Способы решения проблемно- развивающего обучения на уроках информатики
статья по теме

Способы решения проблемно-  развивающего обучения

на уроках информатики

Кильман Наталья Петровна

Учитель информатики

СОШ № 11 г. Караганды

Представляю вашему вниманию опыт моей работы по теме «Способы решения проблемно-  развивающего обучения на уроках информатики».

Опыт моей работы представлен с целью теоретически обосновать и практически подтвердить эффективность применения проблемного обучения на уроках информатики.

Перед учителем каждый урок ставятся вопросы «Чему учить и как учить?», какие технологии, методики, приемы применить на уроке. Хотя государство предлагает готовый инструментарий – содержание, заданное в Стандартах и требованиях к уровню подготовки учащихся, я выбираю для себя развивающие технологии, одной из которых является методика проблемного обучения, наиболее оптимальная, по мнению учёных, так ученик застрахован от механического заучивания теоретического материала. Для разрешения проблемы поставленной учителем, ученик вынужден применять полученные знания в нестандартных и измененных условиях, что способствует прочному усвоению системы знаний и их успешному применению для объяснения новых фактов в ходе выполнения практических заданий.

Теория проблемного обучения разрабатывается в отечественной и мировой педагогике с середины 50-х годов XX столетия. Возникновение теории проблемного обучения вызвано потребностями самого учебного процесса

Одним из первых сторонников активного учения школьников был знаменитый чешский педагог Ян Амос Каменский (1592-1670). За развитие умственных способностей ребенка и внедрение в обучение исследовательского подхода вел борьбу французский философ Жан-Жак Руссо (1712-1778).

Значительный вклад в раскрытие проблемы интеллектуального развития, проблемного и развивающего обучения внесли в своих трудах М.И.Махмутова,  Ю.К. Бабанский, Т.В.Кудрявцев, И.Я.Лернер, Дж.Брунер, В.Оконь, Т.Новацкий, Х.Век ,Н. А. Менчинская, П. Я. Гальперин, Н. Ф. Талызина, Т. В. Кудрявцев,   А. М. Матюшкин, И. С. Якиманская и др.

Учёные предлагают разные определения понятия проблемное обучение, мне ближе понятие, данное Селевко Г.К.

Проблемное обучение — это такая организация учебных занятий, которая предполагает создание под руководством преподавателя проблемных ситуаций и активную самостоятельную деятельность учащихся по их разрешению, в результате чего и происходит творческое овладение профессиональными знаниями, навыками и умениями и развитие мыслительных способностей (Г.К. Селевко, 1998).

Проблемное обучение — это совокупность таких действий, как организация проблемных ситуаций, формулирование проблем, оказание ученикам необходимой помощи в решении проблем, проверка этих решений и, наконец, руководство процессом систематизации и закрепления приобретенных знаний (Оконь В. Введение в общую дидактику. М.: Высшая школа, 1990, 383 с ).

Проблемное обучение — это тип развивающего обучения, содержание которого представлено системой проблемных задач различного уровня сложности, в процессе решения которых учащиеся овладевают новыми знаниями и способами действия, а через это происходит формирование творческих способностей: продуктивного мышления, воображения, познавательной мотивации, интеллектуальных эмоций (В.Т. Кудрявцев, 1991).

Сравнивая определения ученых , например Селевко Г.К. , Оконь В., В.Т. Кудрявцева можно сделать следующий вывод, что цель проблемного обучения это усвоение результатов научного познания, процесса получения этих результатов . Она включает еще и формирование и развитие интеллектуальной, мотивационной, эмоциональной и других сфер школьника, развитие его индивидуальных способностей, то есть в проблемно-развивающем обучении акцент делается на общем развитии школьника, а не на трансляции готовых выводов науки учащимся.

Исходя из предложенных методов учёным М.И. Махмутовым, разработаны 10 дидактических способа организации процесса проблемного обучения

1. Побуждение учащихся к теоретическому объяснению явлений, фактов, внешнего несоответствия между ними. Это вызывает поисковую деятельность учеников и приводит к активному усвоению новых знаний.

2. Использование учебных и жизненных ситуаций, возникающих при выполнении учащимися практических заданий в школе, дома или на производстве, в ходе наблюдений за природой. Проблемные ситуации в этом случае возникают при попытке учащихся самостоятельно достигнуть поставленной перед ними практической цели. Обычно ученики в итоге анализа сами формулируют проблему.

