Использование элементов программированного обучения в процессе освоения курса информатики в основной школе

Анализ содержания основного курса информатики и его место в концепции непрерывности образования. Исследование сути программированного обучения, его средств и методов. Рассмотрение организационно-педагогических условий использования учебных элементов.

Рубрика Педагогика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 02.03.2012
Размер файла 7,5 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.

Кроме предложенных нами требований к целям и содержанию обучения существуют еще и организационные условия использования элементов программированного обучения на уроках информатики, которые отражены в принципах программированного обучения:

1. принцип активизации деятельности учащихся, изучающих учебный материал - при использовании элементов программированного обучения на уроках информатики необходимо наличие практической деятельности учащихся для закрепления полученных ими теоретических знаний;

2. принцип немедленной оценки каждого ответа учащегося - при работе с элементами программированного обучения на уроках информатики учащиеся должны иметь возможность самопроверки в процессе практической деятельности. Например, если при выполнении практических заданий учебного элемента на уроках информатики, наличие промежуточных заданий позволяет сократить время на поиск своей ошибки;

3. принцип индивидуализации темпа и содержания обучения - при использовании элементов программированного обучения на уроках информатики учитель должен иметь возможность реализовать индивидуальный подход в образовании за счет выбора различных форм организации обучения (индивидуальная, парная, групповая);

4. принцип эмпирической верификации (проверки) учебного материала - представляя учебный материал урока в виде элементов программированного обучения, учитель должен изменять учебный материал с сохранением общей концепции, адаптируя его под уровень подготовки своего класса.

Все эти требования и организационные условия являются организаионно-педагогическими условиями использования элементов программированного обучения. Если эти организационно-педегогические условия применительно к конкретно взятому учебному материалу выполнимы, можно говорить о том, что при изучении данной конкретной темы урока можно использовать элементы программированного обучения.

1.3 Средства программированного обучения

В педагогике в настоящее время нет однозначного определения понятие "средство обучения". Одни авторы применяют его в узком смысле, имея в виду средства-инструменты, служащие достижению общеобразовательных и воспитательных целей обучения. Другие помимо материальных средств-инструментов относят интеллектуальные средства осуществления мыслительной деятельности, которые дают возможность человеку проводить опосредованное и обобщенное познание объективной действительности. Третьи подразделяют средства обучения на средства учения, которыми пользуется учащийся для усвоения учебного материала, и средства, которые использует педагог для создания оптимальных условий учения для учащихся. Четвертые обозначают этим термином все содержание и весь проект обучения и собственно средства-инструменты обучения.

В нашей работе мы будем использовать определение П.И. Пидкасистого, который определяет средства обучения как "материальный или идеальный объект, который использован учителем и учащимися для усвоения знаний". С точки зрения С.А. Смирнова такое определение является наиболее емким и в большей степени отражает современный взгляд на средства обучения.

С.А. Смирнов также выделяет две большие группы средств обучения: средство - источник информации и средство - инструмент освоения учебного материала. Тогда можно сказать, что средствами обучения называются все объекты и процессы (материальные и материализованные), которые служат источником учебной информации и инструментами (собственно средствами) для усвоения содержания учебного материала, развития и воспитания учащихся.

Все средства обучения разделяются на материальные и идеальные. К материальным средствам относятся учебники, учебные пособия, дидактические материалы, книги-первоисточники, тестовый материал, модели, средства наглядности, технические средства обучения, лабораторное оборудование.

В качестве идеальных средств обучения выступают общепринятые системы знаков, такие, как язык, письмо (письменная речь), система условных обозначений различных дисциплин, достижения культуры или произведения искусства, средства наглядности (схемы, рисунки, чертежи, диаграммы, фото и т.п.), учебные компьютерные программы, организующе-координирующая деятельность учителя, уровень его квалификации и внутренней культуры и т.д.

Необходимо заметить, что обучение становится эффективным в том случае, когда материальные и идеальные средства обучения используются вместе, дополняя и поддерживая друг друга. Очевидно, что учитель не может обучать ребенка только словом, не используя наглядный материал в начальных классах и компьютеры, лабораторное и промышленное оборудование в допрофессиональной и профессиональной подготовке. В то же время большое количество средств наглядности, лабораторного оборудования и компьютеров без учителя, его обобщений, контроля и личностного влияния тоже не дадут высокой эффективности в освоении учебного материала. Более того, между идеальными и материальными средствами обучения не существует четкой границы. Мысль или образ могут быть переведены в материальную форму.

Классификация средств обучения была предложена В.В. Краевским. Основным звеном в системе образования он считает содержание. Именно оно является тем ядром, над которым надстраиваются методы, формы организации учебной деятельности и весь процесс обучения, воспитания и развития ребенка. Содержание образования определяет способ усвоения знаний, который требует определенного взаимодействия элементов системы и определяет состав и взаимосвязи средств обучения.

Содержание образования формируется на трех уровнях. Первый и ближайший к педагогу уровень - урок. Опираясь на предложенную тему и объем материала, педагог сам строит урок. Он пытается наиболее полно изложить то содержание образования, которое входит в тему данного урока и объем которого более или менее равен изложенному в учебнике материалу и предлагаемому набору упражнений.

