыков, вся эта информация предложена с большим разнообразием примеров.

В рассмотрение понятий об алгоритмах в девятом классе включаются Угринович Н.Д. и Семакин И.Г. У Н.Д. Угриновича [22] раздел называется "Основы алгоритмизации и объектно-ориентированного программирования". На изучение этого раздела отводится двадцать часов из них всего около пятых часов на рассмотрение непосредственно всего, что касается алгоритмов: понятия "алгоритм", "исполнитель", свойства и типы алгоритмов, а также отводится внимание теме "Выполнению алгоритма на компьютере". В конце раздела предусмотрено проведение контрольной работы, в состав которой входят вопросы по алгоритмизации. Еще ранее этот раздел присутствовал в учебнике для десятых-одинадцатых классов [23], но в настоящий момент Н.Д. Угринович не останавливается на алгоритмизации в старших классах.

Семакин И.Г. [17] предлагает в девятом классе раздел "Управление и алгоритмы", на который можно отвести около 8 часов и обязательно проведение в конце раздела контрольной работы. В своем учебнике Семакин дает определение понятию "алгоритм", знакомит с его свойствами и типами. Акцент делается на исполнение алгоритма, больше говорится о программах и подпрограммах. На этом работа с алгоритмами не прекращается. В следующем разделе "Программное управление работой компьютера" компьютер рассматривается как исполнитель алгоритма, поэтому идет знакомство с правилами записи алгоритмов на языке программирования.

И.Г. Семакин [18] затрагивает алгоритмы еще и в десятых-классах классах в разделе "Информационные модели", но только поверхностно. Алгоритм рассматривается как модель деятельности всего в одном параграфе.

Проанализировав имеющуюся информацию можно сделать вывод, что разделы, связанные с алгоритмизацией имеются практически у каждого автора учебников по информатике, рассматривается эта тема в разных классах, и объединяет их незначительное количество отведенных часов, не смотря на важность темы и трудности в усвоении. При рассмотрении всех учебных пособий, можно так же проследить, что в пятом классе не уделяется внимание изучению алгоритмизации. Внимание сосредотачивается на появившиеся новые аспекты деятельности и происходит частичная потеря ранние усвоенных понятии этого раздела и знаний в целом. Поэтому, нам представляется очень важно уделить большее количество внимания изучению алгоритмизации в шестых классах, для заполнения пробелов в знаниях по этой теме, сформировавшихся в результате упущения изучения этого раздела при переходе из младшего звена в среднее. Для этого необходимо выявить педагогические условия, способствующие наиболее полному усвоению материала по разделу "Алгоритмизация" в шестом классе, и именно базовому понятию этого раздела - алгоритм.

Проведенное нами исследование показало, что усвоение понятия относится к умению выявлять свойства, присущие некоторому классу объектов или идей, а овладение понятиями - процесс, зависящий от уже имеющихся знаний, от деятельности, осуществляемой в процессе усвоения, от системы умственных операций, которыми оно осуществляется. Исходя из этого, мы предположили, что условиями способствующими формированию понятия алгоритма могут быть следующие: содействие овладению системой понятий; опора на личный опыт учащихся; систематическое использование схем, таблиц, интерактивных плакатов.

2. Экспериментальная работа по формированию понятия алгоритма у учащихся шестых классов в курсе информатики

2.1 Изучение уровня сформированности понятия алгоритма у учащихся шестых классов

Педагогический эксперимент - это активное вмешательство исследователя в изучаемое им педагогическое явление с целью открытия закономерностей и изменения существующей практики [10, с.28].

Наш педагогический эксперимент был проведен во время прохождения государственной практики в муниципальном образовательном учреждении "Лицей № 9" города Белгорода. В эксперименте принимали участие учащиеся 6 "Б" и 6 "А" классов.

Цель эксперимента - проверить на практике влияние выявленных в теоретической части исследования педагогических условий на формирование понятия алгоритма у учащихся шестых классов в курсе информатики.

Для этого были поставлены следующие задачи:

1. Выявить уровень сформированности понятия "Алгоритм".

