Теория алгоритмизации обучения. Алгоритмизация обучения. Сущность программированного обучения

В связи с развитием программированного обучения в теорию и практику вошло понятие алгоритма, алгоритмизации обучения. Алгоритм в дидактике - это однозначно понимаемое предписание к выполнению строго последовательных операций с учебным материалом, приводящее к решению задачи или класса задач . Для учителя должно быть ясно, что алгоритм лежит в основе обучающей программы алгоритмического типа (таких сейчас большинство). Важно, однако, что и в других видах обучения учитель может использовать обучение по алгоритму, создавая для учащихся алгоритмы, предписания к усвоению знаний, правил, решению задач, выполнению упражнений, практических работ. Например, алгоритм по сложению двух положительных чисел, нахождению общего знаменателя и многие другие в математике. Вот пример алгоритма по распознаванию видов простых предложений при изучении синтаксиса. Анализируя предложение, ученик должен последовательно отвечать на вопросы (см. Схему 4).

Схема 4

Применение алгоритмов в обучении дает возможность строже управлять действиями учеников и, следовательно, эффективнее достигать результатов, но при определенных условиях. Успех работы учеников с алгоритмами зависит от исходных предметных знаний и умений, а также от мыслительных навыков, необходимых для проведения логически последовательных действий, и ряда других факторов.

Алгоритмы для учащихся бывают разных уровней: одни рассчитаны на усвоение конкретного материала (как в приведенном примере), другие обеспечивают решение класса задач, третьи предписывают действия учения, усвоения. Имеются и алгоритмы для учителя, описывающие его действия по разработке конкретного процесса обучения.

Блочное обучение

Идеи программированного обучения находят в настоящее время применение в концепциях блочного и модульного обучения. Идея блочного обучения состоит в такой организации учебного материала, которая обеспечивала бы баланс между четкими предписаниями программы и свободой действий ученика, что делает программу гибкой и даже получило название «полупрограммирование». Блочное программирование обеспечивает ученикам разнообразные интеллектуальные операции и оперативное использование приобретаемых знаний при решении определенных задач. Польский дидакт Ч. Куписевич, создатель блочного обучения, выделяет такие блоки обучающей программы. Информационный блок; затем тестово-информационный (проверка усвоенного); затем коррекционно-информационный (в случае неверного ответа - дополнительное обучение); далее - проблемный блок: решение задач на основе полученных знаний; затем также блок проверки и коррекции. На схеме это выглядит так:

Схема 5

Модульное обучение (как развитие блочного) - такая организация процесса учения, при которой учащийся работает с учебной программой, включающей в себя модули (блоки): целевой, информационный, операционный, то есть методическое руководство по достижению целей обучения, блок проверки знаний. Такой тип управления обучением разрабатывается в основном для высшей школы и обучения взрослых.

Современные коммуникационные средства позволяют создавать сложные электронные системы обучения, телекоммуникационные сети, которые в перспективе обладают большими дидактическими возможностями. В частности, идет разработка интерактивных программ, в которых обучаемый работает в диалоговом режиме со сложными информационными системами, базами данных, экспертными системами, выполняющими дидактические функции. В настоящее время носителем обучающей программы является компьютер. Учителя и ученые, методисты, дидакты имеют возможность создавать разнообразные учебные программные продукты для компьютерного, электронного обучения. Вот некоторые типы продуктов (на первом месте - наиболее многочисленные, далее - в порядке убывания): тренировка умений, учебно-ознакомительные упражнения, учебно-познавательные игры, упражнения на заучивание, моделирование, освоение понятий.

История программированного обучения показала, что оно не нашло широкого применения в средней и высшей школе, на которое в свое время возлагались большие надежды. Это понятно! Образовательный процесс невозможен без живого человеческого общения учеников с живым учителем, которого нельзя заменить машиной. Использование описанных в данной главе «технологизированных» методов и приемов работы может быть лишь ограниченным и осуществляется в сочетании с другими подходами: в рамках дистанционного обучения, частично как элемент проблемного обучения, как один из способов реализации принципа информатизации образования и т.п.

Таковы основные модели обучения, получившие разную степень распространения в современной школьной практике.

В связи с развитием программированного обучения в теорию и практику педагогической деятельности вошло понятие алгоритма , алгоритмизации обучения. В дидактике алгоритм – это однозначно понимаемое предписание к выполнению строго последовательных операций с учебным материалом, приводящее к решению задачи или класса задач. Алгоритм лежит в основе обучающей программы алгоритмического типа (таких сейчас большинство), однако учитель может использовать обучение по алгоритму и в других видах обучения, создавая для учащихся алгоритмы, предписания к овладению знаниями, правилами, решению задач, выполнению упражнений, практических работ (например, в математике – алгоритм по сложению двух положительных чисел, нахождению общего знаменателя и др.). На рис. 7.4 приведен пример алгоритма по распознаванию видов простых предложений при изучении синтаксиса. Анализируя предложение, ученик должен последовательно отвечать на вопросы.

Рис. 7.4.

Применение алгоритмов в обучении дает возможность учителю строже управлять действиями учеников и, следовательно, эффективнее достигать результатов, но при определенных условиях: успех работы учеников с алгоритмами зависит от исходных предметных знаний и умений, а также от мыслительных навыков, необходимых для проведения логически последовательных действий, и ряда других факторов.