3. Постановка учебных практических заданий на объяснение явления или поиск путей его практического применения. Примером может служить любая исследовательская работа учащихся на учебно - опытном участке, в мастерской, лаборатории и т.д.

4. Побуждение учащихся к анализу фактов и явлений действительности, порождающему противоречия между житейскими представлениями и научными понятиями об этих фактах.

5. Выдвижение предположений (гипотез), формулировка выводов и их опытная проверка.

6. Побуждение учащихся к сравнению, сопоставлению и противопоставлению фактов, явлений, правил, действий, в результате которых возникает проблемная ситуация.

7. Побуждение учащихся к предварительному обобщению новых фактов. В этом случае возникает проблемная ситуация, так как сравнение выявляет свойства новых фактов, необъяснимые их признаки.

8. Ознакомление учащихся с фактами, носящими как будто бы необъяснимый характер и приведшими в истории науки к постановке научной проблемы. Обычно эти факты и явления как бы противоречат сложившимся у учеников представлениям и понятиям, что объясняется неполнотой, недостаточностью их прежних знаний.

9. Организация межпредметных связей.

10. Варьированные задачи, переформулировка вопроса.

Исходя из предложенной классификации методов и способов я разработала для себя определённый набор приёмов создания проблемной ситуации

Методические приемы решения проблемных ситуаций:

-Подведение  учащихся к противоречию и способу его разрешения;

-Изложение  различных точек зрения на один и тот же вопрос;

-Знакомство учащихся  с неоднозначным способом решения;

-Предложение рассмотреть задачу с различных позиций;

-Сопоставление  фактов;

-Постановка конкретных вопросов ;

-Определение и постановка проблемных теоретических и практических заданий.

Главной задачей учителя становится максимальная ориентация на творческое начало в учебной деятельности школьников. Одним из путей развития творчества является проблемное обучение.

Проблемная ситуация создаётся при использовании педагогом проблемного вопроса, проблемной задачи. Проблемная ситуация с точки зрения психологической науки – это ситуация, когда человек не может достичь цели с помощью известных ему знаний и способов действий, это вызывает в нем недоумение «Почему не получается?». Появляется личная заинтересованность и внутренняя потребность ученика разобраться в данной проблеме. Вот эти возникшие эмоции включают дополнительное внимание к задаче, заставляют вновь и вновь проверить, на каком шаге и почему появляется неразрешимая ситуация.

Не каждый вопрос является проблемным. Если вопрос окажется слишком лёгким для учащихся, то он будет затрагивать зону актуального развития детей, и не будет являться мотивирующим началом для познания, не будет являться проблемой для ребёнка. Если заданный вопрос окажется чрезмерно сложным, то он также не будет мотивировать, так как учащиеся не имеют базы знаний и умений, достаточных для ответа на данный вопрос.  При постановке проблемной ситуации необходимо учитывать возрастные и индивидуальные особенности школьников.

Если использовать терминологию Л.С. Выготского, то проблемная ситуация должна находиться в «зоне ближайшего развития», когда учащийся может разрешить ее только на границе своих возможностей, при максимальной активации своего интеллектуального, творческого и мотивационного потенциала.

Очень эффективно “срабатывает” преднамеренное создание проблемной ситуации в названии темы урока. Называется не просто тема урока, а задается вопрос. Например, тема урока «Копирование и перемещение объектов», а учитель задает вопрос «Как копировать и перемещать объекты». Другой момент, когда в учебнике дается перечень вопросов, ученику необходимо прочитать, запомнить и ответить на заданные вопросы, после урока он эту информацию практически забыл, ученики перестают мыслить, воображать поэтому на помощь учитель приходит метод проблемных ситуаций. Простые вопросы можно переформулировать, превратив их в проблемные.

Приведем примеры таких вопросов:

Эти вопросы уже являются проблемными. Их основная особенность состоит в том, что они вызывают у школьника состояние осознаваемого им противоречия между знанием и незнанием, выходом из которого может стать только поиск ответа на вопрос. Это состояние и есть проблемная ситуация.

Например, можно применить проблемную ситуацию  на уроке при изучении темы «Форматирование текста» ученикам дать задание исправить одно слово на другое во всем большем документе. Каким образом? После некоторого рассуждения дети приходят к мнению, что нужно использовать команду меню ПравкаàЗаменить, где одно слова  заменяются на другое во всем документе сразу.

Проблемная задача, в отличие от проблемного вопроса предполагает уже ряд действий и учащимся необходимо самостоятельно провести частичный поиск способа действий или недостаточных данных. Одна и та же задача может являться или не являться проблемной, в зависимости, в первую очередь, от уровня развития учащихся. Задача становится проблемной, если она носит познавательный, а не закрепляющий, тренировочный характер.