Второй уровень - учебный предмет. Содержание учебного предмета обычно формируется исходя из объема часов, выделенных на предмет, и социальной значимости тех разделов и блоков учебного материала, которые выбраны в качестве учебного материала. Если содержание материала, предлагаемого учителем на конкретном уроке (первый уровень), в значительной степени зависит от субъективных факторов (системы преподавания, выбранной учителем, степени подготовлености обучающихся, квалификации учителя, ситуации, сложившейся в ходе обучения, когда возможно и вторичное прохождение материала), то содержание материала предмета в целом определяется стандартами и разрабатывается учеными научно-исследовательских институтов по заказам Министерства Образования РФ. Однако учитель, работающий в школе много лет и ведущий свой предмет почти во всех классах, может дать учащимся значительно больше того, что заложено в стандартах. Третий уровень - весь процесс обучения (на протяжении всех лет обучения в общеобразовательном учреждении), охватывающий все содержание, т.е. учебные предметы, их количество и объем часов, выделенных на каждый из них. Структуру процесса обучения. количественный и качественный состав учебных предметов, разрабатывают, исходя из социального заказа, потребностей общества и возрастных возможностей учащихся, ученые из научно-исследовательских институтов. Педагоги не принимают участие в этих разработках. На каждом уровне содержание образования имеет свои особенности, присущие только данному уровню. Но если на каждом уровне есть свое специфическое содержание, то и средства их освоения тоже должны иметь специфические особенности. По мере модификации содержания образования на каждом уровне изменяются и средства обучения, каждый уровень формирования содержания образования неизбежно должен предполагать свои специфические средства обучения.

К средствам обучения первого уровня В.В. Краевский относит те средства, которые учитель может использовать для организации и проведения урока. К средствам обучения второго уровня относятся средства, позволяющие организовать и проводить на необходимом уровне преподавание какого-либо учебного предмета. Для организации всего процесса образования в целом уже недостаточно средств, используемых учителем на уроке, экскурсии, практическом занятии. Недостаточно даже средств, позволяющих организовать изучение отдельного предмета. Необходима уже целая система средств, определяющая изучаемые предметы, их взаимоотношения и взаимосвязи. Таким образом, В.В. Краевский предлагает трехуровневую систему средств обучения.

Таблица 1 Трехуровневая система средств обучения

Идеальные средства обучения

Материальные средства обучения

На уровне урока

- языковые системы знаков, используемые в устной и письменной речи;

- произведения искусства и иные достижения культуры (живопись, музыка, литература);

- средства наглядности (схемы, рисунки, чертежи, диаграммы);

- учебные компьютерные программы по теме урока;

- организующе-координирующая деятельность учителя;

- уровень квалификации и внутренней культуры учителя;

- методы и формы организации учебной деятельности на уроке.

-отдельные тексты из учебника, пособий и книг;

- отдельный задания, упражнения, задачи из учебников, задачников, дидактических материалов;

- тестовый материал;

- средства наглядности (предметы, действующие макеты, модели);

- технические средства обучения (ТСО);

- лабораторное оборудование.

На уровне предмета

- система условных обозначений отдельных дисциплин (нотная грамота, математический аппарат);

- искусственная среда для накопления навыков по денному предмету (спортивный зал, лингафонный кабинет);

- учебный компьютерный программы, охватывающие весь курс обучения предмету.

- учебники и учебные пособия;

- дидактические материалы;

- методические разработки (рекомендации) по предмету;

- книги-первоисточники;

На уровне всего процесса обучения

- система обучения;

- методы обучения;

- система общешкольных требований.

- кабинеты для обучения;

- библиотеки;

- столовые, буфеты;

- медицинский кабинет;

- помещения для администрации и педагогов;

- раздевалки;

- рекреации.

Объективная необходимость использования наглядных средств и технических средств обучения (ТСО) в процессе обучения заключается в их огромном влиянии на процесс понимания и запоминания: при опытной проверке эффективности запоминания текста установлено, что при слуховом восприятии усваивается 15% информации, при зрительном - 25, а в комплексе, т.е. при зрительном и слуховом одновременно, - 65%.

Исследования физиологов показали, что 80% информации человек получает через зрительный анализатор. Пропускная способность каналов приема и обработки информации по линии "ухо - мозг" равна 50 000 бит/с, а по линии "глаз - мозг" - 50 000 000 бит/с.

Эти данные позволили С.А. Смирнову сделать вывод, что учитель должен сочетать вербальные методы с невербальными (зрительными, наглядными). И даже учитель иностранного языка, отказавшийся от традиционной методики с ее словесными (вербальными) методами, может добиться более высоких результатов путем использования наглядных средств и ТСО.

Специфически сложным является вопрос о взаимоотношении технических средств обучения с учителем. Иногда, "помогая" учителю и частично заменяя его, что в значительной части относится к использованию компьютеров в старших классах, технические средства обучения "вытесняют" учителя. В педагогической литературе достаточно много написано на эту тему. Но полностью вытеснить учителя из школы невозможно (время работы на компьютере учащегося ограничено по медицинским показателям 20-30 мин в день для начальной школы и несколькими часами для старшей). Широкое использование компьютеров в старших классах может привести лишь к изменению характера деятельности учителя на этих уроках, но не к его полному вытеснению.

Существует множество средств программированного обучения. В качестве таких средств учителя могут использовать устную речь, инструктируя учащихся или решая с ними различные задачи. Также учитель может использовать бумажные носители информации: карточки, рисунки, схемы, отражающие последовательность действий учащихся для достижения оставленной цели. И, наконец, интерактивные носители информации: презентации, инструкции для работы с приложениями, различные справки и даже голограммы. Все эти средства могут служить средствами программированного обучения, если они созданы в соответствии с его принципами:

1. принцип деления материала на небольшие, тесно связанные между собой части, порции, шаги;

2. принцип активизации деятельности учащихся, изучающих учебный материал;

3. принцип немедленной оценки каждого ответа учащегося;

4. принцип индивидуализации темпа и содержания обучения;

5. принцип эмпирической верификации (проверки) программированных текстов.