Блочное и модульное обучение

Как развитие идей программирования в обучении рождается блочное, затем и модульное обучение. Идея блочного обучения состоит в такой организации учебного материала, которая обеспечивала бы баланс между четкими предписаниями программы и свободой действий ученика, что делает программу гибкой, поэтому данный вид обучения иногда называют полупрограммированным. Блочное программирование обеспечивает ученикам разнообразие интеллектуальных операций и оперативное использование приобретаемых знаний при решении определенных задач. Создатель блочного обучения, польский дидактик Чеслав Куписевич, выделяет такие блоки обучающей программы: 1) информационный; 2) тестово-информационный (проверка усвоенного); 3) коррекционно-информационный (в случае неверного ответа – дополнительное обучение); 4) проблемный (решение задач на основе полученных знаний); 5) блок проверки и коррекции.

Модульное обучение (как развитие блочного) предусматривает такую организацию процесса учения, при которой учащийся работает с учебной программой, включающей в себя модули (блоки): целевой, информационный, операционный, т.е. методическое руководство но достижению целей обучения, а также блок проверки знаний. Подобный тип управления обучением разрабатывается в основном для высшей школы и обучения взрослых, хотя возможно его применение и в средней школе.

Современные коммуникационные средства позволяют создавать сложные электронные системы обучения, телекоммуникационные сети, которые в перспективе обладают большими дидактическими возможностями. В частности, идет разработка интерактивных программ, в которых обучаемый работает в диалоговом режиме со сложными информационными системами, базами данных, экспертными системами, выполняющими дидактические функции. В настоящее время носителем обучающей программы является компьютер. Учителя и ученые, методисты, специалисты-дидактики имеют возможность создавать разнообразные учебные программные продукты для компьютерного, электронного обучения, такие как тренировка умений, учебно-ознакомительные упражнения, учебно-познавательные игры, упражнения на заучивание, моделирование – освоение понятий.

История программированного обучения показала, что хотя период веры в его неограниченные возможности прошел, программированное обучение на основе развивающейся техники имеет большие перспективы, в особенности в сочетании с другими подходами: традиционным, проблемным и дистанционным обучением, информационными технологиями. Концепция программ, управляющих обучением, является плодотворной дидактической основой для создания современных обучающих систем.

Дистанционное (дистантное) обучение . Под дистанционным обучением понимается целенаправленный процесс интерактивного взаимодействия обучающих и обучающихся между собой и со средствами обучения, инвариантный (индифферентный) к их расположению в пространстве и времени, который реализуется в специфической педагогической системе. Иногда термин "дистанционное обучение" употребляется для обозначения форм обучения, которые существовали задолго до появления компьютеров. Заочное, корреспондентское, домашнее обучение, экстернат – эти типы обучения претендуют на название дистантного, поскольку обозначают обучение на расстоянии, дистанции. Учитывая это обстоятельство, конкретизируя понятие дистанционного обучения, данное выше, попытаемся сформулировать его следующим образом: дистанционное обучение – это обучение с помощью средств телекоммуникаций, при котором удаленные друг от друга субъекты обучения (ученики, студенты, преподаватели, модераторы и др.) осуществляют образовательный процесс, сопровождающийся созданием образовательной продукции и их внутренними изменениями (приращениями). Современное дистанционное обучение осуществляется, в основном, с помощью технологий и ресурсов Интернета.

В основе дистанционного обучения заложен принцип самообучения . Реализация его всецело зависит от самоорганизации обучающимися самостоятельной познавательной деятельности, т.е. учения, а для этого, как справедливо отмечается в работах исследователей дистанционного обучения (E. С. Полат, А. Е. Петрова, А. В. Хуторской и др.), обучаемый должен владеть умениями:

– самостоятельно приобретать знания, пользуясь разнообразными источниками информации;
– работать с этой информацией в удобное для него время;
– отбирать, конструировать необходимые и достаточные способы познавательной деятельности, адекватные целям и задачам учения;
– применять добытые и усвоенные знания в ходе решения разнообразных реальных проблем социальной и профессиональной значимости;
– взаимодействовать с преподавателем по наиболее значимым и сложным вопросам усваиваемого фрагмента учебного курса;
– постоянно в ходе работы над учебным курсом возвращаться к пройденному, изучая его каждый раз с новых позиций и более глубоко.

Спецификой учения в дистанционном обучении является его ориентированность на решение конкретных дидактических задач: поиск знаний, их осмысление и закрепление; формирование и развитие практических навыков, а также интеллектуальных, организаторских и гностических умений; дальнейшее обобщение и систематизация знаний по мере продвижения обучающегося от низшей ступени своего становления как специалиста, профессионала к высшей. Вот почему с позиции преподавателя, его функций в системе дистанционного обучения самостоятельная работа выступает для него и для обучающегося как средство организации, педагогического руководства, управления учебно-познавательной деятельностью (учением) учащихся, которую они осуществляют в общей структуре процесса дистанционного обучения, основанного на интерактивном телевидении (two-way TV), компьютерных телекоммуникационных сетях (региональных, глобальных), сочетании технологий компакт-дисков и интернет-технологий.

Чтобы подобная система организации и самоорганизации учебной работы в процессе дистанционного обучения могла нормально функционировать, обучающемуся – вначале на уровне теоретических представлений – следует уяснить:

а) цели деятельности , т.е. конечные результаты, которых он должен достичь в процессе изучения данной дисциплины в заданное ему время (конечное состояние приобретаемого опыта);
б) формы и способы контроля , которые позволяют ему оценить степень достижения цели, а также ориентиры, на которые следует опираться при выборе стратегии и тактики учебно-познавательной деятельности. Кроме того, необходимо иметь соответствующие программы, организующие осознанную познавательную деятельность обучающегося по овладению запланированными знаниями и умениями, предоставляющие ему в оптимальном объеме всю необходимую информацию о содержании и эталонах учебной деятельности с учетом психолого-педагогических особенностей восприятия этой информации;
в) мотивационный настрой, интерес и убежденность в значимости и необходимости приобретения указанных знаний и умений, которые побуждали бы его к активной деятельности и обеспечивали функционирование каналов внутренней и внешней обратной связи.