Вашему вниманию предлагается проблемная задача с противоречивым способом решения.

Изучая тему «Работа с данными в  электронной таблице MS Excel (8 класс) предлагаю задачу по суммированию чисел из двух столбцов. Решение задачи проходит без видимых проблем с использованием функции автозаполнения.

Пример. Составить таблицу расхода  электроэнергии за год.  

Задача учащихся определить стоимость затрат по месяцам , если 1 кВт= 7,50тг.

Ответы будут получаться самые неожиданные.

При помощи вопросов (что у вас получается в столбце цена? Что должно получаться? Почему вы не получаете то, что нужно?) разговор подводится к понятию «абсолютная адресация».

Таким образом, данная задача создаёт проблемную ситуацию, которая была выстроена мною целенаправленно.

Задача способствовала активизации мышления учащихся, формированию умения увидеть проблему, сформулировать, выдвинуть гипотезу о её возникновении, предложить и апробировать разные способы решения этой проблемы.

Данная задача это демонстрация частично-поискового метода, так как вызывает поисковую деятельность и приводит к активному усвоению новых знаний.

При изучении темы «Программирование на языке Pascal» в 8 классе в начале урока я предлагаю следующую задачу: Найти наибольшее число из трех заданных чисел. На доске записываю несколько троек чисел: 123, 245, 94.

Учащиеся называют максимальное число: 245. Задаю вопрос: “Каким образом вы определили, что данное число максимальное?” (сравнили числа друг с другом). Ставлю проблему: “А как компьютер сравнит три числа?” Обращаю внимание ребят, что машина может сравнивать только два числа. Предлагаю обозначить одно число буквой А, второе число буквой B, третье число – буквой С.

Учащиеся предлагают такой вариант решения проблемы: надо сравнивать первые два числа, а затем, большее из них с третьим числом. Составляют программу и проверяют правильность работы программы, вводят заданные числа и проверяют результат.

Ставлю следующий проблемный вопрос: А может ли измениться исходное значение переменной А в процессе работы программы? Как? Ответ обоснуйте.

Решение:

1. Находим наибольшее из первых двух данных чисел A и B, а затем – максимальное из полученного числа и третьего данного числа С.

Program MAX1;
Var A, B, C, max: real;
begin
writeln (‘Введите три числа A, B, C’);
readln (A, B, С);
if A>B then max:=A else max:=b;
if C > max then max:=C;
writeln(‘Максимальное значение=’,max);
end.

Задаю вопрос: Как вы думаете, можно ли решить задачу другими способами?

Учащиеся продолжают поиск решения задачи.

Предполагаемые решения учащихся:

Чтобы убедиться в правильности выполнения программы, желательно рассмотреть ее выполнение с помощью таблицы значений. При проверке правильности выполнения программы необходимо рассматривать все возможные варианты А>В>С, А>С>В, В>А>С , В>С>А, С>А>В, С>В>А,.

Таким образом, данная задача создает проблемную ситуацию , что приводит к межпредметной связи с математикой . Через решение данной задачи усиливается роль самостоятельного образования, инициативность. Самостоятельный поиск решения проблемной ситуации развивает чувство ответственности, повышает мотивацию, волю учащихся.

В совместной деятельности с преподавателем учащийся не просто перерабатывает информацию; усваивая новое, он переживает этот процесс как субъективное открытие еще неизвестного ему знания, как постижение и понимание научных фактов, принципов, способов или условий действия, как личностную ценность, обусловливающую развитие познавательной мотивации, интереса к содержанию предмета. Компонентами этой ситуации являются объект и субъект познания и мыслительное их взаимодействие, особенности которого зависят от учебного материала и дидактических приемов организации познавательной деятельности

Проблемная ситуация (от греч. problema — задача, задание и лат. situatio — положение) —

1) содержащее противоречие и не имеющее однозначного решения соотношение обстоятельств и условий, в которых разворачивается деятельность индивида или группы;

2) психологическая модель условий порождения мышления на основе ситуативно возникающей познавательной потребности, форма связи субъекта с объектом познания.