Однако не все выше перечисленные средства соответствуют указанным принципам. Например, устные инструкции учителя не отвечают 4 и 5 принципам, темп работы и содержание у всех учащихся не отличаются. В данном случае можно говорить, что устная речь учителя является элементом "частично программированного" обучения.

Все средства программированного обучения можно классифицировать по различным основаниям. Нами предложена следующая классификация средств программированного обучения.

Классификация средств программированного обучения.

1. По уровню активности учащихся:

а) пассивные - когда учащиеся только наблюдают и воспринимают информацию, практические задания отсутствуют (различные рисунки, схемы, устная речь учителя, справки приложений, разъясняющие правильную последовательность действий и т.д.);

б) активные - когда учащиеся воспринимают знания и практически закрепляют их, выполняя задания, предложенные средствами (карточки с заданиями, учебные элементы, устные задания учителя и т.д.).

2. По источнику знаний:

а) словесные (устные инструкции и объяснения учителя);

б) наглядные (рисунки, схемы, презентации);

в) практические (карточки с заданиями, учебные элементы).

3. На основе чувственной модальности:

а) визуальные (рисунки, схемы);

б) аудиальные (устные инструкции и объяснения учителя);

в) аудиовизуальные (презентации, мультимедийные электронные учебные элементы).

4. По используемой форме обучения:

а) фронтальные (устные инструкции и объяснения учителя, рисунки, схемы, презентации);

б) групповые (карточки с заданиями, презентации);

в) индивидуальные (презентации, карточки с заданиями, учебные элементы).

г) коллективные (карточки с заданиями, презентации).

Исходя из созданной классификации, можно утверждать, что учебный элемент является не только дидактическим средством обучения, но также и объектом программированного обучения, так как он относится к данной классификации: он является активным, практическим, визуальным или аудиовизуальным, индивидуальным средством программированного обучения. Также в нем проявляются все принципы программированного обучения:

1. Принцип деления материала на небольшие, тесно связанные между собой части (порции, шаги) - учебный элемент представляет собой структурированный текстовый и иллюстративный материал, включающий в себя теоретическую базу, инструкции для формирования и развития определенных навыков учащихся, а также тренировочные задания и упражнения;

2. Принцип активизации деятельности учащихся, изучающих программированный текст - учебный элемент содержит задания и подробные инструкции, для их выполнения, учащиеся выполняют задания, используя персональные компьютеры, что позволяет развивать и совершенствовать практические навыки учащихся - таким образом реализуется деятельностный подход;

3. Принцип немедленной оценки каждого ответа учащегося - учебный элемент содержит задание, выполнение которых может быть проверено учителем в процессе урока, в любой момент работы учащихся над учебным элементом;

4. Принцип индивидуализации темпа и содержания учения - каждый учащийся в классе получает учебный элемент и работает с ним в своем собственном темпе, наличие у всех учащихся одинаковых элементов позволяет учащимся не ждать пока остальные товарищи завершат работу над заданием для перехода к следующему заданию;

5. Принцип эмпирической верификации (проверки) программированных текстов - все задания, включенные в учебный элемент, соответствуют возрастным и психологическим особенностям учащихся и рассчитаны на выполнение в течение одного урока без необходимости использования дополнительных источников информации.

В отличие от других средств программированного обучения, учебный элемент имеет ряд дополнительных преимуществ, которые позволяют ему реализовать практические образовательные цели. Во-первых, в учебном элементе прописаны все образовательные цели данного урока. Таким образом, учащиеся точно знают цели урока, предполагаемые виды деятельности, возможно, предполагаемые результаты урока, т.е. то, чего от них потребует учитель. Во-вторых, учебный элемент также содержит теоретические сведения, что позволяет учащимся не тратить время урока на поиск информации, необходимой для выполнения заданий учебного элемента. В-третьих, учебный элемент содержит полную подробную инструкцию для успешного выполнения заданий, отпадает необходимость самостоятельного поиска решения. В-четвертых, учебный элемент может служить средством контроля учащихся, задания располагаются для их последовательного исполнения, таким образом, учитель в любой момент урока может проверить успешность выполнения задания. В-пятых, благодаря тому, что данное средство предназначено для индивидуальной работы, каждый учащийся работает по своему индивидуальному плану, со своей скоростью, не тратя время на ожидание остальных учащихся. В-шестых, учебный элемент является визуальным или аудиовизуальным средством обучения, что позволяет повысить уровень восприятия и усваивания информации.

Также преимуществом использования учебных элементов является возможность эффективной реализации принципов:

индивидуализации работы обучаемых;

гибкой организации учебного процесса;

постоянной обратной связи в ходе обучения;

интенсификации учебной деятельности.

Использование учебных элементов служит обеспечением важнейшей составляющей индивидуализации обучения - создания реальных условий для этого. С учебными элементами обучаемый работает в темпе, соответствующем его индивидуально-психологическим особенностям. Скорость работы одних обучаемых позволяет им за время занятия освоить один учебный элемент, другие успевают проработать несколько и даже выполнить дополнительные задания. Применение учебных элементов поддерживает одну из главных компонент модульного обучения - репетиторство, когда более сильные учащиеся выступают в роли ассистентов преподавателя, консультируя и помогая более слабым. Организация взаимной помощи, совместной работы обучаемых полезна и первым (объясняя, они глубже осваивают материал), и последним (они получают необходимую поддержку в решении своих проблем).

Нужно отметить, что индивидуальные контакты между обучаемыми часто проходят успешнее, чем контакты между преподавателем и учащимися. Причина заключается в том, что у обучаемых сходная мотивация учения, близкие интересы, похожие цели. Однако роль преподавателя при такой организации обучения отнюдь не снижается. Напротив, востребованными оказываются его организаторский потенциал, высокая компетентность, позволяющая отвечать на сложные вопросы, возникающие у обучаемых при работе с учебными элементами.

