Логические задачи на уроках информатики в начальной школе

Формирование логического мышления – важная составная часть педагогического процесса. Помочь учащимся в полной мере проявить свои способности, развить инициативу, самостоятельность, творческий потенциал – одна из основных задач современной школы. Успешная реализация этой задачи во многом зависит от сформированности у учащихся познавательных интересов.

Формирование логических приемов мышления у школьников способствует развитию у них познавательной деятельности и продуктивных мыслительных процессов.

Логические приемы мышления результативно формируются и развиваются, если их процесс становления отвечает следующим методическим требованиям:

• учет возрастных особенностей школьников;
• последовательность формирования логических приемов мышления; системность;
• непрерывность и преемственность в методике формирования и развития логических приемов мышления на различных этапах обучения.

Реальные предпосылки для развития логического мышления даёт информатика. Однако, конкретной программы логических приемов мышления, которые должны быть сформированы при изучении данного предмета, нет. В результате работа над развитием логического мышления идёт без знания системы необходимых приёмов, без знания их содержания и последовательности формирования.

Ученик под руководством учителя, прежде всего, анализирует содержание задания, расчленяя его на числовые данные, условия и вопрос.

При решении задач требуется применить более сложный и более тонкий анализ и синтез. Анализ содержания составной задачи, так же как и простой, сводится к расчленению его на числовые данные, условия и вопрос. Однако сами данные, условие и искомое должны подвергнуться дополнительно анализу, расчленению на составляющие их элементы.

При объяснении учащимся новой для них по способам решения задачи с многозначными числами часто используется приём аналогии: учитель предлагает решить аналогичную задачу с небольшими числами, вычисления над которыми можно выполнить устно.

Состояние современной начальной школы нельзя считать нормальным. С одной стороны – засилье деятельности по усвоению знаний и умений, которые тормозят развитие интеллекта детей, в первую очередь творческого мышления. В связи с такой системой преподавания дети привыкают решать задачи, которые всегда имеют готовое решение, причем, только одно. Поэтому дети теряются в ситуациях, когда задача не имеет решения или имеет множество решений. Кроме того, дети привыкают решать задачи на основе уже выученного правила, поэтому они не в состоянии действовать самостоятельно, чтобы найти какой-то новый способ.

С другой стороны, постоянное решение типовых задач обедняет личность ребенка, в частности, отношение к самому себе. Высокая самооценка зависит у ребенка не от проявления своей выдумки или сообразительности, а лишь от прилежания, старательности в освоении правил и знаний.

Мышление – высшая форма отражения мозгом окружающего мира, наиболее сложный познавательный психический процесс, свойственный только человеку.

Мышление – это процесс опосредованного и обобщенного познания окружающего мира.

Сущность его в отражении:

1) общих и существенных свойств предметов и явлений, в том числе и таких свойств, которые не воспринимаются непосредственно;

2) существенных отношений и закономерных связей между предметами и явлениями.

Мышление расширяет границы познания, даёт возможность выйти за пределы непосредственного опыта ощущений и восприятия. Мышление даёт возможность знать и судить о том, что человек непосредственно не наблюдает, не воспринимает. Оно позволяет предвидеть наступление таких явлений, которые в данный момент не существуют.

Мышление перерабатывает информацию, которая содержится в окружениях и восприятии, а результаты мысленной работы проверяются и применяются на практике.

Мышление человека неразрывно связанно с речью. Мысль не может ни возникнуть, ни протекать, ни существовать вне языка.

Характеристика видов мышления.

Условие возникновения продуктивного мышления – наличие проблемной ситуации, способствующей осознанию потребности в открытии новых знаний, стимулирующей высокую активность решающего проблему субъекта.

Условие развития репродуктивного мышления – наличие у школьника исходного минимума знаний.

Применение знаний на практике,
если при этом не требуется их
существенного преобразования.

Возможность оперировать в голове отвлеченными понятиями развивает саму способность к мышлению.

