Роль загальних розумових дій і прийомів розумової діяльності у навчанні інформатики (стр. 2 из 3)

Порівняння — це обов'язковий етап засвоєння означення поняття, на основі якого виділяють суттєві та несуттєві ознаки поняття. Саме за допомогою порівняння можна вводити нові поняття, при цьому вказувати слід спочатку на схожість, а потім на відмінність.

Наведемо приклади.

Приклад 3. Перш ніж взагалі говорити про різні вказівки навчальної алгоритмічної мови, можна порівняти три типи алгоритмів: лінійний, з розгалуженням і циклічний. Будемо називати лінійним алгоритм, в якому кожна вказівка виконується лише раз, циклічним — той, в якому виконання деякої групи вказівок повторюється кілька разів, і з розгалуженням — такий, в якому залежно від того, задовольняється чи ні деяка умова, з кількох вказівок виконується тільки одна. Тут відображена сутність їх відмінності. Поки відсутнє поняття умови циклу або вибору (воно з'явиться пізніше), відмінності таких вказівок з'ясовуються при відповіді на питання: скільки разів повторюється одна група вказівок або яка з кількох вказівок виконується?

Приклад 4. Потрібно порівняти графічні схеми кількох алгоритмів (лінійних, з розгалуженням, циклічних) чисельних і не чисельних.

Мета порівняння: з'ясувати загальні правила побудови графічних схем алгоритмів.

Ознаки порівнюваних об'єктів: використання тих або інших елементів при конструюванні графічної схеми алгоритму, вихідні дані алгоритму, послідовність виконання вказівок алгоритму.

Спільні ознаки: 1) графічна схема кожного алгоритму починається входом і виходом, які мають вигляд стрілки; 2) функціональні (арифметичні) елементи на схемах зображають у вигляді прямокутників; 3) якщо алгоритм містить у собі перевірку деякої умови, то відповідний елемент зображають у вигляді ромба, з якого виходять дві стрілки з написами «так» і «ні» або позначками «+» і «-», які відповідно вказують послідовність дій при виконанні або невиконанні умови, що перевіряється; 4) до кожного елемента схеми входить стрілка, що вказує на послідовність виконання вказівок алгоритму; 5) з кожного елемента. за винятком логічного, який вказує на необхідність перевірки умови та розгалуження, виходить одна стрілка; 6) наприкінці кожного розгалуження окремі напрями виконання дій об'єднуються в єдине закінчення вказівки розгалуження.

Відмінності: узагальнені графічні схеми різних типів алгоритмів (лінійних, з розгалуженням, циклічних) мають різний вигляд і різну структуру; в чисельних і нечисельних алгоритмах опрацьовуються різні типи вихідної інформації, а в результаті виконання алгоритмів одержують різні типи підсумкової інформації.

Висновок: графічні схеми різних типів алгоритмів мають спільні ознаки і оформляються за одними й тими самими правилами, незалежно від логічної структури алгоритму і типу даних, що опрацьовуються; графічні схеми різних типів алгоритмів мають різну структуру залежно від логічної структури алгоритмів.

Приклад 5. Порівняємо об'єкти системи управління базами даних МS Ассеss таблиці і форми, щоб визначити призначення кожного з таких об'єктів та з'ясувати шляхи використання кожного в середовищі системи управління базами даних.

Спільні ознаки: таблиці і форми, призначені для введення, редагування та перегляду даних, що зберігаються в середовищі БД. Інколи вони за зовнішнім виглядом можуть не відрізнятися один від одного, якщо при створенні форми обирався табличний тип. Вони зв'язані між собою, однак у таких зв'язках таблиця первинна, а форма від неї похідна. Хоча на практиці форма може існувати відокремлено, але тоді до неї не можна застосовувати багато важливих вказівок. У таблицях та формах дозволяється опрацьовувати дані: впорядковувати лише за однією ознакою; знаходити дані за однією ознакою.

Однак у таблицях, на відміну від форм, можна використовувати фільтри, змінювати тип даних, ключові поля.

Приклад 6. Проведемо порівняльну характеристику двох послуг Інтернет: електронної пошти і телеконференцій. Обидві створені для спілкування та передавання електронних повідомлень, підтримуються, як правило, однією і тією самою клієнтською програмою. І при електронному листуванні, і при роботі з телеконференціями допустима однакова операція – дозволяється дати відповідь конкретному адресату. Решта дій, які користувачеві дозволяється виконати з використанням цих двох сервісів, відрізняються. Відправити електронного листа можна або одному адресатові, або кільком, якщо відправляти копії вихідних повідомлень чи відправити повідомлення в групу або список розсилання, тобто сам автор листа визначає, хто буде ознайомлений з інформацією, що міститься в повідомленні, Відправлення повідомлення до телеконференції передбачає, що із змістом цього повідомлення знайомитиметься багато людей — усі, хто має доступ до цієї конференції та цікавиться її змістом.

