В цій статті ми розглянемо використання алгоритмів при вивченні математики як один із шляхів виховання алгоритмічної культури школярів.
Формування алгоритмічної культури школярів
Державний стандарт базової і повної середньої освіти визначає головну мету безперервного освітнього процесу ─ забезпечення умов для творчої самореалізації кожного громадянина, формування інтелектуального та духовного потенціалу особистості як найвищої цінності нації. Одним із основних напрямів досягнення поставленої мети є пошук та розроблення сучасних форм і методів, зокрема, формування алгоритмічної культури школярів.
Алгоритмічна культура – це сукупність специфічних уявлень, умінь і навичок. В основі алгоритмізації лежать правила, що упорядковують діяльність при вирішенні певного завдання. Виникає питання: чи не призведе «алгоритмізація» до «шаблонізації» мислення, до пригнічення творчого потенціалу учня? Відповідь однозначна: не призведе. Адже велике місце у навчанні займає напрацювання певних навичок, які повинні здійснюватися автоматично, наприклад, читати і писати. Це навички важливі не самі по собі, вони є необхідним компонентом будь-якого творчого процесу. Творчий процес неможливий, якщо його окремі елементи не автоматизовані.
Формування в учнів прийомів розумової діяльності, вміння вчитися – це завдання, яке необхідно вирішувати на всіх етапах навчання, починаючи з раннього віку. Особливо актуальним є формування алгоритмічної культури молодших школярів, коли закладаються пропедевтичні основи навчальної діяльності, всебічного розвитку та виховання особистості. Формування алгоритмічної учнів початкової школи полягає в засвоєнні на інтуїтивно – практичному рівні способів поетапної діяльності. Але особливої уваги в цьому плані потребують підлітки, у яких мислення з емпіричного рівня переходить на теоретичний, і тому сильніше проявляються не тільки прогалини в знаннях, а й відсутність сформованих раціональних прийомів роботи. Освітня практика свідчить, що неможливо в усіх учнів розвинути добрі математичні здібності, але при спеціальній методиці навчання і розвитку мислення, певній системі роботи вчителя можливо полегшити засвоєння математики всім учням в класі і, таким чином, поліпшити якість знань та їхній математичний розвиток.
Абстрактний характер математики як навчального предмету, дедуктивний спосіб викладання матеріалу, особливо для учнів підліткового віку, обумовлюють специфіку мислення, яке називають математичним. Саме математичному мисленню властиві числова та знакова символіка, здібність мислити згорнутими структурами, узагальнена пам’ять на математичні відношення і дії, типові характеристики, схеми міркувань і доведень, методи розв’язування задач та принципи підходу до них. Математика сприяє виробленню особливого виду пам’яті – пам’яті, спрямованої на узагальнення, творення логічних схем, розвиває здатність до просторових уявлень.
Особливістю логічних умінь є те, що учень повинен не тільки аналізувати, синтезувати, порівнювати, узагальнювати, але і мислити, робити висновки, встановлювати причинно – наслідкові зв’язки між фактами, процесами, явищами, погоджуючи їх із законами логіки. Тому процес формування логічного мислення передбачає виконання певних послідовних етапів. Одним із таких етапів є алгоритмічний підхід до викладання математики.
Алгоритмічна культура є тією частиною математичної культури, що сприяє формуванню і розвитку в учнів деяких специфічних уявлень, вмінь та навичок, пов’язаних з поняттям алгоритму та способів його запису. А на сучасному етапі розвитку суспільства це є частиною загальної культури кожної людини і тому сприяє формуванню загальної комп’ютерної грамотності та визначає цілеспрямований компонент середньої освіти.
Математика і алгоритмічна культура школярів
За енциклопедичними даними слово «алгоритм» походить від імені перського математика Аль-Хорезмі. Приблизно 825 років до н. е. він написав трактат, в якому описав придуману в Індії позиційну десяткову систему числення. В першій половині ХІІ ст. книжка потрапила до Європи в перекладі латинською мовою під назвою «Algoritmi de numero indonum». Вважається, що перше слово в перекладі відповідає невдалій латинізації імені Аль-Хорезмі, а назва перекладу звучить як «Агорітмі про індійську лічбу». Через невірне тлумачення слова «Algoritmi» як іменника в множині ним стали називати метод обчислення.
Алгоритм ─ послідовність, система, набір систематизованих правил виконання обчислювального процесу, що обов'язково приводить до розв’язання певного класу задач після скінченого числа операцій. Кожен алгоритм є списком добре визначених інструкцій для розв’язання задачі.
Курс математики в загальноосвітніх навчальних закладах має достатньо широкі можливості формування, вивчення і застосування алгоритмів, оскільки в його зміст природним чином закладається алгоритмічна лінія. Математичний матеріал ніби формує змістову базу для вивчення основ інформатики, тобто готує учнів до сприйняття таких важливих понять курсу інформатики, як алгоритм та програма.
Під час вивчення математики стійкі математичні навички в учнів виробляються успішно, якщо ввести в навчальний процес спеціальні вказівки і плани розв’язування найважливіших задач. Саме вони будуть пропедевтикою подальшого формування в учнів алгоритмічної культури. Застосовуючи такі плани розв’язування задач в процесі навчання, треба орієнтувати учнів на те, що їм слід не просто запам’ятати той чи інший план, а головне зрозуміти, якими є теоретичні основи його застосування, і виконувати наданий план потрібно свідомо, а не автоматично. Знайомство учнів з планами (алгоритмами) розв’язування задач здійснюється на уроці-лекції, а подальше їх відпрацювання проводиться під час практичних занять при застосуванні різних форм роботи (фронтальної, групової, індивідуальної). При розв’язуванні задач в учнів закріплюються теоретичні знання, відпрацьовуються навички застосування цих знань в практичній діяльності, розвивається творча активність. Ефективний метод навчання учнів розв’язуванню задач базується на використанні під час пошуку плану розв’язування задачі деяких висновків, що отримали в розв’язаних базисних задачах. Такий алгоритмічний підхід до пошуку плану розв’язування тієї чи іншої задачі допомагає учням швидше знайти цей план. Для кращого запам’ятовування алгоритмічних відомостей можна рекомендувати учням записувати їх в окремий зошит, що стане для кожного учня його особистим довідником з математики і органічно доповнить підручник з математики.