Розвиток логічного мислення на уроках інформатики

    З позицій вказаних показників мною проаналізовані навчальні, ігрові та навчально-ігрові комп’ютерні програми з доцільності їх використання для формування елементів логічного мислення у старших дошкільників. Представимо фрагменти аналізу трьох програм в означеному аспекті.

    МНК “Занимательная логика для малышей”:

    Комп’ютерна програма належить до класу навчальних і містить чотири види тестів, що розвивають та діагностують елементи логічного мислення у дошкільників. Інтерфейс програми дуже простий і складається з набору кнопок, що зрозумілі для дитини і легкі в користуванні. Навчальна гра не має “господаря” (зазвичай, господарем у іграх для дошкільників можуть бути казкові герої або вигадані персонажі, що допомагають дитині у грі). А також відсутній режим допомоги чи довідки, що дозволяє дитині, яка тільки опановує навички читання, самостійно виконувати завдання. Вони розраховані на попереднє роз’яснення педагогом їх дитині. Перед кожним тестом виводиться текстове вікно з його описом. Програма вимірює час виконання тесту і на підставі цього видає текстове вікно з коментарем рівня розвитку дитини. Ця інформація може бути використана для подальшої педагогічної корекційної роботи вчителя та є корисною для батьків. Перший тест “Розклади малюнки” пропонує знайти смислову пару до заданого малюнку. Він формує один з пропедевтичних елементів – уміння логічно мислити, тобто входити в логічну площину “шкільного”, дорослого мислення. Адже Л. С. Виготський вказував, що в дитини цього віку логіка не є відсутньою, вона є специфічним поєднанням практичного досвіду та інтуїтивного усвідомлення ситуації. Інші тести диску за своєю суттю подібні до першого.

    В другому тесті “Знайди пару” – необхідно знайти два однакові малюнки. У третьому тесті “Четвертий зайвий” необхідно вказати три малюнки, в яких є спільне і вказати на четвертий, який і буде зайвим. У четвертому тесті “Що змінилося?” дитині пропонується запам'ятати чотири малюнки. Після цього одна з них заміняється на іншу, – її й необхідно знайти. Диск може бути рекомендований як тестовий або перевірочний для визначення рівню розвитку логіки дитини, і як опосередковано формуючий зазначені вище елементи логічного мислення.

    МНК “Дракончик Гоша рятує черепашок”:

    Ця програма належить до класу навчально-ігрових. Її інтерфейс побудований у вигляді анімаційних іконок-сюжетів. Гра складається з дев’яти взаємопов’язаних послідовних завдань, які вимагають від дошкільника вміння будувати логічні послідовності, що формують такий елемент логічного мислення, як ієрархічна декомпозиція (поділ об'єкту на складові та уявлення їх ієрархії). У грі немає чіткої послідовності виконання завдань. Завдання формують елементи логічного мислення: порівняння, узагальнення, класифікацію, систематизацію. Деякі завдання пов’язані з розвитком координації рухів і реакції.

    “Господарем гри” є дракончик Гоша. Його поведінка ненав'язлива, логічна. Завдання програми вчать творчо підходити до вирішення проблем і самостійно шукати вихід зі складних ситуацій, тобто формують творчу логіку старшого дошкільника Після проходження всіх завдань, дитина отримує приз, їм стає гра у пінбол, що підвищує мотивацію до виконання завдань. Диск побудований раціонально і захоплююче, його завдання мають такий рівень складності, що відповідає рівню розвитку дитини даного віку (5-7 років). Хоча в іграх немає режиму допомоги, вступні ролики компенсують цей недолік. Диск рекомендується для застосування в комп’ютерних класах дошкільних навчальних установ.

