Дипломная работа на тему: Теоретические основы алгоритмизации процесса обучения младших школьников .1 Понятие алгоритма. Виды

Введение

младший школьник алгоритм

Мы даже не замечаем, как в повседневной жизни используем алгоритмы. Завести машину, приготовить еду - все это выполняется в определенной последовательности. Каждый из нас ежедневно использует сотни различных алгоритмов. Например, правила сложения, вычитания, деления, умножения чисел; грамматические правила правописания слов и предложений, а также различные инструкции и правила - все это алгоритмы. Из приведенных примеров ясно, что алгоритмы, алгоритмические процессы неотделимы от нас и являются составной частью нашей жизни. Почти все сферы жизнедеятельности человека связаны с алгоритмами.

Актуальность нашего исследования обусловлена тем, что в настоящее время возрастает роль творческой, активной, мыслящей личности педагога в условиях введения нового ФГОС НОО. Поэтому важнейшей задачей педагогической науки является совершенствование планирования процесса обучения в целом и повышение эффективности управления познавательной деятельностью учащихся.

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

В настоящее время наука и техника развиваются настолько быстро, что своевременное обобщение потока научной информации без применения кибернетических средств представляет значительную трудность.

Не менее сложным является сообщение учащимся знаний, так как их объем из года в год увеличивается, тогда как сроки и методы обучения остаются неизменными. В связи с этим все большее число преподавателей приходит к выводу о недостаточности традиционных способов обучения и необходимости их совершенствования на основе новейших достижений науки и техники.

В ряде научных работ Грабарь М.Н., Краснянской К.А, Завырыкина В.М., Житомирского В.Г., Ильиной Т.А., Тельновой Ж.Н. показаны возможности и необходимость повышения качества обучения младших школьников посредством формирования и развития их алгоритмической культуры и соответствующей подготовки учителей начальных классов. Однако в данных исследованиях недостаточно внимания уделяется развивающим возможностям алгоритмов и предписаний алгоритмического типа, не обоснованы дидактические условия, обеспечивающие повышение эффективности учебной деятельности учащихся начальных классов средствами ее алгоритмизации, отсутствует система алгоритмов и предписаний и технология ее реализации в обучении младших школьников, особенно с учетом современных требований к организации образовательного процесса. Поэтому вопрос о целесообразности и эффективности алгоритмизации учебной деятельности в начальной школе до настоящего времени остается дискуссионным.

На уроках математики в начальной школе применяются алгоритмы письменного сложения, вычитания, умножения и деления. Однако это не единственный вид алгоритмов, который включается в содержание школьного урока начальной школы. Существуют и алгоритмы решения задач, уравнений, неравенств, нахождения площадей и периметров геометрических фигур и другие.

А значит, проблема недостаточного внедрения алгоритмов различного типа является актуальной, и тема исследования выбрана верно: "Алгоритмы в начальной школе и методика обучения алгоритмам".

Объект исследования: процесс обучения математике в начальной школе.

Предмет исследования: применение алгоритмов на уроках математики в начальной школе.

Цель работы: изучение методических особенностей применения алгоритмов в начальной школе с целью формирования УУД.

В соответствии с целью определены следующие задачи:

определить сущность понятия "алгоритм";

выявить основные виды алгоритмов, используемые на уроках математики в начальной школе;

проанализировать учебники математики начальной школы на включение в них алгоритмов в соответствии с ФГОС НОО;

разработать систему уроков с использованием алгоритмов в соответствии с ФГОС НОО.

Гипотеза: формирование УУД у младших школьников будет проходить более эффективно чем в массовом обучении, если в процессе обучения математики будут применяться алгоритмы разных видов: линейные, словесные, таблицы, блок - схемы и граф - схемы.

Методологическую основу исследования составляют: теория поэтапного формирования умственных действий (П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина); дидактические исследования в области алгоритмизации обучения (В.А. Далингер, JI.Н. Ланда, М.П. Лапчик, В.М. Монахов, Н.Ф. Талызина, Л.М. Фридман, А.Т. Шумилин и др.).