Класифікація. Класифікація — операція поділу множини на підмножини, які не перетинаються. Широко використовується при вивченні понять курсу інформатики.

Класифікація як розумова операція зустрічається при засвоєнні студентом достатнього обсягу матеріалу і пов'язана із зміцненням знань.

Приклад 7. Досить важко запам'ятати призначення всіх вказівок операційної системи MS-DOS, використання ж класифікації дозволяє систематизувати матеріал і приводить до кращого запам'ятовування і засвоєння.

Прикладом класифікації можуть стати схема з характеристиками дисків, характеристики операційних систем, класифікація мов програмування тощо.

Узагальнення і абстрагування. Схема емпіричного узагальнення полягає в порівнянні об'єктів, виборі спільних рис (абстрагуванні), переліку основних властивостей (узагальненні). Прийом цього виду узагальнення можна описати у вигляді такого правила-орієнтира:

1) з'ясувати мету порівняння;

2) знайти відмінності узагальнюваних об'єктів;

3) виділити суттєві спільні ознаки узагальнюваних об'єктів відповідно до поставленої мети;

4) сформулювати висновки.

Проілюструємо роботу за даною схемою на прикладі вивчення теми «Алгоритм. Властивості алгоритмів». Прийом індуктивного узагальнення «від часткового до загального» доцільно застосовувати, коли студенти не знають загальних істотних ознак досліджуваного явища і виділяють їх самостійно. Студентам пропонується розглянути, наприклад, такі послідовності дій: алгоритм обкладання стіни кахлем (подано в словесній формі), алгоритм обчислення площі трикутника за формулою Герона (подано в графічній формі), алгоритм визначення загального опору ділянки електричного кола (подано в табличній формі), алгоритм відправлення електронного повідомлення поштою (подано в словесній формі). Важливо, щоб алгоритми були різних типів і подані в різній формі.

Мета узагальнення:

1. Знайти спільні риси в поданих наборах дій (вказівок, операцій) і сформулювати їх властивості. Виділити суттєві ознаки даних наборів операцій і сформулювати їх.

2. Вказати відмінності поданих наборів дій: форма запису (словесна, графічна, таблична); об'єкти, над якими виконуються дії; характер дій; порядок виконання дій.

3. Виділити спільні суттєві ознаки розглядуваних наборів дій: 1) кожна дія будь-якого з даних наборів має закінчений характер і повинна бути виконана за певний час; 2) після виконання кожної дії визначено, яка дія виконуватиметься на наступному кроці; 3) кожен набір містить скінчену кількість дій (вказівок); 4) дані набори дій застосовні до будь-яких варіантів вихідних даних і до розв'язування будь-якої задачі розглядуваного типу;

5) кожна вказівка алгоритму доступна (зрозуміла) виконавцеві, тобто може бути ним виконана; 6) вказані набори дій при конкретних варіантах вихідних даних приводять до результату за скінченну кількість кроків.

4. Сформулювати поняття алгоритму і його властивості на основі аналізу, проведеного за наведеною вище схемою.

5. На практиці студенти часто не можуть з'ясувати й обґрунтувати, що саме в досліджуваному типі явищ є суттєво загальним, виділити всі загальні ознаки, тому викладач повинен ретельно добирати приклади, чітко формулювати кожен крок алгоритму, ставити запитання, які допоможуть розв'язати ці завдання.

Перехід «від загального до часткового» застосовується в узагальненні при розв'язуванні задач на розпізнавання окремих ознак явиш. Студенти знають, які саме істотні ознаки необхідно виявити, тому із сукупності заданих об'єктів виділяють ті, які мають властивості, зазначені у змісті поняття, що формується. Цей прийом можна описати такою послідовністю дій: 1) з'ясувати мету узагальнення; 2) пригадати і сформулювати істотні ознаки розглядуваного явища (дати формулювання поняття); 3) зіставити задані об'єкти за даними ознаками (перевірити наявність суттєвих ознак у об'єктів); 4) виділити ті об'єкти, які мають дані ознаки; 5) сформулювати висновок (узагальнити).

Приклад 8. При формуванні поняття алгоритму з розгалуженнями семінар «Вказівка розгалуження» можна побудувати так. Після проведення етапу мотивації навчальної діяльності студентів викладач дає означення вказівки розгалуження, пояснює, як таку вказівку зображають на графічних схемах алгоритмів і як описують алгоритмічною мовою, як слід розуміти і виконувати вказівку розгалуження. Далі пропонує студентам порівняти деякі алгоритми, подані в різних формах, і виділити алгоритми з розгалуженнями. Для порівняння можна запропонувати:

1) алгоритм правопису префіксів пре-, при-;

2) алгоритм розв'язування нерівності

3) алгоритм визначення кислотності розчину;

4) алгоритм приготування кави;