Известно всем, для того, чтобы способность к мышлению развивалась, мозгу надо постоянно подбрасывать новые оригинальные проблемы и задания. В процессе их решения мыслительные способности улучшаются. Действительно, мышление учащегося проявляется в умении анализировать и синтезировать, сравнивать и находить закономерности, классифицировать, обобщать, рассуждать, конкретизировать…, т.е. в умении применять различные приемы мыслительной деятельности к изучаемому материалу, к решению задачи, к любой жизненной ситуации.

Мыслительная деятельность людей совершается при помощи мыслительных операций: сравнения, анализа и синтеза, абстракции, обобщения, конкретизации…

Приемы мыслительной деятельности.

Анализ – это расчленение целого на части, переход от общего к частному.

Синтез – мысленное объединение частей в целое, то есть переход от частного к общему.

Анализ и синтез неразрывно связанны, находятся в единстве друг с другом в процессе познания: анализируем мы всегда то, что синтетически целое, а синтезируем то, что аналитически расчленено.

Анализ и синтез – важнейшие мыслительные операции, в единстве они дают полное и всестороннее знание действительности. Анализ даёт знание отдельных элементов, а синтез, опираясь на результаты анализа, объединяя эти элементы, обеспечивает знание объекта в целом.

Сравнение – это сопоставление предметов и явлений с целью найти сходство и различие между ними.

В учебной деятельности школьника сравнение играет очень важную роль. Сравнивая, например, прилагательное и глагол, операции умножения и деления, треугольник и прямоугольник, школьник глубже познаёт особенности данных предметов или явлений.

Абстракция – это мысленное выделение существенных свойств и признаков предметов или явлений при одновременном отвлечении от существенных признаков и свойств.

Выделенный в процессе абстрагирования признак предмета мыслится независимо от других признаков и становится самостоятельным объектом мышления.

Аналогия – мысленное установление сходства между объектами в некотором отношении.

Обобщение – мысленное объединение предметов и явлений в группы по тем общим и существенным признакам, которые выделяются в процессе абстрагирования.

В учебной работе школьников обобщение обычно проявляется в выводах, определениях, правилах, классификации.

Конкретизация – это мысленный подход от общего к единичному, которое соответствует этому общему.

В учебном процессе конкретизация имеет большое значение: она связывает наши теоретические знания с жизнью, с практикой и помогает правильно понять действительность. Отсутствие конкретизации приводит к формализму знаний, которые остаются голыми и бесполезными абстракциями, оторванными от жизни.

Классификация – это распределение предметов по группам путем выделения в данных предметах тех или иных признаков.

Я считаю, чтобы правильно строить процесс обучения, надо всегда учитывать возрастные и индивидуальные особенности организации мыслительного процесса, развитие мыслительных способностей учащихся в учебной деятельности, не забывая при этом, что человеческое мышление изначально двустороннее: эмоционально-образная и логическая стороны существуют как равноправные части.

Мышление человека, и в частности школьника, наиболее ярко проявляется при решении задач.

Любая мыслительная деятельность начинается с вопроса, который ставит перед собой человек, не имея готового ответа на него. Иногда этот вопрос ставят другие люди, но всегда акт мышления начинается с формулировки вопроса, на который надо ответить, задачи, которую надо решить, с осознания чего-то неизвестного, что надо понять, уяснить.

Мышление представляет собой процессы познания человеком объектов и явлений окружающего мира и их связей, решения жизненно важных задач, поиска неизвестного, предвидения будущего.

Логическое мышление – основа школьного образования, залог успешного понимания технических и гуманитарных дисциплин.

На стадии конкретных операций ученик обнаруживает способность к выполнению гибких и обратимых операций, совершаемых в соответствии с логическими правилами. Дети, достигшие этого уровня развития, уже могут давать логические объяснения выполняемым действиям, способны переходить с одной точки зрения на другую, становятся более объективными в своих оценках.

Дети могут рассуждать, пользуясь абстрактными понятиями, опираться в своих рассуждениях на предположения или воображаемые объекты.

Подчеркну еще раз, что целенаправленное обучение приемам мыслительной деятельности нисколько не замедляет процесс усвоения программного материала. Наоборот, этот процесс все более и более ускоряется по мере овладения этими приемами, т.е. по мере развития логики мышления учащихся.

