Проблемные ситуации на уроках информатики

Проблемные ситуации на уроках информатики

В третьем тысячелетии мы вступили в эпоху, которая называется “информационной эпохой”. Это означает то, что теперь самым важным продуктом считается информация, с которой мы должны научиться работать: искать, обрабатывать, хранить.

Поэтому школьное образование ставит такую проблему – подготовить учащихся к жизни и профессиональной деятельности в информационной высокоразвитой среде, получить образование с использованием современных информационных технологий обучения.

Задачей учителя на уроках информатики является формирование у учащихся информационной компетентности – одного из основных приоритетов в современном общем образовании, который носит общеучебный и общеинтеллектуальный характер.

При использовании традиционной методики преподавания вся нагрузка ложится на учителя, нагрузка учащихся минимальна в плане учебной деятельности. Учитель при такой методике преподавания играет роль “Умельца”, то есть он передает предмет, который он знает, не давая возможность учащимся самим формировать навыки поисковой, исследовательской и других деятельностей на учебных занятиях. Другими словами, учащиеся приходят на уроки, чтобы получить весь готовый материал, не прилагая усилий на его поиск, обработку. Они при такой методике проведения занятий затрудняются в будущем времени искать, добывать какие – то знания самостоятельно, затрудняются самостоятельно делать выводы, доказывать свою точку зрения, другими словами, “не умеют работать” с информацией.

Такой методики преподавания предмета как информатика и других предметов недостаточно для более качественного усвоения материала. Приходится искать какую – то новую методику преподавания, более новые методы, средства, более совершенную, чем традиционная методика преподавания, какую – либо из развивающих, личностно – ориентированных технологий обучения, технологий на основе активизации и интенсификации учебной деятельности учащихся. Одна из таких технологий обучения – это проблемное обучение.

Проблемное обучение – система методов и средств, обеспечивающих возможности творческого участия учащихся в процессе усвоения новых знаний, формирование творческого мышления и познавательных интересов личности. Проблемное обучение возникло в истории педагогики как реакция на схоластические методы обучения, как ответ на систему методов, использующих в качестве основных тренировку и запоминание без понимания усваиваемого учебного материала. В истории педагогики Проблемное обучение имело различные названия – сократический метод обучения (по имени древнегреческого философа Сократа), эвристический метод обучения, исследовательское обучение и другие.

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.

Не так важно приобретенное знание, как развитие способности мышления.

Начальным моментом мыслительного процесса обычно является проблемная ситуация. Это познавательная задача, которая характеризуется противоречием между имеющимися знаниями, умениями, отношениями и предъявляемым требованием. Мыслить человек начинает, когда у него появляется потребность  что – то понять. Мышление обычно начинается с проблемы или вопроса, с удивления или недоразумения, с противоречия.

Сама проблема  идет впереди  знаний учащихся, она принуждает их искать и находить нужную информацию, получать знания из различных источников информации. Причем очень часто эти знания носят междисциплинарный характер.

По степени проблемности различают три основных уровня проблемных ситуаций:

1.                 проблемное изложение, при котором сам преподаватель ставит проблему и находи ее решение;

2.                 проблемная ситуация, при которой преподаватель ставит проблему, а поиск ее решения осуществляется совместно с учащимися;

3.                 творческое обучение, предполагающее активное участие учащихся в формулировании проблемы и поиска ее решения. Эта форма обучения наиболее целесообразна при организации и проведении учебно – исследовательских работ и научных работ.

Проблемное обучение реализуется с помощью систем проблемных учебных заданий, которые используются преподавателями в процессе обучения.

К сожалению, в практике еще нередко бывает, что процесс проблемного обучения на уроке идет с существенными “пробелами”. Создана проблемная ситуация, поставлена учебная проблема, рассмотрены новые понятия, раскрыт смысл изучаемых понятий, явлений… Казалось бы, все в порядке, однако не всегда организация проблемного обучения приводит к развитию у учащихся составляющих интеллектуальной сферы.

В чем причина? Дело в том, что процесс проблемного обучения отличается от любого другого тем, что протекает по особым этапам: создание проблемной ситуации - высказывание предположения в ответ на проблемный вопрос – постановка учебной проблемы – выбор способа ее решения – решение проблемы – проверка правильности решения.

