Стили мышления в освоении технологий программирования в среднем образовательном учреждении

 

Взаимопонимание во многом зависит от стилей мышления, описанных американскими психологами А. Харрисоном и Б. Брэмсоном и дополненных А. Л. Алексеевым и Л. А. Громовой. Поскольку мы обнаружили взаимосвязь между стилями мышления и способами восприятия, переработки и выдачи информации, присущими различным социотипам, этот подход поможет взглянуть на гармонизацию отношений между типами личности еще с одной стороны.

Курс программирования является одним из ключевых дисциплин, включая предмет подготовку учеников в информационной индустрии. Многолетний опыт автора в преподавании программирования школьников позволяет выявить ряд организационных и педагогических аспектов.

Прежде всего, следует отметить крайне низкий уровень заинтересованности учеников в области программирования. Несмотря на то, что изучение основ структурного программирования является частью государственного образовательного стандарта общего и среднего образования в области информатики, тем не менее у многих учащихся есть некоторые пробелы в своем развитии. Это связано с тем, что во многих школах в разделе «Программирование» нет квалифицированных специалистов которые могли бы понятным и доступным языком объяснить этот предмет. И эта ситуация достаточно стабильна в последние годы. Ученики изучают основы программирования в рамках школьного курса информатики, и испытывают значительные трудности в учебной программе. Успех составляет только очень небольшая часть учеников (10–15 % от общего количества).

Государственный образовательный стандарт среднего образования по информационным технологиям и направлениям подготовки включает в себя изучение программирования в объектно-ориентированной парадигме, которая практически невозможна без предварительной базовой подготовки обучающихся. Поэтому, если учитель действительно хочет научить своих учеников, он должен начинать с нуля.

Ученики, изучающие программирование, считают ее одной из наиболее сложных дисциплин, которые испытывают трудности при ее освоении. Большинство учеников (60–70 %) в конце обучения остаются на уровне репродуктивного обучения (могут решать только типичные проблемы).

Все вышеперечисленное объясняется тем, что программирование является специфический вид человеческой деятельности, для успешного выполнения которых требуется не только использование приобретенных в процессе обучения знания и навыки, но потребности и наличие определенного стиля мышления.

Под стилем мышления, понимают открытую систему интеллектуальных стратегий, приемов, навыков и операций, к которой личность предрасположена в силу своих индивидуальных особенностей. Некоторые исследователи определяют стиль мышления как системы нормативных требований, формирования подхода к работе и ее результатах.

Некоторые психологи относятся к категории механических проблем, которые влияют на мыслительные процессы при работе с компьютером. Тем не менее, реализация преподавания и обучения учащихся часто предлагаются алгоритмы для решения определенных классов или алгоритмов (последовательность операций или шагов) выполнения задачи. Предполагается, что ученик должен быть в состоянии выполнить его. Трудности в этом случае, связаны с неправильной интерпретации исходных данных и отсутствия способности формального исполнения алгоритма. Сформированные таким образом мышления называется аналитическим. Таким образом, аналитический стиль мышления требует способность действовать на ученика данного алгоритма, так же способность выполнять его.

Компоненты аналитического стиля мышления:

1.      Анализ задачи исходных данных и их интерпретации в соответствии с заранее заданным входным алгоритмом данных.
2.      Выбор алгоритма из существующего набора готовых алгоритмов, т. е. проблемы отображения и алгоритма.
3.      Осуществление процесса решения с помощью формального и точного выполнения операций, которые составляют алгоритм для решения этих проблемы.
4.      Анализ результатов и коррекции исходных данных в случае расхождения результатов между предполагаемыми.

Специфические свойства аналитического стиля мышления:

          конкретность, при которой ученик использует общий (абстрактный) алгоритм для решения конкретной проблемы с конкретными входными данными;

          дискретность (степень детализации) — пошаговое исполнение алгоритма.

В научной и методической литературе по проблемам преподавания программирования для школьников, используется понятие «алгоритмического стиля мышления», которое имеет специфический способ мышления и требует способности к созданиям алгоритм, в следствии этого происходит наличие психических схем, как в целом, ее решения в больших блоков, с последующим подробным и осознанного процесса фиксации получения конечного результата в языковых формах.

Несомненно, алгоритмическое мышление является важной частью интеллектуальной деятельности человека с использованием современных информационных технологий. Система мышления, определяется как алгоритмическое мышление (систематическое), необходимые и достаточные компоненты, которые позволяют определить особый стиль мышления.

