Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Обучение алгоритмическому способу решения задач как педагогическая проблема 10
1. Понятие алгоритмического способа решения задач. Сущность и содержание 10
2. Критерии оценки 18
3. Обзор существующих программ. Отличие авторской программы 34
Глава II. Содержательные формы и методы обучения старшеклассников алгоритмическому способу решения задач 57
1. Специальные методы и средства обучения алгоритмическому способу решения задач 57
2. Способ предъявления задач и заданий учащимся 72
3. Итоги опытно-экспериментальной работы 97
Заключение 118
Библиография 122
- Понятие алгоритмического способа решения задач. Сущность и содержание
- Критерии оценки
- Специальные методы и средства обучения алгоритмическому способу решения задач
- Способ предъявления задач и заданий учащимся
Введение к работе
Актуальность исследования.
Широкое применение средств вычислительной техники, в особенности персональных компьютеров, оказывает революционизирующее влияние на все сферы человеческой деятельности. Умение работать с персональным компьютером становится одним из необходимых условий социальной адаптации личности в современном обществе.
Новые технологии разработки программ, в особенности основанные на объектно-ориентированном подходе в программировании, а также большая концентрация материальных, человеческих и финансовых ресурсов позволяют достаточно быстро и качественно создавать высокоэффективные специализированные программные продукты, обладающие большим набором средств для повышения производительности труда человека. Для использования таких программных продуктов необходимо освоить соответствующие знания и приобрести практические навыки.
В 1985 году был введен школьный курс "Основы информатики и вычислительной техники", провозглашавший своей основной целью овладение компьютерной грамотностью, под которой понималось умение работать с компьютером.
При изучении большинства школьных предметов особое внимание обращается, прежде всего, на знание учащимися фактического материала. Умению оперировать этими знаниями, операциональной стороне, обучению методу постановки и решения задач уделяется значительно меньше внимания. Постановка и решение задач, как правило, являются прерогативой таких учебных предметов как математика, физика, химия. Однако, используемые в них методы не соответствуют современному подходу к постановке и решению задач, разработанному в кибернетике, определяемому многими авторами как алгоритмический стиль мышления (ММ. Бежанова, С.А. Бешенков, А.Г. Гейн, С.Г. Григорьев, A.M. Гришин, А.К.
Дубров, И.В. Дьяков, В.Г. Житомирский, В.А. Каймин, Г.А. Квашнин, В.В. Кравец, А.А. Кузнецов, А.Г. Кушниренко, Г.В. Лебедев, А.С. Лесневский, Е.В. Лесневский, Т.А. Матвеева, Л.А. Москвина, А.О. Ноготков, М.А. Плаксин, О.П. Пономарев, В.Б. Попов, А.С. Потапов, В.И. Потапов, М.В. Сапир, Р.А. Скворень, СВ. Тархов, А.Н. Флоренсов, В.Ф. Шолохович и другие) (59, 68, 90, 92, 98, 106). В отличие от остальных предметов, информатика ставит одной из своих основных целей обучение умению ставить и решать задачи, то есть уметь выполнять операции с полученными знаниями.
Многие авторы существующих программ курса информатики (Кушниренко и др., Каймин и др., Гейн и др.) (143) подчеркивают необходимость развития алгоритмического мышления школьников. В то же время, эти авторы отмечают, что развитие алгоритмического мышления школьников недостаточно обеспечено в научном и организационно-методическом аспектах.
Таким образом, в педагогической практике возникло противоречие, суть которого состоит в следующем: с одной стороны потребность формирования у учащихся школы умений постановки задачи, принятия и исполнения решения как необходимое условие полноценной подготовки молодежи к трудовой деятельности в информационном обществе, а с другой - нацеленность школьного курса информатики на подготовку пользователя и недостаточная разработанность в педагогической теории и практике методов обучения школьников алгоритмическому способу решения задач.
Многие авторы существующих программ курса информатики (Кушниренко и др., Каймин и др., Гейн и др.) (143) подчеркивают необходимость обучения школьников алгоритмическому способу решения задач, который в настоящее время недостаточно научно и организационно-методически обеспечен. Цель исследования. Теоретически обосновать и экспериментально проверить основные этапы, оптимальные методы, организационные формы и условия обучения старшеклассников алгоритмическому способу решения задач (на примере предмета "Основы информатики и вычислительной техники").