Применение учебных элементов обеспечивает гибкую организацию обучения, позволяя преподавателю варьировать их последовательность. Например, если некоторые учащиеся пропустили учебные занятия, работа в группе может быть организована так: одни обучаемые выполняют новый учебный элемент, другие работают с теми, которые пропустили.

Работа с учебными элементами проходит в режиме постоянного контроля за ходом обучения. Он осуществляется через тесты достижений, которыми завершается учебный элемент. При этом каждый учащийся постоянно находится в поле зрения преподавателя, "отслеживающего" ход его обучения. Тем самым учебный элемент обеспечивает постоянную обратную связь в обучении.

Использование учебных элементов позволяет преподавателю сделать учебную деятельность более насыщенной, обеспечить ее интенсификацию. Работа учащихся на занятии становится более организованной, преподаватель меньше времени тратит на решение организационных проблем, и в результате - больший объем работы, выполняемой на занятии.

Все выше перечисленные аргументы и определили наш интерес к исследованию условий использования учебных элементов для повышения уровня усвоения учебного материала у учащихся при освоении основного курса информатики.

1.4 Выводы

В процессе выполнения работы нами была выявлена актуальность современной тенденции отхода от классического подхода в образовании и использование инновационных методик для подготовки учащихся основной школы в соответствии с требованиями Министерства Образования РФ. Особенности учебного предмета "Информатика и ИКТ" определили наш выбор одного из подходов к обучению (программированный подход). Мы рассмотрели сущность данного подхода, возможности частичной замены им классического подхода. Также нами была предложена классификация элементов программированного обучения и предложены организационно-педагогические условия использования данных элементов. Нами был выбран учебный элемент как одно из средств данного подхода и выявлены его дополнительные преимущества. Проведенное нами исследование позволило говорить о возможности использования учебных элементов при изучении основного курса информатики в школе.

В дальнейшем перед нами стоит задача выявить содержательные линии учебной программы основного курса информатики, при изучении отдельных тем и разделов которых использование учебных элементов при соблюдении предложенных нами организационно-педагогических условий будет способствовать повышению уровня усвоения учебного материала, а также практически проверить наши предположения.

Глава 2. Методика использования элементов программированного обучения при освоении отдельных тем основного курса информатики

2.1 Возможности использования элементов программированного обучения в реализации содержания курса информатики в основной школе

Как уже говорилось, использование элементов программированного обучения на уроках информатики предназначено для реализации практических целей, указанных в "Стандарте основного общего образования по информатике и информационным технологиям" и в "Примерной программе основного общего образования по информатике и информационным технологиям". В Примерной программе основного курса информатики, утвержденной Министерством Образования РФ, есть содержательные линии, при изучении которых полная замена классической системы обучения использованием элементов программированного обучения не представляется возможным из-за невыполнения предложенных нами организационно-педагогических условий. Например, в содержательной линии "Социальная информатика", при использовании элементов программированного обучения при изучении темы "Анализ роли информации в быту, общении, познании, практической деятельности" не будут выполняться требования к целям обучения, содержанию и его разработки. С другой стороны, при изучении других содержательных линий, таких как "Информационные технологии" или "Компьютер как средство автоматизированной обработки информации", применение элементов программированного обучения возможно, так как все поставленные организационно-педагогические условия выполняются.

Нами был проведен анализ содержательных линий основного курса информатики. Целью исследования ставилась оценка содержательных линий с позиции возможности выполнения поставленных нами организационно-педагогических условий (ОПУ) при применении учебных элементов. При анализе нами были выделены 3 степени возможности выполнения поставленных нами организационно-педагогических условий:

1. Отсутствует - при изучении данной темы возможность использования элементов программированного обучения крайне низка из-за того, что не выполняются организационно-педагогические условия использования элементов;

2. Частичная - при создании и использовании учебных элементов выполняются все условия, но, данный элемент программированного обучения не может охватить все аспекты изучаемой темы отдельного урока, мы не рекомендуем использовать учебный элемент в виде основного дидактического средства урока, он может использоваться как вспомогательный элемент, инструкция, самостоятельная работа и т.д.;

3. Высокая - созданные элементы программированного обучения полностью соответствуют организационно-педагогическим условиям, учебный элемент охватывает все аспекты изучаемой тему и может использоваться в качестве основного дидактического средства.

Результаты исследования представлены в таблице 2.

Таблица 2 Наполнение основных содержательных линий основного курса информатики на базовой ступени обучения (А.А. Кузнецов, С.А. Бешенков, Е.А. Ракитина, Н.В. Матвеева, Л.В. Милохина).

Краткое содержание учебных модулей

Основные виды деятельности

Возможность выполнения ОПУ при применении учебных элементов

"Моделирование и формализация"

1

Объект, задача, модель. Модель объекта, модель решения. Построение модели как важный элемент информационной технологии решения задачи

Выделение в исследуемой ситуации объекта, субъекта моделирования, модели. Анализ свойств модели и выделение среди них существенных с точки зрения целей моделирования

Отсутствует

2

Моделирование в познании, общении и практической деятельности. Учебные модели, их особенности и формы представления. Их назначение и области применения.

Информационная модель как схема, изображение или описание изучаемого объекта. Адекватность модели объекту и целям моделирования.

Исследование учебных моделей, описание их вида, назначения, принципов построения, степени подобия объекту моделирования

Отсутствует

3

Этапы построения информационных моделей.

Формализация как важный этап построения модели.

Формализация информации различного вида.

Структурирование данных при решении задач.

Отсутствует

4

Основные приемы моделирования внешнего вида, структуры, поведения объектов. Статические и динамические модели.

