Роль загальних розумових дій і прийомів розумової діяльності у навчанні інформатики (стр. 1 из 3)
Реферат на тему:
"Роль загальних розумових дій і прийомів розумової діяльності у навчанні інформатики"
Розумові дії класифікуються за різними основами. У психолого-педагогічній літературі достатньо обґрунтоване положення про те, що в процесі навчання необхідно виділяти дві самостійні та взаємопов'язані задачі: опанування студентами змістом того чи іншого предмета і цілеспрямоване формування в них прийомів розумової діяльності.
Прийоми розумової діяльності можна поділити на дві групи за ступенем використання в різних галузях людської діяльності:
1. Загальні розумові дії.
2. Специфічні розумові дії.
Загальні розумові дії (операції) як механізми, необхідні для успішною протікання розумових дій, найбільш повно відображені у працях С.Л. Рубінштейна та психологів його школи. Такими діями вважають: аналіз, синтез, аналіз через синтез, порівняння, абстрагування, узагальнення, аналогія, класифікація.
Навчальну діяльність не можна звести лише до одного з цих компонентів. Тільки у взаємопоєднанні вони забезпечують повноцінну навчальну діяльність. Студент добре усвідомлює лише те, що виступає як предмет і мета його діяльності. Тому діяльність студента передбачає виконання дій з навчальним матеріалом і перетворення матеріалу, що засвоюється, на пряму мету цих дій (розв'язування задач). Важливо, щоб з діяльності, що виконується, і її результатів студент здобував інформацію про істотні властивості реального світу. Активне формування навчальної діяльності приводить до суттєвих змін в особистості студента, в його свідомості, тобто сприяє становленню студента як суб'єкта діяльності (індивідуальності). Інтелектуальний розвиток відбувається в процесі засвоєння студентами знань і способів діяльності.
Формування таких прийомів дає можливість студенту самостійно організовувати свою продуктивну навчальну діяльність, оцінювати її результати (що є необхідною умовою для саморегуляції навчальної діяльності), коригувати її у процесі виконання.
У процесі навчання інформатики викладач може використовувати в поєднанні стихійний, непрямий і прямий шляхи формування прийомів розумової діяльності. Залежно від індивідуальних особливостей і ступеня підготовленості студентів, складності і обсягу матеріалу, що вивчається, в одних випадках викладачу необхідно добирати спеціальну систему вправ для вивчення і закріплення нового матеріалу, за допомогою якої і формуються прийоми діяльності, в інших випадках доцільно знайомити студентів відразу із структурним складом прийому, його сутністю, правилом-орієнтиром. Такий підхід породжує деякі перехідні варіанти. Одним з таких варіантів є методика формування прийомів розумової діяльності, розроблена О.Н. Кабановою-Медлер, за якою в центрі уваги на семінарі перебувають певні прийоми розумової діяльності, але структура цих прийомів студентам жорстко не задасться. Тому вони часто ставляться в умови самостійного виділення послідовності дій, яка задає прийом, або знаходження загального орієнтиру. Доцільно, щоб студенти підводилися до розуміння прийомів і оволодіння ними у процесі засвоєння нових знань.
Розглянемо характеристику деяких прийомів загальних розумових дій студентів та можливості їх формування при вивченні інформатики.
Аналіз і синтез. Аналіз — розбір, розчленування цілого на частини. Розв'язування будь-якої задачі починається з аналізу умови, виділення вихідних даних (аргументів) і результатів. Далі синтезується розв'язок, зіставляються аргументи і результати. Ці процеси чітко виражені при розв'язуванні задач на побудову різного роду алгоритмів і запису їх алгоритмічною мовою або подання за допомогою графічних схем. Аналізуючи умову задачі, вихідні дані, необхідно насамперед з'ясувати, які властивості вихідних даних, виявлені в процесі аналізу, синтезуватимуться у висновки, що приведуть до розв'язку. Будь-який алгоритм утворюється в результаті синтезу окремих кроків, на кожному з яких відбувається перетворення інформації за тими чи іншими правилами або аналізуються наявність певних властивостей окремих доз інформації.
Синтез – поєднання, об'єднання частин у ціле. Аналіз і синтез у методиці називається міркуванням від того, що вимагається в умові, від того, що дано, до того, що треба знайти.
Операції аналізу і синтезу мають специфіку під час навчання інформатики. Існують очевидні їх прояви: аналіз постановки задачі, синтез її розв'язку за допомогою програмних чи інших засобів.