Объект исследования. Общеобразовательная подготовка учащихся средней общеобразовательной школы.
Предмет исследования. Формирование у учащихся средней общеобразовательной школы алгоритмического способа решения задач в процессе их общеобразовательной подготовки.
Гипотеза исследования. Предполагается, что обучение старшеклассников алгоритмическому способу решения будет способствовать повышению эффективности их общеобразовательной подготовки, если будут выполнены следующие условия:
разработаны основные этапы обучения алгоритмическому способу решения задач с учетом возрастных особенностей школьников в процессе преподавания информатики;
определены условия эффективности процесса обучения алгоритмическому способу решения задач старшеклассников средней общеобразовательной школы;
выявлены оптимальные методы преподавания информатики, обеспечивающие эффективность обучения алгоритмическому способу решения задач;
обоснована связь информатики и других учебных предметов (математики, физики, химии и др.), прерогативой которых является решение задач;
разработаны методы и критерии проверки и оценки успешности освоения учащимися алгоритмического способа решения задач.
Задачи исследования:
Выявить и систематизировать понятия, подходы, методы составляющие основу алгоритмического способа решения задач.
Разработать основные этапы обучения алгоритмическому способу решения задач на уроках информатики и обосновать взаимосвязь с другими учебными предметами, прерогативой которых является решение задач.
Определить условия эффективности процесса обучения учащихся алгоритмическому способу решения задач.
Выявить и экспериментально проверить оптимальные методы и формы обучения учащихся алгоритмическому способу решения задач.
6 Научная новизна исследования.
Теоретически обоснованы и экспериментально проверены личностные, методические и организационные условия эффективности обучения алгоритмическому способу решения задач старшеклассников средней общеобразовательной школы на уроках информатики с учетом непрерывности и преемственности образования.
Разработаны основные этапы обучения учащихся алгоритмическому способу решения задач на уроках информатики: обучение постановке задачи, разработке математической модели, выбору численного метода решения задачи, разработке интерфейса, разработке алгоритма, кодированию, отладке и тестированию, эксплуатации и модификации программы; разработана их содержательная часть в виде теоретических сведений, задач, тестов и контролирующе-обучающих систем; обоснована взаимосвязь с другими учебными предметами (математика, физика).
Выявлены оптимальные методы, формы обучения учащихся, такие как структурный подход к решению задачи, разделение решения задачи на соответствующие этапы, двухуровневая структура обучения, проведение занятий в форме лекций, семинаров и лабораторных работ, способы записи алгоритмов в виде псевдокода, реализация которых в учебном процессе обеспечивает освоение учащимися алгоритмического способа решения задач.
Практическая значимость исследования состоит в том, что разработанный и апробированный комплекс методов и организационных форм обучения алгоритмическому способу решения задач может быть включен в учебный процесс; разработаны и внедрены в практику методические рекомендации, программа курса по информатике, практические и контрольные задания, программное обеспечение для контролирующе-обучающего режима по ряду тем программы.
Для записи алгоритмов разработана специальная форма, помогающая облегчить понимание алгоритмов и переход к кодированию программ.
Исследование проводилось с 1987г. по 1998г. и включало три этапа.
Первый этап (1987г.-1992г.) включал в себя анализ существующей системы
подготовки старшеклассников по информатике, осмысление противоречий и проблем, выявление социально-педагогических резервов повышения эффективности учебного процесса. На этом этапе использовались такие методы педагогического исследования как выявление условий, изучение теоретических источников и анализ реального процесса, анкетирование, беседы.
Второй этап (1992-1996) проводился формирующий эксперимент, в ходе которого в педагогический процесс обучения информатике вводились изменения в соответствии с задачами исследования. На основании отработанной функциональной модели обучения старшеклассников алгоритмическому способу решения задач апробировались выявленные существенные условия адаптивности учебного процесса средней общеобразовательной школы к потребностям обучаемых, отслеживались результаты, подтверждающие или опровергающие гипотезу исследования.
