Решение задач в курсе информатики

Решение задач в курсе информатики способствует активизации мыслительной деятельности и развитию мышления учащихся.

Рассмотрим конкретную задачу курса информатики и попытаемся выяснить:

• Какие мыслительные операции будут "работать" при ее решении;

• Будет ли сама постановка задачи способствовать активизации мышления учащихся;

• Какие критерии развития мышления можно применить в ходе решения этой задачи.

Задача.

Дан одномерный массив А, размерность которого равна 10. Определить число элементов в массиве, значение которых кратно 5. Массив ввести оператором READ-DATA.

Результат вычисления вывести на экран.

Теоретическая подготовленность учащихся к решению этой задачи выражается в сформированности таких понятий как: одномерный массив; размерность массива; элемент массива, его значение и порядковый номер; ввод массива и вывод его на экран; работа операторов присваивания, READ-DATA, PRINT, FOR-NEXT, DIM; понятие кратности числа.

Решение.

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

Чтобы при разборе данной задачи направить обсуждение в нужное русло, как правило, используются побуждающие вопросы. Эти вопросы носят открытый характер, т.е. не предполагают какого-либо единственного "правильного" ответа. Учащиеся ведут активный и свободный интеллектуальный поиск, сообразно со своими личными мыслительными способностями.

Рассмотрим блок побуждающих вопросов и зафиксируем мыслительные операции, которыми будут при этом пользоваться учащиеся.

Вопрос	Мыслительные операции, которыми будут пользоваться учащиеся
Прочитайте задачу. Из скольких этапов, по-вашему, будет состоять ее решение? (2 этапа - ввод/вывод массива и определение кратности).	1. Анализ задачи (выделение исходных данных, результата), синтез (выделение этапов).
В чем суть математического понятия "кратность"? (Деление без остатка на заданное число; частное - целое число)	2. Анализ - синтез - конкретизация - обобщение - суждение. (ученик должен из множества имеющейся информации выделить нужную - понятие "кратность", вспомнить ее суть, обобщить, сделать вывод).
На основании каких математических законов, правил мы делаем вывод о кратности чисел? (признаки делимости, таблица умножения).	3. Схема, аналогичная схеме 2.

И так далее, до тех пор пока учащиеся не сделают вывод: чтобы решить задачу, надо написать фрагмент программы, реализующий определение кратности: частное - целое число (этап 2.).

Теперь выясним, будет ли сама постановка задачи способствовать развитию мышления учащихся. Для этого проанализируем схему 5.

Сама постановка задачи способствует развитию мышления учащихся т.к. задача носит проблемный характер (схема 5).

Схема решения мыслительных задач

Схема 5.

К ходу решения этой задачи можно применить такие критерии развития мышления:

Критерий 1: развитие у учащихся умения мыслить, демонстрация им в явной форме самого процесса этой деятельности.

Мыслительные операции (анализ, синтез, сравнение и т.д.) в ходе решения задачи развивались.

Критерий 2: степень овладения операциями и приемами мыслительной деятельности. Чем чаще и сознательнее выполняется какое-либо действие, тем выше у ученика уровень овладения им. Теоретическое содержание темы, необходимое для решения этой задачи, вполне отвечает данному критерию.

Критерий 3: умение переносить мыслительные операции и приемы мышления с одной ситуации на другую.

Данная задача - хорошая иллюстрация этого критерия - ученики должны переносить теоретические знания в области их практического применения, трансформировать знания математики в информатику.

Рассмотрим еще одну задачу - пример реализации идей проблемного обучения при изучении программирования (при использовании среды языка программирования Бейсик) во время знакомства с оператором SWAP.

В начале урока предлагается следующая задача для решения в классе: найти минимальное из трех чисел. На доске записывается несколько троек чисел, учащиеся называют минимальное из них.

Учитель: "Каким образом вы определили, что данное число минимальное?"

Ученик: "Мы сравнивали числа друг с другом".

Учитель обращает внимание ребят, что машина может сравнивать только два числа, т.е. надо сравнивать первые два числа, а затем меньшее из них с третьим числом.

На доске появляется блок-схема, а затем в соответствии с ней программа (схема 6). Желательно обратить внимание учеников на то, что в процессе работы программы исходное значение переменной А может измениться.

Чтобы убедиться в правильности выполнения программы, желательно рассмотреть ее выполнение с помощь таблицы значение (таблица 2).

Таблица 2.

	Выполняется ли условие	А	В	С	Выполняется ли условие	А	В	С
10		0	-2	4		18	11	6
20	Да	-2	-2	4	Да	11	11	6
30	Нет	-2	-2	4	Да	6	11	6
40		-2				6	11
50

При проверке правильности выполнения программы необходимо рассматривать все возможные варианты: А<В<С, А<С<В, В<С<А, С<В<А, В<А<С, С<А<В.

Далее учитель ставит перед учащимися проблему: как поменять значения двух переменных. Для наглядности можно изобразить имена переменных в виде названий содержимого (рис.1а).

Проблема заключается в том, что при присваивании нового значения переменной старое теряется. Учащиеся сами должны найти выход, предложив использовать дополнительную переменную (рис.1б). Но тогда операция обмена значений будет записываться в три действия: С: =А, А: =В, В: =С.

Поэтому программисты ввели оператор SWAP, с помощью которого можно в одну строчку записать операцию обмена значений двух переменных. После нескольких примеров работы оператора SWAP можно предложить учащимся изменить предыдущую программу так, чтобы был использован оператор SWAP. Правильность выполнения программы следует проверить с помощью таблицы значений.

Таблица 3.

	Выполняется ли условие	А	В	С	Выполняется ли условие	А	В	С
10		0	-2	4		18	11	6
20	Да	-2	0	4	Да	11	18	6
30	Нет	-2	0	4	Да	6	18	11
40		-2				6
50

Во время заполнения таблицы можно обратить внимание учащихся на то, что в первом случае три числа в результате выполнения программы упорядочиваются по возрастанию, а во втором - нет.

Таблица 4.

	Выполняется ли условие	А	В	С	Выполняется ли условие	А	В	С
10		0	-2	4		18	11	6
20	Да	-2	0	4	Да	11	11	6
30	Нет	-2	0	4	Да	6	11	11
40	Нет	-2	0	4	Да	6	11	18
50		-2	0	4		6	11	18
60

Тогда логично сформулировать следующее задания для самостоятельной работы: дописать программу так, чтобы три элемента упорядочивались по возрастанию. В программе надо дописать только одну строчку, поэтому учащиеся быстро справляются с заданием. И вновь желательно проверить правильность выполнения программы с помощью таблицы значений, используя для этого табл.3. На следующих занятиях на базе материла этого урока можно рассмотреть методы сортировки массивов.

При решении задач на уроках информатики игры (развивающие и логические) с сюжетно-ролевой направленностью (см. приложение 2).