Заинтересованность, самостоятельность, сознательность и активность обучающихся в процессе дистанционного обучения в значительной степени зависят от характера и организованности их деятельности; от форм и методов контроля, самоконтроля, а порой и взаимоконтроля; от тех результатов и отношений к ним, к которым учащиеся приходят в процессе обучения. И чем лучше сконструирована и систематизирована совокупность знаний, подлежащих усвоению, чем в большей степени обучаемым ясны цели изучения и значимость овладения данной системой знаний и умений, тем лучше и прочнее эти знания усваиваются, а умения вырабатываются. При разработке программ дистанционного обучения преподаватель должен оценить, какие знания, с какой целью и в какой степени он предполагает сформировать у обучающихся в результате изучения ими данного материала. Для этого необходимо учесть особенности отдельных видов учебных занятий и определить совокупность различных видов деятельности субъектов обучения, которая обеспечит достижение поставленных целей при формировании умственных и психических качеств обучаемых. Важнейшую роль при этом играют установление последовательности действий обучаемых, структура операционного состава действий (определение исполнительских, оценочных и особенно ориентировочных действий), поиск и нахождение способов усиления мотивации обучаемых.

Развитие дистанционного (дистантного) обучения обусловлено целым рядом его преимуществ и возможностей. Прежде всего, это более гибкие условия образования для детей, которые не смогли или не могут осуществить его обычным путем из-за удаленности от квалифицированных учебных заведений или вследствие физических недостатков, индивидуальных особенностей и потребностей. Дистанционное обучение способно удовлетворить дополнительные личностные образовательные потребности учеников. Талантливый ученик сельской школы, студент периферийного вуза и т.д. может, например, одновременно учиться дистантно у высококвалифицированных специалистов, находящихся в любой точке страны и мира, не покидая своего места жительства. С помощью электронных сетей ученик из любого города, поселка или деревни имеет доступ к сокровищам мировой культуры и науки, может учиться в престижных университетах мира.

Доминантой дистанционного обучения выступает личностная продуктивная деятельность учащихся, выстраиваемая с соответствующими личными интересами и запросами, потребностями ученика с помощью современных средств телекоммуникаций. Этот подход предполагает интеграцию информационных и педагогических технологий, обеспечивающих интерактивность взаимодействия субъектов образования и продуктивности учебного процесса. Обмен и пересылка информации играют в данном случае роль вспомогательной среды для организации продуктивной образовательной деятельности учащихся. Параллельно с созданием учениками образовательных продуктов происходят их внутренние образовательные личностные приращения. Личностный, креативный и телекоммуникативный характер образования – основные черты дистанционного обучения.

Опыт использования интернет-ресурсов в обучении выявил проблему информационного перенасыщения и дезорганизации обучающегося, который неподготовлен к продуктивной деятельности. Для борьбы с этими явлениями ученик, входящий в океан интернет-информации, должен уметь не только усваивать, но и создавать собственную образовательную продукцию. Креативная позиция ученика, предупреждающая "впитывание" им экологически неотфиль- троваиной информации, – необходимое условие личностно- ориентированного дистанционного образования. С целью реализации данной направленности в дистанционном обучении определены следующие педагогические принципы : – продуктивная ориентация обучения;

– индивидуализация обучения;
– открытость содержания образования и учебного процесса;
– приоритет деятельностного содержания перед информационным;
– интеграция педагогических и телекоммуникационных технологий;
– оптимальное сочетание очных и дистанционных форм деятельности учащихся;
– деятельностные критерии оценки.

Проверке должны подлежать не информационные, а деятельностные результаты обучения. В этом случае очный зачет или дистанционный экзамен для учащихся строится на рефлексивных вопросах и заданиях типа: "Опишите способы достижения полученных вами результатов". Подобная система контроля оценивает не столько материализованный продукт учащегося, например реферат, который может быть взят из "коллекции рефератов", а личную деятельность ученика, характеризующую его внутренние образовательные приращения.

При написании данного раздела использован материал доктора педагогических наук, члена-корреспондента РАО А. В. Хуторского.

Программированное обучение - это обучение с помощью программированного материала, реализуемое посредством обучающего устройства (обучающей машины или программированного учебника). Оно решает задачу оптимизации управления процессом усвоения знаний и умений.

Возникновение программированного обучения соотносится с именем Б.Ф. Скиннера, который в 1954 г. призвал педагогическую общественность повысить эффективность преподавания за счет управления этим процессом.

Бёррес Фредерик Скйннер (1904-1990) - американский психолог и писатель. Внес огромный вклад в развитие и пропаганду бихевиоризма - психологии поведения. Скйннер наиболее известен как автор теории оперантного научения, в меньшей степени - благодаря художественным и публицистическим произведениям, в которых он продвигал идеи широкого применения развиваемых в бихевиоризме техник модификации поведения (например, программированного обучения) для улучшения общества, как форму социальной инженерии.

Категория управления рассматривается в качестве центральной для программирования. Учение осуществляется как четко управляемый процесс, так как изучаемый материал разбивается на мелкие, легко усваиваемые фрагменты. Они последовательно предъявляются ученику для усвоения. После изучения каждой порции материала следует проверка степени усвоения. Если усвоена, - переходят к следующей. Это и есть «шаги» обучения: предъявление, усвоение, проверка.

