Алгоритмика для начинающих (краткосрочный курс по формированию алгоритмического мышления учащихся)

Алгоритмам учиться –
всегда пригодится.

Современное общество предъявляет новые требования к поколению, вступающему в жизнь. Надо обладать умениями планирования своей деятельности, поиска информации, необходимой для решения поставленной задачи, построения информационной модели исследуемого объекта или процесса, эффективного использования новых технологий. Такие умения необходимы сегодня каждому человеку. Поэтому важнейшей задачей пропедевтике обучения информатике и ИКТ является формирование у учащихся соответствующего стиля мышления. Сложность поставленной задачи заключается в необходимости развития мышления и творческих способностей учащихся путём увлекательного, интересного, а главное доступного изложения знаний об окружающем нас мире.

Анализ развития Стандарта образования по информатике и ИКТ позволяет сделать вывод: формирование алгоритмического мышления обучающихся - важная цель школьного образования на разных ступенях изучения информатики и ИКТ.

Умения решать задачи, разрабатывать стратегию её решения, выдвигать и доказывать гипотезы опытным путём, прогнозировать результаты своей деятельности, анализировать и находить рациональные способы решения задачи путём оптимизации, детализации созданного алгоритма, представлять алгоритм в формализованном виде на языке исполнителя позволяют судить об уровне развития алгоритмического мышления школьников. Поэтому необходимо особое внимание уделять алгоритмическому мышлению подрастающего поколения.

Поскольку алгоритмическое мышление в течение жизни развивается под воздействием внешних факторов, то в процессе дополнительного воздействия возможно повышение уровня его развития. Необходимость поиска новых эффективных средств развития алгоритмического мышления у учащихся обусловлена его значимостью для дальнейшей самореализации личности в информационном обществе.

Специфическими объектами, рассматриваемыми в алгоритмизации, являются алгоритмы как определенные артефакты, продукты человеческой деятельности.

Поэтому, будем считать, что алгоритмический стиль мышления – это система мыслительных способов действий, приёмов, методов и соответствующих им мыслительных стратегий, которые направлены на решение как теоретических, так и практических задач, и результатом которых являются алгоритмы как специфические продукты человеческой деятельности.

Основными компонентами алгоритмического мышления являются:

• структурный анализ задачи;
• разбиение основной задачи на подзадачи;
• сведение нерешённой задачи к раннее решённым;
• прогнозирование возможных ситуаций и реакция на них;
• оценка эффективности деятельности;
• понимание и использование формальных способов записи алгоритмов.

Важно, чтобы учащиеся поняли, что алгоритм - это динамическая модель объекта или процесса, которая фиксирует его состояние, выделяет его основные элементы и отношения между ними.

Итак, программа краткосрочного курса по выбору «Алгоритмика для начинающих» рассчитана на 8 часов и рекомендуется учащимся VII классов.

Цель курса:

• формирование алгоритмического мышления учащихся для решения задач управления исполнителями Робот КУМИР и Робот NXT.

Задачи курса:

• формирование представления об этапах решения задачи;
• формирование умения формализации задачи;
• овладение способами работы с графическим исполнителем Робот КУМИР и Робот NXT для решения управленческих задач;
• формирование алгоритмического стиля мышления;
• развитие логики рассуждения;
• побуждение учащихся к активности, креативности, самостоятельному поиску и принятию решения, самооценки достигнутых результатов;
• развитие познавательных способностей и соревновательного духа учащихся.

В курсе осуществляется пропедевтика понятий «Алгоритм», «Исполнитель», «Система Команд Исполнителя», способы записи алгоритма, формальное исполнение алгоритма, линейный, разветвляющийся, циклический алгоритмы. Поэтому первоначально рассматриваются разнообразные примеры задач, требующих рассуждения, анализа ситуации, формализации условия, составления словесного алгоритма. В каждой конкретной задаче требуется разработать алгоритм управления исполнителем Робот КУМИР или Робот NXT.