Методы исследования:

теоретический - анализ психолого-педагогической литературы по теме исследования, изучение текста учебников на предмет включения в них алгоритмов или заданий алгоритмического типа;

эмпирический - анкетирование, проводимое на констатирующем и контрольном этапах исследования;

методы обработки данных: количественный и качественный анализ результатов исследования;

методы математической статистики (частотный анализ, сравнение средних результатов).

Исследование проводилось на базе МОУ лицей №7 Дзержинского района города Волгограда. Выборку составили 21 ученика 3 "г" класса(10 девочек и 11 мальчиков).

Этапы исследования:

изучение необходимой литературы по теме исследования;

на констатирующем этапе - проведение анкетирования для выявления уровня сформированности у детей понятия алгоритма и умения работать с ним;

на формирующем этапе - разработка системы заданий с применением разного вида алгоритмов в начальной школе. Включение этих заданий в уроки математики в экспериментальном классе;

на контрольном этапе - проведение анкетирования с целью изучения уровня сформированности у детей понятия алгоритма и умения работать с ним после формирующего этапа;

Научная новизна работы заключается в разработке комплекса уроков математики с использованием алгоритмов разных видов с целью формирования УУД у младших школьников.

Данная работа имеет практическая ценность для учителей начальных классов на уроках математики для более эффективного усвоения детьми учебного материала и с целью развития у младших школьников УУД. Отметим, что результаты исследования были изложены на студенческих конференциях, в виде публикации, статья "Алгоритмы в начальной школе и методика обучения алгоритмам" в Вестнике студенческого научного общества № 29 2013 года.

Структура дипломной работы. Работа состоит из введения, двух глав, выводов к главам, заключения, литературных источников и 2 приложений. Объем основного текста дипломной работы составляет 83 страницы.

Оглавление

- Введение

- Теоретические основы алгоритмизации процесса обучения младших школьников .1 Понятие алгоритма. Виды алгоритмов

- Алгоритмы в начальной школе на уроках математики Выводы по главе

- Использование алгоритмов в начальной школе .1 Диагностика сформированности умения младших школьников работать с алгоритмами

- Система заданий для младших школьников с использованием алгоритмов .3 Анализ результатов исследования уровня сформированности УУД у младших школьников в процессе алгоритмизации Выводы по главе

- Заключение

- Список литературы

- Приложение

Заключение

В настоящее время в современной школе по-прежнему достаточно остро стоит задача повышения эффективности обучения и формирование всесторонне развитой личности. Это связано в первую очередь с тем, что год от года растет объем информации, которую ученики должны освоить, а количество отведенных часов не меняется. А также с возрастанием интереса к ребенку, как будущему гражданину страны. Образовательный процесс требует использовать не только традиционные способы обучения, но и внедрять новые. А значит, проблема заключается в поиске таких средств и способов и их эффективном применении в учебном процессе. В качестве одного из таких средств, следует, рассматривать внедрение алгоритмов разного типа.

Отсюда следует, что актуально определена тема данной дипломной работы "Алгоритм как средство формирования УУД у младших школьников".

В качестве объекта исследования был выбран процесс обучения математике в начальной школе.

Предмет исследования: применение алгоритмов на уроках математики в начальной школе.

Целью дипломной работы стало изучение методических особенностей применения алгоритмов в начальной школе с целью формирования УУД.

Была выдвинута следующая гипотеза - формирование УУД у младших школьников будет проходить более эффективно чем в массовом обучении, если в процессе обучения математики будут применяться алгоритмы разных видов: линейные, словесные, таблицы, блок - схемы и граф - схемы.

В соответствии с целью и гипотезой нами были определены несколько задач. Первая заключалась в том, чтобы определить сущность понятия "алгоритм". Для этого нами было рассмотрено понятие алгоритма в работах Алонзо Черча, В.П. Беспалько, А.А. Маркова, Л.Н. Ланда, Н.А. Криницкого, А.Н. Колмогорова, в экономическом словаре, геологическом словаре, словаре иностранных слов и новом экономическом словаре. Под алгоритмом мы будем понимать программу действий для решения задач определенного типа.