В основе программированного обучения лежат дидактические принципы последовательности, доступности, систематичности, самостоятельности. Эти принципы реализуются в ходе выполнения обучающей программы - главного элемента программированного обучения. Обучающая программа представляет упорядоченную последовательность задач. Программы бывают линейные, разветвленные, смешанные. В основе хронологически первой формы программирования - линейной, - по Б.Ф. Скиннеру, лежит бихевиористское понимание научения как установления связи между стимулом и реакцией. Правильный шаг обучающегося в этой форме обучения подкрепляется, что служит сигналом дальнейшего выполнения программы.

Разветвленное программирование (Н. Кроудер) отличается от линейного множественностью (и многократностью) выбора шага. Оно ориентировано не столько на безошибочность действия, сколько на уяснение учителем (да и самим обучающимся) причины, которая может вызвать ошибку. Соответственно, разветвленное программирование требует умственного усилия обучающегося. Подтверждение правильности ответа является обратной связью, а не только положительным подкреплением (по закону эффекта). Разветвленная программа может представлять собой большой текст, содержащий много ответов на вопрос к тексту. Предлагаемые в «рамках» развернутые ответы либо здесь же оцениваются как правильные, либо отклоняются, и в том и другом случае сопровождаются полной аргументацией. Если ответ неправилен, то обучающемуся предлагается вернуться к исходному тексту, подумать и найти другое решение. Если ответ правильный, то далее предлагаются уже по тексту ответа следующие вопросы, и т. д.

Программированное обучение в начале 1970-х годов получило новое преломление в работах Л.Н. Ланды, который предложил алгоритмизировать этот процесс.

Лев Наумович Ланда (1927-1999) - известный российский психолог, автор отечественной теории программированного (адаптивного) обучения, ввел в психологию понятие алгоритма умственных действий. Он возглавлял комиссию по программированному обучению при Совете по кибернетике АН СССР, руководил секцией программированного обучения в Педагогическом обществе РСФСР. Его идеи нашли широкое распространение во всем мире.

При алгоритмизированном обучении в содержании обучения выделяются учебные алгоритмы. Алгоритм, по Л.Н. Ланде, есть правило, предписывающее последовательность элементарных действий (операций), которые в силу их простоты однозначно понимаются, исполняются всеми. Алгоритм - это система указаний (предписаний) об этих действиях, о том, какие из них и как надо производить.

Таким образом, алгоритмический процесс представляет собой систему действий с объектом. Алгоритмы служат предметом усвоения для учеников и средством обучения, показывающим, какие действия и в какой последовательности нужно выполнить, чтобы усвоить новые знания. Одним из преимуществ алгоритмизации обучения является возможность формализации этого процесса и его модельного представления, поскольку алгоритмы представляют собой пошаговую программу деятельности учения и преподавания.

Ниже приводится пример Л.Н. Ланды предписания-алгоритма как модели процесса решения задачи (расстановка знаков препинания в предложении).

Достоинства программированного и алгоритмизированного обучения: создается возможность индивидуального подхода к ученикам в условиях массового обучения; осуществляется непрерывная обратная связь от ученика к учителю; ученик постоянно поддерживается в состоянии активной деятельности. Недостатки: не всякий материал поддается пошаговой обработке, ограничивается умственное развитие ученика репродуктивными операциями; отсутствует творчество в учебной деятельности; возникает дефицит общения и эмоций в обучении.

В современной школе в связи с компьютеризацией возможно разнообразное применение элементов программированного обучения. Это и отработка отдельных учебных действий в соответствии с заданным алгоритмом, и работа в компьютерных классах по обучающей программе, и особые системы контроля знаний и т. д.

Поскольку программированное обучение обеспечивает индивидуальный темп, его полезно использовать при индивидуализации обучения в классе, организации учебной деятельности неуспевающих школьников.

Алгоритмизация процесса обучения в начальной школе.

Введение

Глава 1. Теоретические основы алгоритмизации процесса обучения младших школьников.

1.1. Алгоритмизация обучения

1.3. Алгоритм и его основные виды

Выводы по I главе

Глава 2.Практическая часть:

Алгоритмы на разных типах уроков в начальной школе.

Заключение.

Литература.

Введение

Важнейшей задачей педагогической науки является совершенствование планирования процесса обучения в целом и повышение эффективности управления познавательной деятельностью учащихся.

Поиски оптимальных путей управления обучением вылились в создание новой системы учебной работы, названной программированным обучением, одной из составляющих которого является алгоритмизация.

Разработкой программирования и алгоритмизации в обучении занимались такие ученые, как П. Я. Гальперин, Л. Н. Ланда, Н. Ф. Талызина. В своих работах и исследованиях они доказывали эффективность программированного обучения и алгоритмизации.

Глава 1. Теоретические основы алгоритмизации процесса обучения младших школьников

1.1. Сущность программированного обучения

Программированное обучение – это система последовательных действий (операций), выполнение которых ведет к заранее запланированному результату..

Программированное обучение в конце 60-х - начале 70-х гг. получило новое развитие в работах Л.Н. Ланды, который предложил алгоритмизировать этот процесс.