Метою аналізу може бути з'ясування причин помилки. При цьому процес виконання програми розчленовується на кроки, а процес зміни даних – на послідовність переривань і моторних запусків програми. Якщо пошук помилки виконується за допомогою комп'ютера, шляхом трасування програми, то це «грубий» аналіз розкладання: якщо помилка шукається за столом, це – уявне виділення частин чи етапів процесу відшукання розв'язку. Сутність пошуку помилки полягає в
тому, щоб відшукати той момент, коли прогнозований результат використання алгоритму розходиться з фактичним.До виконання розумової дії аналізу ведуть, наприклад, завдання на виконання обчислень за різними формулами в середовищі електронних таблиць. Особливість методичного прийому полягає в тому, що студенти одержують в надрукованому вигляді таблиці, в яких містяться результати обчислень за деякими формулами для конкретно сформульованого завдання. Коли студенти при роботі в середовищі електронних таблиць починають самостійно вводити потрібні формули і одержувати конкретні результати, то саме аналіз вихідних даних, одержаних результатів та остаточних правильних результатів дозволяє адекватно оцінити свої дії та зробити правильні висновки.
Під час навчання інформатики необхідно продовжувати формувати евристичні прийоми розумової діяльності і, в першу чергу, прийом «аналіз через синтез». Сутність його полягає в тому, що об'єкт в процесі мислення включається у все нові й нові зв'язки і завдяки цьому виступає в інших якостях; з об'єкта таким чином ніби вичерпується досі невідомий зміст, об'єкт немов би повертається щоразу іншою своєю стороною, в ньому виявляються нові й нові властивості.
Приклад 1. Скласти схему розв'язування рівняння соs(bх) = a.
Аналізуючи умову задачі і враховуючи властивості функції y = соs(х), студенти повинні дійти висновку, що насамперед необхідно перевірити виконання умови |а|≤1. Якщо |a|>1, то рівняння не має розв'язків. Якщо |a|<1, то необхідно проаналізувати значення b. Якщо b≠0, то слід зробити висновок, що рівняння має розв'язок x = 1/b(± аrcсоs а)+2/b*π. Якщо ж b=0, то рівняння має безліч розв'язків при а = 1 і не має жодного розв'язку при а≠1.
Приклад 2. Побудувати математичну модель руху тіла, кинутого вертикально вгору.
Аналізуючи умову задачі та враховуючи, що математична модель явища являє собою рівняння (чи систему рівнянь), яке описує стан досліджуваного явища в будь-який момент часу та закономірності, яким задовольняє його перебіг, доходимо висновку: для побудови математичної моделі руху тіла в розглядуваному випадку необхідно проаналізувати, як змінюється висота у, на якій знаходиться тіло, із зміною часу t. Аналізуючи фактори, які впливають на зміну координати у, робимо висновок, що висота, на якій знаходиться тіло в певний час i, залежить від того, на якій висоті у0 воно знаходилось у момент кидання, тобто в початковий момент часу t = 0, а також від того, на яку величину змінилася ця висота за час і. Щоб визначити шлях, пройдений тілом за час t, необхідно з'ясувати, як змінюється швидкість руху тіла із зміною часу t. Нехтуючи опором повітря, вважатимемо, що швидкість зменшується лише під впливом сил всесвітнього тяжіння, тобто за кожну одиницю часу на величину g, де g — прискорення вільного падіння. Таким чином, швидкість тіла в будь-який момент матиме значення υ(t)=υ0 - gt, де υ0 – швидкість тіла в момент кидання. Шлях, пройдений тілом за час t при рівноприскореному русі, дорівнює середній швидкості руху тіла, помноженій на час руху тіла. Середня швидкість руху тіла в нашому прикладі дорівнює:
Отже, за час і тіло пройде шлях
Синтезуючи результат наведеного аналізу, доходимо висновку, що в будь-який момент часу і висота, на якій знаходиться тіло, визначається за формулою:
Якщо рух рівноприскорений, наведений вище аналіз умов задачі та вихідних даних виявляється достатнім для досягнення поставленої мети. Якби розглядався нерівноприскорений рух, аналіз був би складнішим, оскільки довелося б досліджувати залежність відстані, пройденої за даний проміжок часу, від змінної швидкості. Синтез результатів такого ускладненого аналізу приводить до інших висновків.
Порівняння. У психолого-педагогічних дослідженнях розроблено правило-оріентир прийому порівняння:
1) з'ясувати мету порівняння;
2) виділити основні ознаки порівняння;
3) знайти спільне і відмінне у порівнюваних явищах чи об'єктах.
Порівняння — основа кожної навчальної діяльності, яка базується на співставленні і протиставлянні властивостей об'єктів чи явищ.
Порівняння використовується, наприклад, при співставленні схожих вказівок: копіювання і розмноження даних в електронних таблицях; вказівок циклу для і поки, описаних навчальною алгоритмічною мовою; фільтрів у середовищі електронних таблиць і баз даних; форм в текстовому редакторі, електронних таблицях та базах даних; правил листування звичайною та електронною поштою; прийомів пошуку файлів у операційній системі Windows, текстовому редакторі Word, електронних таблицях Excel.