3. Методика формування алгоритмічного мислення учнів.

Формування алгоритмічного мислення молодших школярів починається з усвідомлення послідовності виконання математичних дій, правил граматики та орфографії, що є пропедевтикою для введення понять команди та алгоритму. Діти не називають поняття "алгоритм", але розуміють його як сукупність окремих кроків, виконання яких призводить до певного результату.

Поняття команди та алгоритму вводиться у 2 класі. Термін "команда" пояснюється з опорою на знання з української мови як речення, що спонукає до дії. Учням пропонується запропонувати власні команди, при цьому учитель повинен звертати увагу на те, щоб приклади наводились у вигляді спонукальних речень. Команди призначені для виконання певними виконавцями. Наведені учнями приклади уточнюються, з’ясовуються виконавці, які здатні виконувати запропоновані команди, визначається їх система команд. У ході обговорення увага звертається на те, що виконавцями команд можуть бути як живі, так і неживі істоти – чарівні речі з казок, побутові прилади, комп’ютер.

Після знайомства з командами та виконавцями, вводиться поняття алгоритму як послідовності команд, а кроки алгоритму – це команди виконавцю. Одночасно для поняття "алгоритм" пропонуються синоніми: текст-інструкція, рецепт, правило виконання дій та граматичних завдань. Як приклади алгоритмів наводяться казкові ситуації, кулінарні рецепти, послідовність проходження турнікету в метро, правила складання візерунків та орнаментів, виконання обчислювальних ланцюжків, проходження певних частин шляху з використанням дорожніх знаків, правила проведення народних обрядів, дитячих ігор і багато інших.

Закріплюється поняття алгоритму на прикладі навчального матеріалу з різних предметів шкільного курсу. Учні розробляють алгоритми для визначення будови слова на уроках української мови, порядку опису тварини на уроках природознавства, і т.п.

Всі виконавці комплексу "Сходинки до інформатики" можуть виконувати лінійні алгоритми. Роботу з ними доцільно починати у режимі покрокового виконання, після чого переходити до запису програм.

Для пропедевтики введення поняття циклу рекомендується виконати вправи, в яких будуть повторюватись дії: зусиллями Садівника посадити рядок саджанців, виконати побудову однакових фігур за допомогою Кенгуру, зафарбувати декілька однакових областей на полі Восьминіжки. У виконавця Навантажувач є можливість пересунутись на визначену кількість кроків ліворуч або праворуч, що імітує виконання циклу з лічильником.

Після опрацювання лінійних алгоритмів вводиться поняття циклу – частини алгоритму, яка повторюється кілька разів. Учні розглядають побутові та навчальні циклічні алгоритми, складають для них блок-схеми. Команда перевірки умови в циклах має форму запитання, відповідь на яке може бути "так" чи "ні", наприклад: "Малюнки залишилися?", "Кошик повний?" тощо.

Не називаючи їх явно, опрацьовуються три види циклів: в передумовою, з післяумовою та з лічильником. Першим пропонується цикл з післяумовою. Він передбачає обов’язкове одноразове виконання дій, після чого потреба у повторенні буде визначатися відповіддю на питання з умови циклу. На прикладі математичного алгоритму, що реалізує дію множення за допомогою додавання, уводиться варіант циклу з передумовою. Учням можна запропонувати розробити алгоритми для виконання різних повторюваних побутових дій на основі названих видів циклів: миття посуду, виготовлення паперових гірлянд для новорічної ялинки та ін. Цикл з лічильником зручніше опрацьовувати не на прикладі блок-схем, а звертаючись до виконавців з програмного комплексу "Сходинки до інформатики".

Ознайомлення з кожною алгоритмічною структурою здійснюється за схожою схемою: наведення прикладів алгоритмів відповідної структури, з’ясування ключових слів для запису структури та їх позначень на блок-схемах, реалізація системи вправ на виконання, відшукування та виправлення помилок, конструювання та видозміни алгоритмів. У ході виконання вправ учні вчаться аналізувати ситуації, синтезувати, порівнювати та оцінювати результати. Формується алгоритмічне та структурно-логічне мислення школярів.

Неявно оговорюються властивості алгоритмів. Під час побудови блок-схем алгоритмів здійснюється виділення окремих команд, виконання яких відбувається в певній послідовності, почергово, що демонструє властивість "дискретність". Алгоритми, що описують правила правопису в українській мові, відображають властивість "масовість", оскільки можуть бути застосовані до цілого класу однотипних слів. Обчислювальні алгоритми спрямовані на відшукування результату, і результативність є однією з основних властивостей алгоритму.

Досвід показує, що близький дітям сюжетний супровід дозволяє оптимальніше усвідомлювати навчальний матеріал. Викладання теми «Лінійні алгоритми» і «Алгоритми з розгалуженням» найзручніше розпочинати з побутових алгоритмів (казкових ситуацій, кулінарних рецептів, тощо.)

Майже в кожній казці можна побачити ці алгоритмічні структури.

Ознайомлення учнів з алгоритмами лінійної структури можна розпочати відтворюючи українську народну казку Ріпка. Протягом уроку, на якому діти знайомляться з поняттям лінійний алгоритм (на різних етапах уроку), учні отримують як винагороду за правильні відповіді аркуші з ілюстраціями казки.

Зараз я попрошу, щоб вийшли до мене шестеро помічників. Я роздаю вам ілюстрації до казки, які ви заробили протягом уроку як винагороду.

• З якої казки ці ілюстрації? («Ріпка»)

Давайте пригадаємо зміст цієї казки. Я буду розповідати казку, а ви шикуйтесь послідовно за змістом, тримаючи у руках відповідну ілюстрацію.

Сюжет: 1. Дід і ріпка 2. Бабка . 3. Онучка . 4. Собачка . 5. Кішка . 6. Мишка. Витягли ріпку.

- Я ви виконували дії? (Послідовно за змістом)

- Чи можливо переставити малюнки казки? (Ні. Події повинні відбуватися одна за одною послідовно.)

- Чи можливо іншому виконавцю виконати цю послідовність? (Ні. Події відбуваються від більш сильного героя до слабшого.)

- А тепер давайте зробимо висновок, що ж таке лінійний алгоритм? ( Дії лінійного алгоритму виконуються послідовно одна за одною.)

Дякую за допомогу!

Також можна обіграти казки в яких ми бачимо алгоритми з розгалуженням і циклами. Це, наприклад, казки «Колобок» і «Попелюшка». (огляд презентацій цих казок).

В повсякденному житті дуже рідко зустрічаються основні алгоритмічні структури в чистому вигляді. Як правило це бувають комбінації алгоритмічних структур.

Так казку «Колобок» можна в подальшому роздивлятись і як алгоритм з циклами, тому що в ній Колобок повторює декілька разів одні й ті самі дії, доки не зустрінеться з лисицею.

Розробка алгоритмів:

1) лінійної структури: казки: “Колобок"," Ріпка", " Рукавичка"; побутові ситуації: приготування чаю, користування пішохідним переходом; завдання з різних предметів: аплікація, правила мов і т. п.

2) з розгалуженням: казки: "Іван - царів син і сірий вовк", «півник і двоє мишенят» і т.п.; побутові ситуації: перехід дороги на світлофорі і т.п.; завдання з різних предметів: правила мов і т.п.

3) з повторенням: казки: "Колобок," «коза-дереза», Ріпка" і т.п.; побутові ситуації: приготування уроків, вірш вивчити на пам'ять і т.п.; завдання з різних предметів: правила мов (розбір речення за частинами мови) і т.п.