Игровые методики как основное средство изучения информатики в начальной школе

Поскольку эти умения являются также и общими учебными, то учителя зачастую отмечают, что при изучении курса «Информатика в играх и задачах» ученики лучше успевают и по другим дисциплинам.

С другой стороны, эти умения относятся к  понятию «логическое мышление». Психологи утверждают, что для развития логического мышления природой отведены определенные возрастные рамки, примерно соответствующие по срокам обучению в начальной школе. Умение нажимать на клавиши клавиатуры может быть освоено и позже, а опоздание с развитием логического мышления может стать опозданием навсегда.

В «Информатике в играх и задачах» основное внимание уделяется понятию алгоритма и основным управляющим структурам: ветвлению и циклам.

Игры  и задания направлены на формирование у детей представлений:

• об алгоритме, схеме алгоритма;
• о вложенности алгоритмов;
• об алгоритмах с ветвлениями и циклами;
• о параметрах алгоритма.

При выполнении заданий дети учатся:

• записывать построчно алгоритмы с ветвлениями и циклами;
• составлять и выполнять алгоритмы с ветвлениями и циклами;
• выполнять алгоритмы с параметрами;
• записывать пошаговые результаты выполнения алгоритмов;
• находить и исправлять ошибки в алгоритмах.

Вложенность алгоритмов предназначена для формирования у детей представления о том, что каждый шаг алгоритма – это действие, которое в свою очередь тоже можно описать с помощью алгоритма и для отработки понятий «бездумный исполнитель» и «формальное исполнение алгоритма».

Подготовка  к введению понятия «алгоритм» происходит таким образом:

Поговорим о роботах. Внутри роботов всегда есть компьютер. Дальше следует поговорить с ребятами про роботов, которых они видели в фильмах или о которых читали.

Вопросы классу:

– Что  такое робот? (Машина.)

– Есть ли у него мозг? (Нет. Есть у человека. Есть у животного.)

– Кто управляет роботом? (Человек.)

Роботу, как и компьютеру, очень важно  правильно дать задание. Один человек  сделал себе робота-помощника. Робот  был очень послушным, но ничего не мог сделать без точных приказов. Однажды ему дали задание: пойти на кухню, очистить банан и принести. Знаете, что он в результате сделал? Принес банановые очистки. А на вопрос: «Где банан?» Ответил: «Я в точности выполнил все указания».

Так вот именно для того, чтобы отработать понятие «бездумный исполнитель» или «формальное исполнение алгоритма» рекомендуется игра в робота.

 

ИГРА  В РОБОТА.

Один  из учащихся будет выступать в  роли робота, а другие поочередно будут давать ему команды для выполнения задания: дойти от своего места до классной доски и вытереть ее начисто.

Попросите кого-либо из учащихся сыграть роль робота. Напомните ребенку, что робот выполняет в точности то, что ему предписывается, не больше и не меньше.

Очень важно обсудить с классом, какие  команды понятны роботу. Понимает ли он фразу «Иди к доске» или ему необходимо сказать так: «Сделай один шаг вперед, поверни направо и т.д.»? Учащиеся должны остановить свой выбор на определенном количестве слов, которые понятны роботу, как, например, такие слова:

• встань;
• повернись (пол-оборота, полный оборот и т.д.);
• сделай столько-то шагов;
• возьми (предмет);
• стирай с доски;
• остановись.

Дети  поочередно задают команды роботу, робот должен выполнять их буквально. Педагогу следует вмешиваться в игру лишь тогда, когда робот не понимает команды. Свое непонимание он может выражать необычным звуком или произносить электронно-звучащим голосом «Я НЕ ПО-НИ-МА-Ю».

Набор команд должен быть сбалансирован: если была команда «возьми тряпку», то обязательно должна быть команда «положи тряпку».