Алгоритм есть правило (обратное утверждение неправомерно), предписывающее последовательность элементарных действий (операций), которые в силу их простоты однозначно понимаются, исполняются всеми; это система указаний (предписаний) об этих действиях, о том, какие из них и как надо производить. Алгоритмический процесс - это система действий (операции с объектом), он есть не что иное, как последовательное и упорядоченное выделение в том или ином объекте определенных его элементов. Одним из преимуществ алгоритмизации обучения яв ляется возможность формализации и модельного представлении этого процесса.

П. Я. Гальперин поставил перед обучением принципиально новые задачи: описать любое формируемое действие совокупностью его свойств, подлежащих формированию; создать условия для формирования этих свойств; разработать систему ориентиров, необходимых и достаточных для управления правильностью формирования действия и избегания ошибок. П.Я.Гальперин разграничил две части осваиваемого предметного действия: его понимание и умение выполнить. Первая часть играет роль ориентировки и названа ориентировочной, вторая - исполнительной. П.Я.Гальперин придавал особое значение ориентировочной части, считая ее и «управляющей инстанцией»; позднее он назовет ее «штурманской картой».

1.2. Алгоритмизация обучения

Среди психологических исследований, направленных на совершенствование учебного процесса, важное место принадлежит разработке способов алгоритмизации обучения. Всякий мыслительный процесс состоит из ряда умственных операций. Чаще всего многие из них не осознаются, а иногда о них просто не подозревают. Психологи подчеркивают, что для эффективного обучения эти операции надо выявить и специально им обучать. Это не менее необходимо, чем обучение самим правилам. Без овладения операционной стороной мышления знание правил сплошь и рядом оказывается бесполезным, ибо ученик не в состоянии их применить.

Под алгоритмом обычно понимают точное, общепонятное описание определенной последовательности интеллектуальных операций, необходимых и достаточных для решения любой из задач, принадлежащих к некоторому классу..

Обучение алгоритмам можно производить по-разному. Можно, например, давать учащимся алгоритмы в готовом виде, чтобы они могли их просто заучивать, а затем закреплять во время упражнений. Но можно и так организовать учебный процесс, чтобы алгоритмы «открывались» самими учащимися. Этот способ, наиболее ценный в дидактическом отношении, требует, однако, больших затрат времени. Сначала учебные алгоритмы разрабатывались главным образом на материале грамматики русского языка, затем в «орбиту» алгоритмического подхода стали включаться другие учебные предметы.

Высказывается опасение, что обучение алгоритмам может привести к стандартизации мышления, к подавлению творческих сил детей. Но, отвечают сторонники алгоритмизации, надо воспитывать не только творческое мышление. Огромное место в обучении занимает выработка различных автоматизированных действий - навыков. Эти навыки - необходимый компонент творческого процесса, без них он просто невозможен. Далее, обучение алгоритмам не сводится к заучиванию их. Оно предполагает и самостоятельное открытие, построение и формирование алгоритмов, а это есть творческий процесс. Таким образом, алгоритмизация может быть прекрасным средством обучения творческому мышлению. Наконец, алгоритмизация охватывает далеко не весь учебный процесс, а лишь те его компоненты, где она представляется целесообразной.

Неосновательно и мнение, что алгоритмы представляют собой некоторый сверхпрограммный материал, осложняющий учебный процесс. Дополнительная нагрузка и трудности для учащихся создаются не тогда, когда в их умственную деятельность вносится определенный порядок и система, а когда эти порядок и система отсутствуют.

1.3. Алгоритм и его основные виды.

К алгоритмам предъявляются требования:

однозначности предписываемых действий и операций;

результативности, предполагающей, что при выполнении конечного числа операций будет получен искомый результат;

массовости, означающей, что алгоритм применим к решению целого класса задач.

Алгоритм - такое предписание, которое определяет содержание и последовательность операций, превращающих исходные данные в искомый результат .

Согласно теории В.П.Беспалько, основными свойствами алгоритма являются:

1 .Определенность (простота и однозначность операций).

2.Массовость (приложимость к целому классу задач).

3.Результативность (обязательное подведение к ответу).

4.Дискретность (членение на элементарные шаги)".

Таким образом, алгоритмом обучения называют такое логическое построение, которое вскрывает содержание и структуру мыслительной деятельности ученика при решении задач данного типа и служит практическим руководством для выработки навыков или формирования понятий.

В процессе обучения существуют такие разновидности алгоритмов:

Алгоритмы поиска, которые обеспечивают правильное вычленение признаков и безошибочное, быстрое выявление в тексте тех мест, где надо применять один из разрешающих алгоритмов;

Разрешающие алгоритмы, служащие разграничению сходных написаний, категорий и форм.

Разрешающие алгоритмы строятся по принципу задач с одним или несколькими альтернативными вопросами. Алгоритмы разрешения разнородны по объему: от 3-4 шагов до 30-40 и более.

Алгоритм с широким охватом правил можно назвать обобщающими. Они обобщают серию однородных правил. Основное преимущество обобщающих алгоритмов состоит в том, что они помогают с самого начала изучения материала формировать правильные и полные обобщения, учат школьников тому, как наиболее экономно и правильно находить ответ при решении учебно-познавательных задач. Эффективность использования обобщающих алгоритмов в значительной степени определяется их простотой и доступностью, уровнем сходства всех способов описания моделей в общей цепочке: правило - алгоритм - схема устного рассуждения образцы устного рассуждения, графическая фиксация умственных действий.

Выводы по главе.

1. Программированное обучение - система учебной работы с преимущественно опосредованным программным управлением познавательной деятельностью учащихся.

2. Программное обучение является качественно новой дидактической системой. Она возникает на стыке кибернетики и педагогики. Программированное обучение использует кибернетические принципы для управления педагогическим процессом.