Третий этап (1996г.-1998г.) обобщение итогов экспериментальной работы, определение окончательных результатов, формирование выводов, внедрение результатов исследования в педагогический процесс.
На защиту выносятся:
Совокупность критериев оценки обучения учащихся алгоритмическому способу решения задач.
Совокупность задач и заданий для обучения школьников алгоритмическому способу их решения, отвечающих следующим дидактическим требованиям:
возможность рассмотрения всех этапов решения задачи (постановка задачи, разработка математической модели, выбор метода численного решения, разработка интерфейса, разработка алгоритма, кодирование, отладка и тестирование, получение и интерпретация результата, эксплуатация и модификация программы);
последовательное повышение уровня сложности задач;
реализация творческого подхода к решению;
- реализация структурного подхода к решению, суть которого состоит в использовании методов пошаговой детализации, нисходящего проектирования, ограничении только базовыми конструкциями при разработке алгоритма, отказе от необоснованного использования операторов безусловного перехода и так далее.
Условия эффективности процесса обучения учащихся алгоритмическому способу решения задач, такие как:
личностные (обеспечивающие комфортность школьника в учебном процессе); методические (создающие учителю необходимый инструментарий для преподавания);
организационные (обеспечивающие доступность к информационным ресурсам).
Способ записи алгоритма с помощью псевдокода, позволяющего осуществить оптимальный переход от записи алгоритма решения задачи к кодированию его на языке программирования.
Апробация результатов исследования. Опыт работы по обучению старшеклассников алгоритмическому способу решения задач получил одобрение и используется в лицее № 1557 (образован в июле 1998г. на базе общеобразовательной физико-математической школы № 1030 при МИЭТ) г. Зеленограда, в Головков-ской сельской школе Наро-Фоминского района и при переподготовке преподавателей информатики в Институте повышения квалификации и переподготовки работников народного образования Московской области.
Положения и выводы, полученные в результате исследования, использовались при написании практического пособия для инженерно-педагогических работников системы профессионально-технического образования "Программное обеспечение микроЭВМ. Практикум по программированию. Книга И", докладывались на VII Международной конференции "Информатизация непрерывного образования" (Москва, ноябрь, 1997г.).
Основные идеи и материалы диссертации заслушивались на заседаниях кафедры технологий и предпринимательства ИГЖ и ПРНО МО, а также использовались автором в процессе занятий по информатике с учащимися 10-х классов лицея №1557, в Головковской сельской школе и при проведении занятий с преподавателями информатики на курсах повышения квалификации ИГЖ ПРНО МО.
Понятие алгоритмического способа решения задач. Сущность и содержание
В современных условиях в ряде областей не только теоретической, но и практической деятельности к работникам различных рангов предъявляются исключительно высокие требования с точки зрения рационального и эффективного решения производственных задач и рациональной организации их труда. Эти требования предполагают умение проводить сложные рассуждения, осуществлять логический анализ данных различных задач.
Умение пользоваться алгоритмическими приемами в практической работе становится требованием эпохи, мимо которого школа пройти не может. Обучение простейшим алгоритмам и использование их в школьной работе дисциплинирует школьника, приучает его к порядку и организованности мышления, вырабатывает особый стиль мыслительной деятельности.
Под алгоритмическим способом решения задач мы понимаем способ, ориентированный на развитие навыков создания алгоритмов для решения задач, то есть выработку умения выделить, поставить, решить задачу и проанализировать полученные результаты в различных сферах человеческой деятельности, в первую очередь в информатике, на основе современных методов разработки алгоритмов: структурного подхода, метода пошаговой детализации, нисходящего проектирования и других методов.
Алгоритмизация в обучении - а именно обучение алгоритмам и построение алгоритмов самого обучения - это только одна сторона того процесса, который можно назвать внедрением точных методов в педагогику. Известно, что педагогическая наука накопила на протяжении истории огромный опыт. В настоящих условиях педагогическая наука все чаще стала применять точные количественные методы в исследованиях. Это выражается в попытках широко использовать выработанные математикой способы уточнения понятий, средства математической логики, математической статистики и теории информации, математическое моделирование педагогических явлений и т. п. Математические методы позволяют более сформулировать задачи, относящиеся, например, к отысканию оптимальных путей обучения, оптимальных способов управления учебным процессом. Такие методы и разработка их применительно к задачам обучения и нуждам теоретической педагогики способствуют рационализации обучения.
