Достижение учащимися основной школы метапредметных результатов обучения в процессе решения задач по информатике Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

УДК 37.016:681

Е. В. Соболева, Д. А. Хомякова

ДОСТИЖЕНИЕ УЧАЩИМИСЯ ОСНОВНОЙ ШКОЛЫ МЕТАПРЕДМЕТНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБУЧЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПО ИНФОРМАТИКЕ*

В статье рассматриваются особенности применения заданного подхода к обучению информатике в контексте ориентации на новые образовательные результаты. Приводится пример организации деятельности учащихся по решению задачи, обеспечивающей формирование обобщенных умений, составляющих основу метапредметных результатов обучения.

The specific features of applying of task approach to the process of studying Computer Science in context of orientation to new educational standards are analyzed in the article. An example of organization of task solving process aimed to achieve meta-objective educational results is given.

Ключевые слова: образовательный стандарт; ме-тапредметные результаты обучения; предметные результаты; виды учебной деятельности; задачный подход.

Keyword: educational standard; meta-objective educational results; objective educational results; sorts of educational activities; task approach.

Применение заданного подхода - один из наиболее эффективных методов организации практической деятельности на уроке. В сущности, любая деятельность «описывается и проектируется как система процессов решения разнообразных задач» [1]. Учебная деятельность конструируется с опорой на цели обучения. Ее результатом должно являться освоение знаний и формирование способов деятельности, специфических для предметной области. Именно задача как «процессуальное средство обучения» позволяет передавать «знания в их деятельностном виде», создает предпосылки «для присвоения опыта творческой деятельности и ценностных отношений» [2].

Обучение через задачу как метод реализации де-ятельностного подхода рассматривается в исследованиях и научных публикациях многих авторов [3]. Ученые используют различные подходы к определению понятия «задача», к выделению функций учебных задач и их классифицированию. На наш взгляд, в общем виде идею задачного подхода можно сформулировать так: «Новое знание приобретается уче-

* Работа выполнена при финансовой поддержке ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы »(соглашение 14.В37.21.0543).

© Соболева Е. В., Хомякова Д. А., 2012 96

ником в процессе выполняемой совместно с учителем работы по разрешению проблем, которые задаются системой специально подобранных учебных задач» [4]. Предполагается, что задача, предложенная школьникам, не может быть решена с использованием имеющихся знаний и освоенного инструментария. Таким образом, она выполняет стимулирующую функцию, позволяет заинтересовать учащихся, мотивировать введение новых понятий. Чтобы ученики не находились в ситуации дефицита условий, когда решение приходится искать наименее эффективным методом проб и ошибок, некоторый минимум начальных знаний по теме школьникам сообщает учитель. Как правило, в процессе решения задачи, т. е. «в процессе построения и реализации ориентировочной основы действия» [5], уже не происходит обращение к ранее полученным знаниям из других разделов курса, которые оказались недостаточными, ученики ориентируются только на освоение предметного содержания изучаемой темы.

Применение задачного подхода в информатике имеет свои особенности, обусловленные спецификой этого предмета. Ключевые понятия информатики, такие, как алгоритм, модель, информационный процесс, носят метапредметный характер и не могут быть сформированы изолированно, в рамках соответствующих тем. На протяжении изучения абсолютно всех разделов учебной дисциплины понятия углубляются и конкретизируются на новом содержательном материале, происходит выстраивание сквозных содержательных линий информации и информационных процессов, моделирования, а также линии алгоритма.

Применение задачного подхода к обучению информатике в основной школе особенно актуально в рамках изменения стратегических задач школьного образования и внедрения государственных образовательных стандартов второго поколения [6]. В процессе решения задач может происходить не только овладение учащимися ключевыми понятиями, методами и приемами, что относится к предметным требованиям, но и достижение метапредметных результатов обучения. Для этого некоторые аспекты методики обучения информатики на основе задачного подхода требуется модифицировать.

