 |
Алгоритм и его основные виды.
|
|
|
|
Алгоритм — одно из важнейших понятии информатики. Алгоритм —точное, однозначно понимаемое предписание о выполнении в указанной последовательности операций (действии), приводящих к решению любой из задач, принадлежащих к некоторому классу (или типу). Предписываемые операции (действия) должны быть доступны адресату. Они могут быть как элементарными (простейшими), так и сложными, основанными на элементарных. К алгоритмам предъявляются требования:
однозначности предписываемых действий и операций;
результативности, предполагающей, что при выполнении конечного числа операций будет получен искомый результат;
массовости, означающей, что алгоритм применим к решению целого класса задач. [6,39]
В процессе решения задачи по алгоритму должны присутствовать: само предписание, состоящее из указаний (команд) о выполнении действий или операций над определёнными объектами и обычно фиксированное (в виде схем, слов, знаков) на тех или иных материальных носителях; система-исполнитель (человек или машина), к которой эти указания адресованы и которая их выполняет; объекты, на которые направлены действия или операции которые под их воздействием преобразуются.
Примером алгоритма может служить известный способ сложения двух чисел «столбиком». Этот алгоритм можно представить в виде системы указаний: выделить в слагаемых разряды единиц и сложить единицы, если полученная сумма меньше 10, записать её в разряде единиц под нижним числом, если сумма больше или равна 10, записать в разряде единиц только кол-во единиц; выделить в слагаемых разряд десятков и записать полученный при сложении единиц десяток над разрядом десятков 1-го (верхнего) слагаемого; сложить десятки и т. д. Аналогичные указания даются для сложения единиц других разрядов числа. Системой-исполнителем данного алгоритма может быть как ЭВМ, так и человек.
|
|
|
В теорию и практику обучения понятие алгоритма вошло в кон. 50-х гг. в связи с развитием программированного обучения и применением обучающих машин.
Участие человека в учебном процессе накладывает ряд ограничений на использование алгоритмов. При создании алгоритма для ЭВМ составителю алгоритма точно известен набор доступных ей операций. Возможности человека определяются его предыдущим приобретённым опытом, творческими данными и др. индивидуальными факторами, которые полностью учесть практически невозможно. Поэтому при разработке алгоритмов для человека требования конструктивности и результативности алгоритмов выполняются с известным приближением. Алгоритмы, предназначенные для использования их человеком, иногда называют предписаниями алгоритмического типа, а чаще — просто предписаниями. Возможность решения задач с помощью таких предписаний носит вероятностный характер и зависит от целого ряда индивидуальных особенностей исполнителя (его интеллектуального уровня, внимания, эмоционального состояния и др.)
Алгоритм - такое предписание, которое определяет содержание и последовательность операций, превращающих исходные данные в искомый результат [9,16].
Согласно теории В.П.Беспалько, основными свойствами алгоритма являются:
1.Определенность (простота и однозначность операций).
2.Массовость (приложимость к целому классу задач).
3.Результативность (обязательное подведение к ответу).
4.Дискретность (членение на элементарные шаги)"[7,15].
Не следует алгоритм обучения путать с машинными алгоритмами - в них логические операции должны быть предельно элементарными;
- шаги алгоритма обучения строятся с учетом фактического уровня развития учащихся и их предшествующей подготовки;
|
|
|
- в алгоритмах обучения последовательность операций иногда определяется не логико-грамматическими или логико-математическими, а чисто дидактическими принципами;
- алгоритм обучения допускает большую свободу в характере использования его учащимися (его предписания могут применяться по-разному).
В этом состоит отличие алгоритмов обучения от машинных алгоритмов
Таким образом, алгоритмом обучения называют такое логическое построение, которое вскрывает содержание и структуру мыслительной деятельности ученика при решении задач данного типа и служит практическим руководством для выработки навыков или формирования понятий.
В процессе обучения существуют такие разновидности алгоритмов:
- алгоритмы поиска, которые обеспечивают правильное вычленение признаков и безошибочное, быстрое выявление в тексте тех мест, где надо применять один из разрешающих алгоритмов;
- разрешающие алгоритмы, служащие разграничению сходных написаний, категорий и форм.
Разрешающие алгоритмы строятся по принципу задач с одним или несколькими альтернативными вопросами. Алгоритмы разрешения разнородны по объему: от 3-4 шагов до 30-40 и более.
Алгоритм с широким охватом правил можно назвать обобщающими. Они обобщают серию однородных правил. Основное преимущество обобщающих алгоритмов состоит в том, что они помогают с самого начала изучения материала формировать правильные и полные обобщения, учат школьников тому, как наиболее экономно и правильно находить ответ при решении учебно-познавательных задач. Эффективность использования обобщающих алгоритмов в значительной степени определяется их простотой и доступностью, уровнем сходства всех способов описания моделей в общей цепочке: правило - алгоритм - схема устного рассуждения образцы устного рассуждения, графическая фиксация умственных действий. Все эти действия оказывают эффективное воздействие лишь в комплексе, поэтому "опора только на образцы обоснования правил или только на схемы алгоритмических предписаний заметно снижает эффективность обучения рациональным приемам применения знаний.[12,27].
