Система учебных задач как фактор педагогической поддержки познавательной деятельности учеников в интеллектуально-ориентированном процессе обучения информатике

Потребности общества, в котором интеллектуальная деятельность становится ведущим видом деятельности, и возможности для овладения инструментарием интеллектуального труда и для развития мыслительных способностей, позволяющих эффективно распоряжаться полученным информационным ресурсом, которые предоставляет использование средств ИКТ в образовательном процессе, дают основания говорить о процессе обучения информатике как об интеллектуально-ориентированном процессе. Признание интеллектуального развития личности приоритетной целью изучения информатики требует реализации не только на содержательном, но и на процессуальном уровне. Изменяется структура урока   формирование теоретического знания осуществляется в ходе экспериментальной, практико-преобразовательской деятельности, выполняемой над информационными объектами. Применяются методы, которые позволяют активизировать познание, организовать эксперимент и исследовательскую деятельность, учесть роль компьютера и других средств ИКТ как своеобразного субъекта образовательного процесса, способного реагировать на действия ученика и передавать ему информацию о правильности или ошибочности этих действий.

Важнейшей частью процессуальной составляющей обучения информатике наряду с методами обучения в ИКТ-среде и структурной организацией освоения нового знания является обеспечение педагогической поддержки познавательной деятельности учеников, которая призвана даже в рамках классно-урочной системы в максимальной степени индивидуализировать учебную работу, а также реализовать оптимальное сочетание самостоятельности ученика в познании и педагогического руководства его познавательной деятельностью. Это можно сделать через активизацию личностного общения учителя и ученика, а также через эффективную организацию трехстороннего взаимодействия «учитель-ученик-компьютер».

При этом основой такой организации учебного процесса является обучение через задачу. Деятельностный подход к обучению находит свое воплощение через задачный подход, при котором деятельность учащихся может быть представлена как система процессов решения разнообразных задач. При этом понятие «задача» трактуется достаточно широко, и процесс обучения может быть рассмотрен как процесс разрешения противоречий между выдвигаемыми ходом обучения познавательными и практическими задачами и наличным уровнем знаний, умений и умственного развития школьников. Суть состоит в том, что новое знание приобретается учеником в процессе выполняемой совместно с учителем работы по разрешению проблем, которые задаются системой специально подобранных учебных задач.

В обучении информатике применение задачного подхода особенно продуктивно. При этом задача выполняет несколько функций:

1. Мотивационная: задача обосновывает необходимость нового знания.

2. Генерирующая: новое знание рождается в процессе решения задачи: обсуждения, эксперимента, получения и анализа результата.

3. Организующая: задача или система задач служат стержнем, вокруг которого строится изучение нового, задача прокладывает путь, по которому ученик движется от незнания к знанию и далее к пониманию.

4. Коммуникационная: через задачу осуществляются межпредметные связи с дисциплинами, материал которых может служить содержательным наполнением задач по информатике.

Следует обратить внимание на разницу в целях, которые стремятся достигнуть учитель и ученик в процессе решения задач. Ученик осознает в качестве цели только решение данной задачи. Он стремится получить результат, и в этом смысле его учебная деятельность тождественна познавательной и производственной деятельностям, в которых решение задачи выступает как прямой продукт, тогда как учитель, чья деятельность является обучающей, использует задачу как средство достижения дидактических целей. При этом он должен предусмотреть способы действий, которые будут освоены в процессе решения задачи; новые знания, которые ученик приобретет во время поиска и анализа решения задачи; творческие процедуры, которые необходимы для поиска решения.

Применение задачного подхода к организации процесса обучения предполагает работу с соответствующей задачей на каждом этапе обучения. Значит, требуется система задач, подобранных так, чтобы ученик, последовательно переходя от решения одной задачи к другой, мог достичь целей, поставленных учителем в отношении развития его способностей и формирования определенных знаний и умений. Система задач становится организующим началом и в полной мере исполняет функцию управляющего воздействия в процессе обучения. Важное значение имеет также правильный выбор места каждой задачи в учебном процессе.

1. Организация изучения нового материала

1.1. Ситуативно-мотивационные задачи

Их роль состоит в том, чтобы показать практическую значимость изучаемого материала (новой алгоритмической конструкции, информационной технологии, структуры данных и др.), поскольку без его использования данную задачу решить невозможно (слишком трудно, нерационально).

1.2. Задачи, задающие цепочку проблем для получения нового знания

Такие задачи – их можно еще назвать опорными   определяют путь изучения материала, создают череду проблемных ситуаций, последовательное разрешение которых служит формированию нового знания. На уроках информатики для работы с ними полезно организовать фронтальную лабораторную работу в исследовательском режиме. Такая работа обязательно должна завершаться обсуждением и формулированием теоретических выводов. Возможно его проведение не на данном уроке, а несколько позднее, когда ученики приобретут некоторый личный опыт, но этот этап обязателен.

Иногда задача изначально задает некоторую реальную ситуацию, мотивирующую необходимость нового знания, т. е. является ситуативно-мотивационной, однако затем она переходит в разряд задач, задающих цепочку проблем.