2. Разработать дидактическое обеспечение серии уроков по теме "Алгоритмы" с использованием схем, таблиц, электронных плакатов.

3. Создать организационные и содержательные условия для формирования понятия алгоритма.

4. Провести экспериментальную работу по проблеме исследования.

Для достижения цели и решения поставленных задач была разработана программа эксперимента, которая включала в себя 3 этапа: констатирующий, формирующий и контрольный.

На констатирующем этапе эксперимента нами была поставлена цель - выявить уровень сформированности понятия алгоритма у учащихся шестых классов.

Для этого, мы провели беседу с учителем информатики данной школы по следующим вопросам:

1. Сколько часов в неделю отводится на уроки информатики?

2. По какой программе обучаются дети?

3. Изучалась ли учащимися тема "Алгоритмы" ранее? В каком классе?

4. С какими алгоритмическими структурами знакомы учащиеся?

5. Умеют ли учащиеся работать самостоятельно? Если да, то насколько эффективно?

6. Какие средства обучения используются на уроках?

7. Какие, по вашему мнению, средства обучения наиболее эффективны для усвоения данной темы?

8. Как часто используются на уроке схемы, графики, таблицы для представления изучаемого материала?

9. Если используются - в каком виде (бумажном, электронном статическом, электронном интерактивном)?

Из беседы следует, что информатика впервые преподается в пятом классе по программе А.В. Горячева, раздела связанного с алгоритмами в этой программе нет, и учащиеся шестых классов не знакомы с понятием алгоритма и, соответственно, с алгоритмическими структурами.

Также мы выяснили, что на данный момент в шестом классе обучение идет по программе Л.Л. Босовой и на уроки информатики в школе отводится всего лишь один час в неделю, самостоятельная работа у учащихся, как правило, вызывает затруднения, учитель на уроках использует помимо учебника презентации и карточки с заданиями. Дополнительными материалами, такими как таблицы, схемы или интерактивные плакаты учитель пользуется редко и только в электронном статическом варианте. В основном их применение зависит от изучаемой темы, и наличия в готовом комплекте методической поддержки программы Л.Л. Босовой. Тема алгоритмы, по мнению учителя, всегда вызывает трудности у учащихся, выделить наиболее эффективные средства обучения нельзя, необходимо использовать все возможные средства в комплексе.

В результате проведенной нами беседы мы отказались от запланированной диагностики уровня сформированности понятия алгоритма и были вынуждены взять четвертные оценки выбранных нами классов для сравнения качества их знаний, и опирались на полученные результаты как на потенциальные возможности учащихся в освоении нового раздела. Данные оценки представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Оценки 6 "Б" и 6 "А" классов на констатирующем этапе

6 "Б" класса

Оценки

6 "А" класса

Оценки

Елизавета Б.

3

Валерия А.

4

Лилия Г.

5

Алена А.

4

Ярослав З.

4

Полина Б.

5

Елизавета И.

4

Иван Г.

5

Владислав К.

5

Алина Л.

3

Элионора К.

3

Юлия О.

4

Данил М.

5

Денис П.

4

Игорь П.

4

Роман Т.

5

Иван П.

4

Иван У.

5

Никита Т.

3

Данил У.

3

Роман У.

4

Анастасия Ч.

4

Михаил Ш.

5

Илья Х.

5

Ср. значение

4,08

Ср. значение

4,33

Качество знаний

75,00

Качество знаний

83,33

Для наглядности представим полеченные результаты в виде диаграмм (Рисунок 2, Рисунок 3)

Рисунок 2. Сравнительная диаграмма среднего значения успеваемости 6 "А" и 6 "Б" классов на констатирующем этапе

Рисунок 3. Сравнительная диаграмма качества знаний 6 "А" и 6 "Б" классов на констатирующем этапе

Анализ четвертных оценок помог нам выявить общий уровень знаний у учащихся по информатике, а также определиться с выбором экспериментального и контрольного классов. Так как успеваемость и качество знаний 6 "Б" класса оказались ниже, чем у 6 "А", мы решили выбрать именно его в качестве экспериментального и проверить, смогут ли выявленные нами педагогические условия оказать положительное влияние на формирование понятия алгоритма у учащихся этого класса.