    МНК “Вчимося міркувати логічно”:

    Комп’ютерна програма належить до класу ігрових та складається з шести ігрових завдань, не пов'язаних між собою. У перших трьох іграх діти мають скласти малюнок з окремих фрагментів на зразок гри “Пазл”. Ще одна гра (варіант гри “Арканоїд”) розвиває більш реакцію, ніж логічне мислення. Проте наше розуміння логіки дошкільника, як синкретичне поєднання емоційного та раціонального у міркуванні, дозволяє розглядати це завдання як тренувальне щодо формування таких вузлових блоків пропедевтики логічного мислення дошкільників, як поділ об'єкту на складові та уявлення їх підпорядкування, а також розуміння та своєчасне виконання дозвільних та заборонних знаків. У п'ятій грі необхідно знайти послідовність переміщення предметів, а в останній потрібно „створити” ляльку. Для цього треба підібрати для неї обличчя, зачіску, фасон і колір одягу. Тобто також проявити творчу логіку, яку ми виділяємо як один з системоутворюючих вузлових елементів логічного мислення старших дошкільників, що є критеріально значущим для всієї системи її формування. Цей диск більш ігровий, ніж навчальний і тому не може бути рекомендований для застосування в комп’ютерних класах дошкільних навчальних установ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розділ 3. Розвиток логічного мислення при вивченні розділу «Основи    алгоритмізації»

3.1 Формування понять

    В основі системи знань учнів лежить сформованість системи понять досліджуваної предметної області.  
    Володіння понятійним апаратом у більшій мірі визначає розуміння навчального матеріалу, його використання для вирішення прикладних завдань. Кожне нове вводиться поняття повинне бути чітко визначено, розкрито суть досліджуваного поняття, крім того, повинні бути визначені зв'язку даного поняття з іншими поняттями, як вже введеними, так ще невідомими учням.  
При формуванні понять інформатики необхідно враховувати, що вони мають дуже абстрактний характер (наприклад, поняття «інформаційна модель», «інформація»).  
    «Педагогічна психологія на основі вивчення процесу формування у школярів багатьох понять дає наступні рекомендації: чим абстрактніше поняття, тим більше конкретних об'єктів повинно бути піддано аналізу з метою виявлення істотних його рис, тим ширше має« працювати »дане поняття при описі й поясненні конкретних об'єктів. Лише на основі аналізу конкретних об'єктів і в процесі використання поняття постає у своєму повному обсязі, виділяються всі його суттєві сторони. В іншому випадку засвоєння поняття має словесний, книжковий характер, його словесне позначення не викликає в учнів ніякої асоціації.  
    Практика застосування логічних схем понять на уроках інформатики підтверджує положення про те, що чим більше розумових зусиль ми докладаємо до того, щоб організувати інформацію, надати їй цілісну, осмислену структуру, тим легше вона потім запам'ятовується.  
    Дуже цікава робота учнів, коли вони «підшукують місце» нового поняття в існуючій структурі. У процесі такої діяльності учні повинні аналізувати структури своїх власних знань, що допомагає їм включати нові знання в структури вже наявних знань і уявлень. Самостійне складання учнями інформаційно-логічних схем по незаповненим (порожнім) схемами-павутинка сприяє підвищенню пізнавального інтересу учнів, досягненню успіхів у навчанні. Уміння систематизувати знання і представляти їх у різних видах має також самостійну цінність для розвитку мислення учнів.  
Дана форма організації роботи на уроках інформатики є гарним пропедевтичної прийомом вивчення теми «Основи алгоритмізації».

 

 

 

 

 

3.2 Вимоги до знань і умінь (алгоритмізація)

Учні  повинні мати уявлення:

 

4 клас

• про поняття алгоритму;
• про способи запису алгоритмів;
• про області застосування алгоритмів;

 

 

Учні  повинні знати і вміти:

 

4 клас

• знати визначення алгоритму;
• знати властивості алгоритму;
• знати способи запису алгоритмів;
• уміти записувати лінійні алгоритми словесним і табличним способами;
• уміти користуватися мовою блок-схем;
• уміти складати нескладні лінійні, розгалужені і циклічні алгоритми;
• уміти складати власні проекти казок з розгалуженнями і циклами.