Знакомство с основными приемами моделирования.

Исследование компьютерных моделей с точки зрения новой информации, которую они несут об объекте моделирования.

Частичная

5

Формализация текстовой информации.

Знакомство с приемами формализации текстов, правилами заполнения формуляров, бланков и т. д. Составление деловых бумаг по заданной форме.

Частичная

6

Основные свойства формул. Правила построения и интерпретации формул. Математическое моделирование и его особенности.

Знакомство с правилами интерпретации различных формул.

Выявление особенностей математического моделирования.

Отсутствует

7

Схемы, таблицы, графики как формы моделирования.

Правила построения схем, таблиц, графов

Построение и интерпретация таблиц, диаграмм, графов, схем, блок-схем алгоритмов.

Частичная

8

Блок-схемы, алгоритмы и программы как формы моделирования процесса решения задачи формальным исполнителем.

Анализ разных способов записи алгоритмов с позиции того, что они информационные модели.

Определение того, что является объектом моделирования для математической модели, алгоритма, программы решения задачи.

Отсутствует

При изучении линии "Моделирование и формализация" учебные элементы можно использовать в качестве инструкций для заполнения бланков и построения таблиц.

"Алгоритмизация и программирование"

1

Алгоритмы как описание последовательности действий. Исходные данные и результаты исполнения алгоритма. Исполнитель алгоритма и его свойства.

Составление последовательности предписаний на естественном языке, описывающих ход решения задачи. Анализ исходных данных и ожидаемых результатов исполнения алгоритма, построение модели и "перевод" ее в алгоритм.

Частичная

2

Основное свойство алгоритма - получение одного т того же результата при одинаковых исходных данных у разных формальных исполнителей, для которых этот алгоритм предназначен.

Определение по заданному описанию, относится ли оно к классу алгоритмов.

Пошаговое исполнение алгоритмов. Деятельность в соответствии с инструкцией.

Частичная

3

Способы записи алгоритмов: формульный, табличный, графический, блок-схемы, программы.

Преобразование одного способа записи алгоритма в другой.

Запись одного алгоритма разными способами.

Отсутствует

4

Основные алгоритмические конструкции: линейная, ветвление, цикл, подпрограмма, рекурсия.

Распознавание алгоритмических конструкций на основе анализа примеров.

Определение по выбранному методу решения задачи, какие алгоритмические конструкции могут войти в алгоритм.

Частичная

5

Блок-схема как наглядный способ представления алгоритма. Основные типы блоков. Правила записи алгоритмов в виде блок-схемы.

Составление блок-схем для решения задач. Определение, для решения какой задачи предназначен алгоритм.

Частичная

6

Свойства алгоритма.

Запись одного алгоритма разными способами.

Алгоритм как один из способов управления информационными процессами.

Анализ алгоритма с позиций их свойств.

Сравнение, сопоставление разных алгоритмов решения одной задачи.

Отсутствует

7

Организация диалога с пользователем средствами языка программирования (ЯП).

Изучение формата операторов ввода и вывода и их использование при написании программы.

Отсутствует

8

Этапы решения задач на компьютере. Программа как алгоритм, предназначенный для исполнителя-компьютера. Отладка и тестирование программы.

Знакомство со средой программирования, ее пользовательским интерфейсом, средствами отладки и тестирования программы.

Отсутствует

9

Алфавит ЯП. Структура программы. Типы данных, обрабатываемые средствами ЯП. Переменные и константы. Способы присваивания значения переменным.

Составление и отладка программы для решения вычислительных или графических задач.

Отсутствует

10

Операции над данными. Стандартные функции и процедуры.

Знакомство со способами записи арифметических и логических выражений.

Отсутствует

11

Организация ветвления средствами ЯП.

Изучение форматов операторов ветвления и использование этих операторов при составлении программ.

Отсутствует

12

Организация циклов средствами ЯП.

Изучение форматов операторов циклов и использование этих операторов при составлении программ.

Отсутствует

13

Графические средства ЯП. Построение анимационных изображений.

Моделирование с помощью средств программирования.

Отсутствует

При изучении линии "Алгоритмизация и программирование"" использование учебных элементов является нецелесообразным, так как для обучения основ программирования лучше использовать объяснительно-иллюстративный метод обучения.

"Исполнитель"

1

Исполнение инструкций и исполнение алгоритмов: сходства и отличия. Влияние среды на деятельность исполнителя. Исполнитель как объект управления.

Выявление соотношения: команда пользователя - программа для процессора. Анализ деятельности исполнителя с позиций управления.

Отсутствует

2

Способы задания команд для разных исполнителей.

Степень детализации команды.

Структура команд для разных исполнителей.

Способы отказа. Прерывание как способ отказа.

Формирование системы команд для исполнителей с различной целью деятельности и различным "опытом".

Выявление структуры команд. Запись команд по заданной структуре (формату)

Частичная

При изучении линии "Исполнитель" использование учебных элементов также считается нами неэффективным, так как основной целью данного раздела ставится формирование анализаторских способностей учащихся.

"Компьютер как средство автоматизированной обработки информации"

1

Программное обеспечение (ПО) компьютера. Основные виды ПО.

Классификация ПО. Определение основных характеристик операционной системы. Анализ условий и возможностей применения ПО для решения типовых учебных задач.

Частичная

2

История развития вычислительной техники. Поколения ЭВМ.

Этапы компьютерной революции.

Анализ взаимосвязи развития программного, аппаратного, алгоритмического развития ЭВМ.

Частичная

3

Функциональная организация компьютера. Общие принципы работы.

Моделирование информационных потоков в ЭВМ.

Частичная

4

Представление чисел, графики, текстов, звука в ЭВМ.