2.2 Содержание и ход экспериментальной работы по формированию понятия алгоритма у учащихся шестых классов

Следующим шагом нашей работы был формирующий этап, цель которого - способствовать формированию понятия алгоритма у учащихся шестых классов с использованием схем, таблиц, электронных плакатов, опираясь на личностный опыт учащихся и содействуя формировании системы понятий по данной теме. Уроки с использованием указанных дидактических материалов и условий мы проводили в экспериментальном классе, в то время как в контрольном классе обучение происходило в более традиционном стиле.

Для реализации первого условия гипотезы нами была разработана схема для отображения основных понятий связанных с алгоритмом и их взаимосвязей. С этой схемой учащиеся работали на протяжении всего эксперимента.

По второму условию гипотезы для каждого урока мы подготавливали вопросы которые предлагались для обсуждения детям, прежде чем давать определение того или иного понятия.

В соответствии с третьим условием мы разрабатывали и активно использовали схемы, таблицы, плакаты на различных этапах уроков. Также нами была разработана презентация по всему разделу "Алгоритм и его исполнители" (Рисунок 4).

Рисунок 4. Слайды презентации по разделу "Алгоритм и его исполнители"

Остановимся подробнее на каждом проведенном нами уроке.

Первый урок был посвящен теме "Что такое алгоритм. Свойства алгоритмов". Учащимся экспериментального класса с целью формирования системы понятий по изучаемому разделу была предложена заготовка схемы (Рисунок 5).

Рисунок 5. Общая схема раздела "Алгоритм и его исполнители"

Изначально наша схема содержала только одно понятие, это основополагающее понятие раздела - алгоритм. В завершении каждого урока на этапе закрепления знаний или подведения итогов учащиеся дополняли ее новыми понятиями. Для этого каждому ученику были розданы карточки со схемой. По завершению комплекса занятий у нас была сформирована полноценная структура взаимосвязанных понятий раздела "Алгоритм и его исполнители".

На этом занятии было рассмотрено, что же такое алгоритм. Детям было предложено вначале высказать свою формулировку этого понятия, далее обсуждались предложенные примеры (является алгоритмом или нет) и затем было сформулировано и записано научное понятие алгоритма. Учащиеся ознакомились с его основными свойствами. Так же детям был представлен интерактивный плакат, наглядно представляющий эти свойства (Рисунок 6). Этот плакат был доступен с любого компьютера, и каждый ученик мог воспользоваться им не только на этом, но и на последующих уроках.

Рисунок 6. Интерактивный плакат "Свойства алгоритма"

Второй урок был посвящен теме "Исполнители вокруг нас. Формы записи алгоритмов". В качестве повторения пройденного ранее материала учащимся была предложена таблица, которую им необходимо было самостоятельно заполнить, вписав соответствующее понятие к данному определению (Таблица 3).

Таблица 3 - Свойства алгоритма

Название свойства

Определение свойства

Определяет завершение каждого действия в отдельности и алгоритма в целом за конечное число шагов

Предполагает, что любой алгоритм должен состоять из последовательности шагов, следующих друг за другом

Результативность

Указывает, что любое действие в алгоритме должно быть строго и недвусмысленно определено и описано для каждого случая

Массовость

На этапе объяснения нового материала нами вновь использовался интерактивный плакат, представляющий формы записи алгоритмов и соответствующие примеры (Рисунок 7).

В качестве опоры на субъективный опыт дети самостоятельно приводили примеры исполнителей предлагаемых алгоритмов.

Рисунок 7. Интерактивный плакат "Формы записи алгоритмов"

Также была показана таблица, представляющая стандартные графические объекты, используемые для построения основных алгоритмических конструкций (Рисунок 8).

Рисунок 8. Стандартные графические объекты блок-схем

Во время закрепления полученных знаний мы продолжили заполнение схемы основных понятий по данному разделу (Рисунок 9).

