Развитие аналитических способностей школьников на уроках информатики

Эксперимент проводился в МОБУ СОШ с. Троицкий республики Башкортостан. В нем участвовало 10 обучающихся 9 класса.

1. Констатирующий  этап:

На этом этапе решалась задача изучения уровня сформированности аналитических способностей обучающихся 9 класса.

Были разработаны следующие задания, позволяющие оценить начальный уровень сформированности аналитических способностей обучающихся:

Задание 1. Было три фигурки: треугольник, круг и квадрат. Они жили в трех домиках: дом с высокой крышей и маленьким окном, дом с высокой крышей и большим окном, дом с низкой крышей и большим окном.

 

 

 

 

1     2         3

Отгадай, в каком домике живет каждая фигура, если известно:

треугольник и круг жили в домиках с большим окном;

 

 

 

круг и квадрат в домиках с высокой крышей.

 

 

 

При решении используйте следующий план:

1. Выдели в условии все, что относится к информации о парах предметов.
2. Определи предмет, о котором известно больше всего.
3. Сделай вывод об этом предмете.
4. Сделай вывод об остальных предметах.

Задание 2. Подумай, по какому принципу меняется порядок фигур. Заполни третий и четвертый ряды по тому же принципу. Раскрась фигуры, соблюдая порядок.

Задание 3. а) Даны числа: 5, 18, 13, 24, 74, 81, 90, 44, 21, 4.

Обведи красным цветом числа, в записи которых одна цифра или есть цифра 4.

б) Даны числа: 71, 3, 17, 59, 58, 19, 2.

Обведи зеленым цветом числа, в записи которых две цифры и есть цифра 7.

Задание 4. Отметь верные высказывания:

а) Существуют числа, сумма которых больше 5.

    Не существует  чисел, сумма которых больше 5.

б) Существуют треугольники, из которых можно сложить квадрат.

    Не существует треугольников, из  которых можно сложить квадрат.

в) Некоторые числа можно записать двумя одинаковыми цифрами.

    Все числа нужно записывать  разными цифрами.

Задание 5. Дорога из деревни Иваново в деревню Константиновка пересекает реку Чермосан. Обычно речку переходили вброд, а в один год лето было особенно дождливым и для переправы приспособили одноместную лодку. Как-то раз к реке подошли 3 человек с первого берега и 2 со второго. Можно ли всем переправиться? За сколько переездов состоится переправа пешеходов?

Задание 6. В конце учебного года необходимо сдать старые учебники в школьную библиотеку и получить новые. Эта работа была поручена пяти ученикам. Один ученик может одновременно взять три комплекта. Если в классе 30 учеников, то за сколько походов в библиотеку управятся дети?

Задание 7. В зимние каникулы ребята из соседних деревень отправились в гости к бабушкам. В деревне Иваново гостит трое ребят, а в деревне Константиновка – один. Но в последний день снегу выпало так много, что вернуться домой можно было только на санях (снегоходе). Сани (снегоход) находятся в Иваново. Управляет ими взрослый, а еще уместиться может только двое детей. За сколько поездок все ребята вернутся домой?

Задание 8. Две группы альпинистов готовятся к восхождению. Для приготовления еды они используют примусы, которые заправляют бензином. В альплагере имеется 10–литровая канистра бензина. Имеются еще пустые сосуды в 7 и 2 литров. Как разлить бензин в два сосуда по 5 литров в каждом?

Задание 9. Бабушка, мама, папа и сын торопятся домой. Но время позднее, а они подошли к реке и должны переправиться по ветхому мостику. В темноте можно передвигаться только с фонариком. Мостик не выдерживает более двух человек. Фонарик можно передавать только из рук в руки. Папа переходит через речку за 1 минуту, мама за 2, сын за 5, а бабушка за 10. За какое минимальное время все они смогут переправиться?

Задание 10. Для приготовления гречневой каши требуется 1 л воды. Как, имея два сосуда емкостью 5 и 9 литров, налить 1 литр воды из водопроводного крана?

 

2.2 Анализ результатов  опытно – экспериментальной работы

Данные задания были выполнены обучающимися экспериментальной группы, состоящей из 10 человек 9 класса, самостоятельно на уроке информатики. Результаты представлены в табл.2.

2. Формирующий  этап:

На формирующем этапе работа проводилась в экспериментальной группе, состоящей из 10 человек, по разработанной экспериментальной методике.

Для определения содержания работы было составлено планирование занятий по формированию основ аналитического мышления на период с сентября по октябрь 2014 года. Занятия проводились на уроках информатики два раза в неделю по разработанным конспектам уроков.

3. Контрольный этап:

Контрольный этап, проведенный в ноябре 2014 г. позволил подвести итог работы, и ставил своей целью проверку уровня сформированности аналитических способностей обучающихся после изучения раздела «Основы алгоритмизации». В нем участвовали 10 учеников контрольной группы.