3. Появление идей программированного обучения привело к необходимости явного выделения в содержании обучения учебных алгоритмов (их часто называют алгоритмическими предписаниями). Учебные алгоритмы служат предметом усвоения для учащихся, а часто и средством обучения, показывающим какие действия и в каком порядке должны выполнять учащиеся, чтобы усвоить знания.

4. Выявление или построние в содержаниии и процессе обучения алгоритмов и представления их в какой-либо форме пошаговой программы деятельностью учения или преподавания называется алгоритмизацией обучения. В деятельности учащихся в прцессе учения и учителей в процессе преподования можно различать два принципиально различных способа решения возникающих в этих прцессах задач: алгоритмический. Когда субъект выполняет свою деятельность в соответствии с известным ему алгоритмом, определяющим четкую последовательность элеметнатрных для данного субъекта операций по решению любой задачи из класса; эвристический, когда главная составная часть его деятельности состоит в поисках плана или метода решения данной задачи. Как правило эти два способа деятельности в обучении не различаются и осуществляются в совметном едином процессе.

5. Психологическое значение алгоритмизации обучения состоит в том, что она способствует явному различению учащимися содержательной и операциональной сторон изучаемых знаний и овладению общим способом решения широкого класса задач, а также явному выделению из процесса овладения умственными действиями ее ориентировочной основы, благодаря чему значительно повышается эффективность обучения.

Глава 2. Практическая часть.

Алгоритмы на разных типах уроков.

В начальных классах в методической работе используются правила, которые эффективны в случае их точного, уместного и быстрого применения. Существует следующая классификация правил:

1.Правило - указание или запрещение.

Оно не требует рассуждения и сложного действия. Пример такого правила - правописание гласных после шипящих: "жи", "ши","ча", "ща", "чу", "щу". Алгоритм его состоит из одного действия - "шага".

2.Правило - результат наблюдения над языком.

Оно соединяет в себе и грамматическое и орфографическое наблюдение. Пример такого правила: "Общая часть родственных слов называется корнем. Общая часть родственных слов пишется одинаково." (2 класс)

3.Правило - указание для выбора написания из двух предполагаемых написаний.

Для выбора необходимы рассуждения, нужна опора либо на значение слова, либо на разбор слова, на грамматический или фонетический анализ. Правило данного типа имеет свой алгоритм - не менее двух действий - "шагов". Пример: "Имена, отчества и фамилии пишутся с большой буквы."(2 класс)

4.Грамматические правила (определения).

Такие правила орфографических указаний не содержат, но создают грамматическую основу для орфографии. Грамматические правила имеют свои алгоритмы, подчас весьма сложные - из 3-5 шагов. Пример алгоритма: распознавание приставки с целью ее правильного написания.(3 класс) 1 шаг: Найти в слове корень. 2 шаг: Определить, есть ли в слове приставка, назвать ее. 3 шаг: Определить, какое слово образовано с помощью приставки, от какого слова образовано? 4 шаг: Проговорить приставку отчетливо - по буквам. За-

помнить: она пишется всегда одинаково (4 шаг-орфографический).

5.Правило - предписание к выполнению действия.

Правило не указывает написания или его вариантов, а показывает прием проверки. Алгоритмы правил 5-й группы наиболее сложны, например, по проверке безударной гласной в корне: 1 шаг: Проверить, в какой части слова находится проверяемая гласная буква. 2 шаг: Еще раз проверить, безударный ли звук она обозначает (найти в слове ударяемый слог). 3 шаг: Подобрать к слову несколько родственных слов или изменить форму этого слова.

4 шаг: Сравнить проверяемое слово и проверочное. Определить правильное написание. 5 шаг: Написать слово, проверить написанное.

Правила могут быть усвоены школьниками в готовом виде, по учебнику, но могут быть выведены самими учащимися индуктивным путем. Например, перед учащимися ставится проблема: " У Коли собачка, она такая кругленькая, он ее назвал Шарик." "Как же надо написать слово "Шарик", кличку собаки, чтобы сразу отличить от слова "шарик"-игрушка?" Первоклассники догадываются: "Пишется с большой буквы!"

Что пишется с большой буквы?

Клички животных, имена людей.

Затем правило "выверяют" по учебнику и запоминают.

Работа с орфографическим правилом способствует умственному развитию учащихся, ибо она требует постоянного анализа и синтеза, сопоставлений и противопоставлений, обобщения и конкретизации, рассуждений и доказательств.

Заключение.

Одной из предпосылок для использования приема алгоритмизации в обучении является учение П. Я. Гальперина об ориентировочной основе умственных действий.

Слабость существующих методик, по мнению П. Я. Гальперина, заключается в том, что знания, навыки усваиваются не в процессе действия, не через посредство рационально организованных действий, а больше как произвольное, механическое запоминание или как длинная цепь проб и ошибок. Однако есть возможность для построения и иной методики, при которой школьники будут учиться в результате действия, и в каждый данный момент будет точно знать, что и как делать.

Итак, одним из компонентов информационной культуры выступает алгоритмическое мышление, основным инструментом которого является процесс алгоритмизации - создания алгоритмов.

Для формирования умения составлять алгоритмы детей нужно научить: находить общий способ действия; выделять основные, элементарные действия, из которых состоит данное; планировать последовательность выделенных действий; правильно записать алгоритм.