Один из аспектов внедрения точных - математических, логико- математических, теоретико-информационных и т. п. - методов в педагогику связан с разработкой программированного обучения и применения в педагогике идей и средств кибернетики. Применение математических методов в той или иной области знания, до этого их не применявшей (или применявшей лишь спорадически), обычно бывает связано с появлением в этой области кардинально новых идей. В педагогике такой идеей оказалась идея подхода к обучению как к процессу управления, естественно возникшая под влиянием кибернетики. На этой основе и получили развитие исследования, ставящие своей задачей применение развиваемых в рамках кибернетики понятий, методов и теорий (относящихся к процессам управления и переработки информации) к явлениям обучения людей. Кибернетические идеи в педагогике и программированное обучение привели к введению в оборот теоретической и практической педагогики некоторых математических средств, используемых в теоретической кибернетике. Среди них видное место в настоящее время занимают средства, которые черпаются из арсенала трех дисциплин: теории алгоритмов (в ее прикладном аспекте), математической логики и теории информации.
Внедряя новые методы в педагогику, можно исходить из различных предпосылок. Возможен подход, который во главу угла ставит теоретико-информационные идеи. Возможен подход, при котором интересы исследователя группируются вокруг вопросов современной логики в ее педагогическом аспекте. Возможен - и ныне широко используется - подход, при котором главное внимание уделяется прикладным вопросам программированного обучения, относящимся к разработке программированных учебников и обучающих машин. Имеется, однако, подход, который позволяет удачно синтезировать отмеченные выше линии исследований и в разумной мере сочетать чисто теоретические и практически-прикладные аспекты новых методов. Это подход, основанный на идее алгоритмизации обучения.
По нашему мнению алгоритмический подход все шире будет распространяться в школьном преподавании. И это касается не только, скажем, решения математических или физических задач, но также других предметов и аспектов обучения. Сейчас, когда алгоритмы в педагогике только прокладывают себе дорогу, главное состоит в том, чтобы, умело отобрав учебный материал, в применении к которому алгоритмизация в настоящее время методически целесообразна и доступна педагогу, на деле показать, что она может дать школе. Экспериментальный материал данной работы это хорошо подтверждает. Количественные данные и качественный анализ результатов проведенного автором экспериментального обучения показывает, насколько повышается качество обучения на пути его алгоритмизации.
Критерии оценки
В нашем исследовании, прежде чем определить критерии оценки обучения алгоритмическому способу решения задач, считаем необходимым определить сущность и содержание обучения.
В психологической и педагогической литературе обучение трактуется: как передача знаний (опыта, культуры) подрастающему поколению, как групповая (совместная, коллективно-распределенная) деятельность, как единство преподавания и учения, как управление учебной (познавательной) деятельностью, как решение педагогической (дидактической) задачи.
Каждая из указанных трактовок обучения, в принципе, корректна, но отражает лишь определенный его аспект. Так рассмотрение обучения как передачи опыта подрастающему поколению подчеркивает общественные функции обучения. Представление его как групповой деятельности, как единства преподавания и учения ставит во главу угла структуру обучения как системы; анализ его как управления учебной деятельностью выдвигает на первый план механизмы обучения.
Рассмотрение обучения как учения акцентирует внимание на формах функционирования этого механизма, а его трактовке как решение дидактических задач - на способ осуществления обучающей деятельности.
В данном исследовании в соответствии с целями и задачами мы предприняли попытку выделить такое исходное представление об обучении, которое даст нам возможность наметить стержневую линию его анализа и соотнести с ней все остальные аспекты обучения. В качестве такого мы берем представление об обучении как об управлении учебной деятельностью. Все остальные аспекты обучения рассматриваются в связи с выделенной таким образом линией анализа обучения. Так, например, при рассмотрении обучения как групповой деятельности нужно учитывать, что в действительности здесь осуществляется два вида деятельности, причем одна из них является управляющей по отношению к другой. Точно так же при анализе педагогического общения нельзя абстрагироваться от того, что важнейшая его функция - управление учебной деятельностью учащихся. Аналогично и описание структуры системы обучения строится с учетом его стержневой линии.