Рисунок 9. Общая схема раздела "Алгоритм и его исполнители"

Тема третьего урока - "Виды алгоритмов. Линейный алгоритм". В начале урока для оперативного контроля знаний детям было предложено заполнить недостающие блоки схемы (Рисунок 10).

Рисунок 10. Схема для изучения раздела "Алгоритм и его исполнители"

Изложение нового материала сопровождалось показом интерактивного плаката, рассказывающего о видах алгоритмов (Рисунок 11). В конце урока учащиеся заполнили соответствующие блоки общей схемы новыми понятиями.

Рисунок 11. Интерактивный плакат "Виды алгоритмов"

Четвёртый урок был посвящен теме "Алгоритм с ветвлением".

На этапе актуализации мы использовали схему для закрепления и обобщения ранее изученного материала, которую заполнили фронтальным способом (Рисунок 12).

Рисунок 12. Основные алгоритмиеские конструкции

На этапе объяснения данной темы использовался интерактивный плакат, дающий подробное представление о разветвляющемся алгоритме (Рисунок 13). Но прежде чем использовать данный плакат, мы с детьми обсудили, всегда ли возможна заранее определенная последовательность команд, рассмотрели предложенные им примеры. Таким образом, учащиеся самостоятельно пришли к выводу о том, что возможен один или несколько вариантов действий в зависимости от поставленного условия.

Рисунок 13. Интерактивный плакат "Виды алгоритмов"

На контрольном этапе эксперимента была поставлена цель - выявить эффективность применяемых нами условий для формирования понятия алгоритма, а именно: содействие установлению системы понятий, использование субъективного опыта учащихся и использование схем, таблиц, электронных плакатов. Для этого мы использовали интерактивный тест, который был реализован в среде Microsoft Power Point (Приложение А). Результат проведенного тестирования представлен в таблице 4.

Таблица 4 - Результаты тестирования 6 "Б" и 6 "А" классов на контрольном этапе

Экспериментальный 6 "Б" класс

Оценки

Контрольный

6 "А" класс

Оценки

Елизавета Б.

4

Валерия А.

4

Лилия Г.

5

Алена А.

4

Ярослав З.

4

Полина Б.

4

Елизавета И.

4

Иван Г.

5

Владислав К.

5

Алина Л.

3

Элеонора К.

3

Юлия О.

4

Данил М.

5

Денис П.

4

Игорь П.

4

Роман Т.

5

Иван П.

5

Иван У.

5

Никита Т.

3

Данил У.

3

Роман У.

4

Анастасия Ч.

4

Михаил Ш.

5

Илья Х.

5

Ср. значение

4,25

Ср. значение

4,17

Качество знаний

83,33

Качество знаний

83,33

Для наглядности и удобства анализа представим полученные данные в виде диаграмм (Рисунок 14, Рисунок 15).

Рисунок 14. Сравнительная диаграмма среднего значения успеваемости 6 "А" и 6 "Б" классов на контрольном этапе эксперимента

Рисунок 15. Сравнительная диаграмма качества знаний 6 "А" и 6 "Б" классов на контрольном этапе эксперимента

Для того чтобы увидеть повлияло ли использование схем, таблиц и электронных плакатов на степень сформированности понятия алгоритм у учащихся шестых классов сравним данные, которые мы получили на констатирующем и контрольном этапах нашего эксперимента (Рисунок 16, Рисунок 17).

Рисунок 16. Сравнительная диаграмма среднего значения успеваемости 6 "А" и 6 "Б" классов на констатирующем и контрольном этапах

Рисунок 17. Сравнительная диаграмма качества знаний 6 "А" и 6 "Б" классов на констатирующем и контрольном этапах

Анализ представленных результатов показывает, в контрольном классе качество знаний осталось на прежнем уровне, а средний балл немного снизился, что объясняется сложностью изучаемой темы. Но результаты экспериментального класса улучшились: качество знаний на 8,33%, а средний бал на 0,17%.