Так, например, Роботу КУМИР может быть дано задание пройти лабиринт, обходя препятствия и закрашивая по пути, отмеченные заранее клетки, а Роботу NXT – осуществить кольцевые гонки или парковку автомобиля. Решение задачи, как правило, заключается в составлении программы для данного исполнителя.

Обращается внимание на отличия между формальными и неформальными исполнителями, приводятся примеры, в которых демонстрируется разница между формальным и неформальным исполнением алгоритма.

Освоение материала осуществляется при работе с графическим исполнителем и элементами робототехники. Они обеспечивают наглядность, облегчающую восприятие учебного материала. Формирование алгоритмического мышления продолжается в процессе создания и выполнения алгоритмов. Учащиеся овладевают алгоритмическим и логическим мышлением, приобретают навыки самостоятельного исследования, развивают интуицию и управленческую деятельность.

Изучение данного курса развивает: ясность и чёткость мышления; способность предельно уточнять предмет мысли; внимательность, аккуратность, обстоятельность, убедительность в суждениях; умение абстрагироваться от конкретного содержания и сосредоточиться на структуре своей мысли.

Рекомендуемые формы и методы проведения занятий:

Изложение материала может осуществляться с использованием словесных и наглядных методов: рассказ, беседа, демонстрация компьютерных презентаций, ЦОР и Интернет - публикаций.

Разнообразие форм занятий способствует повышению интереса у учащихся. Уроки в форме игры, практических заданий, применение дифференцированных заданий, организация конкурсных и соревновательных заданий способствуют формированию интереса и созданию положительного эмоционального отношения учащихся к работе.

Основные формы организации занятий:

• лекционно-практические занятия;
• самостоятельные работы;
• учебные проекты.

Изучение курса предполагает постоянную практическую деятельность по решению задач, разработке алгоритмов, написанию, тестированию и отладке алгоритмов управления исполнителями. Применение практических умений позволяет учащимся проявить креативность, изобретательность, развить организаторские и управленческие способности.

Продуктом данного курса является творческий проект управления исполнителем Робот КУМИР и Робот NXT по разработанному учащимися алгоритму управления.
«Простой способ определения вашего предназначения: алгоритмы - не ваше предназначение, всё равно ваше время не будет потрачено зря – ведь алгоритмы окружают нас всюду, а компьютерные алгоритмы – всего лишь их разновидность».

Список литературы:

1. Алгоритм. Способы описания алгоритма. Учебно-методическое пособие для учителей информатики / Сост.: Е.А. Пархоменко, Ю.В. Сюбаева – Коломна: Лицей № 4, 2005
2. Бешенков С.А. Ракитина Е.А. Матвеева Н.В. Непрерывный курс информатики. – М.: «Бином», 2008
3. Власов В.К., Королев Л.Н., Сотников А.Н. Элементы информатики. – М.: Наука, 1988
4. Ершова С.Г., Пунько Д.И.. Основы алгоритмизации. Минск, 1997 г.
5. Заг А.В. Как определить уровень мышления школьников.
6. Звонкин А.К., Кулаков А.Г., Ландо С.К., Семенов А.Л., Шень А.Х. Алгоритмика – М.: Дрофа, 1997
7. Касаткин В. Н. Информация, алгоритмы, ЭВМ: Пособие для учителя. - М.: Просвещение, 1991
8. Копаев О. В.. Алгоритм, как модель алгоритмического процесса. К.: НПУ им. М. П. Драгоманова, 2003
9. Сенько Ю. В. Формирование научного стиля мышления учащихся. - М.: Знание, 1986
10. Формирование алгоритмической культуры как нормативная цель обучения информатике в средней школе. Лучко Л.Г., Омский государственный педагогический университет, г. Омск. ИТО-97/Секция A
11. http://afanasova-mila.narod.ru
12. http:// art_algmimd.pdf
13. http:// forcoder.ru/algorithm/ algorithm-vvodnyy-kurs-1296