Структуру системы обучения нельзя описать в отрыве от взаимодействия ее компонентов, от механизмов обучения. Для анализа структуры обучения (с точки зрения его проектирования), на наш взгляд оптимальным является представление обучения как системы деятельностей - обучающей и учебной. При этом мы исходим из того, что: 1)все компоненты обучения (включая все знаковые и технические средства) рассматриваются в контексте деятельностей обучающего и обучаемых; 2) отношение между обучающим и обучаемыми представляет собой особый вид взаимодействия (управление); 3) основным механизмом обучения является управление.
Первое положение подчеркивает, что в отрыве от деятельности обучающего и обучаемых ни один из компонентов системы обучения не может быть должным образом разработан и оценен. К сожалению, это условие очень часто нарушается. Опыт показывает, что многие проекты учебных программ и учебных курсов (даже те, которые предназначались для реализации в условиях традиционного, а не компьютерного обучения) оказались несостоятельными из-за того, что их авторы не учитывали особенностей деятельности обучаемых.
Примером проектирования отдельных компонентов системы обучения в отрыве от анализа деятельности обучаемого могут служить также многочисленные обучающие устройства, которые в 50 - 60-е годы разрабатывались как в нашей стране так и за рубежом. Неразработанность теории и практики закономерностей учебной деятельности проявилась в ограниченности дидактических возможностей разрабатываемых обучающих устройств, что вызвало резкую критику со стороны практических работников. Аналогичная тенденция наблюдается и во многих компьютерных обучающих системах (218, 221), которые нередко не имеют должного педагогического и психологического обоснования. Их разработчики исходят из теоретических представлений процесса обучения (в частности - бихевиористиче-ских) несостоятельность которых убедительно показана советскими психологами.
Комментируя второе из выдвинутых выше положений, отметим, что оно уточняет вид сотрудничества между обучаемыми и обучающим. Важность этого положения обусловлена тем, что, как подчеркивает Л. С. Выготский, "центральным во всей психологии моментом является возможность в сотрудничестве подниматься на высшую ступень интеллектуальных возможностей, возможность перехода от того, что ребенок умеет, к тому, чего он не умеет" (36).
Принципиальное значение третьего положения обусловлено тем, что, как отмечалось выше, трактовка обучения как передачи знаний (опыта, культуры) нередко распространяется не только на его социальные функции, но и на механизмы. Нельзя достаточно полно описать структуру системы обучения, не учитывая его механизмов. Описание обучения как системы воспроизводства культуры будет неполным, если не учитывать, что эта система включает по крайней мере два вида деятельности - обучающую и учебную. Точно так же понять сущность решения педагогом дидактической задачи можно только в том случае, если иметь в виду, что оно осуществляется как управление учебной деятельностью.
В рамках исходного представления обучения как управления учебной деятельностью первостепенное значение приобретает, во-первых, психологический анализ учебной деятельности как объекта управления и, во-вторых, анализ управления ею как особой (обучающей) деятельностью.
Без знания закономерностей функционирования и развития объекта управления невозможно создать научно обоснованный его проект. Точно так же мы не сможем этого сделать, не зная особенностей управления учебной деятельностью.
Специальные методы и средства обучения алгоритмическому способу решения задач
Для обучения алгоритмическому способу решения задач нами использовались следующие специальные методы и средства:
1. Система лекционных и семинарских занятий.
2. Проведение семинарских занятий, контрольных мероприятий и оценок знаний учащихся, включающее в качестве обязательных следующие условия: - разделение занятий на лекционные (изучение теоретического материала), семинарские (решение задач вплоть до написания текстов программ и тес тов) и занятия в компьютерном классе (от набора программ до их модифи кации); изучение основных типов алгоритмических конструкций и обучение составлению алгоритмов предшествует изучению алгоритмического языка; - четкое разделение этапов решения задачи на действия, которые необходимо выполнить в аудиториии до выхода на компьютер и те, которые следует выполнять в компьютерном классе; - специальные формы контроля, предусматривающие оценку по конечному результату при постоянном контроле в процессе обучения.
