Проскурякова Светлана Геннадьевна,
преподаватель информатики и программирования
в гимназии «Лаборатория Салахова».

Личностно-ориентированный подход к обучению программированию

Наступило такое время, когда человека нельзя назвать образованным, если он не знает, как работать на компьютере и не знаком хотя бы с одним языком программирования. Поэтому в гимназии с каждым годом уделяется все больше и больше внимания преподаванию информатики и программирования. Одновременно при гимназии существуют группы учащихся 8-10 классов других школ города, где мы обучаем программированию. При формировании групп несомненно учитывается возраст детей. Но дети имеют различные возможности и уровень успеваемости в школе, поэтому, хотя этот язык и считается простым, многим школьникам он дается с трудом. Вот здесь и встает задача личностно-ориентированного обучения.

Общие цели обучения программированию, являющейся частью информатики, определяются с учетом особенностей информатики как науки, ее роли и места в системе наук, в жизни современного общества.

Образовательная и развивающая цель — дать каждому школьнику начальные фундаментальных знания основ науки информатики, включая представления о процессах преобразования, передачи и использования информации, и на этой основе раскрыть учащимся значение информационных процессов в формировании современной научной картины мира, а также роль информационной технологии и вычислительной техники в развитии современного общества.

Практическая цель - внести вклад в трудовую и технологическую подготовку учащихся, т.е. вооружить их теми знаниями, умениями и навыками, которые могли бы обеспечить подготовку к трудовой деятельности после окончания школы.

В целях профориентации курс информатики должен давать учащимся сведения о профессиях, непосредственно связанных с ЭВМ и информатикой.

Воспитательная цель обеспечивается, прежде всего, тем мощным мировоззренческим воздействием на ученика, которое оказывает осознание возможностей и роли вычислительной техники и средств информационных технологий в развитии общества и цивилизации в целом.

В нашей гимназии информатика изучается с первого класса по одиннадцатый.

• Первый этап (I — VI кл.) — пропедевтический. На этом этапе происходит первоначальное знакомство школьников с компьютером, формируются первые элементы информационной культуры.
• Второй этап (VII — IX кл.) — базовый курс, обеспечивающий обязательный общеобразовательный минимум подготовки школьников по информатике. Он направлен на овладение школьниками методами и средствами информационной технологии решения задач, формирование навыков сознательного и рационального использования компьютера в своей деятельности.
• Третий этап (Х — XI кл.) — продолжение образования в области информатики как профильного обучения, дифференцированного по объему и содержанию в зависимости от интересов и направленности допрофессиональной подготовки школьников.

Программирование — наиболее традиционная сфера деятельности при организации профильно-ориентированных курсов информатики.

На начальном этапе программирование было процедурным (языки Фортран, Бейсик), а уже в усовершенствованном виде- структурным (Паскаль). Существуют сейчас и принципиально другие виды программирования (например, объектно-ориентированное программирование). Рекомендуется при углубленном изучении программирования не ограничиваться одним подходом. В нашей гимназии последовательно изучаются несколько языков программирования: СИ-IBM, школьный алгоритмический язык KUMIR, язык высокого уровня PASCAL и визуальное программирование на базе Visual Basic. Остановлюсь подробнее на курсе «Программирование». В задачи курса входят:

• формирование у учеников убежденности в необходимости расширения знаний по разделу информатики — программированию для их дальнейшей жизни и деятельности, подготовка к сознательному выбору профессии,
• формирование умений в области создания текстов программ на основе глубоких знаний среды программирования и языка,
• формирование потребности в самостоятельном приобретении и применении знаний из дополнительных источников,
• развитие познавательного интереса к информатике и творческих способностей.

Каждый преподаватель ищет различные приемы работы и по-своему решает эту проблему. В 1997 году я начала разрабатывать учебно-методические пособия по каждой изучаемой теме. Пособия должны были удовлетворять следующим требованиям:

• каждая тема должна последовательно и полно раскрываться;
• содержать достаточно подробно объясненных примеров, подтверждающих небольшие теоретические сведения;
• содержать задачи для решения учащимися из различных классов;
• содержать рисунки и таблицы.

Составив первые пять пособий, я увидела в них своих больших помощников. Они позволяют способным учащимся опережать программу, другим — не торопясь разобраться в теме. Я старалась расположить материал темы от простого к сложному и объяснить таким образом, чтобы ребенок чувствовал себя участником диалога. Для этого я задаю ему вопросы и задания, которые он должен сделать в тетради, направляю к компьютеру протестировать решение задачи и сделать вывод, привожу примеры из жизни и предлагаю использовать в программах не только нужные, но и интересные процедуры, поддерживаю творчество своих учащихся.