Подробный анализ требований к метапредметным результатам освоения основной образовательной программы основного общего образования позволяет составить матрицу их соответствия предметным результатам освоения области «Информатика».

Так условием для формирования метапредмет-ного умения «самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в учёбе и познавательной деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности» [7] может служить достижение следующих предметных результатов освоения предметной области «Информатика»:

Е. В. Соболева, Д. А. Хомякова. Достижение учащимися основной школы метапредметных результатов.

- развитие умений использовать понимание вероятностных свойств окружающих явлений при принятии решений;

- развитие умений применять изученные понятия, результаты, методы для решения задач практического характера и задач из смежных дисциплин с использованием при необходимости справочных материалов, компьютера, пользоваться оценкой и прикидкой при практических расчётах;

- формирование информационной и алгоритмической культуры;

- развитие алгоритмического мышления, необходимого для профессиональной деятельности в современном обществе;

- формирование умений формализации и структурирования информации;

- формирование навыков и умения безопасного и целесообразного поведения при работе с компьютерными программами и в Интернете;

- формирование навыков и умения соблюдать нормы информационной этики и права.

В то же время работа по освоению программы школьного курса информатики предполагает выполнение определённых видов учебной деятельности, которые должны быть ориентированы на достижение указанных предметных результатов. Выбор видов учебной деятельности, в свою очередь, обусловливается некоторой проблемной ситуацией, в качестве которой выступает поставленная учителем или самостоятельно сформулированная учениками задача.

Например, учащимся требуется решить задачу: «Компьютер выбирает случайным образом (по некоторому правилу) пару (Х,У) координат точки на плоскости из соответствующего массива данных. Определить вероятность попадания точки в область плоскости, ограниченную графиками функций. Решение задачи требуется оформить в электронном (табличном и графическом) виде».

Рассмотрим, как виды учебной деятельности, осуществляемые школьниками на каждом этапе решения задачи, способствуют достижению соответствующих метапредметных результатов.

Метапредметное «умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в учёбе и познавательной деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности» формируется на этапе составления информационной модели и её формализации.

В ходе этого этапа решения задачи учащиеся осуществляют следующие виды деятельности:

- планируют собственное информационное пространство решения, оперируя компьютерными информационными объектами (текстовые документы, графические файлы) в наглядно-графической форме;

- переводят информацию из текстовой формы представления в графическую, когда выполняют построения графиков предложенных функций;

- формулируют логическое условие попадания точки в ограниченную область;

- переводят информацию в табличную форму, когда представляют массивы координат в виде таблицы, оперируя с величинами различных типов (числовые, текстовые, формулы);

- выбирают формулу (равновероятностные и разновероятностные события) для определения вероятности выбора координаты точки, анализируя элементы массивов (упорядочивание с целью поиска повторяющихся элементов);

- осуществляют информационное взаимодействие на основе компьютерных сетей, получают доступ к файлам заданий и справочным материалам.

Выполнение рассмотренных видов учебной деятельности предполагает:

- поиск и оценку свойств информации, необходимой для решения задачи (подходы к измерению информации, построение высказываний и определение истинности логических выражений и т. д.) при работе с компьютерной справкой и со справочной инструкцией, с информационными ресурсами общества, в том числе с ЭУМ, КОП;

- анализ исходных данных, разбиение исходной задачи на подзадачи (построения графиков функций, формулирования логического условия попадания точки в ограниченную область, оценка вероятности выбора координаты точки и т. д.), составление плана действий по их решению;

- сопоставление способов реализации действий по решению выделенных подзадач и выбор оптимального.

Метапредметное «умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач» формируется преимущественно на этапе преобразования формализованной информационной модели в компьютерную, выражения ее на понятном для компьютера языке.