Следует так же отметить, что используемые нами приемы были интересны детям, на протяжении всего исследования дети экспериментальной группы работали более увлеченно и заинтересованно. Они с удовольствием работали с предложенными им материалами, повышенный интерес вызвала работа с общей схемой, на последних уроках учащиеся работали со схемой самостоятельно и вспоминали о необходимости ее заполнения раньше, чем мы планировали им это предложить. Большую активность учащиеся проявляли во время фронтальной работы, когда необходимо было совместно выполнить то или иное задание, и при обсуждении опорных моментов уроков. При наблюдении за выполнением детьми самостоятельных работ за компьютерами мы отметили, что они часто обращаются за помощью к интерактивным плакатам.

Из этого можно сделать вывод, что использование на уроках таких дидактических средств оказывает положительное влияние на формирование у детей системы понятий по разделу "Алгоритмизация", что доказывает поставленную в исследовании гипотезу. Следовательно, есть необходимость использовать такие педагогические приемы при проведении уроков и в будущей работе.

Заключение

Формирование фундаментальных понятий по учебным предметам является одной из важнейших задач обучения. Усвоение понятия относится к умению выявлять свойства, присущие некоторому классу объектов или идей. Сформированность понятийного словаря свидетельствует, прежде всего, о достаточно высоком уровне овладения учебным материалом.

Проанализировав учебно-методическую и психолого-педагогическую литературу по проблеме исследования, мы выявили, что понятие является основополагающим процессом умственной деятельности человека, что это одна из главных составляющих содержания любого предмета, в том числе информатики. Под понятием понимают такую форму научного знания, которая отражает объективно существенное в вещах и явлениях и закрепляет особыми определениями либо обозначениями [2].

В психолого-педагогической литературе рассматриваются различные пути формирования понятий. Одним из таких путей является показ учащимся наглядных материалов: макетов, рисунков, схем, чертежей. При формировании новых понятий необходима опора на чувственный опыт учащихся. Эта опора может осуществляться или путем непосредственного восприятия предметов и явлений, новых для ученика, или на основе прошлого чувственного опыта.

Вторым, но не менее важным путем формирования понятий является усвоение и изучение определений, относящихся непосредственно к изучаемому понятию, так как в определении фиксируются наиболее важные признаки предметов и явлений.

Мы можем с уверенностью сказать, что при изучении раздела "Алгоритмизация" также необходимо усвоение основных определений, для этого в первую очередь нужно познакомить учеников с сущностью понятия алгоритма. Но будет справедливо отметить, что это мизерная часть того, что необходимо знать современным школьникам, а особенно выпускникам. Поэтому в изучение алгоритмизации обязательно должно входить рассмотрение свойств и видов алгоритмов.

Также при анализе учебно-методической литературы мы выяснили, что разделы, связанные с алгоритмизацией имеются практически у каждого автора учебников по информатике, рассматривается эта тема в разных классах, и объединяет их незначительное количество отведенных часов. А при переходе из младшего звена в среднее происходит полное упущение в изучении тем связанных с алгоритмами. Вследствие этого у учащихся появляется пробел в знаниях, который необходимо заполнить в короткий срок, для того чтобы у них формировалось алгоритмическое мышление - одна из важнейших составляющих современного информационного общества, и к тому же большую часть своих действий человек выполняет по определенным алгоритмам, иногда даже не осознавая этого.

В результате всего вышесказанного мы пришли к выводу, что формирование понятия алгоритма у учащихся шестых классов в курсе информатики будет эффективнее при условии систематического использования схем, таблиц, электронных плакатов, демонстрирующих взаимосвязь всех его структурных составляющих, а также содействия установлению системы понятий и опоры на личный опыт учащихся.

Мы решили проверить нашу гипотезу при помощи педагогического эксперимента. Нами были выбраны 6 "А" и 6 "Б" классы для проведения эксперимента. И на констатирующем этапе для выявления начального уровня знаний учащихся мы взяли их четвертные оценки. Анализ полученных данных показал, что качество знаний у учащихся 6 "А" класса выше, чем у 6 "Б" класса. Таким образом, мы определили для себя 6 "Б" класс экспериментальным, а 6 "А" контрольным.