Компоненты алгоритмического стиля мышления:

1. Анализ и выбор желаемого результата на основе этих входных данных для задачи.
2. Распределение операций, необходимых для решения.
3. Выбор исполнителя, в состоянии выполнять эти операции.
4. Упорядочение и модель процесса строительства решения.
5. Осуществление решений, и связь результатов с тем, что должны получить.
6. Коррекция исходных данных или операционной системы в случае расхождения результатов между полученными и изначальными.

Специфические свойства алгоритмического стиля мышления включают в себя:

          дискретность (пошаговое действие спецификации алгоритма, структурирование операций);

          абстрактность (способность абстрагирования от конкретных исходных данных и перехода к проблеме в целом);

          сознательное воплощение в формах языка (способность представить алгоритм, используя формальный язык).

Следует отметить, что понятие «алгоритмический стиль мышления» сложилась в тот период времени, когда ввели парадигмы структурного программирования. Он основан на использовании алгоритмической декомпозиции для решения проблемы.

Произошел переход к объектно-ориентированной парадигме, то есть создания и использования информационных технологий не отрицает необходимость формирования алгоритмического стиля мышления, но расширяет его.

Процесс обучения программирования в школе должен включать не только изучение одного или нескольких языков программирования, но также должна быть направлена на формирование стилей мышления учеников упомянутого выше, без которых эта подготовка не будет эффективной. Это требует пересмотра и поиск новых методов, форм, средств и методов обучения программированию. Мы различаем комплексные методические приемы, использования которых способствует развитию каждого из вышеуказанных стилей мышления. Изучение предмета «Программирования» позволяет расширить возможности учащихся в использовании современных информационных технологий в производстве, в сфере услуг, быть конкурентоспособными на рынке труда. Программирования дает необходимые знания и практические умения работы с компьютером.

Алгоритмизация — один из сложных и проблемных разделов курса информатики средней школы. Вопрос о месте и объеме темы в базовом курсе информатики остается дискуссионным. На началах становления школьной информатики алгоритмизация являлась основной темой курса. Визуальная среда позволяет учащимся создавать приложения, аналогичные тем, что используются ими в повседневной жизни, что повышает мотивацию учащихся к изучению раздела. Авторы современных учебных пособий используют визуальные объектно-ориентированные среды для обучения школьников. Так стоит отметить предметные олимпиады, которые фактически являются олимпиадами по программированию, задачи повышенной сложности также требуют глубоких знаний по разделу «Алгоритмизация и программирование».

При решении сложных задач для закрепления знаний использую различные подходы: либо предлагается готовый алгоритм, который необходимо реализовать в программу или изменить имеющийся алгоритм с учетом условия для решения другой задачи.

К сожалению, времени отводимого примерной программой основного общего образования по информатике и информационние-коммуникационние технологии на изучение раздела «Алгоритмы и исполнители» явно недостаточно для успешного овладения навыками.

Для решения проблемы необходимы особые методы и средства обучения. Один из этих средств является симуляционная программа CrocodileICT.

Работа с программой симуляция CrocodileICT

Использование панелей

При открытии окна программы на левой стороне появляется категории, где можно выбрать нужную. При нажатие категории появляются подкатегории. Например при выборе подкатегории Introduction на экране появляется программа, которая показывает задание, при нажатие startпрограмма запускается и стимулирует обучение алгоритма.

Рис. 1. Алгоритм задачи квадратного уравнения в программе CrocodileICT

 

К примеру: Задача № 1 решение квадратного уравнения из книги «Основы информатики и вычислительной техники» 9-го класса, раздел «Основные свойства алгоритма». На рисунке показано как состоит алгоритм в программе CrocodileICT (рис.1.).

Сама программа является несложное в использование, с этой стораны она очень удобно.

Данную программу можна широко использовать в средних школах, а такжеколеджах и академических лецеях. Она облегчает работу учителям при обеснение алгоритма по программированию и демонстрирует процесс. И можно легко заинтересовать школников.

Использование этих методов и средств обучения в образовательном процессе позволит ученикам узнать способы мышления, необходимые для успешной реализации программного обучения, а также для других видов обучения и познавательной и практической деятельности.

 

Литература:

 

1.                Абдукадыров А. А. Основы информатики и ВТ. Учебник для 9 класса. Чулпан. Т.:2006 г. -129ст.
2.                Козубовский В. М. Общая психология: познавательные процессы. Мн., 2008.
3.                Фридман Л. М., Кулагина И. Ю. Психологический справочник учителя. М., 1991.; Психология, «Наука — школе», Москва, 1991г.