(див. Додаток 2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3 Розвиток алгоритмічного мислення в процесі вивчення теми «Цикли»

    Розвитку логічного мислення сприяє формування навичок побудови алгоритмів. Тому в курс інформатики включений розділ «Основи алгоритмізації». Основна мета розділу - формування у школярів основ алгоритмічного мислення.  
    Під здатністю алгоритмічно мислити розуміється вміння вирішувати завдання різного походження, що вимагають складання плану дій для досягнення бажаного результату.  
   Алгоритмічне мислення, поряд з алгебраїчним і геометричним є необхідною частиною наукового погляду на світ.  
    Кожна людина постійно виконує алгоритми. Зазвичай не потрібно думати про те, які дії і в якому порядку при цьому відбуваються. Якщо ж алгоритм потрібно пояснити людині, раніше з ним незнайомому (або, скажімо, ЕОМ), то алгоритм необхідно представити у вигляді чіткої послідовності найпростіших дій.  
  Будь-який формальний виконавець (в тому числі і ЕОМ) розрахований на виконання обмеженого набору дій (операцій). При роботі з ним учні зіштовхуються з необхідністю побудови алгоритмів з використанням фіксованого набору операцій (системи команд).  
    Під алгоритмічної культурою школярів розуміється сукупність специфічних уявлень, умінь і навичок, пов'язаних з поняттям алгоритму і засобами його записи.  
    Таким чином, поняття алгоритму є першим етапом формування в учнів уявлень про автоматичній обробці інформації на ЕОМ.  
    Алгоритми використовуються при вирішенні не тільки обчислювальних завдань, але і для вирішення більшості практичних завдань.  
    При побудові алгоритмів учні вчаться аналізувати, порівнювати, описувати плани дій, робити висновки; у них виробляються навички викладати свої думки у строгій логічній послідовності.  
   Підбираючи завдання при вивченні основних алгоритмічних конструкцій необхідно враховувати наступні аспекти:  
·  Які розумові операції будуть «працювати» при її вирішенні;  
·   Чи буде сама постановка завдання сприяти активізації мислення учнів;  
·   Які критерії розвитку мислення можна застосувати в ході вирішення цього завдання.  
   Щоб при розборі завдання направити обговорення в потрібне русло, рекомендується використовувати спонукають питання. Ці питання носять відкритий характер, тобто не передбачають будь-якого єдиного «правильного» відповіді. Учні ведуть активний і вільний інтелектуальний пошук, згідно зі своїми особистими розумовими здібностями.  
    Наприклад, можна використовувати наступний блок спонукаючих питань з подальшою фіксацією розумових операцій, якими будуть користуватися учні під час вирішення завдання.

1. Визначити кількість елементів у масиві, значення яких кратно 5.

Питання:	Розумові операції, якими будуть користуватися учні:
1. Прочитайте завдання. Зі  скількох етапів, на вашу думку, буде складатися її рішення? (3 етапу - введення, висновок масиву і визначення кратності)	1. Аналіз завдання (виділення вихідних даних, результату), синтез (виділення етапів).
2. У чому суть математичного поняття «кратність»? (Ділення без залишку  на задане число; приватне - ціле  число)	2. Аналіз - синтез - конкретизація  - узагальнення - судження (учень повинен  з безлічі наявною інформацією  виділити потрібну - поняття «кратність»,  згадати її суть, узагальнити,  зробити висновок).
3. На підставі яких математичних законів, правил ми робимо висновок про кратності чисел? (Ознаки подільності, таблиця  множення).	3. Синтез -узагальнення - судження (повторення ознак подільності)

    Структурною елементарною одиницею алгоритму є проста команда, що позначає один елементарний крок переробки або відображення інформації. Проста команда мовою схем зображується у вигляді функціонального блоку, який має один вхід і один вихід. З простих команд і перевірки умов утворюються складові команди, що мають більш складну структуру і теж один вхід і один вихід. Відповідно до принципу мінімальної достатності методичних засобів, допускаються лише три базові конструкції - проходження, розгалуження (у повній і скороченій формах), повторення (з постусловіем і передумовою). За допомогою з'єднання тільки цих елементарних конструкцій (послідовно або вкладенням) можна «зібрати» алгоритм будь-якого ступеня складності.  
    При розробці алгоритмів необхідно використовувати тільки базові конструкції і стандартним чином їх зображувати, що дозволить полегшити розуміння структури алгоритму, відволіктися від несуттєвих деталей і сконцентрувати увагу учнів на знаходженні способу вирішення завдання.  
   Використання блок-схеми дозволяє висвітлити сутність виконуваного процесу, дати визначення командам розгалуження і повторення, яке буде зрозуміле учнями, запомнено та застосоване у тому навчальної діяльності.  
    У ряді підручників перший досліджуваної конструкцією після команди прямування є цикл, оскільки це дає можливість скоротити запис алгоритму. Як правило, це конструкція «повторити n разів». Такий підхід призводить до труднощів в освоєнні циклів як структури організації дій.