Учащиеся при постановке проблемы сначала обсуждают, что они уже знают. Дальше пытаются понять, что они еще не знают и что им нужно узнать и чему научиться, чтобы решить проблему.

В проблемной ситуации важно четко сформулировать цели, конкретный результат. При продвижении к нему на каждом этапе также ясно представляется  промежуточный результат. Если некоторый промежуточный результат не совпал с продвижением к конечному результату, то переосмысливается цель деятельности на этом промежутке. Если она не отвергается при сопоставлении с полученным результатом, то корректируется общая цель и соответственно ожидается иной конечный результат.

Если корректировка общей цели неприемлема, то деятельность на этом промежутке признается ошибочной и выправляется на первый шаг продвижения к конечному результату.

Методических приемов создания проблемных ситуаций множество:

·                    учитель подводит школьников к противоречию и предлагает им самим найти способ его разрешения;

·                    сталкивает противоречия практической деятельности;

·                    излагает различные точки зрения на один и тот же вопрос;

·                    предлагает классу рассмотреть явление с различных позиций;

·                    побуждает учащихся делать сравнения, обобщения, выводы из ситуаций, сопоставлять факты;

·                    ставит конкретные вопросы на обобщение, обоснование, конкретизацию, логику рассуждения;

·                    определяет проблемные теоретические и практические задания;

·                    ставит проблемные задачи с недостаточными или избыточными исходными данными, с неопределенностью в постановке вопроса, с противоречивыми данными, с заведомо допущенными ошибками, с ограниченным временем решения.

Общим условием успешности проблемного обучения является высокое профессиональное мастерство учителя, при котором он создает такую проблемную ситуацию и такой степени трудности, которая соответствует познавательным возможностям учащихся и организации познавательной активности каждого ученика.

Для достижения поставленной цели развития учащихся, вооружения их глубокими и прочными знаниями через проблемное  обучение учитель должен применять эту технологию целенаправленно и систематически.

Проблемное обучение – более трудная деятельность для учителя и учеников, чем работа с готовыми заданиями, материалами. Но если эта система, система проблемного обучения, выстроена, то она окупит себя многократно.

Учитель, применяя проблемное обучение, видит, как меняется учебная обстановка на уроке, как дети заинтересованно работают при поиске решения, начинают учиться рассуждать самостоятельно, саморазвиваются.

Имеются результаты работы исследований психологов, где детей обучали разными методами: методами с готовыми материалами, заданиями, с одной стороны, и методами проблемного обучения – с другой.

Результаты таковы:

1.                 На начальном этапе усвоение знаний, умений и навыков происходит быстрее, если даются готовые задания и готовые приемы работы с ними;

2.                 На последующих этапах, когда приходится решать новые задачи и от ученика требуется умение переноса знаний, умений и навыков, то преимущество переходит на ту сторону, где детей обучали с помощью технологии проблемного обучения.

Применение проблемного обучения при изучении информатики:

1. Информационные технологии: текстовый процессор Word.

Тема “Текстовый процессор: общий вид, назначение, основные функции”

Каждая программа обладает определенным назначением. У каждой программы есть свои определенные функции. Встает вопрос: “Как или откуда Вы можете узнать об этих функциях?”

Выслушиваются варианты ответов учащихся (учащиеся работают в парах). Из предлагаемых ответов учащимся дается задание самим сформулировать функции текстового процессора (проблемная ситуация: учащиеся еще не знают функций текстового процессора), при этом раздаются карточки каждой паре и представляется задание в электронном виде, в которое нужно внести коррективы и отобразить на странице исправленный текст несколько раз:

Пример текста:

Президенту фермы "ЭЛИТ"

Дангулову В.П.

Господин Дангулов В.П.!

Ферма LEND васпрннимает любые публикации насвой счет, в том числе и нигативные. Сожалеем, что Вы незаметили ничего положиттельнаго в работе фермы LEND. В отличии от другихх ферм в Москве, ферма LEND выполняет "жесткие" условия закасчека в сжатые сроки. Ферма LEND не скрывает сваих цеен, ни  поставщекоф, ни методов работы с закасчеком. При трогатилном раставании с фермой LEND былы даны гаранттии, что в случае неудавлетвариттелной работы апаратури Вы сможете заменить ее на любую другую или Вашей ферме будут васвращены деньги.