Арифметические основы ЭВМ. Системы счисления.

Разрядность основных устройств ЭВМ.

Знакомство с алгоритмами перевода из одной системы счисления в другую. Знакомство со способами кодирования целых и вещественных чисел. Анализ возможности переполнения.

Отсутствует

5

Логические основы ЭВМ. Элементарные устройства ЭВМ (инвертор, коньюктор, дизъюнктор).

Простейшие устройства ЭВМ (сумматоры, триггеры, шифраторы).

Изучение основных законов формальной логики и их применение для построения таблиц истинности, построения и упрощения структурных формул.

Построение функциональных схем простейших устройств ЭВМ.

Отсутствует

6

Вычислительные системы и сети. Локальные и глобальные сети.

Знакомство с основными сетевыми услугами.

Частичная

7

Тенденции и перспективы развития аппаратного и программного обеспечения компьютера.

Анализ публикаций в периодической печати и выявление тенденций развития компьютерных технологий.

Отсутствует

При изучении линии "Компьютер как средство автоматизированной обработки информации"" использование учебных элементов не является приоритетным, так как основной упор при изучении данного раздела ставится на формирования математического и логического склада ума учащихся, а также на формирование у них логических навыков.

"Информация и информационные процессы"

1

Общая схема передачи информации. Канал связи. Характеристики канала связи. Помехи. Способы защиты от помех.

Рассмотрение передачи информации в различных системах с позиций общей схемы передачи. Определение пропускной способности канала связи.

Отсутствует

2

Виды информации: физическая, техническая, биологическая, социальная. Сбор, преобразование, использование информации - обобщенные информационные процессы, характерные для различных систем. Единицы измерения информации в технике. "Объемный" метод измерения информации.

Классификация информации по разным основаниям.

Определение того, к какому виду относится информация.

Выделение обобщенных процессов и их составляющих в деятельности человека и функционировании компьютера.

Измерение количества информации в сообщении. Перевод единиц измерения информации.

Частичная

3

Информация как данные плюс методы их обработки. Сходства и различия в протекании информационных процессов у человека и в компьютере.

Выявление данных в сообщении.

Определение возможных методов обработки данных и средств, необходимых для реализации этих методов.

Отсутствует

4

Представление информации в компьютере.

Таблицы перекодирования информации для компьютера.

Матричный и векторный принципы кодирования графики.

Квантование и оцифровка звуковых сообщений.

Знакомство с таблицами перекодировки.

Кодирование сообщений, представленных аналоговым и дискретным способами.

Применение матричного принципа для кодирования графической информации.

Кодирование звуковой информации различными способами.

Частичная

При изучении линии "Информация и информационные процессы" использование учебных элементов практически невозможно, так как данная линия является системообразующей, основная цель которой - формирование понятийного аппарата учащихся и развитие аналитических способностей.

"Информационные технологии"

1

Базовое прикладное программное обеспечение и технологии создания документов с его помощью.

Средства и технологии работы с текстовой, числовой, графической и звуковой информацией.

Анализ пользовательских интерфейсов ПО, используемых в учебной деятельности. Анализ условий и возможностей применения ПО для решения типовых учебных задач. Анализ технологии решения конкретной задачи в конкретном ПО.

Отсутствует

2

Электронные таблицы. Технология решения расчетных и оптимизационных задач.

Решение задач вычислительного характера с использованием ЭТ.

Высокая

3

Технологии архивации файлов для их хранения и передачи по командным сетям.

Работа с программами-архиваторами. Анализ возможностей этих программ.

Высокая

4

Базы данных (БД), системы управления базами данных (СУБД). Технология хранения и поиска информации в базах данных. Понятие поискового запроса.

Работа с готовыми БД. Формирование запросов к БД.

Разработка структуры БД. Создание БД и ее наполнение.

Высокая

5

Технологии использования информационных ресурсов. Информационно-поисковые системы (ИПС). Понятие поискового адреса.

Поиск информации в ИПС.

Формирование поисковых запросов.

Определение возможностей, предоставляемых пользователю ИПС, БД.

Высокая

Линия "Информационные технологии" является одной из наиболее благоприятных для использования учебных элементов, так как основная цель данного раздела - формирование и развитие у учащихся практических навыков работы на ПК и технологических умений работы и приложениями "MS Office"

"Автоматизированные информационные системы"

1

Информационные системы, основанные на технических средствах хранения, обработки, передачи информации.

Сравнительный анализ автоматизированных и неавтоматизированных информационных систем. Выявление их общих свойств и различий. Анализ роли технических средств в организации и функционировании АИС.

Отсутствует

2

Автоматизированные информационные системы (АИС). Определение, виды, назначение, возможности, функции. Структура АИС.

Определение основных компонентов АИС. Определение функций администратора системы и возможностей, предоставляемых пользователю. Знакомство с основными механизмами ввода, хранения, обработки, выдачи данных.

Отсутствует

3

ПО компьютера и его файловая система как АИС. Их особенности и сферы применения.

Знакомство с основными функциями операционной системы и операционных оболочек. Поиск, копирование, удаление и т. д. файлов и каталогов, организация каталога.

Частичная

При изучении линии "Автоматизированные информационные системы" использование учебных элементов целесообразно лишь при работе с ПО ПК, т.е. при изучении 3 подраздела.

"Информационные ресурсы общества"

1

Понятие информационных ресурсов общества.

Определение основных видов информационных ресурсов, используемых в обучении и обыденной жизни.

Отсутствует

2

Информационные ресурсы как форма представления знаний. Знания как национальное достояние.

Анализ знаний, накопленных человечеством, с точки зрения информационных ресурсов.

Отсутствует

3

"Электронизация" информационных ресурсов общества как актуальная проблема.

