Использование активных методов обучения на занятиях информатики при решении задач

В повседневной жизни современные подростки предпочитают иметь дело с информацией в формате мультимедиа. Работа с традиционными формами представления информации: текстом, схемой, таблицей, диаграммой, картой носит эпизодический характер. В связи с этим уровень навыков выполнения такой работы у большинства учащихся довольно низкий. Активизация познавательной деятельности, связанной с отбором и преобразованием информации, может способствовать повышению уровня компьютерной компетентности учащихся. Использование активных методов обучения информатике способствует более эффективному пониманию и применению знаний на практике, что соответствует основным закономерностям усвоения знаний.

Г.П. Щедровицкий называет активными методами обучения и воспитания те, которые позволяют "учащимся в более короткие сроки и с меньшими усилиями овладеть необходимыми знаниями и умениями" за счет сознательного "воспитания способностей учащегося" и сознательного "формирования у них необходимых деятельностей". [5]

С точки зрения активизации обучения, ядром и существом учебной деятельности является решение учебных задач [2]. Именно умение решать задачи, т.е. выполнять определённые действия с информацией из условия задачи, и означает овладение знаниями. Термин «учебная задача» следует понимать как любое задание, решение которого направлено на достижение определённых учебных целей. «С практической точки зрения задача – это вопрос, ответ на который не очевиден и должен вырабатываться в несколько приёмов. Задача часто даётся в виде задания» [3, с. 85].

Активизация мыслительной и познавательной деятельности осуществляется путем оптимального выбора активных методов и приемов обучения. Предлагаемая автором система включает следующие активные методы обучения учащихся: метод проблемного обучения, мозговой штурм, моделирование.

Методы проблемного обучения реализуются через проблемные ситуации, проблемные вопросы и задания. [6]

В структуре проблемного задания выделяются следующие составные элементы: условия, известные учащимся; неизвестное, нахождение которого приводит к новым знаниям. Важнейшим признаком проблемного задания является наличие противоречия в его содержании. Неизвестное может быть сформулировано по-разному. Например, на первом занятии предлагается проблемное задание, неизвестное в котором выражено в форме побудительного предложения: «Знайка набирал на компьютере текст, а Незнайка сидел рядом и наблюдал за его действиями. Внезапно он со всего размаха ткнул пальцем в монитор так, что последний начал вибрировать. - Ты совершил ошибку! — закричал Незнайка. Знайка посмотрел на Незнайку сквозь линзы своих очков и. Встает вопрос: «Как вы думаете, что в ответ сказал Знайка?»

Метод проблемного обучения используется для решения качественных задач. Качественными называют задачи‐вопросы. Решаются такие задачи путём умозаключений или экспериментально без применения математических вычислений. [1]

Использовать качественные задачи можно, например, при изучении принципа работы аппаратных средств, кодирования информации, программного обеспечения, основ компьютерных сетей, баз данных, способов веб-конструирования и др. Качественные задачи позволяют быстро провести проверку усвоения материала, выявить уровень его формального понимания.

Например, когда учащиеся знакомятся с понятием архиватора, сначала изучается теория вопроса, затем они наблюдают за этапами работы программы архиватора с комментарием преподавателя. После чего проделывают то же самое, сидя на рабочих местах за компьютерами. При этом они выполняют задания по работе с файлами с помощью архиватора. Далее происходит групповое обсуждение предназначения программ архивации. Проблемная ситуация: Для чего нужны архиваторы, ведь хранить файлы можно в обычных папках? Чем архивы отличаются от папок и когда их нужно использовать? Учащиеся приходят к определению архиватора и его функций.

Экспериментальный приём решения качественных задач заключается в получении ответа при выполнении практического задания. Например: Что произойдет с формулами в ячейках электронной таблицы, если вы скопируете её в другие ячейки строки? Что стало со ссылками? Что делать, чтобы ссылки в формулах не изменялись?

Для активизации процесса обучения можно использовать мозговой штурм. Метод мозгового штурма — оперативный метод решения проблемы на основе стимулирования творческой активности, при котором учащимся нужно представить как можно больше вариантов решения. Затем из общего числа высказанных идей отобрать наиболее удачные, которые могут быть использованы на практике. Мозговой штурм включает три обязательных этапа. [4]

Постановка проблемы. В начале этого этапа задача должна быть четко сформулирована.

Генерация идей. Основной этап. Здесь очень важно соблюдать правила: полный запрет на критику и любую оценку высказываемых идей, так как оценка отвлекает от основной задачи и сбивает творческий настрой.

Группировка, отбор и оценка идей. На этом этапе, в отличие от второго, оценка не ограничивается, а наоборот, приветствуется.