Учащимся раздаются карточки, которые они должны заполнить:

Функции текстового процессора:
1.	4.
2.	5.
3.	…

В процессе выполнения практического задания учащиеся самостоятельно записывают функции в карточки.

После выполнения практического задания у учителя есть возможность показать те функции текстового процессора, которые не были раскрыты учащимися, а учащиеся пытаются сформулировать их самостоятельно (проблемная ситуация).

2. Информационные технологии: табличный процессор Excel.

Тема “Построение диаграмм в табличном процессоре Excel”

Изучая эту тему,  учащиеся уже знакомы с понятием ячейки, диапазоном ячеек, с принципом “выделить и обработать”.

Учащимся предлагается для построения диаграмм следующая таблица:

Автомобили
Сколько зарегистрировано  легковых автомобилей, млн.
Страна	10 лет назад	Сегодня
Россия	6,7	14,3
Белоруссия	0,4	0,8
Бразилия	9,5	12,1
Великобритания	17,7	21,9
США	132	168
Украина	2,4	4,3
Франция	21,1	24,4
Швейцария	2,6	3,0
Швеция	3,2	3,6

Формулировка проблемной ситуации: учащиеся должны представить числовые данные, приведенные в таблице, в графическом виде. Что для этого следует сделать? Как правильно выбрать тот или иной путь решении для построения?

Для этого учащиеся выбирают различные типы диаграмм, представляют в готовом виде, сравнивают, какой путь решения самый подходимый.

Списки заданий можно варьировать, добавляя другие типы диаграмм. Главное, чтобы дети научились выбирать данные из таблицы для диаграмм различных видов (гистограмма, круговая диаграмма, график и так далее).

3. Программирование: язык программирования Pascal.

Тема “Алгоритмическая структура ветвление”

Ученики знают понятие языка программирования, умеют составлять и запускать программы на основе линейных алгоритмов.

В начале урока дается задание простого содержания практического характера: нужно написать программу для вычисления значения функции  для x, вводимого с клавиатуры. Никаких проблем то и не возникнет!

Затем предлагается задача вычислить значение функции . Дается задание вычислить значение функции при x = 4, x = 9, x = - 4.

Для последнего варианта программа выдаст ошибку. Возникла проблемная ситуация: программа не может вычислить пример. Что для этого нужно сделать, ведь структуру, которую Вы использовали в алгоритме, не подходит? (об алгоритмической структуре ветвление они еще не знают).

Поступит идея, что x должно быть непременно больше 0, но этот довод не принимается. В условии было сказано, что x вводится с клавиатуры, то есть x – любое. Как же быть?

Нужно подойти к мысли, что x можно ввести любое, но не все x годятся для вычисления. Следовательно, между вводом x  и вычислением y необходим этап проверки x на доступность.

И при этом незаметно начинается новая тема – алгоритмическая структура ветвление, ее реализация средствами Turbo Pascal.

В данном случае использовался педагогический прием практического затруднения, а это способствует активной мыслительной деятельности учащихся.

4. Информационные технологии: табличный процессор Excel.

Тема “Заполнение электронной таблицы данными и формулами”

После темы “Понятие электронной таблицы. Типы ячеек электронной таблицы” дети знают адресацию ячеек “пересечение имени столбца и номера строки”. Предлагается задача по формированию прайс – листа фирмы.

Обязательное требование при решении задачи – формулу в столбце С обязательно копировать!

Прайс – лист фирмы “Эльф”

	A	B	C
1		Курс доллара в руб.	29,70
2		Цена в долларах	Цена в руб.
3	Компьютер DEPO Myst 245	415,00
4	Компьютер DEPO Neos 125	322,00
5	Компьютер DEPO Myst 245	406,00
6	Процессор Celeron 1,3 GHz	154,69
7	Процессор Pentium 1,5 GHz	275,00

Для решения задачи ученики пишут формулу =B3*C1.