Сопоставление объема информации, хранящейся на носителях разного вида в разные исторические периоды.

Определение сущности проблемы широкого использования электронных носителей информации.

Отсутствует

Изучение линии "Информационные ресурсы общества" не предполагает использование учебных элементов, так как изучение данного раздела не предполагает формирование у учащихся технологических навыков.

"Системы и системный подход"

1

Элементы системы, их взаимосвязи. Рассмотрение объектов изучения с позиций системы. Структура системы.

Определение и формулировка цели системного анализа. Выделение элементов системы и создание подсистем. Установление связей между элементами.

Отсутствует

2

Взаимодействие с окружающей средой. Свойства систем.

Выявление воздействий окружающей среды на систему и анализ реакции системы на воздействия.

Отсутствует

3

Информационные системы (ИС) в широком и узком смысле этого термина.

Анализ систем живой природы и социальных систем как ИС.

Анализ систем хранения, передачи, обработки информации как ИС.

Отсутствует

При изучении линии "Системы и системный подход" не предполагает использование учебных элементов, так как изучение данного раздела не предполагает формирование у учащихся технологических навыков.

"Информационные основы управления"

1

Общая схема управления.

Объект управления (ОУ) и управляющая система (УС). Особенности ОУ и УС.

Воздействия внешней среды.

Моделирование схем управления в реальных системах и выявление их сходств с общей схемой управления.

Выявление особенностей выбора управляющих воздействий.

Отсутствует

2

Взаимосвязь ОУ и УС. Прямая и обратная связи, их назначение и роль в процессе управления.

Управление как управляющие воздействие, передаваемое в форме команд. Принципы формирования и способы задания команд. Параметры команд.

Выявление каналов прямой и обратной связи, информационных потоков по ним. Моделирование работы систем управления.

Алгоритмизация.

Управление работой компьютера с помощью команд.

Частичная

При изучении линии "Информационные основы управления" учебные элементы также можно использовать только как инструкции при работе с ПК.

"Системы искусственного интеллекта"

1

Интерпретация, оценка информации, анализ, синтез, предсказание, выдвижение гипотез как интеллектуальные операции.

Анализ и синтез простейших систем. Интерпретация обобщений в условиях неопределенности.

Организация исследования объекта с соблюдением основных этапов научного познания. Решение алгоритмических этюдов.

Отсутствует

При изучении линии "Системы искусственного интеллекта" использование учебных элементов невозможна в виду того, что вся работа учащихся при изучении данного раздела связана с мыслительной деятельностью и не рассчитана на формирование технологических навыков.

"Социальная информатика"

1

Информатика в современной системе научного знания. Вклад ученых России в развитие информатики как науки.

Знакомство с основными научными исследованиями в области информатики в России.

Отсутствует

2

Роль информатики в развитии общества.

Информатизация общества как глобальный процесс. Характеристики информационного этапа развития общества.

Анализ роли информации в быту, общении, познании, практической деятельности. Выявление отличий информационного этапа (постиндустриального) от индустриального.

Отсутствует

3

Объективная обусловленность информатизации общества. Основные этапы информатизации и ее основные направления.

Проблемы информатизации.

Знакомство с основными этапами информатизации.

Оценка уровня информатизации близлежащих предприятий, учреждений.

Отсутствует

При изучении линии "Социальная информатика" использование учебных элементов невозможна в виду того, что вся работа учащихся при изучении данного раздела связана с мыслительной деятельностью и не рассчитана на формирование технологических навыков.

Результаты проведенного анализа показали, что применение учебных элементов возможно только при соблюдении некоторых условий, организационно-педагогических условий, выявленных нами в Главе 1. Наиболее подходящим разделом для использования учебных элементов с нашей точки зрения является содержательная линия "Информационные технологии", так как все предлагаемые нами организационно-педагогические условия, перечисленные в Главе 1 выполнимы:

1. Цели содержательной линии "Информационные технологии" содержат практическую компоненту, одна из основных целей при изучении данной содержательной линии - освоить приемы, техники, технологию сохранения, обработки определенных видов информации, научить учащихся использовать различные технологии при обработке разных видов информации, на примере программ, находящихся на школьных ПК, структура учебного элемента с теоретическими знаниями, инструкцией и практическими заданиями позволяет реализовать эти цели за счет расширения каналов восприятия информации и практической учебно-познавательной деятельности;

2. Содержание раздела, его теоретическую составляющую, легко представить в виде элементов программированного обучения, дополнив их практическими заданиями с инструкцией их выполнения;

3. Результаты освоения раздела легко прогнозируются, так как зависят от практических заданий в учебных элементах и их выполнение можно проконтролировать на любом этапе применения в элементах, задания, представленные в учебных элементах служат средством контроля, и их сложность постепенно повышается, обеспечивая ступенчатое развитие технологических навыков учащихся.

2.2 Методика использования учебных элементов при освоении отдельных тем основного курса информатики

Учебные элементы в настоящее время используются в средней школе крайне редко, в частности, потому что создание учебного элемента занимает определенное дополнительное время. Более того, многие учителя предпочитают проверенную классическую систему преподавания, не зная о преимуществах применения учебных элементов на уроках информатики в основной школе. Однако данная методика создания и применения учебных элементов является распространенной и изучается в высших педагогических учебных заведениях. Студенты, изучающие данный предмет в ВУЗе хорошо осознают достоинства учебных элементов, создают их на практических занятиях, некоторые используют при прохождении педагогической практики на 5 курсе и добиваются высоких результатов.

Нами была поставлена задача рассмотреть примеры учебных элементов с позиций соответствия организационно-педагогическим условиям применения элементов программированного обучения на уроках информатики для иллюстрации возможности применения учебных элементов при освоении отдельных тем раздела "Информационные технологии".