В ходе этого этапа решения задачи учащиеся осуществляют следующие виды деятельности:

- выбирают программные средства для оформления решения задачи в электронном виде. Для этого осуществляют поиск и оценку свойств информации при работе с информационными ресурсами общества, в том числе с тренажёрами, с ЭУМ, КОП; изучают интерфейс и основные функциональные возможности программных средств при работе с компьютерной справкой и со справочной инструкцией; оперируют компьютерными информационными объектами в наглядно-графической форме (текстовые документы, электронные таблицы, графические файлы);

- создают программный продукт в выбранном средстве методом пошаговой детализации, осуществляя планирование собственного информационного пространства, перевод информации из текстовой формы представления в графическую и обратно, оперирование с величинами различных типов, преобразование информации по заданным правилам и путём рассуждений, запись логического условия на языке выбранного программного средства, фильтрацию и упорядочивание информации.

Осознанное выполнение вышеописанных действий предполагает построение модели деятельности, в процессе её оценки ученики осуществляют:

- измерение количества и объема информации (например, при выборе формата сохранения графических файлов);

- сопоставление способов реализации действия (решения задачи) и выбор оптимального (например, разные способы работы с формулами в электронных таблицах);

- составление и трассировку алгоритма для решения задачи (подстановка различных данных в массив координат).

Метапредметное «умение соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения результата, определять способы действий в рамках предложенных условий и требований, корректировать свои действия в соответствии с изменяющейся ситуацией» формируется на этапе компьютерного эксперимента.

В ходе этого этапа решения задачи учащиеся осуществляют шаги детализации программного продукта и производят построение и оценку модели объекта или устройства (модель решения задачи). При этом они выполняют следующие виды деятельности:

- запускают и проверяют работоспособность созданного программного продукта, производят его отладку. Для этого необходимо анализировать данные, уточнять построенные высказывания и логические выражения, записанные в виде формул в электронных таблицах; оперировать величинами различных типов (типы данных в ячейках электронной таблицы); переводить информацию из табличной формы представления в графическую и наоборот; преобразовывать информацию по заданным правилам и путём рассуждений (правила логики, теории вероятности); фильтровать, упорядочивать наборы данных для корректного построе-

ния графиков функций; оценивать свойства полученной информации (достоверность, полнота, полезность и т. п.); сопоставлять способы реализации действия (решения задачи) и выбирать оптимальный;

- тестируют работоспособный программный продукт на различных наборах данных, выполняя трассировку алгоритма для решения задачи.

Ключевым видом деятельности на данном этапе является осуществление управляющих воздействий в системах различной природы с использованием обратной связи (например, при корректировке представления исходных данных, изменении формулы вычисления результата на языке выбранного программного средства).

Аналогично, в ходе решения задачи на уроках информатики могут быть сформированы и другие метапредметные умения. Таким образом, выполнение школьниками видов учебной деятельности, которые обеспечивают достижение не только предметных, но и метапредметных результатов обучения, должно быть обусловлено как содержанием задачи, так и методикой работы с ней.

Примечания

1. Разоба Е. В. Построение методики обучения элективному курсу информатики «Теория чисел и криптография» на основе задачного подхода: дис. ... канд. пед. наук. М., 2004.

2. Клекобкин Г. А., Максютин А. А. Задач-ный подход в обучении математике. М.; Самара: СФ ГОУ ВПО МГПУ, 2009.

3. Балл Г. А. Теория учебных задач: психолого-педагогические аспекты. М.: Педагогика, 1990; Васе-нина Е. А. Задачи в обучении информатике: классификация и роль в организации познавательной деятельности // Информатика и образование. 2010. № 12. С. 85-91; Виленкин Н. Я., Сатболдиеб А. Метод сквозных задач в школьном курсе математики / / Повышение эффективности обучения математике в школе. М.: Просвещение, 1989. С. 101-112; Кле-кобкин Г. А., Максютин А. А. Указ. соч.

4. Васенина Е. А. Указ. соч.

5. Гальперин П. Я., Талызина Н. Ф. Предисловие // Зависимость обучения от типа ориентировочной деятельности. М.: МГУ, 1968. 238 с.

6. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования. URL: http://standart.edu.ru/catalog.aspx?CatalogId=2588 (дата обращения 10.05.2012).

7. Там же.