Проблемно-развивающее обучение - это современный уровень развития дидактики и педагогической практики. Оно является эффективным средством общего развития учащихся. “Проблемным оно называется не потому, что весь учебный материал учащиеся усваивают только путем самостоятельного решения проблем и “открытия” новых понятий. Здесь есть и объяснение учителя, и репродуктивная деятельность учащихся, и постановка задач, и выполнение упражнений. Но организация учебного процесса базируется на принципе проблемности, а систематическое решение учебных проблем - характерный признак этого типа обучения. Поскольку вся система методов при этом направлена на общее развитие школьника, его индивидуальных способностей, проблемное обучение является подлинно развивающим обучением” (Махмутов М.И. 1975. С. 255).

Если на традиционном уроке учителем  используются преимущественно разъяснение, иллюстрация, описание, приведение примеров, то с применением  проблемной ситуации -всесторонний анализ явлений, научный поиск истины. Такой урок опирается, на логику последовательно моделируемых проблемных ситуаций путем постановки проблемных вопросов или предъявления проблемных задач. Проблемная ситуация - это сложная противоречивая обстановка, создаваемая за занятиях путем постановки проблемных вопросов (вводных), требующая активной познавательной деятельности обучающихся для ее правильной оценки и разрешения.

Понятия «проблемный вопрос» и «проблемная задача» разграничиваются лишь условно, поэтому проблемные вопросы могут перерастать в задачи, а задачи расчленяться на вопросы и подвопросы.

Преподаватель должен не только разрешить противоречие, но и показать логику, методику, продемонстрировать приемы умственной деятельности, исходящие из диалектического метода познания сложных явлений. Это требует значительного времени, поэтому от преподавателя требуется предварительная работа по отбору учебного материала и подготовке «сценария» урока.

В самом общем виде это могут быть следующие ступени.

-Анализ и отбор основного ключевого материала

-Выбор основных проблем и трансформация их в проблемные ситуации

-Продумывание логики и методики разрешения каждой проблемной ситуации.

-Прогнозирование успешности применения методических приемов активизации внимания и мышления слушателей.

-Корректировка и окончательная подготовка содержания и методики

С каждым днем для большинства детей компьютер становится фактически бытовым прибором и теряет свой таинственный ореол, а вместе с ним и мотивационную силу. Я заметила, что на уроке звучат постоянные высказывания детей «А когда мы сядем за компьютеры? А когда мы будем играть?» Таким образом, можно утверждать, что учащиеся не мотивированы на информатику как науку, а мотивированы на компьютер как игрушку. Учителю необходимо донести ученикам, что предмет информатика это не только компьютер, это широкая теоретическая база, понятийный аппарат, математическая логика, теория алгоритмов многое другое, что часто является сухим и неинтересным для учащихся.

Поэтому проблемная ситуация является одним из главных средств активизации учебной деятельности учащихся. Проблемная ситуация возникает чаще всего тогда, когда имеется несколько вариантов решения при ограниченной информации, исходных данных. Например, при изучении информатики раздела «Информационное моделирование»  учитель создает проблемную ситуацию с помощью ряда вопросов: Как отобразить существенные свойства реального объекта? Как можно представить модели? Учащиеся пытаются найти ответ (“Составить схему, таблицу, рисунок, ”). Учитель снова ставит вопросы: Почему один объект может обладать несколькими моделями, а одна модель может отражать один объект.

Этот пример показывает учащимся связь между известными им фактами, наблюдениями и необходимостью их объяснения.

Как создаются проблемные ситуации? Общее правило: выявляются противоречия в информации, способах действий, определяются причинно-следственные связи.

Приведем основные способы создания проблемных ситуаций на уроке : сообщение информации; сопоставление фактов, анализируются факты,  ставятся вопросы, предъявляются задания . Как же можно применить  приемы и способы создания проблемных ситуаций на уроках информатики?  Перед учениками можно поставить проблему с противоречивыми данными, с заведомо допущенными ошибками практического характера, где заранее учителем продумывается способ реализации и теоретического характера. Например:

1.  При копировании своей работы на дискету возникает иногда такая ситуация , что места на ней не хватает для записи файла

2. Учащиеся не задумываются над разбиением логического диска и когда наступает ситуация переустановки программного обеспечения, зачастую форматируют  весь диск и информация стирается

3. Проблемная ситуация возникает при условии, когда учащийся не знает способа решения поставленной задачи. Ученик знает , как распаковать файл, запакованный программой arj.exe, и сталкивается с ситуацией, когда файл оказывается запакованным с помощью другой программы (например, pkzip.exe).

4. Перед учениками можно поставить проблему теоретического характера, описать словесно предмет или явление и дать им возможность применяя прикладные программы реализовывать на практике различными способами (например составление плана кабинета) .