Для сравнительного анализа нами были выбраны 5 учебных элементов, созданных студентами 4 курса факультета информатики, с различными темами (Приложение 1). Учебные элементы сравнивались по следующим выделенным нами критериям:

1. Формулировка названия учебного элемента - В названии должно быть обозначено умение, которое будет формироваться в процессе освоения учебного элемента;

2. Цели УЭ - на реализацию каких конкретных образовательных целей урока направлено применение данного УЭ;

3. Оборудование и материалы - какое оборудование (технические средства) может потребоваться для применения данного УЭ, может ли средняя общеобразовательная школа предоставить данное оборудование (например, персональные компьютеры, проектор, фото- или видеокамера и т.д.);

4. Сопутствующие учебные элементы и материалы - те знания, умения, навыки, которые должны быть освоены учащимися на момент использования данного учебного элемента и которые понадобятся им для успешного выполнения УЭ;

5. Соответствие структуре УЭ - соответствует ли данный УЭ стандартной структуре, т.е. обязательно наличие целей УЭ, теоретической составляющей (инструкции для выполнения практических заданий) и практических заданий для контроля;

6. Наличие необходимой теоретической базы - возможно ли выполнение всех заданий УЭ без необходимости использований дополнительных источников информации;

7. Наличие вариативных заданий - есть ли в данном УЭ задания, при выполнении которых учащийся должен воспользоваться своим творческими способностями (например, самостоятельное заполнение таблицы, вставка своего текста, вставка своего либо самостоятельно выбранного рисунка и т.д.);

8. Количество заданий в УЭ - количество заданий, присутствующих в УЭ и влияющих на определение оценки выполнения УЭ (либо 1 задание - 1 балл, либо больше или меньше заданий - тогда или среднее арифметическое или рейтинговая система оценивания или процент выполнения заданий).

Результаты анализа выбранных УЭ представлены в таблице 3.

Таблица 3 Сравнительный анализ примеров учебных элементов с позиций соответствия целям и содержанию обучения

Результаты проведенного анализа позволили нам выявить, что все рассмотренные нами учебные элементы составлены с учетом требований к созданию учебных элементов и отвечают всем организационно-педагогическим условиям использования элементов программированного обучения. Все это позволило нами предложить методические рекомендации по использованию учебных элементов.

Перед использованием учебных элементов на уроках информатики необходимо:

1. Проверить, составлен ли данный учебный элемент в соответствии с основными требованиями (название, цели, теоретические знания, практические задания;

2. Точно определить цели конкретного урока, на котором будет использоваться учебный элемент, и проверить, являются ли они практическими, т.е. посмотреть, можно ли реализовать данные цели урока, применяя элемент программированного обучения;

3. Проверить, соответствуют ли поставленные практические цели учителя целям, реализуемым в данном учебном элементе.

4. Удостоверится, что данное средство реализует все поставленные учителем практические цели урока в полном объеме;

5. Убедится, что уровень трудности данного учебного элемента соответствует уровню подготовки класса и возрастным особенностям учащихся, в противном случае необходимо адаптировать учебный элемент или отказаться от его использования;

6. проверить, достаточно ли теоретических сведений в учебном элементе или учащимся потребуются дополнительные источники информации;

7. Проверить наличие в классе оборудования, необходимого для работы с данным учебным элементом;

8. Подсчитать количество заданий и постараться определить для себе критерии выставления каждой оценки.

Во время проведения урока с использованием учебного элемента нами рекомендуется:

1. постоянно следить за выполнением практических заданий в учебном элементе, своевременно отвечать на вопросы, которые могут возникнуть у учащихся в процессе работы, следить за выполнением всех практических заданий;

2. отслеживать общую картину урока, можно составить план времени, которое отводится на выполнение каждого задания и отслеживать его выполнение, но не ускорять процесс работы, а постараться выявить те задания, на выполнение которых учащиеся затрачивают много времени что бы в будущем, если учащиеся не успеют закончить работу над учебным элементом к концу урока, упростить или заменить задание;

3. не мешать учащимся, закончившим работу с учебным элементом, помогать одноклассникам справиться с заданием, так как учащиеся получают знания на уроке не только через свою непосредственную деятельность, но и с помощью товарищей, при этом не рекомендуется сильно занижать оценку, если учащийся сам не мог справиться с заданием, это может отрицательно повлиять на их самооценку и может в дальнейшем привести к кризису личности;

4. По окончанию работы с учебным элементом, т.е. после выполнения учащимся всех заданий, рекомендуется сразу оценить сделанную работу и поставить оценку за урок, тогда при возникновении вопросов о поставленной оценке учитель сразу может показать учащемуся причину такой оценки.

2.3 Результаты опытно-экспериментальной работы

Для подтверждения наших предположений о влиянии соблюдения предложенных нами организационно-педагогических условий использования элементов программированного обучения при освоении основного курса информатики, нами было составлено система учебных элементов по теме "Решение математических задач с использованием динамических электронных таблиц MS Excel" (Приложение 2). Данная система была реализована в период практики с 13 ноября по 23 декабря 2007 года в Гимназии №13 (средняя образовательная школа № 41) г. Красноярска.

Была выбрана экспериментальная группа 9 "Г" класса. Из бесед с учителем можно сделать вывод о том, что все большинство ребят знают предмет на уровне оценки "хорошо". Общее количество школьников в экспериментальной группе 9 "Г" класса составило 14 человек - 7 мальчиков и 7 девочек. Так как успеваемость всех 9 классов примерно одинакова, то результат исследования мы сравнивали с 9 "Б" классом, который в дальнейшем будем называть контрольная группа.


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.