Гуманитарная направленность выражается в том, что ребенок с первых шагов в школе будет овладевать не только знаниями, но и способами их постижения (правилами игры в информационном пространстве).

Взрослый человек даже представить себе не может, каким испытаниям подвергает каждого ученика школа. От урока к уроку, ускоряясь с каждым годом, нарастает лавина самой разнообразной информации. Ее надо уметь принять, переработать, разместить в памяти хотя бы самое существенное, предъявить по первому требованию, видоизменить, если возникла необходимость, представить в требуемой форме и многое, многое другое. И, кроме того, ежедневное многократное переключение - от урока к уроку - "перенастройка всех систем организма". Человек постигающий решает массу проблем, о которых мы даже не подозреваем. И, наверное, самая трудная из них - это о чем, кого и как спросить. Каждый знает, что, когда сформулированы вопросы, большая часть задачи решена.

Казалось бы, в чем сложность? На любом уроке вопросы задает учитель. Задают и ученики (если чего-то не поняли или их попросили задать вопросы одноклассникам). Но те ли это вопросы? Об этом ли хочется спросить? Как рождаются они в процессе поиска? Каждому ли хочется задать именно этот вопрос? Отличается ли умение взрослого задавать вопросы от умения ребенка и насколько принципиально это отличие? Нужно ли и можно ли научиться этому?

Мне кажется, получить ответ на эти вопросы можно с помощью задач, которые в разных местах называют по-разному: задачи с неполным условием, "да-нет-ки", "заморочки", "интренеры", задачи для интеллектуального тренинга (интренинга).

Первая задача, которую можно было назвать "интренером", была предложена профессором Г.Дж.Айзенком и звучала так:

Каждый день, когда карлик идет на работу, он спускается на первый этаж на лифте. Когда он возвращается с работы, он заходит в лифт, поднимается до седьмого этажа, а дальше идет к себе домой на 16-й этаж пешком. Почему? (Ответ: он не достает до кнопки 16-го этажа).

Ответ на эту задачу искался методом проб и ошибок и фактически проверял способность человека нестандартно мыслить и находить нетривиальные решения, то есть латеральность (широту) мышления. Айзенк отмечал, что ответом может быть и "он заходит к другу", и "он тренируется", и многие другие версии могут иметь право на существование, но правильный ответ только один, и связан с существенной информацией, заключенной в незаметных словах "каждый день" и потому кажущейся несущественной.

Если при решении такой задачи варианты возможных решений формулировать в виде альтернативных вопросов, допускающих только один из ответов - "Да" или "Нет", то такие задачи превращаются в интеллектуальный тренинг или в "да-нет-ки". Эти задачи имеют огромную дидактическую ценность. Если после формулировки неполного условия организовать коллективный поиск решения в группе (классе) в форме вопросов-ответов, то такой интеллектуальный тренинг позволяет обучать:

• целенаправленно искать информацию;
• оптимально сужать область поиска;
• работать с прямой и косвенной информацией;
• использовать несущественные на первый взгляд данные (развитие интуиции);
• осознавать одинаковую информационную ценность как положительных, так и отрицательных ответов;
• грамотно ставить и формулировать вопросы;
• элементам мозгового штурма.

Перед первым представлением задачи с неполным условием подробно объясните ученикам правила игры: выслушав условие задачи и вопрос к ней, они могут задать любое количество вопросов, но задавать их надо так, чтобы ответить можно было бы только "Да" или "Нет".

"Человек вышел из комнаты, хлопнув дверью. Когда он вернулся, Клементина уже умерла. От чего умерла Клементина?"

Вопросов может быть больше, продвижение к ответу - медленнее. Спешить нельзя, ни в коем случае не подсказывать. Первое время ребята задают немного вопросов; им необходимо помогать, давая оценку качеству и последовательности вопросов. Важно обратить внимание учеников на то, что они должны слушать ответы не только на свои вопросы, но и на вопросы товарищей, т.е. собирать информацию. Полезно по окончании решения объяснить, почему вы одобряли тот или иной вопрос, обсудить, какой из вопросов помог значительно продвинуться в решении.