Например, при изучении темы «Службы сети Интернет», вопросами для штурма могут быть: Какие службы сети Интернет являются полезными? Какие услуги сети вы характеризуете как вредные? Какие услуги вы однозначно запретили бы или контролировали? Существует ли Интернет-зависимость, в чем ее причины? Какие услуги Интернета можно использовать в образовании?

В обучении информатике важное место занимает моделирование. Моделирование представляет собой исследование каких-либо объектов, процессов или явлений путем построения и изучения их моделей. Модель – упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении. [7]

Задачи по этой теме занимают важное место в курсе информатики, так как направлены на формирование умений и навыков владения информационно‐коммуникационными технологиями. Эти задачи называют практическими заданиями. Обычно здесь моделируются математические, физические, биологические и экономические процессы.

Рассмотрим пример задания по решению экологической задачи.

I этап. Постановка задачи. Возрос уровень загрязнения реки. Определите, каков будет уровень загрязнения реки через сутки, двое и т.д., а также через сколько суток n уровень загрязнения станет допустимым, если известно, что за сутки он уменьшится в несколько раз. Значения параметров представлены в таблице:

II этап. Разработка модели. Объектом исследования является концентрация вредных веществ. Известно, что за сутки она уменьшается в n раз. Чтобы узнать концентрацию вредных веществ, нужно построить таблицу значений концентрации с записью уравнений С_n=C_n-1/K.(с_о и с_доп – начальная и предельно допустимая концентрация вредных веществ; К – коэффициент суточного уменьшения концентрации вредных веществ; n – номер суток, на которые концентрация вредного вещества станет допустимой).

III этап. Компьютерный эксперимент. Он включает проведение исследования в табличном процессоре. Составляется компьютерная модель в виде электронной таблицы.

IV этап. Анализ результатов моделирования.

С целью проверки результативности использования активных методов обучения при решении задач использовались следующие методы: анализ учебной документации, сравнительный анализ учебной деятельности, анкетирование, статистические методы обработки результатов.

Для проверки результативности работы по теме были использованы следующие критерии:

1). Мониторинг уровня учебных достижений учащихся.

2). Динамика уровня сформированности умений и навыков по компонентам компьютерной компетентности (таблица 2).

3). Изучение познавательного интереса.

В результате использования рассмотренных методов повысился уровень учебных достижений учащихся за учебные периоды, представленные на рисунке 1.

Рисунок 1 – Динамика уровня обученности учащихся 1 курса за 2015/2016 у.г.

Повысился уровень умений и навыков учащихся по основным компонентам компьютерной компетентности:

Таблица 1– Результаты диагностики умений и навыков учащихся 1 курса за 2015/2016 у. г. по компонентам информационной компетентности

Проведенное анкетирование показало эффективность активных методов обучения, использование которых повлияло на развитие познавательного интереса к предмету (рисунок 2).

Рисунок 2 – Результат анкетирования «Что дала вам новая организация работы?»

Применение активных методов обучения позволяет решить следующие задачи:

1).Создать условия для овладения учащимися необходимыми знаниями, умениями и навыками; для применения знаний на практике.

2).Содействует развитию активно мыслящей личности, умеющей анализировать, решать проблемы, самостоятельно принимать решения.

Использование активных методов на занятиях позволяет учащимся стать более компетентными в области информатики и в будущем включиться в процесс активного формирования и использования информационных ресурсов, необходимых в будущей педагогической деятельности.

Список цитированных источников

1. Лапчик, М.П. Методика преподавания информатики: учеб. пособие для студ. пед. вузов / М.П. Лапчик, И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер; под общей ред. М.П. Лапчика. – М.: Издательский центр «Академия», 2001. – 624 с.

2. Атанов, Г.А. Как учить пользоваться знаниями, или Введение в практику деятельностного обучения. – Донецк: ДОУ, 2004. – 108 с.

3. Преподавание базового курса информатики в средней школе: Методическое пособие / И.Г. Семакин, Т.Ю. Шеина. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. – 540 с.

4. http://ru.wikipedia.org/wiki/мозговой_штурм

5. Щедровицкий, Г.П. Усвоение мышления и проблемы творческой актив­­ности учащихся //О психологических особенностях творческой актив­нос­ти учащихся: Тезисы доклада на межвузовской конферен­ции. М., 1962.

6. Ильницкая, И.А. Проблемные ситуации и пути их создания на уроке/ И.А. Ильницкая. - М.: Омега, 1985. – 221 с.

7. Макарова, Н. В. Информатика и ИКТ. Задачник по моделированию. 9-11 класс. Базовый уровень — Питер, 2007. — 192 с.