В существующей практике обучения орфографии наиболее часто применяются модели ДИХОТОМИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА - в форме дерева признаков с альтернативными ответами: "да" - "нет". Используя дихотомические алгоритмы, ученик мысленно продвигается сверху вниз, постепенно осуществляя операции выбора из двух возможных вариантов: "да" или "нет", и таким образом приходит к правильному выводу. Реже используются модели политомических алгоритмов, которые выполняют функции как распознающих, так и разрешающих предписаний. Эти модели очень полезны при формировании умений и навыков.
|
|
|
При обучении политомическая модель предписания облегчает работу учащихся на этапе применения знаний, однако не устраняет многих затруднений, с которыми они сталкиваются в процессе работы с дихотомическими алгоритмами.
Опыт применения описанных Е.Т.Шатовой моделей предписаний показал, что политомический алгоритм более нагляднее и компактнее, лучше просматривается и запоминается.[10,10].
Но по-нашему мнению, в начальных классах предпочтительней другие виды алгоритмов, так как младшие школьники не в состоянии охватить общую картину, обозначенную в политомическом алгоритме. Им легче проследить логику работы по правилу с помощью дихотомического предписания.
Там, где возможно, предписания дихотомического и политомического типов заменяют моделями типа алгоритм-формула. Алгоритм-формула представляет собой определенную систему знаков (букв, цифр, кратких графических обозначений), отражающих структуру и содержание как орфографических правил, так и приемов и образцов их применения. Именно такая модель оказалась более эффективной.
Покажем на конкретном примере один из вариантов методики построения и ввода алгоритма - формулы применительно к теме "Буквы Е и И в падежных окончаниях существительных". Вначале учащимся предлагается "чистая" таблица, которая заполняется под руководством учителя в процессе эвристической беседы и в итоге приобретает следующий вид:
В результате совместной работы учителя и учащихся вначале вводится формула обобщенного правила правописания буквы Е (условное название - правило-формула). Ход мыслей при построении, а затем и при чтении формулы данного правила для учащихся предельно ясен: опираясь на таблицу, они продвигаются сверху вниз - от склонения (первый ярус) к группе (второй ярус) и затем к падежам и окончаниям.
|
|
|
Форма суждения должна ориентировать учащихся на выполнение умственных действий по принципу: "Вначале объясни ("если то-то..."), а затем запиши ("пишу так-то...")", что очень важно для формирования мотивированных обобщений на этапе первичного обучения материала.
Учебная задача - это цель познавательной деятельности; она всегда содержит вопрос (определяющая часть задачи), условия выполнения, порядок выполнения (план решения или алгоритм) и результат решения - ответ. Метод решения грамматике - орфографических задач применяется ко всем проверяемым орфограммам, но типы задач и порядок их решения различны. Рассмотрим составные элементы задачи и ее решение на примере.
Вопрос, то есть осознание цели того, что должно быть получено. Для проверки слова "весы" [в'исы] задача - это выяснение, какую букву надо написать после "в" для обозначения гласного звука.
Условия: отсутствие ударения (безударный гласный в корне слова). Важно подчеркнуть положение безударного гласного звука - он стоит в корне слова: "вес-".
Порядок выполнения (алгоритм): выделение безударного гласного - определение его места в морфеме (в данном случае - в корне) - подбор проверочного слова с проверяемым гласным. В данном примере проверочное слово - "вес".
Вывод: проверка подтвердила, что в корне слова "вeсы" следует писать букву "е": "весы".
М. Р. Львов, М. Разумовская указывают, что: "Решая орфографическую задачу, школьник должен совершить следующие действия:
во-первых, увидеть орфограмму в слове, словосочетании, тексте;
во-вторых, определить ее вид: проверяемая или нет; если да, то к какой грамматике - орфографической теме относится; вспомнить правило;
в-третьих, определить способ решения задачи в зависимости от типа орфограммы, от соответствующего правила;
в-четвертых, определить "шаги", ступени решения и их последовательность, то есть составить (обычно восстановить в памяти) алгоритм решения задачи;
в-пятых, решить задачу, то есть выполнить последовательные действия по алгоритму, не пропустив ни одного и не совершив ошибки ни на одной из ступеней; получить результат - вывод о правильности написания;
в-шестых, написать слово в соответствии с решением задачи и осуществить самопроверку.[4, 21]
|
|
|
Такова в общих чертах структура действий учащегося, проверяющего орфограмму с помощью правил методом решения задачи. Действия очень сложны для 8-9- летнего ребенка. Как правило, несоблюдение указанного порядка приводит к ошибкам.