Конечно, перечень примеров, раскрывающих способы создания проблемных ситуаций на уроке информатики можно рассматривать практически на каждом уроке.

В ходе решения проблемы обучающиеся: углубляют свои знания по конкретному вопросу; развивают умения решать проблемы, применяя принципы и процедуры (теорию); развивают социальные и коммуникативные умения.

Таким образом, на уроках проблемного характера учащиеся находятся в постоянном процессе «сомышления» с учителем, и в конечном итоге становятся соавторами в решении проблемных задач. Все это приводит к хорошим результатам, так как, во-первых, знания, усвоенные таким образом, становятся достоянием слушателей; во-вторых, усвоенные активно, они глубже запоминаются и легко актуализируются (обучающий эффект), более гибки и обладают свойством переноса в другие ситуации (эффект развития творческого мышления); в третьих, решение проблемных задач выступает своеобразным тренажером в развитии интеллекта (развивающий эффект); в-четвертых, подобного рода урок повышает интерес к содержанию и усиливает профессиональную подготовку (эффект психологической подготовки к будущей деятельности).

Формируется проблема в виде задач , заданий, вопросов. Ученик постоянно сталкивается с проблемными ситуациями  и задача учителя научить решать их по мере поступления. Практика показывает , что при решении проблемных ситуаций у учащихся развиваются многие качества, характеризующие сформировавшуюся индивидуальность и творческую личность (высокий уровень развития интеллектуальной, мотивационной сфер, инициативность, самостоятельность, критичность).

Создание и разрешение проблемных ситуаций осуществляется в соответствии с логикой проблемного обучения по схеме: выявление противоречия (создание проблемной ситуации) формулирование проблемы - выдвижение гипотез - поиск способов решения проблемы - решение проблемы - проверка правильности решения - формулирование выводов - применение знаний как по образцу, так и в незнакомых условиях.

Немаловажным условием успешности работы преподавателя является использование им разработанных педагогикой диагностических методик, номенклатуры целей, приемов создания проблемных ситуаций, способов структурирования учебного материала, способов взаимодействия с учащимися, средств анализа и самоанализа процесса и результатов обучения. При организации проблемного обучения важно уметь определять и выбирать то соотношение действий педагога и учащихся, которое является оптимальным, наиболее подходящим для конкретных условий.

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 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 предположений в ответ на проблемный вопрос - постановка учебной проблемы - выбор способа ее решения - решение проблемы - проверка правильности решения. Здесь названы основные этапы, они логически связаны между собой, и стоит только опустить какой-либо из этапов, процесс проблемного обучения будет нарушен, окажется неполноценным именно с точки зрения реализации закономерностей развития школьников.

Поэтому существенно важно соблюдение следующих условий:

1. Оказывать помощь учащимся на всех этапах учебно-воспитательного процесса;
2. Предусматривать вариативность учебных и других проблем и способов их решения;
3. Информировать учащихся о сути познавательных действий, о репертуаре мыслительных операций;
4. Побуждать учащихся к осознанию своих действий на основе рефлексии.

Педагогу необходимо знать, что следует предпринять до урока и во время его проведения, чтобы обеспечить развитие школьника. Ответ на вопрос о том, как организовать процесс обучения, как его осуществить, чтобы произошло не просто усвоение знаний, не просто умственное развитие, а развитие индивидуальности и личности, дает принцип проблемности.

Умение решать проблемы является важнейшей ключевой компетенцией, необходимой человеку в любой сфере его деятельности и повседневной жизни. Если обучающиеся овладеют умениями решать проблемы, их ценность для организаций, где они будут работать, многократно возрастет, кроме того, они приобретут компетенцию, которая пригодится им в течение всей жизни.

Используемая литература

1. Кудрявцев В.Т. Проблемное обучение: истоки, сущность, перспективы. - М.: "Знание", 1991.

2. Махмутов М.И. Организация проблемного обучения в школе. Книга для учителей. - М.: "Просвещение", 1977.

3. Матюшкин А.М. Актуальные вопросы проблемного обучения // Оконь В. Основы проблемного обучения. Пер. с польск. - М.: "Просвещение", 1968.

4. Оконь В. Основы проблемного обучения. Пер. с польск. - М.: "Просвещение", 1968.

5. Поспелов Д.А., Пушкин В.Н., Садовский В.Н. К определению предмета эвристики // Проблемы эвристики. - М., 1969.

6. Педагогика: Учебное пособие для студентов пед. ин-тов / Под. ред. Ю.К. Бабанского/. - М.: Просвещение, 1988.

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.pedlib.ru