Исходя из этого, дальнейшее исследование будет строиться на понимании неординарных способностей как личностной характеристики, формирующемся на основе склонностей отдельно взятого обучающегося. Не стоит забывать, что потенциал, заложенный в ребенке, может развиться лишь в условиях благоприятного социального окружения, неотъемлемыми и наиболее важными составляющими которого являются семья как отдельная ячейка общества, обладающая присущими ей особенностями, и школа, рассматриваемая не только как образовательное учреждение, но и как социум, имеющий огромное влияние на развитие каждого его участника. Кроме того, стоит отметить и такие критерии, как возможность ученика участвовать в олимпиадах, конкурсах и городских или же государственных форумах, позволяющих ему полностью проявить свои неординарные способности.
Рассмотрим одаренность с точки зрения способности к быстрому освоению дисциплин, связанных с программированием, предрасположенности ребенка к работе в данном направлении. Путем теоретического моделирования выделены определенные критерии, позволяющие определить уровень подготовки обучающегося. А именно, умение анализировать, прогнозировать, проводить аналогии и обобщать при разработке алгоритмов и написание программ, желание развивать и дорабатывать готовое решение, подводя его к совершенству настолько близко, насколько это возможно с учетом уровня развития компьютерных технологий и языков программирования. Важное место занимают скорость и точность мышления, способность к практической реализации идей, проявление любопытства и стремление к постоянному развитию и получению новых знаний.
Попытка систематизирования учеников, имеющих нетривиальные способности в области программирования, привела к выделению нескольких категорий.
Первая, она же низкая, характеризуется нестабильностью интеллектуальных способностей, невысокой скоростью мышления, отсутствием любознательности в предметной области, однако, желание получения новых знаний все же присутствует, хоть и не является эталонной.
Вторая группа, она же средняя, в нее входят обучающиеся, интеллект которых позволяют без труда решать задачи умеренного уровня сложности. Скорость мышления выше, чем у детей первой группы, любознательность и стремление к обучению проявляются при наличии положительной мотивации со стороны преподавателя.
Третья группа, она же высокая, состоит из обучающихся, интеллект которых находятся на уровне, позволяющем решать задачи любого уровня сложности, в том числе и повышенного. Скорость мышления является выдающейся, умственная деятельность крайне продуктивна, постоянное стремление к получению новых знаний, в том числе и самостоятельное обучение, любознательность, в дополнительной мотивации не нуждаются.
Исследования, проведенные с целью изучения практической подготовки школьников к олимпиадам по информатике, позволяют сделать выводы о том, что подавляющее число участников являются представителями одной из трех вышеописанных групп. Кроме того, процесс подготовки школьников к конкурсам или соревнованиям является отличным способом развития способностей, а непосредственное участие позволяет должным образом продемонстрировать знания, полученные на этапе обучения.
Информация, полученная с помощью анализа подготовки учащихся к различным форумам по информатике и связанными с ней дисциплинами, отображает определенные этапы, через которые проходит каждый обучающийся, принимающий участие в соревновании:
- Отбор одаренных учеников.
- Тестирование участников, целью которого является определение уровня их знаний по предмету.
- Развитие навыков работы с компьютером.
- Освоение одного из базовых языков программирования (Pascal, C или BASIC).
- Изучение алгоритмов, необходимых для решения задач, ознакомление с различными способами их применения.
- Анализ программного кода типовых алгоритмов.
- Анализ эффективности программ, изучение методов их тестирования.
- Формирование приемов написания и отладки программ на компьютере.
- Тренинг: программирование, отладка и тестирование задач.
- Психологическая подготовка участников.
Кроме того, существует несколько этапов самоопределения учащихся, имеющих неординарные способности, а именно:
- Стадия адаптации является этапом, на котором школьники оценивают свою одаренность, занимаясь самоанализом и выявляя индивидуальные особенности и способности в области информатики.
- Стадия дифференциации характеризуется проявлением индивидуальной уникальности, которая, в свою очередь, определяется как степень развития у конкретного школьника таких качеств, как стабильность проявления интеллектуальных способностей, уровень продуктивности умственной деятельности, присутствие интеллектуального любопытства и стремления к знаниям в области информатики.
- Стадия индивидуализации отражает способность школьников к самостоятельной постановке задачи, при которой стимулируется поиск собственного стиля программирования, авторство в создании способов решения сложных задач. Учащиеся на данной стадии могут самостоятельно анализировать достигнутые результаты и персонализировать процесс своего обучения в процессе самоподготовки, решая творческие (индивидуальные) задачи. На групповых занятиях такие школьники руководят процессом поиска решения «сверхсложных» задач, помогают другим обучаемым в осмыслении заданий. У них наблюдается высокий уровень развития интеллектуальных способностей, высокая продуктивность умственной деятельности, интеллектуальное любопытство, быстрота мыслительных процессов, систематичность мышления, стремление к знаниям в области информатики и адекватная самооценка.
Развитие интеллектуальных способностей в области программирования обеспечивается за счет:
- возможности выбора формы внеклассной работы с одаренными учащимися, в зависимости от уровня их подготовки;
- существования индивидуальных образовательных технологий;
- наличия различных комплексов систем задач, позволяющих использовать их на разных этапах развития одаренности;
- внедрения очной и дистанционной форм обучения.
Анализ существующей методической литературы показал, что на данный момент практически не существует готовых и точно выверенных образовательных систем, предназначенных для развития одаренности при подготовке школьников в области информатики. Следовательно, основной целью является разработка подобной программы, позволяющей полностью раскрыть потенциал отдельно взятого обучающегося.