В ходе решения возникла проблемная ситуация: при копировании формулы в столбце С у учащихся будут получаться самые неожиданные результаты.

Учащимся задаются вопросы: что у вас получается в столбце С? Что должно получаться?  Почему вы не получаете то, что нужно? Возникает проблемная ситуация!

Далее подводится разговор к понятию “абсолютная адресация”.

5. Аппаратные и программные средства информатизации.

Тема “Начальные сведения об операционной системе”

В ходе урока учитель знакомит учащихся с понятием операционной системы, какие программы, служебные, прикладные, входят в операционную систему.

Далее учащиеся знакомятся с этапами загрузки операционной системы: сначала изучается теория вопроса, затем с помощью мультимедиапроектора они визуально наблюдают за этапами загрузки операционной системы с комментарием учителя. После чего проделывают то же самое, но парами, сидя на рабочих местах за персональными компьютерами.

Следующий этап урока заключается во фронтальном опросе учащихся по основным устройствам компьютера (к этому моменту изучена тема “Функциональная схема компьютера”): для чего служат устройства компьютера?

Проблемная ситуация: Как можно назвать одним словом все то, что было перечислено? И имеет ли операционная система “это”?

Учащиеся должны прийти к понятию “функции”. Учитель подводит учащихся к этому понятию. Как и любой другой объект, предмет или явление операционная система то же имеет ряд конкретных функций.

Далее учащиеся с наглядным показом учителя (учитель не называет эти функции) пытаются сами сформулировать эти функции операционной системы (ряд проблемных ситуаций: учитель создает – учащиеся разрешают).

6. Создание графических изображений в среде Paint.

ХОД УРОКА

1.                  От знания  - к незнаниям.

Повторение известных приемов построения графических изображений, коррекция знаний по пройденному материалу в виде практической работы.

2.                  Формулировка проблемы.

Учитель: Вы повторили основные приемы создания изображений в среде графического редактора Paint, выполняя практическую работу. Но у всех возникла одна проблема. Какая?

Ученик: Используя известные приемы построения графических изображений невозможно изменить цвет контура фигур.

Учитель: Наша задача попытаться решить эту проблему. Решение данной проблемы находится в особой комбинации основного, фонового цвета и инструмента рисования. Остается выяснить, что это за комбинация?

3.                  Поиск, разрешение проблемы, составление плана поиска.

Учитель: Давайте попробуем высказать несколько гипотез достижения данных целей. Далее разобьемся на группы и будем их проверять. В заключении обобщим проведенную работу и истинность наших предположений.

Ученики: Предлагают несколько вариантов алгоритмов решения поставленной проблемы и делятся на группы (по количеству гипотез)

4.                  Открытие новых знаний.

Ученик: проверяют гипотезы на практике.

Учитель: наблюдает и в случае необходимости направляет работу учащихся.

5.                  Новая проблема.

Учитель: Объясняет необходимую последовательность действий для достижения результата,

используются старые знания и новые.

Ученики: Выполняют задания, достигая необходимого результата, тем самым, решая проблему, поставленную в начале урока.

6.                  Формулировка всех правил и их кодирование.

Учитель: Попробуйте сформулировать алгоритм закрашивания контуров в графическом редакторе Paint.

Ученик: Формулирует алгоритм.

7.                  Первичное применение знаний.

Учитель: Выдает аналогичное задание для закрепления знаний.

Пример:

Ученики: Закрасить внешние границы фигуры синим цветом, а внутренние зеленым цветом.

8.                  Применение знаний в усложненной ситуации.

Учитель: Составить рисунок, состоящий из нескольких пересекающихся объектов.

Пример:

Ученики: Раскрасить рисунок и закрасить контуры разными цветами, не изменяя цвета внутренних областей.

9.                  Применение знаний в новой ситуации.

Учитель: Подготовить рисунок, включающий законченный сюжет, но с явно выделяющимися границами у различных объектов.

Пример:

Ученики: Редактируют данное изображение.

10.              Итог урока по главной цели.

Учитель: Что нового вы узнали сегодня на уроке?

Ученики: Формулируют алгоритм закрашивания контура.