Технология проблемного обучения информатике младших школьников
Технология проблемного обучения состоит в следующем: нужно разработать структуру системы проблемных заданий; спроектировать проблемные ситуации на уроках; написать конспекты занятий с применением проблемных ситуаций; провести занятия и проверить эффективность процесса обучения (контрольные, самостоятельные работы, тесты для проверки успеваемости и способностей учащихся ).
Для того чтобы разработать структуру системы проблемных заданий по информатике нужно:
1) изучить возможности и возрастные особенности мотивации учения школьников интересующего вас возраста;
2) выделить требования, предъявляемые к детям определенного возраста при обучении;
3) определить типы проблемных заданий, наиболее часто встречающихся при обучении детей рассматриваемого возраста.
Для создания проблемных ситуаций на уроках по информатике необходимо:
1) определить, чему вы хотите научить школьников, спланировать темы уроков по информатике;
2) выявить основные и вспомогательные проблемные ситуации, которые могут возникнуть у ученика рассматриваемого возраста;
3) определить неизвестное новое, то, что учащийся способен открыть самостоятельно или с небольшой помощью учителя, составить проблемные задания по изучаемым темам;
4) определить учебный материал, необходимый для постановки проблемного задания и учебный материал, предназначенный для усвоения после постановки проблемного задания.
При составлении занятий по информатике следует учитывать четыре этапа решения проблемной задачи:
1) этап «закрытого» решения проблемы – использование известных способов решения;
2) этап «открытого» решения проблемы – возникновение проблемной ситуации, расширение области поиска новых способов решения, нахождение нового отношения или принципа действия;
3) этап реализации найденного принципа;
4) этап проверки правильности полученного решения.
3.3.1. Структура системы проблемных заданий по информатике для младших школьников.
Структура системы проблемных заданий по информатике для младших школьников:
I уровень: Задания, где неизвестное совпадает с условием действия.
1. Задания на исправление синтаксических ошибок в командах исполнителя. Учитель специально пишет неверные команды и просит школьников исправить их.
2. Задания на замену команд исполнителя. Учитель неправильно использует команду в алгоритме. Задача ученика заменить одну команду на другую.
3. Задания на поиск недостающих команд исполнителя в алгоритме. Учитель намеренно пропускает команды в алгоритме, школьнику нужно их найти.
4. Задания на поиск лишних команд исполнителя в алгоритме. Ученик стирает лишние команды в алгоритме.
5. Задания на исследование «обстановки" исполнителя. Сложность задач зависит от ограничений, которые нужно учитывать при работе с тем или иным исполнителем.
II уровень: Задания, где неизвестное составляет способ действия.
1. Задания на выбор правильного алгоритма.
2. Задания на перепутывание шагов в алгоритме. Учащийся справится с заданием, если четко знает алгоритм решения поставленной задачи.
3. Задания на замену структуры алгоритма. Школьник использует подходящую для решения задачи структуру алгоритма.
4. Задания на поиск недостающих структур алгоритма. Дети должны добавить недостающие структуры алгоритма.
5. Задания на поиск лишних структур алгоритма. Ученик убирает лишние структуры алгоритма.
6. Смешанные задания. Предлагаются выше перечисленные задания в разных комбинациях.
7. Задания с несколькими решениями. Эти задания посвящены умению рационально использовать различные структуры алгоритма. Младший ШКОЛЬНИК либо сам находит рациональное решение, либо выбирает оптимальное решение из предложенных 5-6 готовых решении, либо учитель представляет новое нестереотипное решение задачи, про-стереотипное решение задачи~даний по информатике для младших школьников.тиворечащее СЛОЖИВШИМСЯ представлениям ШКОЛЬНИКОВ.
8. Задания на конструирование по образцу.
III уровень: Задания, где неизвестное совпадает с целью действия.
1. Задания с не сформулированным вопросом. Вопрос не формулируется, но он логически вытeкaeт из условия задачи.
2. Задания с недостаточными данными в условии. Отсутствуют некоторые данные в условии задачи, поэтому невозможен точный ответ на поставленный вопрос.
3. Задания с излишними данными в условии. Введены ненужные данные в условие задачи, маскирующие необходимые для решения сведения.
4. Задания с меняющимся содержанием. При внешне незначительных изменениях в содержании задачи существенно меняется ее решение. Здесь можно использовать обратные и двойственные задачи.
5. Задания на умение предугадать конечный результат, ответ.
6. Задания на выявление новой информации, раскрытие неизвестной закономерности, отношения.
7. Задания, где учащиеся самостоятельно ставят перед собой цель.
3.3.2. Проблемные ситуации на уроках информатики в 3-ем классе.
Для проблемного обучения информатике младших школьников был выбран язык программирования Лого, так как Лого популярен как начальный язык программирования, прост, нагляден, а философия Лого - одно из интеллектуальных достижений в области методики о6учения, связанной с новыми технологиями. Кроме того, данный язык программирования входит в состав стандартного математического обеспечения все большего числа персональных компьютеров. Компьютерное обучение с помощью языка Лого, созданного С. Пейпертом, является моделью обучения путем открытия. А модели обучения путем открытия 6лизки к тому, что у нас называют проблемным обучением.