Какие ошибки чаще всего допускают ребята при решении таких задач (кстати, если вы предложите одну из них взрослой аудитории, ошибки будут точно такие же, что говорит о том, что умение грамотно работать с информацией далеко не всегда связано с возрастом и что обучать этому необходимо):

• во-первых, первая серия их вопросов связана с попыткой найти ответ "методом тыка", то есть идет попытка перебора, попытка угадать решение (более того, иногда это, естественно, удается, и потому полностью исключать этот способ из своего арсенала человек не должен - это тоже стоит ученикам честно сказать);
• во-вторых, каждый ребенок слышит обычно только свой вопрос и ответ на него, абсолютно игнорируя информацию, идущую от вопросов и ответов на них его товарищей. По этой причине некоторые вопросы дублируются (на это стоит обратить внимание учеников);
• в-третьих, очень часто часть условия задачи ребенок воспринимает по-своему или просто не принимает во внимание и задает вопрос, ответ на который непосредственно следует из условия и совсем не спрятан;
• и в-четвертых, у некоторых ребят есть постоянная боязнь показаться глупым и задать какой-то "не тот вопрос" (этот психологический барьер легко преодолеть поощрением любых вопросов и нарочитой демонстрацией важности даже самых "глупых и бестолковых" - неожиданных вопросов и подчеркнутым вниманием к любой попытке активности в поиске).

Для создания задач-интренеров можно использовать содержание любых сказок, рассказов, историй, мультипликационных фильмов и т.д. Желательно, чтобы они были достаточно хорошо знакомы ребятам. Можно предложить и ученикам придумать свои задачи с неполным условием.

Несколько примеров:

1. Обитательница водоема поймала деревянный предмет, после чего ее жизнь круто переменилась. Что произошло? (Царевна-лягушка).
2. Девочка играла с подругами и внезапно исчезла. Что произошло? (Снегурочка).
3. Два друга направились в гости к третьему, в результате хозяин остался без дома. Почему? (Винни-Пух, Пятачок, Кролик).
4. Он очень трудолюбив. Работает от зари до зари. Он очень силен - мог бы быть рекордсменом по поднятию тяжестей. Но он не участвует в соревнованиях. Он ежедневно выполняет тяжелую физическую работу и не получает за это зарплату. Почему? (Потому что он - муравей).

Интренинг допускает как индивидуальную работу, так и работу с группой (с учетом возрастных особенностей и целей). Умение мыслить - скрытое от глаз мастерство, а обучение любому мастерству имеет две фазы: во-первых, демонстрация умения начинающему и, во-вторых, отработка техники в ходе работы, что в данном случае требует мышления "вслух". Работа в парах или в группе в этом случае поможет следить за правильностью мыслительной деятельности, наблюдать за выбранной стратегией и фиксировать возможные затруднения. Кроме того, решение задач с неполным условием помогает научиться избегать наиболее распространенных ошибок

Основные задачи, которые решает учитель информатики в процессе формирования логического мышления:

• научить школьников решать нетиповые, поисково-творческие задачи, не связанные с учебным материалом;
• создать ситуацию успеха, помочь обрести ребенку уверенность в его силах;
• развить поисковую активность и сообразительность ребенка.

Логика – наука, которая учит, как нужно рассуждать, чтобы мышление было определённым, последовательным, связанным, доказательным. Как человек, незнакомый с правилами арифметики грамматики не может правильно читать и писать, так и человек не знающий правил логики, не может без ошибок рассуждать в математике, информатике. Без логики не может быть информатики! А это значит, что для успешного изучения информатики надо настойчиво учиться правильно рассуждать.

Логическое мышление не является врожденным, поэтому его можно и нужно развивать. Решение логических зада на уроках информатики в начальной школе как раз и представляет собой один из приемов развития мышления. Решение логических задач дает возможность развить внимание, память и привить навыки правильного мышления. Однако решение задач – это только один из приемов достижения цели. Наиболее эффективным методом развития абстрактного логического мышления является систематическое изучение науки логики.

Приложение 1

Приложение 2