3. Специально разработанная система записи алгоритмов, позволяющая проводить дополнительную проверку их правильности и не допускающая неправильных неструктурированных конструкций (псевдокод).
4. Применение знаний из других предметов (математика, физика , биология, литература и другие предметные области) для выполнения заданий по курсу информатики.
Система лекционного обучения в школе предполагает проведение части занятий курса (34 часа из общего количества 102 часа) как теоретических занятий для нескольких классов одновременно в одной аудитории.
Введение лекционной системы обусловлено несколькими причинами, наиболее существенными из которых являются: - малое количество часов занятий при большом количестве теоретического материала; - отсутствие необходимых учебных пособий - в имеющихся учебных пособиях возможно использовать только незначительную часть материала (ориентировочно около 10%); - наиболее сложный теоретический материал преподается наиболее подготовленным и квалифицированным педагогом, как правило преподавателем ВУЗа, активно ведущим кроме педагогической и научную работу в излагаемой области.
Достоинствами лекционной формы проведения занятий по информатике являются:
- возможность концентрированной подачи материала, рационально отобранного для конкретного курса и отсутствующего на данный момент в литературе;
- оперативное внесение изменений и дополнений в соответствии с быстро меняющимися реалиями современного мира, что особенно важно для такой предметной области как информатика, где за 3- 5 лет коренным образом может измениться структура курса, особенно технической и технологический его компоненты;
- учащиеся обучаются умению вести конспекты, выделять существенные моменты, что позволяет более активно усваивать материал;
- единая часть теоретического материала подается сплошным потоком, не разбиваясь искусственно на части, что способствует лучшему усвоению за счет единого одномоментного восприятия, без обязательного повторения материала перед продолжением объяснения в случае разбиения его на отдельные части, перемежаемые практической тренировкой, как это принято на обычных уроках.
В качестве недостатков использования лекционной системы в школе следует от метить: - отсутствие навыка школьников вести конспекты, необходимость записывать значительное количество материала под диктовку, что уменьшает скорость подачи материала; - сложность контроля учащихся во время лекции, вследствие большего числа присутствующих по сравнению с обычным уроком и меньших возможностей у преподавателя для активного включения учащихся в процесс обучения; - низкую мотивацию у части школьников на лекционных занятиях.
Тем не менее лекционная форма является мощным средством для обучению алгоритмическому способу решения задач вследствие возможностей подачи значительно большего по объему современного материала, отсутствующего в существующих на данный момент учебниках, организованного таким образом, чтобы максимально достичь указанной цели - обучению алгоритмическому способу решения задач.
При проведении практических занятий следует выделить ряд особенностей, также способствующих обучению алгоритмическому способу решения задач.
Практические занятия подразделяются на аудиторные занятия и занятия в компьютерном классе. В процессе этих занятий теоретические вопросы практически не рассматриваются - они были рассмотрены на лекциях, что позволяет сосредоточить внимание на выработке практических навыков решения задач и применения теоретических сведений, полученных на лекциях.
В аудитории дается условие задачи, рассматриваются постановка задачи, разрабатывается ее математическая модель, выбираются методы численного решения, разрабатывается первоначальный вариант интерфейса и алгоритм, записывается на бумаге текст программы, продумываются методы тестирования и отладки программы и способы проверки правильности полученных результатов.
Способ предъявления задач и заданий учащимся
Для обучения алгоритмическому способу решения задач используется набор задач и заданий. В этом случае важен даже не столько их подбор, сколько подход и метод их разбора с учащимися. Основные условия предъявления таких задач и заданий, а также порядок их разработки сформированы нами в виде следующих предположений:
1. Необходимо рассмотреть (как можно подробнее) все этапы решения задачи, начиная от постановки задачи до возможной модификации программы.
2. Особенное внимание при решении задач необходимо уделять этапам проектирования (постановка задачи, моделирование, выбор метода решения), так как, эти этапы имеют крайне важное значение и не только для информатики.