При проблемном обучении нужна соответствующая подготовка учебного материала. Разрабатываемая система проблемных заданий вызывающих про6лемные ситуации, должна охватывать изучаемую тему целиком. Проблемные ситуации бывают основными и вспомогательными. Система последовательных, вспомогательных проблемных ситуаций служит раскрытию основного про6лемного задания.
ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМНЫЕ СИТУАЦИИ:
-осознание учащимися недостаточности знаний по основным командам Лого для составления требуемого алгоритма;
-осознание необходимости использования знаний из других областей наук в среде Лого;
- противоречие между сложившимися способами создания алгоритма и необходимостью применять и видоизменять эти способы в новых условиях;
-противоречие между ожидаемым и получаемым результатом решения задачи на ЭВМ.
Вспомогательные проблемные ситуации были созданы с помощью проблемных заданий. Проблемные задания использовались на каждом уроке по Лого.
Тематика уроков по Лого в третьем классе:
- первый урок: основные команды "черепашьей" графики;
-второй урок: основные команды "черепашьей" графики;
-третий урок: положение предметов на координатной решетке;
-четвертый урок: алгоритм;
-пятый урок: режим исполнения и редактирования команд; понятие процедуры; команда ДОМОЙ;
-шестой урок: режим исполнения и редактирования команд; понятие процедуры с параметром;
-седьмой урок: алгоритмы построения геометрических фигур;
-восьмой урок: музыка в ЛQГО;
- девятый урок: горизонт;
-десятый урок: горизонт;
-одиннадцатый урок: конструирование различных рисунков с помощью команды ПОВТОРИ;
-двенадцатый урок: рекурсия;
-тринадцатый урок: арифметика;
-четырнадцатый урок: арифметика;
-пятнадцатый урок: рисование различных фигур с помощью рекурсии;
-шестнадцатый урок: рисование различных фигур с помощью команды Лого - ПОВТОРИ;
-семнадцатый урок: использование нескольких процедур в одной;
-восемнадцатый урок: разные способы записи одной и той же процедуры.
Условием возникновения про6лемной ситуации является необходимость в раскрываемом новом отношении, свойстве или способе. Эта необходимость определяется как практическими обстоятельствами выполнения действия, так и широкими общественными потребностями. Самый хороший стимул для учения является интерес, который вызывает у учащихся изучаемый материал.
Применение проблемных заданий, повышает интерес у школьников к изучению Лого. Широкие социальные мотивы у младших школьников развиваются от общего понимания социальной значимости учения к более глубокому осознанию причин необходимости учиться, поэтому на уроках по информатике в третьем классе необходимо объяснять детям: зачем они изучают ту или иную тему.
Главный элемент проблемной ситуации - неизвестное новое, то, что должно быть открыто для правильного выполнения задания, для выполнения нужного действия. Неизвестное связано с изучаемым материалом, с конкретным учебным предметом.
Следующий элемент проблемной ситуации - возможности учащегося, включающие как его творческие способности, так и достигнутый им уровень знаний.
Предлагаются методические рекомендации по созданию вспомогательных проблемных ситуаций на уроках по Лого в третьем классе:
-
Проблемная ситуация на первом уроке: осознание необходимости использовать ранее усвоенные знания в новых практических условиях.
Задания на исследование "обстановки" исполнителя: измерить ширину и длину поля черепахи.
Возможности: учащимся известны команды Лого, необходимые для выполнения задания, школьники измеряли длину и ширину класса.
Необходимость: важность знания длины и ширины поля черепахи для решения других задач.
Неизвестное: неизвестное находится при анализе и обобщении предыдущего опыта.
2. Проблемная ситуация на первом уроке: противоречие между выдвинутой гипотезой опытной ее проверкой.
Задание на умение предугадывать конечный результат: насколько продвинется черепаха вперед относительно своей начальной позиции?
ВПЕРЕД 20 НАЗАД 40 ВПЕРЕД 80 НАЗАД 20
Возможности: младшим школьникам доступно умение самостоятельной постановки цели.
Необходимость: когда учащийся высказывает свою гипотезу по решению задачи, то он будет заинтересован узнать, окажется ли его догадка правильной.
Неизвестное: неизвестное рассчитано на догадку учеников принять движение черепахи вперед за положительное направление, а движение черепахи назад - за отрицательное направление.
З.Проблемная ситуация на втором уроке: противоречие между умением анализировать содержание задачи и умением составлять алгоритм.
Задание с меняющимся содержанием. Черепаха в начальной позиции. Она прячется, а потом появляется в левом нижнем ( в левом верхнем или в правом нижнем) углу поля. Путь, пройденный черепахой, должен быть виден на экране (не должен быть виден на экране).
Возможности: учащимся известны команды Лого, необходимые для выполнения задания.
Необходимость: задачи данного типа учат школьников более внимательно изучать текст заданий.
Неизвестное: в задачах одно понятие меняется на противоположное (правый на левый, нижний на верхний), в результате меняется цель и ход решения задач.
3.3.3 Последовательность проведения занятий по ЛОГО в третьем классе с использованием систем проблемных заданий.