Обучающимся  были повторно предложены задания, выполненные им на констатирующем этапе. Результаты эксперимента представлены в таблице 1, где строки соответствуют результатам отдельных обучающихся.

Таблица 1

Результаты измерений уровня знаний в контрольной и экспериментальной группах на констатирующем и контрольном этапах эксперимента

Экспериментальная группа (число правильно решенных задач  на констатирующем этапе эксперимента)	Экспериментальная группа (число правильно решенных задач  на контрольном этапе эксперимента)
4	7
7	8
3	4
6	9
3	6
4	8
8	9
4	7
6	7
5	8

Рассмотрим представление данных в порядковой шкале.

Выделим три уровня знаний (L = 3):

1. низкий (число решенных задач меньше либо равно 4),
2. средний (число решенных задач строго больше 5, но меньше либо равно 7),
3. высокий (число решенных задач строго больше 7).

Сформируем таблицу 2, в которой указаны верхние границы диапазонов.

Таблица 2

Переход от шкалы отношений к порядковой шкале

Уровень знаний	Максимальное число правильно решенных задач
Низкий	1
Средний	4
Высокий	5

 

Поставим в соответствие уровням знаний (низкому, среднему и высокому) баллы – 1, 2 и 3. Вычислим на основании данных таблицы 2, например, сначала для экспериментальной группы до начала эксперимента число ее членов, получивших балл, принадлежащий тому или иному диапазону: m1 = 5 (то есть, 5 членов экспериментальной группы до начала эксперимента продемонстрировали низкий уровень знаний), m2 = 3, m3 = 1. Результаты занесем в таблицу 3.

Таблица 3

Уровни знаний членов контрольной группы до эксперимента

Уровень знаний	Частота (число человек)
Низкий	5
Средний	3
Высокий	1

 

Для каждого из столбцов таблицы 1 по аналогии с таблицей 3 определяем распределение членов экспериментальной группы по уровням способностей и получаем таблицу 4.

Таблица 4

Результаты измерений уровня аналитических способностей в экспериментальной группе до и после эксперимента

Уровень знаний	Экспериментальная группа до начала эксперимента (чел.)	Экспериментальная группа после окончания эксперимента (чел.)
Низкий	5	1
Средний	3	4
Высокий	1	5

 

Результаты измерений уровня знаний в экспериментальной группе до и после эксперимента показывают, что изучение раздела «Алгоритмизация и программирования» способствовало повышения аналитических способностей обучающихся.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Обосновано, что аналитическое мышление представляет собой понимание ситуации при помощи разбиения ее на более мелкие части, отслеживание предпосылок ситуации шаг за шагом по принципу причинности. Аналитические способности показывают готовность и умения человека анализировать явления, происходящие в окружающем мире, основанные на владении строгими логическими методами и способности отделять в объекте существенное от несущественного, абстрагироваться.

Рассмотрены операции, присущие аналитическому мышлению, базовые составляющие аналитических навыков.

Изучены цели и задачи раздела «Алгоритмизация и программирования» школьного курса информатики, приведено отражение темы в обязательном минимуме содержания основных образовательных программ стандарта основного общего образования, примерной программе основного общего образования по информатике и ИКТ. Сформулированы основные требования к уровню подготовки обучающихся по данному разделу.

Приведен сравнительный анализ содержания и изложения линии алгоритмизации и программирования в рекомендованных учебниках информатики следующих авторских коллективов: Звонкин А.К., Ландо С.К.; Тур С.Н., Бокучава Т.П.; Босова Л.Л.; Макарова Н.В.; Семакин И.Г., Залогова Л.А. и др.; Угринович Н.Д.; Гейн А.Г., Сенокосов А.И., Шолохович В.Ф.

Рассмотрены особенности развития аналитических способностей при изучении раздела «Алгоритмизация и программирование», приведены примеры заданий, способствующих развитию аналитических способностей.

Разработано тематическое планирование курса изучения основ алгоритмизации в среде исполнителя Робот, приведены конспекты уроков по данной теме.