Основными моментами в работе с опорой на алгоритмы являются:

подготовительные упражнения, создающие базу для успешной работы с алгоритмами; подведение учеников к пониманию алгоритма, его структуры и техники применения; тренировка в пооперационном применении алгоритма;

самостоятельная работа учащихся по применению алгоритма;

Применение алгоритмов способствуют умственному развитию и формированию логического мышления младших школьников.

Литература

Амонашвили Ш. А. Воспитательная и образовательная функция оценки учения школьников./Ш. А. Амошошвили - М., 1984.,с.427

Амонашвили Ш. А, Обучение. Оценка. Отметки. / Ш. А Амонашвили - М.:Знание, 1980.с. 376

Амтаниус М. Психолого-педагогические основы контроля в учебном процессе. / М Амтаниус - М.: Изд-во МГУ, 1978, с.184

Баранов С. П. Принципы обучения. - М.: Просвещение, 1981.с.354

Беспалько В. П. Слагаемые педагогической технологии. / В. П. Баранов - М.: Педагогика, 1989.

Берг А.И. Кибернетика и обучение // Природа. - 1966. - №11. – с.34

Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. /В.П. Беспалько - М., 1995.

Беспалько В.П. Программированное обучение. Дидактические основы. / В.П. Беспалько - М-,1971.с.34.

Беспалько В.П. Элементы теории управления процессом обучения. /В.П Беспалько - М.,1971.с.132.

Болдырев Н. И.. Педагогика. / Н. И Болдырев - М.: Просвещение, 1968.с.147

Болотпина Л. Р. Педагогика. / Л. Р Болотпина - М.: Просвещение, 1987 с.261.

Воронцов А.Б. Некоторые подходы к вопросу контроля и оценки учебной деятельности учащихся // Начальная школа, 2003 - № 7.- с.25

Гальперин П.К. К теории программированного обучения. /П.К Гальперин - М.,1967.

Лайда Л. Н. Алгоритмизация в обучении. / Л. Н. Лайда - М.: Просвещение, 1966.

Молибог А.Г. Программированное обучение. / А.Г. Молибог - М., 1967.

Педагогика / Под ред. П.И.Пидкасистого. / - М.: РПА, 1996.

Пеннер Д. И. и др. О методике составления программированных заданий // Физика в школе. -1973. - № 2 –с.76.

Розенберг Н.М. Информационная культура в содержании общего образования // Советская педагогика. - 1991. - №3. – с.24.

Селевко Г. К. Современные образовательные технологии. / Г. К Селевко – М., 1998- с.256

Талызина Н.Ф. Контроль и его функции в учебном процессе - /Советская педагогика -1989. - №3. – с.5.

Талызина Н.Ф. Управление процессом усвоения знаний. / Н.Ф Талызина. - МГУ, 1975.с.97.

Талызина Н.Ф. Формирование познавательной деятельности младших школьников. / Н.Ф Талызина - М., 2002 c .348

В учебной работе вообще и обучающей деятельности преподавателя в частности, встречаются учебные задачи двух видов: традиционные, аналогичные тем, которые уже многократно решали одними и теми же способами и всегда точно в той же последовательности, и задачи другой группы, которые приходится решать не в традиционных, привычных ситуациях, а в условиях необычных. Решение такой задачи многовариантно. Оно не имеет аналогов в предыдущей деятельности: все надо делать заново, т.е. творить, отсюда и название: творческая задача. В реальной практике преподавателя встречаются обе группы задач. Остановимся на характеристике первой группы: традиционных методов обучения решения учебных задач.

Что даёт алгоритмизация

Если внимательно присмотреться к решению учителем на уроке учебных задач, то можно заметить точную и строгую последовательность большинства обучающих действий, операций и приемов. Учитель дает строго последовательные предписания по выполнению той или иной операции, которые получили название алгоритмов. Алгоритм - это понятие математики, кибернетики- система решения задач (математических и других), предписывающая строго точную последовательность операций, приводящих к одинаковому результату. При этом и исходные данные должны быть однозначными, т.е. не допускать разных толкований. Примеров решения таких задач по алгоритму в школьном курсе множество: любое правило на арифметические действия, решения задач по алгебре, физике, химии проводится по известным формулам, предписывающим строго определенную последовательность действий. Но здесь нужно уточнить: не любое правило представляет собой алгоритм, хотя может им быть, потому что в нем нет предписаний, строго определяющих последовательность операций. Приведем пример алгоритмических предписаний при обучении грамоте: I) выделить из предложения слово; 2) слово разделить на слоги; 3) выделить в нем звуки и т.д. в точной последовательности, пока не дойдут до символического изображения звука, т.е. буквы.
Можно вспомнить также правила правописания слов в языке, например приставок пре- и при-, компания - кампания, слитное или раздельное написание частицы «не» со словами и т.д. Есть определенная последовательность и в обучающих действиях учителя, например на уроках труда, физкультуры, иностранных языков и др. Значит, здесь тоже возможны алгоритмические действия педагога.
Алгоритмизация означает (в первом значении) «этап решения задачи, состоящий в нахождении по формулировке задачи алгоритма ее решения»1. Применительно к обучению это означает следующее: а) есть ряд однотипных дидактических задач; б) они имеют одинаковые и однозначно понимаемые исходные данные; в) предстоит разработать точные правила строго последовательных учебных действий и операций ученика, выполнение которых гарантированно приведет к необходимому (заданному) результату; г) такие же точные последовательные действия надо разработать и реализовать в обучающих действиях преподавателя. Это и есть, по сути, алгоритмизация учебного процесса, без которой немыслимы ни программированное обучение, ни педагогическая технология. Сложность здесь в том, что строго одинаковых исходных данных не бывает ни у учащихся, ни у учителей. В этом смысле мы имеем в виду условно допустимые сходства. Достаточно сказать, что даже при обучении грамоте один школьник легко выделяет звуки из слова, а другому эта же задача дается с трудом. И учитель прибегает (вынужден!) к другим, не алгоритмическим дидактическим приемам. Но тем не менее есть возможность использования алгоритмов.
Исследованием алгоритмизации обучения занимались Л.Н. Ланда, Н.Ф. Талызина, а также методисты по обучению языкам, математике. По их мнению, алгоритмы имеют некоторые существенные черты; М.П. Лапчик их называет «свойствами», Н.Ф.Талызина- «требованиями». Названные авторы располагают их в разной последовательности.