Вовремя проведения формирующего этапа уроки с использованием указанных дидактических материалов и условий мы проводили в экспериментальном классе, в то время как в контрольном классе обучение происходило в более традиционном стиле. Из наших наблюдений за экспериментальным классом можно сделать вывод, что все используемые нами приемы вызывали у них положительные эмоции, так как они активно работали, отвечали на вопросы и вовремя самостоятельной работы за компьютерами пользовались интерактивными плакатами доступными каждому ученику.

Также все наши наблюдения и выводы подтвердились при анализе контрольного этапа. Нами было проведено контрольное тестирование предполагаемое два варианта по десять вопросов. Результаты показали, что при первичном знакомстве с разделом "Алгоритмизация" уровень знаний учащихся 6 "Б" класса повысился в сравнении с результатами констатирующего этапа.

Все вышесказанное приводит нас к выводу, что использование схем, таблиц, электронных плакатов и других условий нашей гипотезы способствует лучшему и более качественному усвоению материала, в частности по разделу "Алгоритмы и его исполнители". Конечно, времени на проведение полноценного эксперимента отводилось мало, но нами была зафиксирована стабильная тенденция к развитию и увеличению показателя уровня знаний учеников, повышению мотивации и интереса к процессу обучения информатике.

Список использованных источников

1. Аверьянов Г.П. Современная информатика: учеб. пособие / Г.П. Аверьянов, В.В. Дмитриева. - М.: НИЯУ МИФИ, 2011.436 с.

2. Безрукова В.С. Педагогика: учеб. пособие. - Ростов н/Д: Феникс, 2013. - 381 с.

3. Босова Л.Л. Информатика: учебник для 6 кл. - М.: БИНОМ, 2013. - 213 с.

4. Босова Л.Л. Информатика: учебник для 7 кл. / - 4-е изд. - М.: БИНОМ, 2012. - 237 с.

5. Веселова Н.В. Разработка логических схем понятий в курсе информатики: образовательный студенческий портал - Режим доступа: http://area7.ru (Дата обращения: 18.05.2013)

6. Голицина О.Л., Попов И.И. Основы алгоритмизации и программирования: учеб. пособие. - М.: ФОРУМ, 2010. - 432 с.

7. Информатика 5 - 6 кл. нач. курс: учебник под ред. Макаровой Н.В. - 2-е изд., перераб. - СПб: Питер, 2005. - 160 с.

8. Информатика и ИКТ 8 - 9 кл.: учебник под ред. Макаровой Н.В. - СПб: Питер, 2010. - 416 с.

9. Коротков, А.М. Информатика и информационные процессы: Методические особенности изучения базовых понятий школьного курса информатики / А.М. Коротков, А.В. Никитин // Педагогическая информатика. - 2005. - №5.

10. Кушнер Ю.З. Методология и методы педагогического исследования: учебно-методическое пособие - Могилев: МГУ им.А. А. Кулешова, 2001. - 66 с.

11. Педагогический словарь / авт. - сост. Каджаспирова Г.М., Каджаспиров А.Ю. - М.: ИКЦ "МарТ", 2005. - 448 с.

12. Матвеева Н.В., Челак Е.Н. и др. Информатика и ИКТ: учебник для 4 кл., - М.: БИНОМ, 2009. - 239 с.

13. Могилев А.В., Пак Н.И., Хеннер Е.К. Информатика: учеб. пособие для студ. пед. ВУЗов - 3-е изд. / под редакцией Е.К. Хеннера. - М.: Академия, 2004. - 848 с.

14. Осинская В.Н. Активизация познавательной деятельности учащихся на уроках математики в 9-10 классах. - К.: Рад. школа, 2005. - 143с.

15. Острейковский В.А., Полякова И.В. Информатика. Теория и практика: учеб. пособие. - М.: Оникс, 2008. - 608 с.

16. Свирская, Н.В. Роль умственного приема классификации в формировании математических понятий у младших школьников [Электронный ресурс] / Свирская, Н.В. - Режим доступа: http://refminc.ru/14/dok. php? id=00091 (Дата обращения: 20.05.2013)

17. Семакин И.Г. Информатика и ИКТ: учебник для 9 кл. / - 5-е изд. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. - 341 с.

