ФОРМИРОВАНИЕ И РАЗВИТИЕ АЛГОРИТМИЧЕСКИХ СПОСОБНОСТЕЙ ШКОЛЬНИКОВ НА УРОКАХ ИНФОРМАТИКИ

АННОТАЦИЯ

Алгоритмические способности не являются врожденными, значит, на протяжении всех лет обучения в школе нужно всецело развивать мышление обучающихся (умение пользоваться мыслительными операциями), обучать их логически мыслить. Так как алгоритмические способности в течение жизни формируются под влиянием внешних факторов, то в процессе дополнительного воздействия вероятно повышение уровней их развития. Потребность развития алгоритмических способностей у школьников определена их значимостью для последующей самореализации личности в информационном обществе. Действенным способом формирования алгоритмических способностей школьников в курсе информатики и информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) является обучение построению алгоритмов и их использование при решении разнообразных задач.

Ключевые слова: способности; алгоритмические способности; алгоритмические умения; алгоритмическое мышление; алгоритмическая культура; алгоритм.

О способностях начинают говорить, когда хотят объяснить, почему люди, очутившиеся в одинаковых условиях, добиваются разных успехов, или когда речь идет о быстром усвоении знаний, умений, навыков одними людьми и долгом, даже невыносимом другими.

С одной стороны, способности понимают, как совокупность разнообразных психических свойств и процессов; с другой – высокий уровень развития общих и специальных знаний, умений и навыков, обеспечивающих успешное выполнение человеком различных видов деятельности; и только третий подход базируется на том, что способности – это то, что не сводится к знаниям, умениям и навыкам, но обеспечивает их быстрое приобретение, закрепление и эффективное применение на практике [14].

Наибольший вклад в развитие последнего подхода внес известный отечественный психолог Б. М. Теплов. Он выделил три основных признака определения «способность».

Во-первых, под способностями понимаются индивидуально-психологические особенности, отличающие одного человека от другого. Никто не будет говорить о способностях, где речь идет о свойствах, в отношении которых все люди равны.

Во-вторых, способностями называют не всякие вообще индивидуальные особенности, а лишь такие, которые имеют отношение к успешности выполнения какой-либо деятельности или многих деятельностей.

В-третьих, понятие «способность» не сводится к тем знаниям, умениям и навыкам, которые уже выработаны у данного человека [11].

Большая часть исследований современных авторов направлена на развитие алгоритмического мышления, стиля мышления (А. В. Копаев, А. А. Столяр, С. Е. Царева), на формирование алгоритмической культуры (М. П. Лапчик). В отечественной психолого-педагогической литературе стали обращаться и к проблеме развития алгоритмических способностей, входящих в структуру познавательных (С. Д. Язвинская). Также в методике появились исследования (А. А. Столяр), которые обосновывают возможность и необходимость изучения понятия «алгоритм» и формирования алгоритмических умений у детей.

Анализ перечисленных выше исследований показал, что понятия «алгоритмические умения», «алгоритмическое мышление», «алгоритмические способности» и «алгоритмическая культура» тесно взаимосвязаны. Раскроем эти понятия.

Таблица 1.

Понятийный аппарат

Алгоритмические способности рассматриваются как способности познавательные, имеющие, на наш взгляд, выражение на разных уровнях деятельности. Их, как правило, описывают посредством нескольких характеристик. Так, они обладают качеством (свойством), определяющим ту деятельность, которой они благоприятствуют, и количеством, то есть мерой выраженности [4].

Детальный анализ схемы структуры познавательных способностей, данный В. П. Озеровым и О. В. Соловьевой, позволил разложить такой специальный компонент как алгоритмические способности на ряд основополагающих психофизиологических компонентов познавательных способностей. К таким компонентам относятся: мотивация, мышление, память, внимание, восприимчивость, воображение, воля [8].

Важное значение при поисках пути решения имеет переосмысливание исходных данных задачи, попытки наглядно представить себе ситуацию задачи, опереться на наглядные образы [2].

Достаточно широко в научной и методической литературе используется понятие «алгоритмический стиль мышления», который представляет собой специфический стиль мышления, предполагающий умение создать алгоритм, для чего необходимо наличие мыслительных схем, которые способствуют видению проблемы в целом, ее решению крупными блоками с последующей детализацией и осознанным закреплением процесса получения конечного результата в языковых формах.

А. И. Газейкина отмечает, что система мышления, определяемая как алгоритмическое мышление, определяется (в своей системности, но не в элементном составе) необходимыми и достаточными компонентами, которые позволяют выделить ее в особый стиль мышления. Компоненты алгоритмического стиля мышления:

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

2. Выделение операций, необходимых для решения.

3. Выбор исполнителя, способного осуществлять эти операции.

4. Упорядочение операций и построение модели процесса решения.

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

6. Коррекция исходных данных или системы операций в случае несовпадения полученного результата с предполагаемым [1].

Анализ методической и математической литературы показывает, что основным способом формирования алгоритмического мышления у младшего школьника является поэтапное формирование логических приемов мышления с постепенным переходом непосредственно к элементам алгоритмизации, т.е. следует развести понятия логическое мышление и алгоритмическое мышление, хотя в основе развитого алгоритмического мышления, безусловно, лежит сформированное и развитое логическое мышление [12].

Основной особенностью алгоритмического мышления считается умение определять последовательность действий (алгоритм), необходимую для решения поставленной задачи.