Предполагается, что дети во втором классе уже были знакомы с командами микроЛого: ВПЕРЕД, НАЗАД, ВПРАВО 90, ВЛЕВО 90, СБРОС, РИСУЙ, НЕРИСУЙ, ПОКАЖИСЬ, СПРЯЧЬСЯ, ПЕРО, ПОВТОРИ, умели с помощью команды ПОВТОРИ строить квадрат, треугольник, окружность.
УРОК 1 .
ТЕМА: Основные команды "черепашьей» графики.
ЦЕЛЬ УРОКА: Познакомиться с такими командами из Лога, как ВПЕРЕД, HAЗAД, НАПРАВО, НАЛЕВО, ГОТОВЬПОЛЕ.
ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА. Предлагается провести этот урок по следующему плану:
1. Ученики вместе с учителем вспоминают команды черепахи в микроЛого: ВПЕРЕД, НАЗАД, ВПРАВО, ВЛЕВО, СБРОС и сравнивают их с написанием тех же команд в Лого: ВПЕРЕД, НАЗАД, НАПРАВО, НАЛЕВО, ГОТОВЬПОЛЕ.
2.Школьники по очереди играют роль черепахи: выполняют команды ВПЕРЕД, НАЗАД, НАЛЕВО, HAПРAВO. Ученикам можно напомнить урок физкультуры, где они аналогично поворачиваются налево, направо и кругом.
3.Попросить учащихся измерить ширину и длину класса в шагах, причем, у каждого ученика длина и ширина класса в шагах будет разная в зависимости от длины шага. Разобрать разные способы измерения длины и ширины класса:
1)встать в угол комнаты и измерить ширину и длину, идя вдоль стены;
2)можно поставить стул внутри комнаты и измерить длину от стула до одной стены, потом до противоположной, а результаты сложить.
4. Выполнить на компьютере серию команд: НАПРАВО 90, ВПЕРЕД 60,
НАЗАД 100, НАЛЕВО 90, ВПЕРЕД 50, ГОТОВЬПОЛЕ.
ПРОВЕРКА ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА.
1.Предложить школьникам измерить ширину и длину поля черепахи в шагах черепахи, объяснив, что черепаха стоит в центре поля, поэтому расстояние до верхнего и нижнего края поля одинаково, а также одинаково расстояние до левого и правого края поля. Спросить у детей результаты измерений, сравнить их и правильные резу льтаты записать в тетрадь.
2.Можно решить следующие задачи:
1)насколько продвинется черепаха вперед относительно своей первоначальной позиции?
а) ВП 60, НЗ 30
6)ВП 60, НЗ 40б ВП 60;
в)ВП 20, НЗ 40, ВП 80, НЗ 20.
2)где (слева или справа) и на каком расстоянии относительно своей начальной позиции окажется черепаха?
а) ПР 90, ВП 10, НЗ 20, ВП .30; 6)ПР 90, ВП 60, НЗ 40, НЗ 30; в)ЛВ 90, НЗ 40, ВП 70, НЗ 10.
3)где (вверху или внизу) относительно своей начальной позиции окажется черепаха и на каком расстоянии?
а) ВП 20, НЗ 100, ВП 50; б) Н3 50, ЕП 100, НЗ 50;
в) ВП 20, НЗ 40, ВП 80, НЗ 10.
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ: Вспомните, какие команды микроЛого позволяли рисовать и не рисовать след за черепахой, позволяли черепахе прятаться или быть невидимой и появляться снова, менять свой цвет.
УРОК2.
ТЕМА: Основные команды "черепашьей" графики.
ЦЕЛЬ УРОКА: Познакомиться с такими командами из Лога, как ОПУСТИПЕРО, ПОДНИМИПЕРО, ПРОЗРАЧНА, ПОКАЖИСЬ, ПЕРО.
ПРОВЕРКА ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ И ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА. Учитель
рассказывает классу о талантливой черепашке, которая умеет рисовать и играть в прятки,
а также может, как волшебница быстро менять свой цвет. Если вы хотите, чтобы черепаха показала, что она умеет, надо ей сказать специальные "волшебные" слова. Ученики сравнивают команды микроЛого: РИСУЙ, НЕРИСУЙ, ПОКАЖИСЬ, СПРЯЧЬСЯ, ПЕРО и команды Лого: ОПУСТИПЕРО, ПОДНИМИПЕРО, ПОКАЖИСЬ, ПР03РАЧНА, ПЕРО.
ПРОВЕРКА ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА. Предложите ученикам задачи с меняющимся содержанием: .
1.Черепаха в начальной позиции. Она прячется, а потом появляется в левом нижнем (в левом верхнем или в правом верхнем или в правом нижнем) углу поля.
Путь, пройденный черепахой, должен быть виден на экране (не должен быть виден на экране).
2. Вышейте на поле два квадрата нитками разного цвета (одинакового цвета) .
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ: Черепаха в центре поля. Она должна исчезнуть и появиться в левом верхнем углу в одежде другого цвета. Для решения данной задачи используйте известные команды черепахи. Путь, пройденный черепахой, не должен быть виден на экране.