    По-перше, інші різновиди циклу з передумовою і з постусловіем (цикл «поки що», цикл з параметром, цикл «до») сприймаються як ізольовані один від одного і головна ознака - повторюваність дій - не виступає в якості системоутворюючого.  
    По-друге, поза увагою залишаються опорні вміння, які необхідні при розробці циклів: правильне виділення умови продовження або закінчення циклу, правильне виділення тіла циклу. Перевірка умови в циклі «повторити n разів» практично не видно, і циклічний алгоритм часто продовжує сприйматися учнями як лінійний, тільки по-іншому оформлений, що породжує невірний стереотип в учнів у сприйнятті циклів взагалі.  
    Вивчення команди повторення слід починати з введення циклу з постусловіем, оскільки в цьому випадку учню дається можливість спочатку продумати команди, що входять до циклу, і тільки після цього сформулювати умову (питання) повторення цих команд. Якщо ж відразу вводити цикл з передумовою, то учням доведеться виконувати обидва ці дії одночасно, що знизить ефективність проведення занять. У той же час цикл з постусловіем розглядається в якості підготовки сприйняття учнями циклу з передумовою, забезпечує перенесення знань на інший вид команди повторення, дає можливість працювати за аналогією. Слід звернути увагу учнів на те, що дані види циклу відрізняються за місцем перевірки умови, за умовою повернення до повторення виконання тіла циклу. Серед визначень поняття «команда повторення» в навчальній літературі зустрічається таке: цикл - це команди алгоритму, які дозволяють кілька разів повторити одну й ту ж групу команд.

(див. Додаток 3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Висновок

    Логічне мислення не є вродженим, значить, протягом усіх років навчання в школі необхідно всебічно розвивати мислення учнів (і вміння користуватися розумовими операціями), вчити їх логічно мислити.

     Логіка необхідна там, де є потреба систематизувати і класифікувати різні поняття, дати їм чітке визначення.  
    Для вирішення цієї проблеми необхідна спеціальна робота щодо формування та вдосконалення розумової діяльності учнів.  
    Необхідно:  
· Розвивати вміння проведення аналізу дієвості для побудови інформаційно-логічної моделі;  
· Навчити використовувати основні алгоритмічні конструкції для побудови алгоритмів (з метою розвитку алгоритмічного мислення);  
· Виробляти вміння встановлювати логічну (причинно-наслідковий) зв'язок між окремими поняттями;  
· Удосконалювати інтелектуальні і мовні вміння учнів.  
    У старших класах для учнів посилюється важливість самого процесу навчання, його мету, завдання, змісту і методи. Цей аспект впливає на ставлення учня не тільки до навчання, але і до самого себе, до свого мислення, до своїх переживань.  
    Вивчення алгоритмічної мови - одна з найважливіших завдань курсу інформатики. Алгоритмічна мова виконує дві основні функції. По-перше, його застосування дозволяє стандартизувати, надати єдину форму всьому розглядаються в курсі алгоритмами, що важливо для формування алгоритмічної культури школярів. По-друге, вивчення алгоритмічного мови є пропедевтикою вивчення мови програмування. Методична цінність алгоритмічного мови пояснюється ще й тим, що в умовах, коли багато школярі не будуть розташовувати ЕОМ, алгоритмічний мова є найбільш підходящим мовою, орієнтованим для виконання їх людиною.  
     Організація матеріалу у вигляді схем сприяє його кращому засвоєнню, відтворенню тому, що значно полегшує подальший пошук.  
     Педагогічна практика показує, що таке подання навчального матеріалу сприяє осмисленому структурування учнями сприймають інформації і на цій основі - більш глибокому розумінню логічних закономірностей і зв'язків між основними поняттями теми, що вивчається. Структурування інформації повинно використовуватися як при поясненні навчального матеріалу (короткі конспекти лекцій), так і для більш ефективної організації практичної роботи на комп'ютері (тексти лабораторних робіт), для активізації самостійної роботи учнів.