1.3. Стержневые задачи

Набор таких задач обеспечивает полноту раскрытия и освоения изучаемого материала, освоения методов, способов деятельности, характерных для данной темы. Эти задачи с точки зрения дидактической цели можно считать пограничными. С одной стороны, работа с ними способствует полному и осознанному усвоению материала, пониманию и освоению соответствующих методов и способов деятельности. С другой стороны, они создают базу для самостоятельной работы учеников. Работа со стержневыми задачами также имеет двойственный характер   она соединяет объяснение учителя и самостоятельную деятельность учеников в плотном взаимодействии с ним.

Идею решения предлагает учитель в ходе обсуждения. Если ситуация (уровень развития и подготовленности учеников, новизна и сложность задачи) позволяет, он может подвести к выдвижению гипотезы. Далее следуют описание метода, составление алгоритма, его детализация, описание программной реализации. Будет ли эта работа совместной на всех этапах или в какой-то момент учитель предложит ученикам перейти к самостоятельной работе над задачей, зависит от многих факторов (насколько нова идея, насколько задача важна для понимания сути темы, сколько и каких задач уже было решено и др.). Чаще всего этот вопрос решается индивидуально: кому-то достаточно уловить идею, кто-то (как правило, большинство) самостоятельно будет только писать программу, кому-то потребуется полный разбор задачи вплоть до анализа результата. Таким образом, задачный подход к организации обучения обеспечивает его индивидуализацию.

Важно отметить, что набор стержневых задач определяется совокупностью способов действий, которые обязательны для освоения. Следовательно, с одной стороны, он должен быть минимально достаточным для этого, а с другой   потребуется обеспечить понимание и выполнение их решения каждым учеником (хотя бы на самом простом уровне).

2. Организация самостоятельной работы по решению задач

2.1. Тренировочные задачи дидактического характера

Целью решения таких задач является более глубокое, личное понимание сути метода решения стержневых задач, формирование соответствующего способа действия, перевод его в свернутую форму, образование навыка.

Это могут быть:

• задачи, решаемые точно в соответствии с образцом (разобранной стержневой задачей);

• модифицированные стержневые задачи – степень модификации зависит от интеллектуального уровня ученика и служит инструментом индивидуализации;

• задачи, становящиеся частью решения более сложных задач.

2.2. Комбинированные задачи с элементом эвристики (или комбинационно-эвристические)

Название данного типа задач отражает факт конструирования подобной задачи как более или менее сложной комбинации различных стержневых задач. Решение таких задач требует актуализации приобретенного опыта, анализа и оценки его применимости в новой ситуации. Элемент эвристики состоит в том, что необходимость применения того или иного изученного метода не всегда очевидна, не очевиден и способ их соединения, а также требуется учесть специфику новой ситуации.

Ученику надо увидеть, что для решения поставленной задачи надо использовать совокупность уже знакомых методов (алгоритмов), выбрать нужные методы и найти способ их рационального применения и соединения, учесть особенности новой ситуации, синтезировать качественно новое решение на основе известных методов. Уверенное решение такого рода задач говорит о достижении уровня владения изучаемым материалом.

Уровень качественной новизны опять-таки сугубо индивидуален. Одна и та же задача для разных учеников может быть сочтена тренировочной или выступать в роли более сложной комбинированной задачи, требующей для своего решения определенного умственного усилия. К комбинационно-эвристическим задачам следует отнести задачи неформализованные, решение которых необходимо для качественного владения материалом.

2.3. Задачи, требующие освоения новых методов и алгоритмов, не входящих в круг основных способов действий

2.4. Задачи, предполагающие поиск оригинальной идеи решения

Две этих разновидности задач достаточно близки, поскольку оригинальная идея как раз и предполагает нахождение нового метода (алгоритма). Некоторую разницу здесь можно увидеть в следующем: метод решения задач типа 2.3 достаточно известен и распространен. Его новизна субъективна для данного ученика. Описание метода можно найти в литературе, если уж не удалось придумать самому, и в дальнейшем применять для решения других задач. Самый простой пример – обмен значениями двух переменных без использования третьей. Если идея решения такой задачи явилась плодом самостоятельного поиска и стала личным интеллектуальным достоянием – она практически не отличается от задачи с оригинальной идеей, решение которой можно назвать более штучным, пригодным для конкретного случая.

Задачи типов 2.3 и 2.4, так же как и задачи типа 1.3, очень важны для организации экспериментальной, исследовательской деятельности учеников. С этой точки зрения задачный подход является инструментом формирования способности к решению проблем, креативности и критичности мышления.

И безусловно, задачный подход представляет собой не менее действенный инструмент для индивидуализации обучения. При этом очень важным становится подбор системы задач и заданий, ориентированный на конкретного ученика, как для организации экспериментальной работы, так и для самостоятельного решения, ибо задача ведет ученика. Построение системы задач имеет два измерения. Первое («в ширину») – последовательность задач с постепенным подключением нового знания для их решения. Здесь работает «принцип цепочки», каждое звено которой тянет следующее звено. Второе измерение («в глубину») – многоуровневость самой задачи, которая может быть решена с различной степенью эффективности, с ограничением разрешенного инструментария, для различных диапазонов исходных данных. Практически почти для каждой задачи можно предложить минимум два уровня.

Таким образом, работу с задачей можно считать основой эффективного обучения с использованием средств ИКТ.