18. Семакин И.Г. Информатика и ИКТ: учебник для 10-11 кл. / - 8-е изд. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. - 246 с.

19. Таганов, Л.С. Информатика: учеб. пособие / Кузбас. гос. техн. ун-т. - Кемерово, 2010. - 330 с

20. Талызина Н.Ф. Педагогическая психология: Учеб. пособие для студ. сред. пед. учеб. заведений. - М.: "Академия", 2008. - 288 с.

21. Толковый словарь русского языка / авт. - сост. Ожегов С.И., Шведова Н.Ю. - 4-е изд. - М.: ООО "ИТИ ТЕХНОЛОГИИ", 2003. - 944 с.

22. Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ: учебник для 9 кл. / - 6-е изд. - М.: БИНОМ, 2012. - 295 с.

23. Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии: учебник для 10 - 11 кл. / - 3-е изд. - М.: БИНОМ, 2006. - 511 с.

24. Хубаев Г.П. Информатика: учеб. пособие. / - 3-е изд., перераб. и доп. - Ростов на Дону: "МарТ", 2010. - 288 с.

25. Шиянов Е.Н., Котова И.Б. Развитие личности в обучении: учеб. пособие для студ. пед. вузов. - М.: "Академия", 1999. - 288 с.

Приложения

Приложение А

Итоговый тест по разделу "Алгоритм и его исполнители" для контрольного этапа эксперимента

Вариант 1.

1. Алгоритм - это …

a) понятная и конечная последовательность действий, приводящая к решению поставленной задачи;

b) предписание исполнителю выполнить последовательность действий;

c) записанная в произвольном порядке последовательность команд для достижения поставленной задачи.

2. Программа - это алгоритм, исполнителем которого является …

a) человек;

b) компьютер;

c) станок;

d) ученик.

3. Линейный алгоритм - это …

a) когда команды выполняются по линейке;

b) когда команды выполняются в любом порядке;

c) когда команды выполняются последовательно, одна за другой.

4. Выберите правильный вариант использования условия:

a)

b)

c)

5. Блок-схема - это форма записи алгоритма с помощью.

a) формул;

b) списка;

c) рисунка;

d) геометрических фигур.

6. К типам алгоритмов не относится …

a) линейный алгоритм;

b) иерархический алгоритм;

c) алгоритм с ветвлением;

d) алгоритмы с повторением.

7. Выберите верное представление арифметического выражения на алгоритмическом языке.

a) x+3y/5xy;

b) (x+3*y) / (5*x*y);

c) x+3*y/5*x*y;

d) x+3*y/ (5*x*y);

8. Алгоритм, записанный на "понятном" компьютеру языке программирования, называется …

a) исполнителем алгоритмов;

b) программой;

c) листингом;

d) текстовкой.

9. Свойством алгоритма является:

a) результативность;

b) цикличность;

c) возможность выполнения алгоритма в обратном порядке;

d) простота записи на языке программирования.

10. в этом блоке …

a) задают условие;

b) выводят результат;

c) производят обработку данных;

d) делают пометки.

Вариант 2.

1. Исполнитель - это …

a) человек или техническое устройство, которые не понимают команды алгоритма и не умеют их правильно выполнять;

b) человек или техническое устройство, которые понимают команды алгоритма и умеют их правильно выполнять;

c) человек или техническое устройство.

2. Циклическим называется алгоритм, в котором:

a) выполнение операций зависит от условия;

b) операции выполняются друг за другом (последовательно);

c) одни и те же операции выполняются многократно.

3. Закончите предложение: "Графическое представление алгоритма называется…"

a) рисунок;

b) блок-схема;

c) план;

d) чертеж.

4. При составлении блок-схемы алгоритма результаты помещаются в блок

ввода;

a) обработки;

b) логический;

c) вывода.

5. в этом блоке …

a) задают условие;

b) выводят результат;

c) производят обработку данных;

d) делают пометки.

6. Выберите ответ, в котором представлены только типы алгоритмов

a) математический, логический;

b) линейный, циклический, разветвляющийся;

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены