Развитие алгоритмической культуры школьников методами дистанционных технологий

Введение

Глава 1. Теоретические основы дистанционных технологий как средство развития алгоритмической культуры школьников на уроках информатики

1.1 Анализ литературы по теме исследования

1.2 Сущность дистанционных технологий

1.3 Понятие алгоритмической культуры школьников Глава 2. Методика использования дистанционных технологий как средство развития алгоритмической культуры школьников на уроках информатики

2.1 Возможности использования дистанционных технологий на уроках информатики

2.2 Методические рекомендации по использованию дистанционных технологий на уроках информатики Заключение Литература

Проблема формирования алгоритмической культуры учащихся особенно актуальна в современном образовательном процессе. Совокупность знаний, умений и навыков работы с алгоритмами формируется у подростков при изучении всех школьных дисциплин. Математике и информатике принадлежит ведущая роль в формировании алгоритмического мышления, воспитании умений действовать по заданному алгоритму и конструировать новые алгоритмы. Целью обучения информатики является формирование алгоритмической культуры и компьютерной грамотности. В ходе изучения этих дисциплин систематически и последовательно формируются навыки умственного труда: планирование своей работы, поиск рациональных путей ее выполнения, критическая оценка результатов.

Постоянное использование в работе алгоритмов и предписаний должно ориентировать учащихся не на простое запоминание определенного плана или последовательности действий, а на понимание и осознание этой последовательности, необходимости каждого ее шага.

Алгоритмический подход - это обучение учащихся какому-либо общему методу решения посредством алгоритма, выражающего этот метод. Повышение алгоритмической культуры учащихся зависит от целей формирования основных ее компонентов. Понимание языковых и алгоритмических аспектов общения с компьютером составляет необходимый элемент общей культуры современного человека. Алгоритмы являются неотъемлемой составляющей деятельности людей в различных областях науки: филологии, истории, педагогике и др.

Алгоритмическая культура является основой компьютерной грамотности, овладение ею предполагает: понимание сущности алгоритма и его свойств, представление о возможности автоматизации той области деятельности человека, где существует алгоритм этой деятельности; умение описать алгоритм с помощью определённых средств и методов описания; знание основных типов алгоритмических процессов.

В связи с требованиями информационного общества необходима разработка методической системы формирования алгоритмической культуры в области информационных систем. На наш взгляд, алгоритмическую культуру целесообразно формировать с использованием дистанционных технологий.

Вопросам дистанционных технологий посвящены труды Могилева А. В., Полат Е. С., Хуторского А. В., Ястребцевой Е. Н. и др.

Серьезной методической и психолого-педагогической проблемой является реализация единого подхода при формировании у учащихся способностей и интересов алгоритмической культуры определенного уровня. Предстоит также решить не менее сложную проблему оптимального соотношения алгоритмического и творческого подходов в процессе обучения. Алгоритмическая направленность обучения все в большей степени будет выступать как мощный дидактический фактор.

Представляется важным, чтобы учащиеся осознавали основную идею применения компьютера в современном обществе: компьютеры применяются в той или иной области деятельности, где четко и однозначно сформулирован алгоритм этой деятельности.

Объект исследования — процесс развития алгоритмической культуры школьников на уроках информатики.

Предмет исследования — дистанционные технологии как средство развития алгоритмической культуры школьников на уроках информатики.

Цель исследования — теоретически обосновать целесообразность использования дистанционных технологий на уроках информатики как средства развития алгоритмической культуры школьников.

Исходя из цели исследования, определены следующие задачи:

1. Проанализировать состояние данной проблемы в теории и практике обучения различных педагогов, определить тенденции и перспективы ее решения.

2. Выявить сущность дистанционных технологий.

3. Определить понятие алгоритмической культуры школьников.

4. Разработать электронный учебник как средство обучения в дистанционных технологиях по теме «Алгоритмы».

5. Дать методические рекомендации по использованию дистанционных технологий на уроках информатики.

Данная курсовая работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка используемой литературы и приложения.

Глава 1. Теоретические основы дистанционных технологий как средство развития алгоритмической культуры школьников на уроках информатики

1.1 Анализ литературы по теме исследования

Проблема алгоритмизации обучения в настоящее время представляет широкий интерес для педагогической теории и практики. Научные исследования, связанные с ней, можно разделить на три группы.

Первая группа характеризуется выявлением и формированием наиболее существенных навыков, умственных действий человека, деятельность которого связана с организацией составления и использования алгоритмов и алгоритмических предписаний при решении задач. Для формирования такой деятельности намечается целенаправленное проявление алгоритмической линии, первая стадия которой — формирование элементов алгоритмической культуры (B.C. Аблова, В. А. Далингер, М. П. Лапчик, Л. Г. Лучко, В. М. Монахов, В. М. Оксман, Л. С. Оксман, A.A. Шрайнер и др.).

Вторая группа посвящена проблеме формирования у учащихся понятия «алгоритм» как одного из важнейших элементов математики (В.А. Байдак, В. Ф. Ефимо, Ю. А. Макаренков, A.A. Столяр и др.).

Третья группа не ставит вопрос о формировании алгоритмической культуры школьников специальным предметом исследования. Алгоритмы и алгоритмические предписания используются данными авторами для достижения частно-дидактических целей (Л.И. Боженкова, А. И. Власенков, И. В. Герасимова, И. В. Левченко, Е. И. Лященко и др.).

С точки зрения дидактики очень важно такое функциональное свойство алгоритмов и алгоритмических предписаний, как средство управления мыслительной деятельностью учащихся и учителей (К.Б. Есипович, Л. Н. Ланда, Е. И. Машбиц, Н. Ф. Талызина и др.) [20, с. 105].

Для всех рассмотренных групп педагогических исследований ключевым является понятие «алгоритм», связанное с именем узбекского математика Аль Хорезми, который в IX веке н.э. разработал правила 4-х арифметических действий над числами в десятичной системе счисления.

В современной психолого-педагогической литературе существуют различные подходы к определению этого понятия. Под алгоритмом иногда понимают систематизированный перечень тщательно отобранных и дозированных тем, разделов, параграфов, связанных между собой и с соответствующими разделами других курсов определенной логической последовательностью. В другом случае алгоритм рассматривают как систему изложения учебного материала, которая позволяет изучать его наиболее эффективно [12, с. 43]. Алгоритм — общепринятое и однозначное предписание, определяющее процесс последовательного преобразования исходных данных в искомый результат.

Смысл и назначение любой социальной технологии — оптимизировать управленческий процесс, исключить из него все виды деятельности и операции, которые не являются необходимыми для получения социального результата. Технологии обучения являются составной частью социальных технологий, поскольку протекают в системе образования, которая, в свою очередь, являющейся социальной системой.

Анализ эволюции определения и сущности понятия технологии обучения (ТО), проведенный Т. С. Назаровой, Ю. С. Руденко и Э. К. Коротковым, позволили выделить исторические аспекты, этапы развития, сущность, принципы построения и тенденции развития ТО применительно к традиционным системам обучения. Обобщая проведенные исследования, можно сказать, что в 1940;50-е годы в связи с внедрением в процесс обучения технических средств стал широко использоваться термин «технология образования», который в последующие годы (1950;1960) под влиянием работ по методике применения различных технических средств, в частности кино, радио, стал звучать как «педагогические технологии» [10, с. 14 — 18].

Особенности дистанционного обучения (ДО) требуют разработки понятия и основных принципов технологии дистанционного обучения (ТДО). Прежде, чем сформулировать понятие ТДО, приведем наиболее известные трактовки понятия ТО применительно к традиционному учебному процессу.

Технология обучения — это система указаний, которые в ходе использования современных методов и средств обучения должны обеспечить подготовку специалиста за возможно более сжатые сроки при оптимальных затратах сил и средств (Ф. Янушкевич).

Венгерский ученый-педагог Ласло-Салаи определил технологию обучения, как «обобщающее понятие, включающее анализ целей, планирование, научную организацию учебно-воспитательного процесса, выбор методов, средств и материалов, наиболее соответствующих целям и содержанию в интересах повышения эффективности обучения».

Представитель высшей военной школы, исследовавший данную проблему, Э. Н. Коротков формулирует следующее определение технологии обучения: «С одной стороны, технология обучения — это системное, целостное знание о способах проектирования и организации всего процесса обучения на основе развернутой последовательности точно определенных дидактических целей. С другой стороны, технология обучения — это научно организованный, развернутый по времени процесс обучения, в котором проектируется и реализуется вся система взаимосвязей между целями, содержанием, методами, средствами, формами обучения, система контроля, оценки и коррекции учебной и преподавательской деятельности».

Расширенную трактовку понятия дает Н. В. Маслова, которая трактует ее, как систему, включающую в себя концепцию образования, цель образования, методику, учителя, ученика, администрации, здания, учебники и учебные пособия, программы, технические средства обучения (ТСО), финансирование [7, с. 55 — 60].

Ф.А. Фрадкин определяет педагогические технологии, как «системное, концептуальное, нормативное, объектированное, инвариантное описание деятельности учителя и ученика, направленное на достижение образовательных целей».

Также для формулировки понятия «технологии дистанционного обучения» можно взять за основу конструктивную трактовку понятия технологии обучения, приведенное А. Я. Савельевым. С его точки зрения, «технологии обучения — это способ реализации содержания обучения, предусмотренного учебными программами, представляющим систему форм, методов и средств обучения, обеспечивающую наиболее эффективное достижение поставленных целей».

Как видим, все определения ТО, приведенные выше, не отмечают, не учитывают и не включают в себя важный признак технологии, как возможность расчленения процесса на процедуры и операции. Известно, что чтобы какая-либо деятельность получила право называться технологией, необходимо, чтобы она имела возможность сознательно и планомерно расчленяться на элементы, реализующиеся в определенной последовательности. Ни содержание и состав, ни порядок и последовательность этапов, процедур и операций не могут быть установлены произвольно, поскольку каждая деятельность имеет свою внутреннюю логику развития и функционирования. Кроме того, используя этот порядок процесс можно тиражировать. Именно это дает возможность тиражировать процесс. Особенности системы дистанционного обучения, например, модульность, массовость, широкое применение средств НИТ, со всей очевидностью предопределяют возможность технологизации образовательного процесса в системе дистанционного обучения.

Анализ различных подходов к формулировке понятия ТО, а также учет особенностей ДО позволил сформулировать понятие технологии дистанционного обучения.

Определение ТДО целесообразно строить по аналогии развернутого определения социальных технологий, сделанными А. С. Скоком, и В. С. Дудченко с В. Н. Макаревичем. Руководствуясь этим, получим, что технология дистанционного обучения представляет собой:

1. Определенный способ осуществления педагогической деятельности по достижению образовательных целей;

2. Сущность способа состоит в рациональном расчленении деятельности на процедуры и этапы с их последующей координацией и синхронизацией;

3. Это расчленение осуществляется предварительно, сознательно и планомерно на основе и с использованием научных знаний, передового опыта педагогики и смежных, связанных с ней наук.

Кроме того, технология дистанционного обучения выступает в двух формах:

1) программы действий, содержащей процедуры и операции;

2) деятельности, построенной в соответствии с этой программой.

В данном понимании технология дистанционного обучения может рассматриваться как система научно-обоснованных предписаний, показанных для реализации в образовательной практике в СДО. При этом ядром технологии ДО должны быть следующие, находящиеся во взаимосвязи, элементы: методы, средства, формы обучения (при реализации заданного содержания образования).

Определим иерархию понятий технологии дистанционного обучения и образовательные дистанционные технологии. В иерархии технологий в образовании (по Т.С. Назаровой), «образовательные технологии» занимают верхнюю ступень. Далее идут «педагогические технологии», а затем «технологии обучения». В области дистанционных форм получения образования, по нашему мнению, целесообразно выделить два уровня иерархии: «образовательные дистанционные технологии» и «технологии дистанционного обучения».

«Образовательные дистанционные технологии» отражают общую стратегию развития единого федерального образовательного пространства. Главная ее функция — прогностическая, один из основных видов ее деятельности — проектный, поскольку связан с планированием общих целей и результатов, основных этапов, способов и организационных форм образовательно-воспитательного процесса, направленных на подготовку высококвалифицированных кадров и формирование интеллекта страны. Критериальные параметры описания образовательных технологий отражены обычно в концепциях развития образования.

В свою очередь технологиям ДО присущи закономерности реализации учебно-воспитательного процесса, вне зависимости от конкретного учебного предмета. Кроме того, ТДО могут включать в себя различные специализированные технологии из других областей науки и практики (НИТ, промышленные, электронные и др.).

Таким образом, технология дистанционного обучения, может быть определена, как система методов, специфичных средств и форм обучения для тиражируемой реализации заданного содержания образования.

Проблемам дистанционного обучения посвящены работы Могилева А. В., Полат Е. С., Хуторского А. В., Ястребцевой Е. Н. и др.

Е.С. Полат оптимистически прогнозирует: «Прогнозы на перспективу указывают на то, что уже в обозримом будущем примерно 40−50% учебного времени не только в вузах, но и в школах (по мере появления для этого соответствующих условий) будет приходиться на долю дистанционного обучения. Интеграция очных и дистанционных форм обучения — вполне реальная перспектива для 12-летней школы. Именно поэтому важно особенно тщательно подойти к разработке теоретических основ этого нового для нас вида обучения».

Касаясь вопроса о понятии «дистанционное обучение», автор отмечает: «заочное обучение также нельзя смешивать с дистанционным обучением», и предлагает свое определение: «под дистанционным обучением мы понимаем взаимодействие учителя и учащихся, учащихся между собой на расстоянии, отражающее все присущие учебному процессу компоненты (цели, содержание, методы, организационные формы, средства обучения) специфичными средствами Интернет-технологий или других интерактивных технологий».

А.В. Хуторской приводит примеры понятий дистанционного обучения, применяемых в ведущих дистанционных институтах мира, и два существенно различающихся между собой подхода к толкованию дистанционного обучения из отечественных источников. Он пишет: «Первый, наиболее распространенный сегодня подход, сводится к тому, что под дистанционным обучением понимается обмен информацией между педагогом и учеником (группой учеников) с помощью электронных сетей или иных средств телекоммуникаций. Учащемуся приписывается роль получателя некоторого информационного содержания и системы заданий по его усвоению. Результаты его самостоятельной работы высылаются затем обратно педагогу, который оценивает качество и уровень усвоения материала. Подобный подход отличается скудностью как педагогических, так и информационных технологий, и, соответственно, низкой результативностью по отношению к образованию дистантных учащихся». Говоря про второй подход, разрабатываемый в ИОСО РАО, автор дает свое определение: «Под дистанционным обучением мы понимаем обучение с помощью средств телекоммуникаций, при котором субъекты образования (ученики, педагоги, тьюторы и др.), имея пространственную или временную удаленность, осуществляют общий учебный процесс, который направлен на создание ими внешних образовательных продуктов и соответствующих внутренних изменений (приращений) самих субъектов образования».

А.В. Могилев и другие ученые особое внимание уделяют такой форме дистанционного образования, как соревновательные телекоммуникационные проекты — олимпиады и конкурсы, служащие переходными формами обучения от традиционного к дистанционному и способные сыграть важную роль в становлении этого вида образования в России. А. В. Могилев пишет: «Компьютерные телекоммуникации обещают совершить переворот в методах и формах обучения. На общем фоне развития телекоммуникаций в нашей стране постепенно проявляется и становится заметен процесс внедрения компьютерных телекоммуникаций в сферу народного образования, и, прежде всего, в жизнь современной школы. Десятки тысяч школ за рубежом и сотни школ в нашей стране за последние 5−7 лет начали использовать возможности современных телекоммуникаций непосредственно в учебной работе…». Далее автор пишет: «В основном учителя использует телекоммуникации преимущественно для внеклассной работы с учащимися по отдельным экспериментальным проектам, как дополнение к существующим учебным курсам и предметам. Однако, уже сейчас начинается использование компьютерных телекоммуникаций в условиях реального учебного процесса, опирающихся на смешанный режим взаимодействия учителя и учащихся — компьютерные телекоммуникации и очное общение учитель-ученик (и). Не кажется более фантастикой проведение уроков с помощью сети в режиме on-line. Компьютерные телекоммуникации начинают постепенно осознаваться многими педагогами, как один из инструментов познания окружающего мира. Причем инструмент этот настолько мощный, что вместе с ним в школу приходят новые формы и методы обучения, новая идеология глобального мышления».

1.2 Сущность дистанционных технологий

Совершенствование процесса образования и отдельных его составляющих связано с информатизацией процесса обучения. Широкие возможности открывает использование технологии дистанционного обучения.

Федеральный закон от 01.07.2002 № 110 819−3 «О внесении изменений и дополнений в Закон Российской Федерации «Об образовании» и Федеральный закон «О высшем и послевузовском профессиональном образовании» (в части дистанционных образовательных технологий) дает следующее определение дистанционным образовательным технологиям:

«Под дистанционными образовательными технологиями (ДОТ) понимаются образовательные технологии, реализуемые в основном с применением средств информатизации и телекоммуникации, при опосредованном или не полностью опосредованном взаимодействии (взаимодействие на расстоянии) обучающегося и педагогического работника».

В свою очередь ДОТ могут состоять из трех основных компонентов, а именно из кейс-, сетевыхи телевизионной технологий. Последнее по причинам технической сложности, как правило, не используются за редким исключением.

Кейс-технология. Создана одной из первых и наиболее распространена. В ней каждый учебный курс обеспечивается специальным учебным пособием, программой и методическими указаниями, помогающими осваивать учебный материал. Модульный принцип обучения позволяет успешно сочетать потребности и возможности обучаемых в соответствии с требованиями образовательных стандартов. Кейс-технология может использоваться как самостоятельно, так и в сочетании с другими технологиями.

Internet-технология является наиболее универсальной и перспективной технологией дистанционного образования, обеспечивающей доступ в систему дистанционного обучения как обучающихся, так и преподавателей на любом уровне информационных ресурсов. В сетевой технологии могут быть реализованы различные способы и методы обучения: электронные учебники и библиотеки, тестирующие системы, средства общения обучающихся и преподавателей. При использовании Internet-технологии у учащихся появляется возможность:

— развивать технические навыки и умения, необходимые пользователям Internet для коммуникации и сбора информации;

— следить за развитием и изменениями новых информационных технологий;

— научиться синтезировать данные, приобретенные через Internet, в единое целое;

— использовать различные поисковые системы.

Видеотехнология представляет собой внедрение в информационное обеспечение учебного процесса видеолекций. Видеолекция проводится квалифицированным преподавателем, умеющим поддерживать контакт с аудиторией на уровне «вопрос — ответ». Достоинства видеолекций заключаются в том, что в них синтезированы основные дидактические возможности других экранно-звуковых средств, обеспечивающих познавательную деятельность максимально широким чувствительным восприятием.

Основными принципами дистанционного обучения являются: самостоятельная познавательная деятельность обучаемого при удаленном доступе к образовательному ресурсу; модульность построения учебного материала, позволяющая слушателю самому определять интенсивность и последовательность процесса; акцент на конкретные задачи производственной деятельности обучаемого; наличие постоянной системы контроля и самоконтроля на основе взаимодействия с преподавателями и коллегами — участниками образовательного процесса.

Кроме того, дистанционное образование предоставляет возможность широкого диапазона выбора учебного заведения для обучения, привлечения преподавателей — специалистов-практиков к учебному процессу.

В условиях обучения по дистанционной технологии учащиеся имеют доступ к различным источникам информации, и важно помочь каждому из них составить образовательный набор, наиболее соответствующий его индивидуальным особенностям. Поэтому важны ранняя дифференциация обучения, связанная с традиционными образовательными структурами, и выход на индивидуальное обучение с применением методов дистанционного доступа к образовательным программам [8].

Дистанционное обучение занимает всё большую роль в модернизации образования. Согласно приказу 137 Министерства образования и науки РФ от 06.05.2005 «Об использовании дистанционных образовательных технологий», итоговый контроль при обучении с помощью ДОТ можно проводить как очно, так и дистанционно.

Модель дистанционного образования, разработанная в России в 90-е годы В. Кинелевым, В. Меськовым, В. Овсянниковым, В. Вержбицким и другими, рассматривает обучение как информационно-образовательную среду, основанную на современных средствах передачи и хранения информации. В центре этой концепции стоит преподаватель не как интерпретатор знания, а как координатор познавательного процесса, в функции которого входят корректировка преподаваемого курса, консультирование учащихся по всем аспектам учебной деятельности. Дистанционное образование не противопоставляется существующей в России системе образования и не является самостоятельной формой обучения, а предусматривает внедрение в образовательную практику новых технологий обучения, методов и принципов организации учебно-воспитательного процесса.

Основное достоинство технологии дистанционного обучения — гибкость, позволяющая обучаемому самостоятельно выбирать время занятий и определять их интенсивность, находясь при этом в контакте с преподавателем.

Рассматривая типологию дистанционного обучения, А. В. Хуторской рассматривает пять типов дистанционного обучения, подразумевающих наличие разных вариантов удаленности между учащимися, педагогами, средствами обучения и преодоление этой удаленности между учащимися, педагогами, средствами обучения и преодоление этой удаленности с помощью средств компьютерных телекоммуникаций. Автор классифицирует типы дистанционного обучения по мере удаленности в следующем порядке:

1. «Ученики обучаются очно в традиционной школе и вместе со своим очным учителем взаимодействуют с удаленной от них информацией, различными образовательными объектами, иногда — с учениками из других школ и специалистами в изучаемых областях. Главную дистанционную роль в данном типе обучения играет школьный образовательный сервер, на котором размещаются учебные материалы школьников и педагогов, ссылки на другие материалы сети.

2. Дистанционное обучение охватывает учеников и педагогов двух и более очных школ, находящихся в одном или нескольких городах (странах), которые участвуют в общих дистанционных образовательных проектах. Для дистанционного обучения данного типа достаточно наличия электронной почты. Другие Internet-технологии расширяют возможности участников дистанционных проектов, но не меняют сущности данного типа обучения как дополнительно к очному.

3. Ученики обучаются очно в традиционной школе, но кроме очных педагогов с ними эпизодически или непрерывно работает удаленный от них учитель. Занятия проводятся с помощью e-mail, chat, web-ресурсов и имеют целью углубленное изучение какого-либо предмета или темы, подготовку к поступлению в вуз и т. п. Формы занятий — дистанционные курсы, семинары, консультации.

4. Дистанционное обучение выступает средством индивидуализации образования. Задача телекоммуникационных технологий — усилить личностную ориентацию обучения, учесть индивидуальные особенности школьников, предоставить им выбор в формах, темпах и уровне их образовательной подготовки. И тогда ученики (один или несколько), не обязательно из одной очной школы, обучаются в дистанционной школе, колледже или центре, имеющих большие возможности для раскрытия творческого потенциала учеников и учета их индивидуальной подготовки. Для организации дистанционного обучения такого типа требуется мощное оборудование, специально разработанные образовательные серверы, дорогое программное обеспечение типа ClassPoint, позволяющее осуществлять и администрировать образовательные процессы. Образование в данном случае происходит в значительной степени дистанционное, индивидуализированное и творческое.

5. Ученики обучаются не в одной очной или дистанционной школе, а сразу в нескольких. Дистанционное обучение данного типа назовем распределенным. Оно позволяет гибко учитывать личностные особенности и цели ученика, выстраивать индивидуальную образовательную траекторию в каждой образовательной области или учебном предмете. Педагогические технологии данного типа обучения интегрируются в персональном образовательном центре со специальным программным обеспечением, который позволяет организовать обучение каждого ученика индивидуально в соответствии с его способностями, возможностями и предпочтениями".

Типологию ДО можно провести по разным признакам: по целям обучения; по учебным дисциплинам; по специфике предметной области; по уровням подготовки обучаемых; по возрастной ориентации обучаемых; по используемой технологической базе и др.

Информационно-предметная среда базового дистанционного обучения обычно включает в себя:

· курсы дистанционного обучения, электронные учебники, размещаемые на отечественных образовательных сайтах;

· виртуальные библиотеки;

· базы данных образовательных ресурсов;

· веб-квесты, предназначенные для целей обучения;

· телекоммуникационные проекты;

· виртуальные методические объединения учителей;

· телеконференции, форумы для учителей и учащихся;

· консультационные виртуальные центры (для учителей, школьников, родителей);

· научные объединения школьников.

При этом важно так организовать учебный процесс дистанционного обучения, чтобы у учащихся была возможность:

ь получать необходимые фундаментальные знания, осмысливая их таким образом, чтобы использовать для решения конкретных познавательных или практических проблем;

ь обсуждать со своими партнерами (в том числе, в ряде случаев и с зарубежными) возникающие в процессе познавательной деятельности проблемы;

ь работать с дополнительными источниками информации, необходимыми для решения поставленной познавательной задачи;

ь вести наблюдения, ставить самостоятельные опыты, используя, помимо прочего, разнообразные, доступные им Интернет-технологии для осмысления приобретаемых знаний, решения возникающих проблем;

ь иметь возможность оценивать собственные познавательные усилия, достигнутые успехи, корректировать свою деятельность.

Изучение теории и практики ДО в образовательных учреждениях ДО позволило установить тенденции в развитии технологий дистанционного обучения. Среди них просматриваются следующие тенденции:

Возрастание значения ТДО, использующих средства новых информационных технологий (на которых, в основном, и базируется СДО). Это эволюционно знаменует переход от кейс-технологий к сетевым технологиям обучения, которые принципиально не могут быть реализованными без компьютеров, сетей, систем мультимедиа и т. д. Однако следует заметить, что отечественный и зарубежный опыт ДО показывает стойкость и целесообразность использования и традиционных средств обучения, например, печатных изданий, потенциал которых может быть повышен за счет биоадекватности представления учебного материала.

Проектирование и внедрение в учебный процесс ТДО, которые ориентированы на личность обучающегося, стимулируют мотивированность, носят во многом вариативный и коррекционный характер. Это обеспечивает подготовку специалистов с широким научным образованием, профессионально компетентных, с развитым творческим мышлением, способных эффективно решать сложные и многоплановые задачи своей деятельности. Такие ТДО ориентирует обучающихся не на усвоение готовых научно-теоретических формул и конкретно-прикладных рекомендаций-рецептов, а на творчески-поисковую деятельность по добыванию, конструированию новых знаний, моделированию и изучению процессов и явлений, проектированию способов профессиональной деятельности. Сетевые технологии обучения наилучшим образом поддерживают эту тенденцию, особенно при внедрении в учебный процесс сетевых учебно-методических комплексов.

1.3 Понятие алгоритмической культуры школьников

Первой программой школьного курса «Основы информатики и вычислительной техники» (1985 г.) формирование алгоритмической культуры определялось как одна из нормативных целей обучения информатике. Было раскрыто содержание и выделены основные компоненты данного понятия (М.П.Лапчик):

1. Понятие алгоритма и его свойства. Понятие алгоритма является центральным понятием алгоритмизации и, соответственно, основным компонентом алгоритмической культуры. В обучения алгоритмизации нет необходимости (да и возможности) использовать строгое математическое уточнение этого понятия, достаточно его толкования на интуитивно-наглядном уровне. Существенное значение при изложении приобретают такие содержательные свойства алгоритмов, как понятность, массовость, детерминированность и результативность.

2. Понятие языка описания алгоритмов. Задача описания алгоритма всегда предполагает наличие некоторого языка, на котором должно быть выполнено описание. По этой причине само понятие алгоритма находится в неразрывной связи с понятием языка как средства выражения (представления) алгоритма. Выбор языка в каждом отдельном случае определяется областью применения алгоритма, т. е., по существу, свойствами объекта (человека, автомата, компьютера), выступающего в роли исполнителя. Соблюдение требования строго следовать границам языковых возможностей в общении с тем или иным исполнителем служит в некотором роде первоосновой алгоритмизации.

3. Уровень формализации описания. Понятие уровня формализации описания неразрывно связано с понятием языка. Если описание составлено для автомата, то используемый при этом язык подчиняется строгим ограничениям, которые обычно могут быть сведены в систему формальных правил, образующих синтаксис языка. Сам язык в подобных случаях становится формализованным. Однако на практике в процессе разработки алгоритмов, особенно при построении предварительных описаний, могут использоваться языковые средства, не обязательно строго ограниченные. Более того, такая ситуация возможна и не только в процессе предварительной разработки. Если, к примеру, алгоритм адресуется человеку, то и окончательный вариант алгоритмизации может иметь неформальное, «расплывчатое» представление. Немалое множество используемых на практике алгоритмов «работают» именно в неформализованном варианте. Важно лишь, чтобы алгоритм был понятен исполнителю, т. е. не использовал средств представления, выходящих за границы его возможностей. Таким образом, применяемые на практике уровни формализации представления алгоритмов могут варьироваться в довольно широком диапазоне: от уровня полного отсутствия формализации до уровня формализации «в той или иной мере» и, наконец, до уровня «абсолютной» формализации.

4. Принцип дискретности (пошаговости) описания. Построение алгоритма предполагает выделение четкой целенаправленной последовательности допустимых элементарных действий, приводящих к требуемому результату. Организованная совокупность этих действий образует определенную дискретную структуру описания алгоритма, сообщающую ему ясность и четкость. В различных языках такие отдельные этапы алгоритма представляются различными средствами. В словесных представлениях алгоритма (на естественном языке) — это отдельные предложения, указания, пункты, в языке схем — это отдельные блоки, в объектном языке ЭВМ — это отдельные команды, в алгоритмическом языке высокого уровня — операторы.

5. Принцип блочности. Возможности языка, используемого для построения алгоритмов, вынуждают избирать ту или иную степень детализации описаний. Это обстоятельство не препятствует, однако, тому, чтобы в процессе работы по составлению требуемого алгоритма при описании его первоначальной схемы употребить язык, единицы действия которого более крупны по сравнению с возможностями исполнителя, которому алгоритм адресуется. По сути дела, речь в данном случае идет об умении расчленять сложную задачу на более простые компоненты. Такой путь приходится избирать всегда, когда задача оказывается достаточно сложной, чтобы алгоритм ее решения в нужном языке можно было описать сразу. В этом случае задача разбивается на информационно замкнутые части (блоки), которым придается самостоятельное значение, и после составления первоначальной схемы, связывающей части задачи, проводится работа по детализации отдельных блоков. Каждый из этих блоков может быть детализирован по только что описанному принципу. При окончательном построении алгоритма из блоков возможны два принципиально различных подхода:

а) детальное представление блока помещается в соответствующее место алгоритма, а сам блок, исчерпав свою роль общего приема поиска алгоритма, как бы «растворяется» в нем;

б) содержание блоков не встраивается в алгоритм, а в его соответствующих местах помещаются ссылки — обращение к размещенным отдельно блокам; окончательным алгоритмом считается совокупность главного алгоритма и всех его отдельных блоков (вспомогательных алгоритмов).

6. Принцип ветвления. Требование алгоритмической полноты языков, используемых для представления алгоритмов, должно обеспечивать наличие средств, позволяющих реализовывать в алгоритмических описаниях логические ситуации, т. е. ситуации, в которых требуется принятие решения в зависимости от заданных начальных условий. Организация таких алгоритмов требует умелого использования логических (разветвляющих) средств языка. Существенными компонентами алгоритмической грамотности здесь является осознание того, что:

а) описание должно предусматривать все возможные варианты исходных данных и для каждой их комбинации быть результативным;

б) для конкретных значений исходных данных исполнение алгоритма всегда проходит только по одному из возможных путей, определяемому конкретными условиями.

7. Принцип цикличности. Эффективность алгоритмических описаний в большинстве случаев определяется возможностью неоднократного использования одних и тех же фрагментов описаний при различных значениях входных величин. Именно на этом приеме основано построение описаний, не удлиняющихся при увеличении объема действий, предусматриваемых этими описаниями. Возвращение к повторному прохождению одного и того же фрагмента описания может быть организовано с применением логических средств языка, однако язык может содержать и специальные средства организации циклических алгоритмов (например, операторы цикла в языках высокого уровня). И в том и другом случае существенным компонентом алгоритмической культуры здесь является понимание общей схемы функционирования циклического процесса и, что особенно важно, умение выделять при построении алгоритмов повторяющуюся (рабочую) часть цикла.

8. Выполнение (обоснование) алгоритма. Существенно важным компонентом алгоритмической грамотности является постоянно привлекаемое в процессе алгоритмизации умение воспринимать и исполнять разрабатываемые фрагменты описания алгоритма отвлеченно от планируемых результатов — так, как они описаны, а не так, как может быть, в какой-то момент хотелось бы самому автору или исполнителю. Говоря иными словами, требуется развитое умение четко сопоставлять (и разделять) то, что задумано автором, с тем, к чему приводит фактически написанное.

9. Организация данных. Исходным материалом для алгоритма является информация или исходные данные, которые надлежит обработать. Составитель алгоритма обязан думать не только о том, как и в какой последовательности производить обработку, но и о том, где и как фиксировать промежуточные и окончательные результаты работы алгоритма.

Алгоритмическая культура школьника как совокупность наиболее общих «допрограммистских» представлений, умений и навыков обеспечивает некоторый начальный уровень грамотности школьника не только для его успешной работы в системе «ученик-компьютер», но и в неформальных безмашинных системах «ученик-учитель», «ученик-ученик» и т. п., т. е. создает то операционное наполнение, которое, в частности, обслуживает деятельность школьника в рамках учебных дисциплин за пределами «компьютерной» обстановки. Как отмечал академик Е. П. Велихов, в связи с введением в школу предмета «ОИВТ», «информатика является частью общечеловеческой культуры, не сводящейся к использованию компьютеров, а в равной степени относящейся, скажем, к умению объяснить приезжему дорогу» [16, с. 17 — 22].

Конкретное же наполнение этого понятия в тот период во многом связывалось с изучением учащимися основ алгоритмизации и программирования, что, прежде всего, объяснялось существовавшим уровнем компьютерной техники и соответствующего программного обеспечения. Современный же этап развития школьного курса информатики требует уточнения перечня и содержания компонентов, характеризующих понятие «алгоритмическая культура». Принципиально новая задача здесь — выполнить эту работу по отношению к разделу «Информационные технологии», в рамках которого учащиеся знакомятся с работой текстового и графического редакторов, электронных таблиц, СУБД.

Формирование алгоритмической культуры учащихся способствует осознанному восприятию учебного материала, что предполагает обязательное наличие общих представлений:

а) об алгоритме и его свойствах;

б) о языковых средствах записи алгоритмов (развернутая форма, табличная форма, блок-схема);

в) об алгоритмических процессах (линейном, разветвляющемся, циклическом).

Язык блок-схем — самый наглядный из всех человеческих языков, используемых для записи алгоритмов.

Алгоритмическая культура учащегося должна содержать следующие компоненты:

Ш понимание сущности алгоритма и его свойств;

Ш понимание сущности языка как средства для записи алгоритма;

Ш владение приёмами и средствами для записи алгоритмов;

Ш понимание алгоритмического характера методов математики и их приложений;

Ш владение алгоритмами школьного курса математики;

Ш понимание элементарных основ программирования на компьютере.

Обучение алгоритмам должно строиться с учётом следующих принципов:

а) создание у учащихся полной ориентировочной основы его применения;

б) осуществление алгоритмизации на основе приёмов, раскрывающих их происхождение;

в) алгоритмическая линия должна пронизывать весь процесс обучения информатики в школе;

г) развитие логической культуры учащихся;

д) обеспечение взаимосвязи алгоритмов;

е) формирование основных элементов алгоритмической культуры учащихся.

Работа по алгоритмам развивает интерес учащихся к процессу обучения, они стремятся заменить предложенный алгоритм более простым и обосновать целесообразность такой замены, что развивает их творческое и конструктивное мышление. Алгоритмизация обучения предполагает единство между анализом и синтезом и активно влияет на развитие творческого мышления учащихся. Свободное творчество возможно только на базе осознанных алгоритмов.

В современном обучении появилась новая школьная дисциплина — алгоритмика, направленная на формирование и развитие алгоритмического мышления учащихся. Алгоритмика — часть математики, она изучается в 5−7 классах и носит пропедевтический характер. Алгоритмика предусматривает изучение основных алгоритмических конструкций и учит учащихся построению алгоритмов различных типов.

Процесс подготовки задач для решения на ЭВМ называется программированием. Он включает в себя следующие этапы:

1. составление алгоритма решения задачи;

2. описание алгоритма решения задачи на языке программирования (составление программы);

3. трансляция программы на машинный язык в виде последовательности команд.

Дистанционное обучение, по нашему мнению, обладает рядом достоинств, способствующих лучшей реализации принципов дидактики. ДО характеризуется:

а) правильным отбором учебного материала;

б) рациональной дозировкой подачи учебного материала;

в) активной самостоятельной деятельностью ученика по усвоению учебного материала;

г) обеспечением возможности каждому ученику работать с свойственной ему скоростью;

д) высокой степенью контроля за результатами обучения.

Успехи в развитии компьютерной техники привели к возрастанию роли компьютеров во всех областях жизни современного общества и сделали необратимым процесс компьютеризации обучения на основе его программирования.

Формирование у учащихся алгоритмической культуры в процессе изучения базового курса информатики раскрывает единую алгоритмическую сущность информационных процессов различного рода, являясь тем самым системообразующей функцией данного курса. Эффективное решение данной педагогической проблемы возможно при выделении формирования алгоритмической культуры в качестве обязательной нормативной цели обучения информатике.

Изучение учебного материала по алгоритмической линии обеспечивает учащихся возможностью: понять на основе анализа примеров, смысл понятия алгоритма, знать свойства алгоритмов, понять возможность автоматизации в деятельности человека при использовании алгоритмов; освоить основные алгоритмические конструкции, научиться применять алгоритмические конструкции для построения алгоритмов решения задач; получить представление о библиотеке алгоритмов, уметь использовать библиотеку для построения более сложных алгоритмов; получить представление об одном из языков программирования, использовать этот язык для записи алгоритмов решения задач. При развитии новых информационных технологий, и в частности технологий программирования, появляется возможность в пределах раздела «Основы алгоритмизации» давать общенаучные понятия информатики, и в то же время формировать и развивать умение, и навыки необходимые пользователю при работе с современным программным обеспечением, т. е. появляется возможность сделать раздел «Основы алгоритмизации» мостиком между теоретической и практической информатикой. Первые шаги в этом направлении уже сделаны в работах А. Г. Кушниренка, Ю. А. Первина, А. Л. Семенова. Важным принципом является самостоятельное добывание учениками знаний, которые формируются при работе с реальными и виртуальными объектами. Реализация этого принципа основывается на использовании творческих сред, таких как, например, Лого, Кумир, Роботландия.

Глава 2. Методика использования дистанционных технологий как средство развития алгоритмической культуры школьников на уроках информатики

2.1 Возможности использования дистанционных технологий на уроках информатики

Дистанционное обучение — совокупность технологий, обеспечивающих доставку обучаемым основного объема изучаемого материала, интерактивное взаимодействие обучаемых и преподавателей в процессе обучения, предоставление обучаемым возможности самостоятельной работы по освоению изучаемого материала, а также в процессе обучения.

Современное дистанционное обучение строится на использовании следующих основных элементов:

— среды передачи информации (почта, телевидение, радио, информационные коммуникационные сети),

— методов, зависимых от технической среды обмена информацией.

Использование технологий дистанционного обучения позволяет:

ь снизить затраты на проведение обучения (не требуется затрат на аренду помещений, поездок к месту учебы, как учащихся, так и преподавателей и т. п.);

ь проводить обучение большого количества человек;

ь повысить качество обучения за счет применения современных средств, объемных электронных библиотек и т. д.

ь создать единую образовательную среду.

Исходя из вышесказанного, дистанционные технологии целесообразно использовать на уроках информатики с целью формирования алгоритмической культуры в следующих направлениях:

1. Использование электронного учебника информатики по теме «Алгоритмы».

2. Разработка факультативных курсов «Алгоритмы вокруг нас», «Решение практических задач и алгоритмы».

3. Разработка элективных курсов «Компьютерное программирование: сферы и границы применения», «Дистанционная развивающая информатика», «Создание примитивной анимации с использованием средств языка программирования Qbasic».

4. Выполнение индивидуальных заданий по темам «Программирование на языке Паскаль», «Работа с графикой в среде Паскаль» посредством использования дистанционных технологий (через электронную почту).

Е.С. Полат и А. В. Хуторской широко рассматривают такой вид дистанционного обучения как электронный учебник. Как пишет Е. С. Полат: «Если мы говорим о дистанционном обучении как о новой форме обучения, логично сделать вывод, что в этой системе помимо учителя и учащихся должен быть учебник, учебные пособия, т. е. средства обучения как компонент данной системы. Отсюда необходимость серьезного научного подхода к разработке специальных курсов (учебников) для системы дистанционного обучения. Разумеется, в данном случае речь, в основном, идет об электронных средствах обучения, в первую очередь, сетевых».

Электронные учебники могут быть на носителях внешней памяти (CD-ROM) и размещенные в телекоммуникационных сетях.

В содержание разработанного мной учебника информатики по теме «Алгоритмы» входят следующие темы:

Тема1: Понятие алгоритма. Характеристики алгоритма. Исполнитель алгоритма. Свойства алгоритма. Виды алгоритмов.

Тема 2: Алгоритмы и формы их представления.

Тема 3: Введение в программирование на языке Pascal.

Тема 4: Структура программы на Паскале.

Тема 5: Базовые алгоритмические структуры.

2.2 Методические рекомендации по использованию дистанционных технологий на уроках информатики

В практике педагога-предметника могут быть использованы Интернет-ресурсы разного типа.

На основе результатов проведенного анализа Интернет-ресурсов, можно выделить следующие группы образовательные Интернет-ресурсов :

1. Информационные Интернет-ресурсы, среди которых:

* интерактивные (1 уровень интерактивности) учебники и учебные пособия (содержат информацию в виде текста с иллюстрациями, организованного как гипертекст, не предполагают включение мультимедиа компонентов, интерактивных вставок);

* справочники, хрестоматии и журналы, материалы которых направлены на расширение, углубление знаний по предмету и истории соответствующей науки, связи с другими науками и жизнью, так же как ресурсы предыдущей группы содержат информацию в виде гипертекста с иллюстрациями, не предполагают включение мультимедиа компонентов, интерактивных вставок, не предполагают диалогового режима общения;

* видеозаписи лекций;

* виртуальные экскурсии;

2. Интернет-ресурсы, предполагающие организацию той или иной практической деятельности учащихся (2 — 3 уровни интерактивности)

* задачники:

а) включают только набор задач с ответами;

б) включают набор задач с решениями;

в) включают набор задач с подсказками и решениями, (что позволяет индивидуализировать работу), но не предполагают диалога с пользователем;

г) включают набор задач с подсказками и решениями, предполагают возможность организации диалога («отправление» ученика к соответствующему теоретическому материалу в случае ошибки или непредставления решения);

* наборы тестов:

а) содержат только условия тестов;

б) допускают возможность диалога, позволяют организовывать реальную проверку знаний и умений по определенным темам курса;

* виртуальные лаборатории;

* игры:

а) содержат только описание игры, б) интерактивные: предоставляется возможность поиграть в недиалоговом режиме,

3. Вспомогательные Интернет-ресурсы для учителя

* разработки уроков (с методической обработкой);

* библиографические ресурсы, в том числе Интернет — магазины;

4. Комбинированные Интернет-ресурсы, включающие элементы перечисленных выше групп;

5. Электронные образовательные ресурсы нового поколения (ЭОР НП).

Работа с Интернет-ресурсами каждой группы имеет свои особенности.

Остановимся более подробно на некоторых из выделенных групп.

Материалы информационных Интернет-ресурсов группы могут использоваться:

* при подготовке учителя к уроку;