Вторая задача, заключалась в выявлении основных видов алгоритмов. Мы выяснили, что алгоритмы в зависимости от цели, начальных условий задачи, путей ее решения, определения действий исполнителя подразделяются следующим образом:

- Механические алгоритмы;

- Вероятностный (стохастический) алгоритм;

- Гибкий алгоритм;

- Линейный алгоритм;

- Разветвляющийся алгоритм;

- Циклический алгоритм;

- Вспомогательный алгоритм.

В начальной школе на уроках математики в основном используют алгоритмы сложения, вычитания, умножения и деления натуральных чисел.

Третьей задачей была "проанализировать учебники математики начальной школы на включение в них алгоритмов в соответствии с ФГОС НОО". Мы сравнили 2 образовательные системы: "Гармония" и систему развивающего обучения Л.В. Занкова. В учебниках математики 1 - 4 класса Н.Б. Истоминой нами не были найдены алгоритмы в явном виде. А в учебниках математики развивающей системы обучения Л.В.Занкова, авторов И.И.Аргинской, Е.И.Ивановской, С.Н.Кормишиной были найдены алгоритмы разных видов.

Четвертой задачей перед нами стояла "разработать систему уроков с использованием алгоритмов в соответствии с ФГОС НОО". Мы разработали комплекс заданий и систему уроков с ними с целью повышения эффективности учебного процесса и повышения уровня формирования у детей регулятивных и познавательных УУД.

Для проверки сформулированной гипотезы было проведено исследование, направленное на изучение сформированности умения учащихся работать с алгоритмами и предписаниями алгоритмического типа, как средствами формирования регулятивных и познавательных УУД. В исследовании приняли участие 21 третьеклассник (10 девочек и 11 мальчиков) МОУ "Лицей №7" Дзержинского района, г. Волгограда, обучающегося по образовательной программе Занкова. Были получены следующие результаты: большее количество испытуемых(14 человек) обладают высоким уровнем сформированности умения работать с алгоритмами и предписаниями алгоритмического типа, 5 человек среднем уровнем и всего 2 человека низким. В среднем по каждому заданию анкеты у детей высокий уровень сформированности умения работать с алгоритмами и высокий уровень предложенных алгоритмов, как средства формирования регулятивных и познавательных УУД.

Обобщая полученные данные, заметим, что уровень повысился со среднего на высокий, а значит, предложенные алгоритмы являются прекрасным средством формирования у детей умения работать с алгоритмами и предписаниями алгоритмического типа и эффективным средством формирования регулятивных и познавательных УУД у младших школьников. А значит можно сделать вывод о том, что выдвинутая нами гипотеза верна.

Список литературы

1) Алгоритм.[Интернет ресурс] URL:<http://www.machinelearning.ru/ wiki/ index.php?title=%D0%90%D0%ВВ%D0%В3%D0%ВЕ%D1%80%D0%В8%D1%82%D0%ВС> (дата обращения 8.05.2013).

) Алгоритм. Свойства алгоритма. [Интернет ресурс] URL: <http://gym075.edusite.ru/algoritm.html> (дата обращения 6.05.2013).

3) 16. Аргинская И.И., Ивановская Е.И., Кормишина С.Н. Математика: Учебник для 2 класса: В 2 ч., Самара: Учебная литература, 2012 - ч.1 - ч.2 - 128 с.

) Аргинская И.И., Ивановская Е.И., Кормишина С.Н. Математика: Учебник для 4 класса: В 2 ч., Самара: Учебная литература, 2012 - ч.1 - ч.2 - 128 с.

) Аргинская И.И., Ивановская Е.И., Кормишина С.Н. Математика: Учебник для 3 класса: В 2 ч., Самара: Учебная литература, 2012 - ч.1 - 128 с., ч.2 - 144 с.