Несколько иной порядок действий описан Н.Н. Алгазиной:
1) ученик должен обнаружить орфограмму (опознавательный этап анализа);
2) установить, какое орфографическое правило необходимо применить в данном случае (выборочный этап анализа);
3) решить вопрос о конкретном написании, выделив существенные признаки, необходимые и достаточные для применения орфографического правила (заключительный этап анализа)"[2,34].
Идеи моделирования и алгоритмизации умственной деятельности учащихся все более проникают в школьную практику. В помощь учащимся создаются памятки, указания в виде плаката-инструкции, где даны 3-4 рекомендации в нужной последовательности.
Обучение использованию алгоритмов проходит в 3 этапа.
1.Подготовительный этап - подготовка базы для работы с новым материалом, актуализация навыков, на которых основано применение алгоритма, формирование нового навыка. Учащиеся должны быть подготовлены к выполнению всех элементарных операций алгоритма.
Время, отведенное на эту работу, зависит от уровня подготовленности учащихся.
Без этого этапа упражнения по алгоритму могут привести к закреплению ошибок.
2.Основной этап:
а) начинается с момента объяснения правила. Класс должен активно участвовать в составлении и записи алгоритма. Учитель проводит бесед)', в результате которой на доске появляется запись алгоритма. Она облегчает понимание и усвоение алгоритма.
б) далее по схеме разбираются 2-3 примера.
в) раздаются карточки с алгоритмами или работа ведется по общей таблице.
Содержание перечитывается одним учеником. Затем выполняются тренировочные упражнения (сначала - коллективно, затем - самостоятельно). Необходима жесткая фиксация умственных действий (например, в форме таблицы).
г) развернутое комментирование (карточки закрываются)
д) дети стараются не использовать карточки и комментарии (но при необходимости пользуются).
Тренировочный материал на этом этапе: упражнения учебника, специально подобранные слова и тексты, запись под диктовку и самостоятельно из учебника (словосочетания, предложения или выборочные слова).
З.Этап сокращения операций.
На этом этапе происходит процесс автоматизации навыка: некоторые операции совершаются параллельно, некоторые - интуитивным путем, без напряжения памяти. Процесс свертывания происходит неодновременно и разными путями у разных учащихся.
Своевременному свертыванию алгоритма способствуют сокращенные комментарии и образцы. Комментарии эффективны тогда, когда скрывают в себе стройную логическую систему, когда они связаны между собой общими признаками и имеют определенную последовательность.
Проблемы работы с обобщающими алгоритмами примерно те же.
Для улучшения усвоения модели алгоритма существуют специальные приемы:
1) выполнить дома упражнения по алгоритму и постараться запомнить последовательность операций;
2) письмо с использованием алгоритма без схемы, одному из учащихся можно предложить задавать альтернативные вопросы, а другому - отвечать на них;
3) вопросы учащихся типа: "что будем писать при двух ответах "да", при четырех "нет"?
Вспомогательный алгоритм не требует особых приемов работы. Они просты и усваиваются без наглядных схем и карточек. Например, на уроках русского языка строятся они на основе анализа грамматическою значения и грамматических форм слова. Сначала идет различение слов по значению (предмет: кто? что?). Одновременно - практические навыки в определении грамматических форм: число (один-много), лицо (я-ты-он) и т.д. Потом алгоритм на определение частей речи:
1) Установи связь слов.
2) Что обозначает слово?
3) Что обозначает его окончание (суффикс)?
4) Как изменяется слово?
5) На какие вопросы оно отвечает?
Система работы по алгоритмам предполагает прежде всего овладение алгоритмами поиска. Существуют алгоритмы курса. Которые охватывают все изученные правила орфографии, указывают на главные типы орфограмм и обязывают учащихся к всесторонней проверке текста. Каждый пункт этого алгоритма развертывается в самостоятельный алгоритм поиска, те, в свою очередь, иногда тоже распадаются на алгоритмы поиска.
При использовании такого алгоритма могут быть следующие упражнения:
1) направленный, или выборочный, орфографический разбор с различными задачами:
- обозначить соответствующими цифрами все орфограммы прямо под строчками;
- обозначить орфограммы выборочно (например, лишь с цифрами 3,4,5);
- комментированное письмо с одновременным обозначением цифрами соответствующих орфограмм;
- упражнение с записью слов по рубрикам или строчкам, соответствующим пунктам этого алгоритма.
Важно, чтобы в составлении алгоритма участвовал весь класс, чтобы дети запомнили построенную модель применения правила.
"Обучаясь письму таким образом, ученик каждое слово анализирует фонетически и по составу. Это приучает его замечать все виды орфограмм, обнаруживать, где надо писать, как слышишь, где проверять правилом, где зрительно или на слух вспоминать написание. Особенно полезны такие упражнения для посредственно успевающих и отстающих учеников [13.с.23].