Анализ содержания задач по информатике показал, что они включают задачи по сортировке и перебору данных, динамическому программированию, моделированию, оптимизации, длинной арифметике, линейному и двоичному поиску, жадным алгоритмам, рекурсии, теории графов, комбинаторике и по работе с данными строкового и файлового типов.
В процессе работы создана методика развития способностей школьников в области программирования с использованием систем задач, которая основана на:
- модели процесса создания системы задач, включающей следующие этапы: аналитический (анализ содержания учебного материала и требований стандарта, формулирование целей и установление их взаимного соответствия, отбор содержания), проектировочный (выбор методов и методических приемов, определение форм представления учебного материала, способов его подачи) и технологический (техническое создание систем задач в соответствии с предъявляемыми требованиями);
- системе требований к заданиям, определяющих педагогическую целесообразность их использования: дидактические, отражающие соответствующие традиционные и специфические принципы обучения; и методические, учитывающие особенности информатики как учебного предмета и науки.
В исследовании показано, что методика использования систем задач при развитии способностей школьников в области программирования базируется на учете специфики целевого, содержательного и процессуального компонентов на этапе формирующего эксперимента.
Исходя из того, что целевой компонент является системообразующим в создаваемой методике и состоит из системы взаимосвязанных целей:
- Развитие способностей школьников в области программирования.
- Обучение школьников методам решения задач по информатике.
Содержательный компонент состоит из учебных тем, в которых рассматриваются алгоритмы, методы и принципы решения задач по информатике. Для основных учебных тем, выявленных в ходе логико-алгоритмического анализа содержания; составлены системы задач. По теме «Техника программирования» разработаны системы задач по программированию разветвляющихся и циклических вычислительных процессов, системы задач для работы с одномерными и двумерными массивами, для обработки строк символов, для изучения рекуррентных алгоритмов, алгоритмов длинной арифметики и динамических структур данных. По теме «Алгоритмы, методы и принципы решения задач» - системы задач для изучения алгоритмов линейного и двоичного поиска, алгоритмов сортировки информации, перебора данных, динамического программирования, алгоритмов работы с графами.
Эффективность подготовки школьников обеспечивается посредством:
- Разработки специализированных систем задач, охватывающих основные разделы информатики и построенных на основе задач из общероссийской базы заданий олимпиад по информатике.
- Внедрения авторской программы подготовки школьников, основанной на трехэтапной модели развития одаренности.
- Роста уровня образованности и одаренности учащихся за счет использования систем задач, которые позволяют корректировать образовательный процесс в зависимости от достигнутого уровня.
- Постоянного мониторинга знаний и одаренности школьников в области информатики при выборе задач из созданных систем задач для построения индивидуальных образовательных программ.
- Реализации индивидуальных образовательных программ в рамках учебных занятий.
- Создания возможностей для проявления каждым школьником его одаренности на максимально возможном уровне за счет работы в динамичных малых группах и, при необходимости, самостоятельной работы с использованием дистанционной поддержки со стороны преподавателя.
- Наличия программной и материально-технической базы для очного и дистанционного обучения школьников.
Существуют определенные дидактические условия эффективного использования систем задач при развитии способностей школьников в области программирования:
- Наличие разработанных специализированных систем задач, охватывающих основные разделы информатики.
- Реализация авторской программы подготовки школьников, основанной на трехэтапной модели развития одаренности.
- Использование систем задач, которые позволяют корректировать процесс обучения в зависимости от достигнутого уровня подготовки и одаренности учащихся.
- Конструирование и реализация индивидуальных образовательных траекторий в рамках учебных занятий по развитию способностей школьников в области программирования.
- Постоянный мониторинг предметных знаний, умений и одаренности школьников в области программирования при выборе задач из созданных систем задач для построения индивидуальных образовательных программ.
- Предоставление возможностей для проявления каждым школьником его одаренности на максимально возможном уровне за счет работы в динамичных малых группах и, при необходимости, самостоятельной работы с дистанционной поддержкой со стороны преподавателя.
- Наличие программной и материально-технической базы для очного и дистанционного обучения школьников.
Анализ данных об уровне способностей у школьников экспериментальной и контрольной групп на начало и конец формирующего эксперимента показал, что в экспериментальной группе качественные закрепления положительной динамики произошли в типологических группах «высокий уровень» и «средний уровень», при этом существенных изменений в составе типологических групп контрольной группы не произошло.
Данные, полученные в ходе формирующего эксперимента, были статистически и математически подтверждены, что с достаточной долей объективности свидетельствует о наметившихся тенденциях в положительной динамике развития у школьников показателей одаренности. Данный показатель является наилучшей иллюстрацией воздействия индивидуальных программ обучения на способных школьников, позволяя комплексно и системно подходить к обучению каждого отдельно взятого индивидуума, тем самым концентрируя внимание на тех аспектах образовательной деятельности, которые являются наиболее важными в рамках раскрытия умственного потенциала отдельного ученика.
Рецензенты:
Дворянкин А.М., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой программного обеспечения автоматизированных систем Волгоградского государственного технического университета, г. Волгоград;
Муха Ю.П., д.т.н., профессор, профессор кафедры вычислительной техники Волгоградского государственного технического университета, г. Волгоград.
Библиографическая ссылка
Авдеюк О.А., Лемешкина И.Г., Павлова Е.С., Приходькова И.В. СРЕДСТВА РАЗВИТИЯ СПОСОБНОСТЕЙ ШКОЛЬНИКОВ В ОБЛАСТИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 3. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=17479 (дата обращения: 19.04.2024).