Существует несколько толкований алгоритма:

Алгоритм – способ (программа) решения вычислительных и других задач, которая точно приписывает, как и в какой последовательности получить результат, который однозначно определяется входными данными;

Алгоритм – это некоторый конечный набор операций, выполнение которых одна за другой через конечное число шагов приводит к поставленной цели (решению задачи).

Прежде чем научиться конструировать, составлять алгоритмы, и через них порождать алгоритмические процессы и руководить ими, нужно понять закономерности, которые имеют место в самих этих процессах.

Успешное обучение в школе невозможно без сформированности предметных и метапредметных компетенций у ребёнка, которые необходимы ему для дальнейшей учебной деятельности. Следовательно, задача учителя заключается в формировании этих умений у учащихся. Метапредметный подход в обучении обеспечивает организацию деятельности учащихся не с целью передачи им знаний, а с целью передачи им способов работы со знанием. Алгоритмическое мышление метапредметно, поскольку умение выделять алгоритмическую суть явлений и строить алгоритмы – очень важно для человека любой профессии [6].

Обучение школьника основам алгоритмического мышления базируется на понятии исполнителя. Исполнителя можно представлять себе роботом, снабженным набором кнопок. Каждая кнопка соответствует одному действию (может быть, довольно сложному), которое робот способен совершить. Нажатие кнопки вызывает соответствующее действие робота [5].

Робот действует в определенной среде. Чтобы описать исполнителя, нужно задать среду, в которой он действует, и действия, которые он совершает при нажатии каждой из кнопок.

Общая схема подачи материала в курсе следующая: от частного к общему, от примера к понятию. Подача материала допускает шесть форм-стадий: манипуляция с физическими предметами; театрализация; манипуляция с объектами на экране компьютера; командный режим управления экранными объектами; управление экранными объектами с помощью линейных программ; продвинутое программирование с использованием процедур и других универсальных конструкций [9].

Учащиеся должны знать и уметь использовать основные понятия: исполнитель, среда исполнителя, конструкции, команды исполнителя, состояние исполнителя, алгоритм, простой цикл, ветвление, сложный цикл, условия, истинность условий, логические операции, эффективность и сложность алгоритма, координаты на плоскости, преобразование программ, параллельное программирование [3].

То есть для формирования алгоритмических способностей необходимо сначала сформировать у ребенка алгоритмические умения, затем алгоритмическое мышление.

Развивать вместе с этим такие качества его личности, как активность, инициативность, настойчивость и самостоятельность, способность к рефлексии и переносу знаний в новые ситуации, тем самым формируя алгоритмическую культуру школьника. Затем, овладев еще и творческой составляющей при выполнении алгоритмических действий, у ребенка формируются алгоритмические способности.

Список литературы:

1. Газейкина, А. И. Стили мышления и обучение программированию / А. И. Газейкина / Информационные технологии в общеобразовательной школе. – 2003. – № 6. – С.12–19.
2. Дубровина, И. В. Младший школьник: развитие познавательных способностей: Пособие для учителя / И. В. Дубровина, А. Д. Андреева. – Москва : Академия, 2002. – 360 с.
3. Истомина, Н. Б. Методика обучения математике в начальной школе. Развивающее обучение / Н. Б. Истомина. – Смоленск : Ассоциация XXI века, 2009. – 287 с.
4. Кнут, Д. Э. Алгоритмическое мышление и математическое мышление. Пер. с англ. / Д. Э. Кнут. – Москва : изд-во иностранной литературы, 1999. – 110 с.
5. Козлова, Е. Г. О возможностях формирования у младших школьников способности к работе с алгоритмизованными обучающими средствами / Е. Г. Козлова // Начальная школа. – 2004. – № 2. – С.99–112.
6. Копаев, А. В. О практическом значении алгоритмического стиля мышления / А. В. Копаев // Информационные технологии в общеобразовательной школе. – 2003. – № 6. – С.6–11.
7. Лапчик, M. P. Методика преподавания информатики: учебное пособие для студентов пед.вузов / М. Р. Лапчик. – Mосква : Академия, 2003. – 624 с.
8. Озеров, В. П. Диагностика и формирование познавательных способностей : учебное пособие для практических психологов и педагогов / В. П. Озеров, О. В. Соловьева. – Ставрополь : Ставропольсервисшкола, 1999. – 112 с.
9. Первин, Ю. А. Алгоритмические этюды, тетрадь № 2 / Ю. А. Первин. – Москва : АО КУДИЦ, 1993. – 110 с.
10. Столяр, А. А. Формирование элементарных математических представлений / А. А. Столяр. – Mосква : Просвещение, 1988. – 303 с.
11. Теплов, Б. М. Психология и психофизиология индивидуальных различий / Б. М. Теплов. – Москва : МПСИ, МОДЭК, 2004. – 640 с.
12. Терентьева, Л. П. Организация самостоятельной деятельности учащихся на уроках информатики / Л. П. Терентьева // Личность и культура в глобализирующемся мире. материалы Всероссийской научно-практической конференции (с международным участием). – 2017. – С. 230-234.
13. Царева, С. Е. Методика преподавания математики в начальной школе: учебник для студентов учреждений высшего образования / С. Е. Царева. – Mосква : Академия, 2014. – 496 с.
14. Шадриков, В. Д. Деятельность и способности / В. Д. Шадриков. –Москва : Логос, 1994. – 320 с.
15. Язвинская, С. Д. Педагогические условия развития алгоритмических способностей детей : автореферат диссертации на соиск. учен. степ. канд. пед. наук : 13.00.07 / С. Д. Язвинская. – Ростов-на-Дону, 2008. – 20 с.