Таблицы с успехом могут заменить более экономные графические средства:
- точки;
- стрелки;
- вопросы;
- опорные слова;
- буквенные обозначения, представленные перед контрольными словами, после них и на полях. В результате темпы работы ускоряются. Но перейти к построчной (нетабличной) форме фиксации нельзя, прежде чем учащиеся не овладеют навыками четкой мыслительной деятельности.
Выводы по главе.
1. Программированное обучение - система учебной работы с преимущественно опосредованным программным управлением познавательной деятельностью учащихся.
2. Программное обучение является качественно новой дидактической системой. Она возникает на стыке кибернетики и педагогики. Программированное обучение использует кибернетические принципы для управления педагогическим процессом.
3. Появление идей программированного обучения привело к необходимости явного выделения в содержании обучения учебных алгоритмов (их часто называют алгоритмическими предписаниями). Учебные алгоритмы служат предметом усвоения для учащихся, а часто и средством обучения, показывающим какие действия и в каком порядке должны выполнять учащиеся, чтобы усвоить знания.
4. Выявление или построние в содержаниии и процессе обучения алгоритмов и представления их в какой-либо форме пошаговой программы деятельностью учения или преподавания называется алгоритмизацией обучения. В деятельности учащихся в прцессе учения и учителей в процессе преподования можно различать два принципиально различных способа решения возникающих в этих прцессах задач: алгоритмический. Когда субъект выполняет свою деятельность в соответствии с известным ему алгоритмом, определяющим четкую последовательность элеметнатрных для данного субъекта операций по решению любой задачи из класса; эвристический, когда главная составная часть его деятельности состоит в поисках плана или метода решения данной задачи. Как правило эти два способа деятельности в обучении не различаются и осуществляются в совметном едином процессе.
5. Психологическое значение алгоритмизации обучения состоит в том, что она способствует явному различению учащимися содержательной и операциональной сторон изучаемых знаний и овладению общим способом решения широкого класса задач, а также явному выделению из процесса овладения умственными действиями ее ориентировочной основы, благодаря чему значительно повышается эффективность обучения.
Список литературы
Амонашвили Ш. А. Воспитательная и образовательная функция оценки учения школьников./Ш. А. Амошошвили - М., 1984.,с.427
Амонашвили Ш. А, Обучение. Оценка. Отметки. / Ш. А Амонашвили - М.:Знание, 1980.с. 376
Амтаниус М. Психолого-педагогические основы контроля в учебном процессе. / М Амтаниус - М.: Изд-во МГУ, 1978, с.184
Баранов С. П. Принципы обучения. - М.: Просвещение, 1981.с.354
Беспалько В. П. Слагаемые педагогической технологии. / В. П. Баранов — М.: Педагогика, 1989.
Берг А.И. Кибернетика и обучение // Природа. - 1966. - №11. – с.34
Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. /В.П. Беспалько - М., 1995.
Беспалько В.П. Программированное обучение. Дидактические основы. / В.П. Беспалько - М-,1971.с.34.
Беспалько В.П. Элементы теории управления процессом обучения. /В.П Беспалько - М.,1971.с.132.
Болдырев Н. И.. Педагогика. / Н. И Болдырев - М.: Просвещение, 1968.с.147
Болотпина Л. Р. Педагогика. / Л. Р Болотпина - М.: Просвещение, 1987 с.261.
Воронцов А.Б. Некоторые подходы к вопросу контроля и оценки учебной деятельности учащихся // Начальная школа, 2003 - № 7.- с.25
Гальперин П.К. К теории программированного обучения. /П.К Гальперин - М.,1967.
Лайда Л. Н. Алгоритмизация в обучении. / Л. Н. Лайда - М.: Просвещение, 1966.
Молибог А.Г. Программированное обучение. / А.Г. Молибог - М., 1967.
Педагогика / Под ред. П.И.Пидкасистого. / - М.: РПА, 1996.
Пеннер Д. И. и др. О методике составления программированных заданий // Физика в школе. -1973. - № 2 –с.76.
Розенберг Н.М. Информационная культура в содержании общего образования // Советская педагогика. - 1991. — №3. – с.24.
Селевко Г. К. Современные образовательные технологии. / Г. К Селевко – М., 1998- с.256
Талызина Н.Ф. Контроль и его функции в учебном процессе - /Советская педагогика -1989. - №3. – с.5.
Талызина Н.Ф. Управление процессом усвоения знаний. / Н.Ф Талызина. - МГУ, 1975.с.97.
Талызина Н.Ф. Формирование познавательной деятельности младших школьников. / Н.Ф Талызина - М., 2002 c.348.
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://ref.com.ua
|
|
|