) Асмолов А.Г. Как проектировать универсальные учебные действия в начальной школе: от действия к мысли: пособие для учителя [А.Г. Асмолов, Г.В. Бурменская, И.А. Володарская и др.]; под ред. А.Г. Асмолова. - М. : Просвещение, 2008. - 151 с.

7) Беспалько В.П. Основы теории педагогических систем. Проблемы и методы психолого-педагогического обеспечения технических обучающих систем. Воронеж: Воронеж. ун-т, 1977. 304 с.

) Большая Российская энциклопедия: в 30 т. // Председатель Науч. - ред. Совета Ю.С.Осипов. Отв. Ред. С.Л. Кравец. Т.1. А - Анкетирование. - М.: Большая Российская энциклопедия, 2005. - 766с.

9) Васильева И.Е. Конспект урока по математике. Тема "Алгоритм. Блок - схема". [Интернет ресурс] URL: <http://nsportal.ru/nachalnaya-shkola/matematika/konspekt-uroka-ро-matematike-tema-algoritm-blok-shema> (дата обращения 8.05.2013)

10) Вестник студенческого научного общества. №29 / отв. Ред. С.А. Комиссарова, сост. П.А. Сторчилов. - Волгоград: ВГСПУ, Перемена, 2013. - 350 с.

) Геологический словарь: в 2-х томах. - М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978.

) Грабарь М.Н., Краснянская К.А. Применение математической статистики в педагогических исследованиях. М.: Педагогика, 1976. 136 с.

) Демидова Т.Е., Козлова С.А., Тонких А.П. Математика: Учебник для 2 класса в 3 ч. / ч.2, М: Баласс; Школьный Дом, 2012. 96с.

) Ефремова Т. Ф. Современный толковый словарь русского языка: В 3 т. - М.: АСТ, Астрель, Харвест, 2006.

15) Жевлакова Н.Г. Использование алгоритмов на уроках математики. [Интернет ресурс] URL: <http://festival.1september.ru/articles/604397> (дата обращения 6.05.2013)

) Завырыкин В.М., Житомирский В.Г., Лапчик М.П. Техника вычислений и алгоритмизация. Вводный курс: Учебное пособие для студентов пед. ин-тов по физ. мат. спец. -М.: Просвещение, 1987. 160с.

) Игнатова Л.В. Элементы алгоритмизации в начальном курсе математики.// Начальная школа. - 1989. - №7 - с 34-38 с.

) Ильина Т.А. Вопросы теории и методики педагогического эксперимента. М.: Знание, 1975. 123с.

) Кнут Д.Э. Алгоритмическое мышление и математическое мышление/ Пер. И.В.Лебедева. - М.: Изд. иностр. лит-ры, 1999. - 110 с.

) Кнут Д. Э. Искусство программирования для ЭВМ. Т.1. Основные алгоритмы. М.: Мир, 1976. 736 с.

) Козлова Е.Г. О возможностях формирования у младших школьников способности к работе с алгоритмизованными обучающими средствами // Начальная школа. - 2004. - № 2. - С.99-112.

) Коляда Е.П. Развитие логического и алгоритмического мышления учащихся 2 класса //Информатика и образование. - 1996. - № 1. - С.86-88.

23) Криницкий Н.А. Алгоритмы вокруг нас//М:Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1984.-224с.

24) Колмогоров А.Н. - Теория информации и теория алгоритмов 1987 <http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=2975958>,

25) Кормен <http://www.ozon.ru/person/279963/> томас х, Чарльз И. Лейзерсон <http://www.ozon.ru/person/279964/>, Рональд Л. Ривест <http://www.ozon.ru/person/279965/>, Клиффорд Штайн <http://www.ozon.ru/person/2429706/> построение и анализ 3-е изд. - М.: "Вильямс", 2006. - С. 720.

26) Ланда Л.Н. Алгоритмизация в обучении. М., 1996. 254с.

) Максименко О.В. Урок математики в 4-ом классе по теме: "Алгоритм. Линейный алгоритм". [Интернет ресурс] URL: http://festival.1september.ru/articles/314295 (дата обращения 5.04.2013)

) Марков А.А, Нагорный Н.М. Теория алгоритмов. М.:Наука, 1984. 432с.

