Статья "Опыт использования технологии проблемного обучения на занятиях Основ алгоритмизации и программирования
статья по информатике и икт на тему

Проблемное обучение

Технология обучения – это способ реализации содержания обучения, предусмотренного учебными программами, включающий в себя систему форм, методов и средств обучения, благодаря которым обеспечивается наиболее эффективное достижение поставленных целей.

Технология проблемного обучения не нова: она получила распространение в 20-30-х годах в советской и зарубежной школе. Проблемное обучение основывается на теоретических положениях американского философа, психолога и педагога Дж.Дьюи (1859-1952).

Сегодня под проблемным обучением понимается такая организация учебных занятий, которая предполагает создание под руководством учителя проблемных ситуаций и активную самостоятельную деятельность учащихся по их разрешению, в результате чего и происходит творческое овладение профессиональными знаниями, навыками, умениями и развитие мыслительных способностей.

К методам проблемного обучения относятся: проблемная лекция, эвристическая беседа,  учебная дискуссия, поисковая лабораторная работа, исследовательский метод.

Выбор методов зависит от ряда условий: специфики содержания изучаемого материала, общих задач подготовки специалиста, времени, которым располагает преподаватель, особенностей состава студентов, наличия средств обучения.

Важной особенностью в обучении программированию является то, что обладание соответствующих компетенций сводится не только к способности простого воспроизведения имеющихся знаний, но и не должно ограничиваться умением применять шаблонные решения. Фактически любая реальная задача, решаемая программистом, требует нестандартного мышления и нестандартных действий.

При обучении программированию востребованными являются не только специальные знания и алгоритмическое мышление - развивающееся в процессе непосредственной алгоритмизации, но и сформированное логическое мышление.

Одним из наиболее эффективных методов развития самостоятельного логического мышления является проблемное обучение, так как именно оно наиболее близко к творческой деятельности ученого, которая характеризуется применением гипотезы, доказательства, эксперимента.

Приемы создания проблемных ситуаций выбираются в зависимости от конкретного содержания учебного материала. В одних случаях проблемная ситуация создается с явной опорой на имеющиеся знания учащихся. Опираясь на них, учащиеся делают вывод, который оказывается в противоречии с фактами. Это означает, что знания недостаточны и нужна дополнительная информация для разрешения возникшего противоречия. Такой вариант проблемной ситуации всегда вызывает острый интерес у учащихся, отсюда и познавательная эффективность бывает высокой[1].

В зависимости от характера взаимодействия учителя и учащиеся выделяют четыре уровня проблемного обучения [1]:

1. Уровень несамостоятельной активности - восприятие учениками объяснения учителя, усвоение образца умственного действия в условиях проблемной ситуации, выполнение учеником самостоятельных работ, упражнений воспроизводящего характера, устное воспроизведение;

При изучении программирования несамостоятельная активность проявляется при изучении готовых текстов программ. Так, например, изучение циклических конструкций можно начать с рассмотрения примера готового алгоритма решения задачи вычисления суммы натуральных чисел от 1 до N с помощью цикла while. Для этого можно подготовить раздаточный материала, содержащий программу, реализующую данный алгоритм, сопровождаемый комментариями

program sum1;
var
i, s, n: integer;
begin
writeln(‘введите числа от 1 до n’);
readln(n);
i:=1; s:=0;
while i<=n do begin
s:=s+I;
inc(i);
end;
writeln(‘s=’,s);
end.

2. Уровень полусамостоятельной активности характеризуется применением прежних знаний в новой ситуации и участие школьников в поиске способа решения поставленной учителем проблемы;
Данному уровню характерно, изучение нового материала, на основе подсказок учителя. В качестве таких подсказок можно использовать шаблоны программ. Так, например, при изучении цикла repeat, учащимся можно дать шаблон программы вычисления суммы натуральных чисел от 1 до N

program sum2;
var
i, s, n: integer;
begin
writeln(‘введите числа от 1 до n’);
readln(n);
i:=1; s:=0;
repeat
……
until
…….
writeln(‘s=’,s);
end.

У них должно получиться:

repeat
s:=s+i;
inc(i)
until i<=n;

3. Уровень самостоятельной активности - выполнение работ репродуктивно-поискового типа, когда ученик сам решает по тексту учебника, применяет прежние знания в новой ситуации, конструирует, решает задачи среднего уровня сложности, доказывает гипотезы с незначительной помощью учителя и так далее;

Для этого уровня необходимо поставить перед учеником задачу, которую ученик должен решить самостоятельно, без помощи учителя. Например, решение задачи вычисления суммы натуральных чисел от 1 до N с помощью цикла for

В качестве самостоятельного задания - задачу на вычисление факториала (произведении натуральных чисел от 1 до N).

program sum3;
var
i, s, n: integer;
begin
writeln(‘введите числа от 1 до n’);
readln(n);
for i:=1 to n do
s:=s+i;
writeln(‘s=’,s);
end.

4. уровень творческой активности - выполнение самостоятельных работ, требующих творческого воображения, логического анализа и догадки, открытия нового способа решения учебной проблемы, самостоятельного доказательства; самостоятельные выводы и обобщения, изобретения, написание художественных сочинений.

На этом уровне нужно поставить задачу, при решение которой ученик будет не просто самостоятельно работать, но и подходить к этому творчески. Стимулировать творческую активность можно с использованием элемента метода проектов.

Ученику следует предложить самостоятельно формализовать и решить практико-ориентированную задачу с использованием циклических конструкций. Например, можно поручить ученику, написать программу, которая бы позволила подсчитать среднее количество тетрадей в портфелях учеников. Ученик, решая задачу, самостоятельно формирует математическую модель. Первым шагом будет произведен подсчет общего количество тетрадей за счет суммирования количества тетрадей, сообщаемого каждым учеником. По окончании суммирования, подсчитанное значение необходимо разделить на количество учеников.

program notebook;
var i, k, s:integer;
p:real;
begin
writeln(‘введите количество учеников’);
readln(n);
s:=0;
for i:=1 to n do begin
writeln(‘введите количество тетрадей у , i, ‘-го ученика ’);
read(k);
s:=s+k;
end;
p:=s/k;
writeln(‘среднее количество тетрадей’, p);
end.

Аналогичные приемы можно использовать на протяжении обучения всему курсу.
Итоговый контроль в обязательном порядке должен включать не только проверку теоретических знаний (устный экзамен или тест), но и проверку умения решать нестандартные практические задачи. Например, за счет выполнения итогового проекта. Проекты могут быть как индивидуальными, так и групповыми и иметь самую разнообразную тематику – от задач из теории графов, переложенных на реальную действительность и компьютерной графики до программирования простейших компьютерных игр[4].

Литература

1. 1. О.В. Обухова Практико-ориентированный подход в обучении программированию Информатика и информационные технологии: Материалы XV Всероссийской с международным участием конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и образование» - Томск 2011г

2.Л.Г. Семушина, Н.Г. Ярошенко  Содержание и технология обучения в средних специальных учебных заведениях, Мастерство, 2001

3. Идеи Дж. Дьюи и Чикагская лабораторная школа // Цирлина Т.В. На пути к совершенству. -М.: Сентябрь, 1997.