3. Для решения в начале курса был необходим набор специфических задач - для обучения постановке задачи, разработке математической модели и выбора метода численного решения. Они должны были быть достаточно просты и "очевидны" с точки зрения разработки алгоритма и представлять интерес для учащихся, иметь особенность неочевидного решения, чтобы можно было на их примере продемонстрировать обоснованность и необходимость тщательной проработки постановки задачи, моделирования и выбора метода решения и предоставить возможность продемонстрировать на их примере методически правильные методы решения.
Нами разработано специальное практическое занятие, посвященное вопросам постановки задачи, разработке математической модели и выбору метода численного решения. Для этого практического занятия были отобраны специальные задания. Их специфика заключается в том, что они должны представлять интерес с точки зрения необходимости правильной постановке задачи, разработки модели и выбора метода решения, иметь неочевидное решение, чтобы продемонстрировать на своем примере необходимость тщательной постановки задачи и разработки модели и убедить учащихся в безусловной необходимости и важности данных этапов и продемонстрировать учителю правильную методику их решения. Наконец, они должны (и могут) быть интересными для учащихся как по форме представления, так и по возможности продемонстрировать их интеллектуальные возможности.
В курсе информатики, в учебниках и задачниках не имеется задач подобного типа и их приходится отбирать в задачниках по другим предметам и иной литературе.
Информатика учит общему методу постановки задач, а не решению задач по математике, физике или рисованию. Поэтому, учащиеся, овладевшие полным курсом информатики и научившиеся постановке задач в частности, смогут занять в этой жизни стратегические позиции, а не быть в ней рядовыми. В современном обществе человек очень часто в одиночку сталкивается даже не столько с проблемой решения задачи, а с проблемой осознания задачи - выделения ее из окружающей среды.
Все чаще термин "программист" относят "к людям, мышление которых сочетает в себе трезвую расчетливость с безграничной фантазией в таинственной пропорции, позволяющей им находить, формулировать, а затем красиво и эффективно решать разнообразнейшие задачи и проблемы."
"Глубоко ошибается тот, кто думает, что изделиями программиста являются программы, которые он пишет. Программист обязан изготовлять заслуживающие доверия решения и представлять их в форме убедительных доводов ... а текст написанной программы является лишь сопроводительным материалом, к которому эти доказательства применимы" - написал Э.Дейкстра полтора десятка лет назад. Спрос на разработчиков и реализаторов реальных планов и программ постоянно возрастает по мере развития общества.
Рассмотрим более подробно этап постановки задачи. На этом этапе в процессе выделения задачи надо ответить на 4 основных вопроса: 1 .Что дано? 2.Что требуется получить? 3.Какие данные допустимы? 4.Какие результаты будут правильными?
Приведем одну из задач, отобранных для решения по данной теме, и рассмотрим ее решение на уроке информатики в 10-м классе.
Задача про карлика. (Взята из психологических тестов на определение коэффициента интеллекта). Карлик живет на 22 этаже. Когда он спускается вниз на лифте, то едет до 1 этажа. Когда понимается вверх, то едет до 12 этажа, а остальное расстояние проходит пешком. Почему он поступает таким странным образом?
Решение задачи. При решении задачи, не использующим предлагаемый метод, высказываются самые различные предположения: 1. Карлик занимается физкультурой и поэтому ходит пешком. 2. На 12 этаже у него живет приятель к которому он заходит в гости. 3. Итак далее. Можно сравнить, какие предположения высказывает различная аудитория. Посмотрим, что дает научный подход. Ответ на вопрос "что дано? " - Карлик, то есть человек, существенным признаком которого является малый рост. - Номер этажа, на котором он живет - 22й. - До первого этажа он опускается на лифте. При подъеме он поднимается до 12 этажа, а далее идет пешком. Ответ на вопрос "что требуется получить?" - объяснить поведение. Ответ на вопрос "какие данные допустимы?" - все данные, кроме роста карлика заданы конкретными числами, поэтому надо определить диапазон только для роста карлика. Очевидно, что он существенно меньше роста нормального взрослого человека. Для данной задачи этого оказывается достаточно. Для другого случая, возможно надо было бы более точно оговорить числовые пределы. Например, более 50 сантиметров и менее полутора метров.