При необходимости усложнить задание  это можно сделать, задавая более сложные цели (например, связанные с обходом класса) или заменяя сложные команды на более простые (например, вместо «стирай с доски» можно использовать команды, управляющие перемещением руки).

Можно предложить и другие задания, например:

Работа  выполняется под руководством учителя, все шаги обсуждаются вслух, учитель записывает алгоритм на доске, а дети в тетрадь. Должно получиться следующее:

1. Возьми  лопату и саженец.

2. Выкопай  ямку.

3. Посади  саженец в ямку.

4. Засыпь  ямку землей.

5. Возьми  лейку и полей саженец.

6. Поставь  лопату и лейку на место.

7. Стоп.

Если  осталось время, можно дать диктант  по клеточкам:

Введение  понятия «алгоритм»

Принципиально: алгоритм – это просто план действий.

Переход: наш робот исполнял каждое действие сразу после того, как ему скажут. Но обычно задание роботам и компьютерам составляется заранее: первое действие, второе, третье и далее до конца. Таким образом, получается готовый план действий, или алгоритм.

Примечание: слово «алгоритм» следует употреблять  как бы ненароком, чтобы дать возможность детям привыкнуть к нему и подвести их к самостоятельной формулировке.

В данном уроке используются такие задания, как:

1. Дать детям посмотреть картинки и попросить рассказать, что происходит, и перечислить ошибки в действиях инопланетянина. После этого предложить им самостоятельно записать алгоритм. Вслух проверить, пройти по рядам и посмотреть, чтобы в тетрадях осталась правильная запись.

1. Возьми  банан.

2. Очисти  его.

3. Выброси  очистки в ведро (или другое  место для мусора).

4. Съешь очищенный банан.

5. Стоп.

2. Сначала вслух обсуждаются действия ведер. Затем дети сами записывают план действий, а учитель проходит по рядам и проверяет правильность записей. Должно быть ровно семь записей (семь команд):
• слезть с лавки
• выйти из дома
• подойти к реке
• зачерпнуть воды
• вернуться
• войти в дом
• залезть на лавку

Существует  и другая форма записи планов действий (или алгоритмов)

– блок-схема:

– каждое действие (команда) записывается в квадратике,

– особые действия (команды) – «начало» и  «конец» (или «стоп») – записываются в овале,

– действия (команды) соединяются по порядку  стрелочками.

Алгоритм – это последовательность команд, ведущих к какой-либо цели.

3. Диктант.

Две фигурки: в конце тетради под диктовку и одна фигурка из ЗАДАНИЯ.

В любой  точке пересечения клеточек учитель просит детей поставить точку. Далее, не отрывая руки от тетради, дети за учителем проводят линии. Учитель говорит: «Одна клеточку вниз, одна клеточка влево...»

При этом кружочек обозначает начало диктанта.

4. Дети должны нарисовать в тетрадях такую последовательность стрелочек, чтобы при их исполнении в виде диктанта получалась бы требуемая фигурка. Возможны два варианта составления диктанта:

Существует  множество различных заданий  на темы:

Игра  «АЛГОРИТМ – НЕ АЛГОРИТМ».

– А теперь поиграем в такую игру. Я буду читать отрывки из знакомых вам книг, а вы, во-первых, постараетесь догадаться, из какой книги взят отрывок, а во-вторых, является ли он алгоритмом. Учитель читает вслух тексты. После каждого прочитанного текста учитель задает вопросы:

1. Из какого произведения (и какого автора) взят отрывок?
2. Перечислены ли здесь действия?
3. К какому результату приведет их выполнение?
4. Текст является описанием алгоритма?

ТЕКСТ 1

А. Л. Милн. «Винни-Пух и все-все-все»

«Если я что-нибудь понимаю, то дыра – это нора, а нора – это Кролик, а Кролик – это подходящая компания, а подходящая компания – это такая компания, где меня чем-нибудь угостят и с удовольствием послушают мою ворчалку. И все такое прочее».