) Математика: Энциклопедия/под ред. Ю.В. Прохорова - М.:Большая Российская энциклопедия, 2003 - 845с.

30) Медведьева Н.В. Составление алгоритма на уроках математики при решении примеров в столбик // Начальная школа плюс до и после. - 2010. - №3, с 48.

31) Моро М.И., Бантова М.А., Бельтюкова Г.В. Математика, 3 класс. Учеб. для общеобразоват. Учреждений. В 2ч. / ч.2, М: Просвещение, 2012. 112

32) Ожегов, С.И.: Толковый словарь русского языка <http://www.libex.ru/detail/book220533.html> 2008 г.; М.: Оникс

33) О развивающем обучении В.В, Давыдова, Д.Б. Эльконина //Вестник образования. № 4 - 5,1992. С. 60 - 83.

34) Осипенко Д.С. Понятие алгоритма. // Информатика. Все для учителя! - 2010. - №8 - 17 - 20с.

35) Паршикова И.В. Конспект урока по математике в 3 классе по образовательной системе "Школа России". Тема урока: "Приемы письменного умножения в пределах 1000 с переходом через разряд". [Интернет ресурс] URL: <http://sd3.uchebalegko.ru/docs/95300/index-7638.html> (дата обращения 7.05.2013)

36) Петерсон Л.Г. Математика: Учебник для 2 класса: в 3 частях, М.:Ювента, 2013. Ч.1 - 80с.; Ч.2 - 112с., Ч.3 - 112с

) Петерсон Л.Г. Математика: Учебник для 3 класса: В 3 частях, М.:Ювента, 2012. Ч.1 - 112с.; Ч.2 - 96с., Ч.3 - 80с

) Петерсон Л.Г. Математика: Учебник для 4 класса: В 3 частях, М.:Ювента, 2013. Ч.1 - 96с.; Ч.2 - 128с., Ч.3 - 96с

39) Понятие алгоритма в математике. [Интернет ресурс] URL: <http://mathworld.ru/content/ponyatie-algoritma-v-matematike> (дата обращения 15.05.2013).

) Понятие алгоритма. Свойства алгоритма. Виды алгоритмов. Способы описания алгоритмов. [Интернет ресурс] URL: <http://www.yaklass.ru/materiali?mode=cht&chtid=474> (дата обращения 6.05.2013)

41) Райзберг Б. А., Лозовский Л. Ш., Стародубцева Е. Б. Современный экономический словарь. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: ИНФРА-М, 2007. - 495 с.

42)Рыбина О.И. Алгоритмы в обучении математике младших школьников: учебно - методическое пособие // - Орск : Издательство ОГТИ, 2009. - 106с.

) Словарь иностранных слов.- Комлев Н.Г., 2006

44) Стойлова Л.П. Математика: учебник для студ. Высш. Пед. Учеб. заведений. М.: Академия, 2007. 432с.

45) Тельнова Ж.Н. Развитие познавательной активности детей старшего дошкольного и младшего школьного возраста. Диссертация. канд. пед. наук. ОмГПУ. Омск, 1997. 171с.

) Федеральный государственный общеобразовательный стандарт начального общего образования от " 6 " октября 2009 г.

47) Хасанова Р.А. Методическая разработка по теме: "Алгоритм сложения столбиком. Подводное путешествие". [Интернет ресурс] URL: <http://nsportal.ru/nachalnaya-shkola/matematika/urok-matematiki-algoritm-slozheniya-stolbikom-podvodnoe-puteshestvieumk> (дата обращения 8.05.2013)

)Черкасова А.М. Пошаговые алгоритмы при обучении математике. // Начальная школа. - 2011. - №11. - с.60 - 63 с.

)Энциклопедический словарь юного математика/Сост. А.В. Савин. - М.:Педагогика, 1989 - 352с.

50) Экономико-математический словарь: Словарь современной экономической науки. - М.: Дело. Л. И. Лопатников. 2003.