Описано проведение опытно - экспериментальной работы по проверке эффективности изучения раздела «Алгоритмизация и программирования» для повышения аналитических способностей обучающихся посредством проведения педагогического эксперимента. Согласно разработанному плану проведено три этапа педагогического эксперимента (констатирующий, формирующий, контрольный этапы), результаты которого показывают, что изучение раздела «Алгоритмизация и программирования» способствовало повышения аналитических способностей обучающихся.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Басова Н.В. Педагогика и практическая психология. / Н.В.Басова. – Ростов- н/Д: «Феникс», 2000. – 416с.
2. Бешенков С.А. Ракитина Е.А. Матвеева Н.В. Непрерывный курс информатики. – М.: Бином, 2008.
3. Газейкина А.И. Стили мышления и обучение программированию студентов педагогического вуза. –http://ito.edu.ru/2006/Moscow/I/1/I-1-6371.html.
4. Гальперин П.Я. Введение в психологию./ П.Я.Гальперин. - Москва: 1976. – 120с.
5. Дьюи Д. Психология и педагогика мышления. Пер. с англ. Н.М. Никольской. - М.: Совершенство, 1997. - 208 с.
6. Звонкин А.К., Кулаков А.Г., Ландо С.К., Семенов А.Л., Шень А.Х. Алгоритмика – М.: Дрофа, 1997.
7. Информатика и ИКТ. Учебник 8-9 класс / Под ред. Н.В. Макаровой– СПб, 2008.
8. Казакова Д.В. Развитие аналитического мышления учащихся при работе с учебником // Образование в современной школе-2005. - №11(72). –С.11-13.
9. Коджаспирова Г.М., КоджаспировА.Ю. Педагогический словарь: Для студ. высш. и сред. пед. учеб. заведений. – М.: Издательский центр «Академия», 2000. – 176с.
10. Кулаков А. Г., Ландо С. К. Алгоритмика. 5—7 кл.: Метод, рекомендации для учителя: Решение задач. — М.: Дрофа, 1997.
11. Лапчик М.Л. Вычисления. Алгоритмизация. Программирование: Пособие для учителя. — М.: Просвещение, 1988.
12. Лапчик М.П., Семакин И.Г., Хеннер Е.К. Методика преподавания информатики. – М.:Академия, 2007– 624 с.
13. Лебедева Т.Н. Формирование алгоритмического мышления школьников в процессе обучения рекурсивным алгоритмам в профильных классах средней общеобразовательной школы: автореф. дис. ... канд. пед. наук. – Челябинск:Челябинский государственный педагогический университет, 2005. – 20с.
14. Левитес В.В. Развитие логического мышления детей дошкольного и младшего школьного возраста // Известия Российской академии образования. – 2006. – №3.
15. Леонтьев А.Н. Деятельность. Сознание. Личность - М.: Политиздат, 1975.
16. Люблинская А.А. Учителю о психологии младшего школьника./ А.А.Люблинская. – М., 1993.- 265с.
17. Немов Р.С. Психология. Учебник для студентов высш. пед. учеб. заведений. В 3 книгах. Книга 2. / Р.С. Немов. – М.: Просвещение: ВЛАДОС, 2005. – 496 с.
18. Петровский А.В. Общая психология 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Просвещение, 1976. - 479 с.
19. Пиаже Ж. Логика и психология. Избранные психологические труды. — М., 1969.
20. Поляков К.Ю., Шестаков А.П., Еремин Е.А. Алгоритмизация и программирование // Информатика.-2011.- № 17. С. 4-13.
21. Понамарева Е.А. Основные закономерности развития мышления // Информатика и образование.-1999. -  №8.С.13-15.
22. Поспелов Н.Н., Поспелов И.Н. Формирование мыслительных операций у школьников.- М.: Просвещение, 1989.
23. Программы для общеобразовательных учреждений: Информатика: 2-11 классы (сост. Бородин М.Н.) Изд. 5-е, испр. – М.: «Бином», 2008.
24. Российская педагогическая энциклопедия: В 2 т. / Гл. ред. В.В.Давыдов. -М.: Большая Рос. энц., 1993. Т. 1.- 486 с.
25. Рубинштейн С.Л. Основы общей психологии: В 2т. – М.: Педагогика, 1989.– Т.2– 328с.
26. Семакин И.Г. Базовый курс информатики: 7-9 класс / Семакин И.Г и др. – М., 2008.
27. Семакин И. Г. Программы для общеобразовательных учреждений: Информатика. 2-11 классы. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005.- 380 с.
28. Семакин И.Г., Шеина Т.Ю.Преподавание базового курса информатики в средней школе: Методическое пособие Изд. 3-е, испр./ 4-е. – М.: Бином, 2007.
29. Слинкина И.Н. Использование компьютерной техники в процессе развития алгоритмического мышления у младших школьников: автореф. дис. ... канд. пед. наук. – Екатеринбург : УрГПУ, 2008. – 22 с.
30. Современный психологический словарь / под ред. Б.Г. Мещерякова, В.П. Зинченко.- СПб., 2008. -397с.
31. Теплов Б. М. Проблемы индивидуальных различий.- М., 1961.
32. Тихомиров О.К. Психология мышления. / О.К.Тихомирова. - Москва: 1984. – 89с.
33. Тур С.Н., Бокучава Т.П. Первые шаги в мире информатики. Рабочая тетрадь. – СПб.: БХВ – Петербург, 2009.
34. Философский энциклопедический словарь. – 2-ое изд. – М.: Советская энциклопедия, 1999.
35. Шауцукова Л. З. Информатика: Учеб. пособие для 10 – 11 кл.общеобразоват.учреждений / Л.З. Шауцукова. – М.: Просвещение, 2000.
36. Шумилина Н.Д. Переправа, переправа (Задачи разного уровня сложности)//Информатика в школе.- 2003.- №6.