Детереминированность

Детерминированность (Л.Н. Ланда), или строгая определенность (М.П. Лапчик), конструктивность (Н.Ф. Талызина), предполагает однозначность предписываемых действий и операций, исключающую случайность в выборе действий. Это такие элементарные действия и операции, которые «умеет выполнять единообразно» человек или машина (Л.Н. Ланда). Значит, чтобы алгоритмизировать процесс обучения, надо в сложном действии найти простейшие операции.
Здесь уместно вспомнить идею И.Г. Песталоцци (начало XIX в.) об элементарном, а точнее, об элементном обучении, когда даже неграмотная крестьянка могла бы постичь простейший элемент обучения (и воспитания) и, используя его, шаг за шагом достигла бы необходимого, достаточно высокого результата учебной работы.
Простейшие операции следует расположить в строгой, однозначно предписываемой последовательности. Эта часть алгоритмизации, если найдены простейшие операции, уже несложная.

Результативность

Она означает, что алгоритм направлен на получение искомого результата. Если исходные данные определены и однозначны, то получается точный результат. Но следует оговориться, что не всякое предписание о выполнении операций является алгоритмом (Л.Н. Ланда). К примеру, учитель языка после контрольного диктанта (или математик после контрольной работы) предлагает учащимся выполнить следующие последовательные операции (т.е. дает предписание): 1) прочитать внимательно весь диктант; 2) найти в нем такие места, где у ученика возникли сомнения в правописании; 3) вспомнить еще раз соответствующее правило; 4) если допущена ошибка, то ее следует исправить. Формально в этом предписании соблюдена последовательность предлагаемых операций. Они полезны для учащихся. Между тем эти предписания нельзя назвать алгоритмом в точном его смысле, так как исходные данные не однозначны. И в самом деле, у каждого ученика может быть ошибка на разные правила правописания или решения математической задачи и, следовательно, конечный результат предлагаемых операций будет тоже разный. По этой причине перечисленный порядок действий (операций) можно назвать, скорее, не строгим предписанием, т.е. не алгоритмом, а некоторыми необязательными полезными советами.

Массовость и дискретность

Массовость как черта означает, что алгоритм пригоден для решения целого класса однотипных задач.
Дискретность как свойство (черта) алгоритмов добавлена практиками, занимающимися алгоритмизацией. Это связано с тем, что описываемый це лостный процесс надо разбить на отдельные последовательные шаги. Получается упорядоченный набор «четко разделенных друг от друга предписаний, директив, команд»1. Они образуют дискретную, прерывистую структуру алгоритма. Сначала обязательно и точно надо выполнить требования одного только первого предписания, тогда можно переходить к выполнению второго и так - обязательно для всех последующих.

Понятность

Алгоритм составляется для исполнителей с разными характеристиками: для преподавателей неодинаковой квалификации; тех или иных уровней образования- от первоклассника до студента выпускного курса; обучающих машин разных систем. Исполнители с разными характеристиками могут принять к безусловному исполнению только те команды, которые им понятны, доступны: чтобы исполнитель мог читать на языке, на котором записано предписание, чтобы он мог осмыслить каждую команду, что и как делать и каким образом исполнить все те действия, которые задают алгоритмические предписания.

Итоги

Итак, алгоритмы имеют такие свойства (черты): детерминированность (определенность), однозначность, массовость, дискретность и понятность.
Алгоритмизация предполагает, как уже сказано, составление алгоритмических предписаний. В учебном процессе они адресуются, во-первых, ученику, изучающему разные учебные предметы. Он получает указания (команды) о точном выполнении операций над изучаемым материалом: это могут быть правила решения, например квадратных уравнений, выполнения арифметических действий, скажем, сложения многозначных чисел, вычисления площади поверхности усеченного конуса и т.п. Во-вторых, такие точные предписания может получить или иметь сам учитель, например, по использованию тестов достижений в учебном процессе, по проведению демонстрационного опыта по физике, химии, и т.п. В-третьих, алгоритмы необходимы обучающим машинам. Вообще-то говоря, человек и машина в большинстве случаев могут иметь общие алгоритмы, но все же для машины они будут более строгими. В противном случае она просто не «поймет» и не воспримет указания, как действовать. А человек, ориентирующийся в ситуации, может разобраться в менее строгих предписаниях, хотя такое совсем нежелательно. Если сравнить алгоритмические предписания ученику и учителю, то их различие заключается в выполнении действий: у учителя - действия обучения, у ученика- действия учения, потому что цели действия у них разные.
Алгоритмы можно представить в виде схемы или словесной записи. Схема алгоритма - это его графическое наглядное представление. Предписания бывают двух типов: арифметические и логические. В первом случае предписывается выполнить ряд последовательных работ в одном направлении до получения результата. Логические предписания предполагают ветвление, допускающее альтернативное решение (или условие, или ответ).