(В  тексте 1 приводится не последовательность  действий, а цепочка рассуждений Винни-Пуха, которая приводит его к: определенному выводу).

ТЕКСТ 2

«Книга  о вкусной и здоровой пище»

1. Очистить ананас от кожи.
2. Нарезать его тонкими кружками.
3. Положить в посуду рядами, пересыпав сахаром.
4. Поставить в холодильник на 1 час.
5. Форму обсыпать сахарной пудрой.
6. Выложить дно формы ломтиками ананаса.
7. Сверху положить слой пломбира.
8. На слой пломбира снова положить слой ломтиков ананаса, а затем – снова слой пломбира и т.д. – таким образом, постепенно заполнить форму доверху.
9. Поставить форму в холодильник на сутки.
10. Обернуть форму горячим полотенцем, выложить содержимое на блюдо.

В тексте 2 приведен именно алгоритм – последовательность действий, приводящая к определенному результату приготовление сладкого блюда «Сливочный пломбир с ананасом».

Ещё одним интересным и содержательным учебно-методическим комплектом является – «Информатика дома и в школе» Ю. А. Первин.

Эта книга не является описанием Роботландии (как было указано ранее – это курс «Азы информатики», гипертекстовый, интерактивный курс информатики для младших школьников), но все же опирается практически целиком на роботландские разработки.

Спецификой  обучающего курса являются контролирующие занятия, в которых взаимная (перекрестная) проверка становится неотъемлемой частью учебно-воспитательного процесса. Именно здесь проявляются столь характерные для дистанционного обучения дисциплинарные требования к срокам, синхронизации и оформлению. Учитель должен приложить немало усилий не только для того, чтобы его ученики решили задачу, но и для того, чтобы они оформили свою работу в строгом соответствии с заданиями. В частности, во многих задачах контролирующих занятий–соревнований в не меньшей степени, чем собственно верное решение, оценивается обоснование найденного решения. Важно, чтобы дети решили и оформили все задачи абсолютно самостоятельно. Конечно, учитель может и должен помочь ребенку в исправлении грубых орфографических ошибок или даже в клавиатурном наборе (впрочем, трудно поверить в то, что ребенок уступит учителю, даже уважаемому, право набрать на клавиатуре сочиненный им текст), но цель занятий – научить ребенка делать, а не сделать за него.

В данном учебно-методическом комплекте для  введения понятия «алгоритм» разработана и применена программа – «Перевоз через реку».

Рассмотрим урок, где учащиеся младших классов впервые знакомятся с понятием «алгоритм».

Что такое алгоритм

Тема  занятия: Интуитивное определение алгоритма.

Цель  занятия: дать представление о формализованной записи плана решения. Программное обеспечение: программа Перевозчик.

План:

1. Нужен четкий план.
2. Перевоз через реку.
3. Как задача о перевозе решается на компьютере.

1. Нужен  четкий план

Основной  вывод, который должен быть сделан из обсуждения неформально описываемого рецепта манной каши – такого рода описания неточны и приводят либо к двусмысленному трактованию, либо к непониманию задачи ее исполнителем. Дина как исполнитель плана его понимает, а исполнитель Тим – не понимает. Массовость – одно из основных качеств алгоритма – достигается тогда, когда его предписания записаны в виде четкой последовательности элементарных этапов, однозначно задаваемых введенными соглашениями – правилами записи. Формальность (и доступность) трактовки предписаний делает алгоритм доступным широкому кругу исполнителей.

Вопросы и упражнения первого пункта занятия (или подобные им задания, предложенные учителем) могут стать предметом обсуждения.

Перевоз через реку

В формулировке задачи перевоза через реку волка, козы и капусты важно соблюдение ограничений. В книге для ученика примеры нарушений рождаются в ходе обсуждения рекомендаций Дины и Тима. Хорошо, если такого рода примеры–нарушения генерируются на занятии. Если дети молчат, можно рассмотреть примеры про Перевозчика.