Поиск новых подходов к обучению программированию превратился в эксперимент, который проходил с 1997 по 2002 год.

1 этап 1997г.

• Обобщение проблем при работе с учащимися из различных образовательных учреждений города и выработка гипотезы создания личностно-ориентированного учебно-методического комплекта.
• Планирование и разработка технологии проведения личностно-ориентированных занятий при изучении курса «Программирование».
• Разработка и создание программы обучения языку программирования и пробных брошюр: «Ввод-вывод», «Графика», «Операторы условия и выбора», «Операторы цикла», «Целочисленная арифметика», «Строки»

2 этап 1998-1999 гг. 

• Выделение из контингента учащихся различных школ города двух групп для обучения программированию на базе созданных учебно-методических пособий.
• Анализ результатов обучения различным темам и корректирование подачи теоретического материала, включение письменных самостоятельных работ, определение уровня трудности предлагаемых для решения задач, определение достаточного объема учебного материала для усвоения каждой темы.
• Сравнение результатов обучения учащихся с учащимися других групп. Выявление основных причин повышения уровня обученности и привития самостоятельных навыков при обучении
• Разработка и создание брошюр: «Процедуры и функции», «Одномерные массивы», «Двумерные массивы», «Рекурсия», «Сортировка массива», «Множества», «Записи», «Типизированные файлы».

3 этап 1999-2000 гг. 

• Апробация вновь созданных учебно-методических пособий.
• Продолжение тестирования пособий обучения на шести вновь набранных группах городской школы юного программиста.
• Разработка и создание брошюр: «Текстовые файлы», «Нетипизированные файлы», «Указатели», «Однонаправленные списки», «Стеки, очереди, кольца», «Деревья»

4 этап 2000-2001 гг. 

• Внедрение учебно-методических пособий в учебный процесс других преподавателей гимназии.
• Совместное обсуждение и редактирование учебно-методических пособий.
• Продолжение эксперимента на вновь создаваемых группах школы юного программиста.
• Анализ результатов обучения первых выпускников.

5 этап 2001-2002 гг. 

• Использование учебно-методических пособий при обучении гимназистов 10-11 классов курсу «Программирование».
• Участие в конкурсе инновационных проектов для анализа и оценки учебно-методического комплекта.

Применение на занятиях учебно-методических пособий позволяет:

• способным учащимся опережать программу и заканчивать обучение раньше;
• не торопясь разобраться в теме;
• ученику почувствовать себя активным и ведущим участником диалога «учитель-ученик»;
• использовать наиболее понравившиеся ученику методы обучения;
• выбрать для ученика задания в соответствии с уровнем его подготовленности;
• учитывать психофизические особенности личности ученика (успеваемость, темп работы, сформированность учебных умений, дисциплина);
• поддерживать самостоятельность и творчество учащихся;

Основные принципы:

I Сохранение основных дидактических требований к современному уроку:

• четкое формулирование образовательных задач в целом и его составных элементов, их связь с развивающими и воспитательными задачами.
• определение оптимального содержания урока в соответствии с требованиями учебной программы и целями урока, с учетом уровня подготовки и подготовленности учащихся.
• прогнозирование уровня усвоения учащимися научных знаний и навыков как на уроке так и на отдельных его этапах.
• выбор наиболее рациональных методов, приемов и средств обучения, стимулирования и контроля. Их оптимального воздействия на каждом этапе урока. Выбор, обеспечивающий познавательную активность, сочетание различных форм коллективной и индивидуальной работы на уроке и максимальную самостоятельность в учении учащихся.
• реализация на уроке всех дидактических принципов.
• создание условий для успешного учения учащихся.

II Сохранение основных психологических требования к уроку:

• проектирование развития учащихся в пределах изучения конкретного учебного предмета и конкретного урока;
• учет в целевой установке урока психологической задачи изучения темы и результатов, достигнутых в предшествующей работе;
• предусмотрение отдельных средств психолого-педагогического воздействия, методических приемов, обеспечивающих развитие учащихся.

III Использование принципов развивающего обучения:

• соотношение нагрузки на память учащихся и их мышление;
• определение объема воспроизводящей и творческой деятельности;
• планирование усвоения знаний в готовом виде и в процессе самостоятельного поиска;
• выполнение учителем и учащимися заданий проблемно-эвритического характера
• учет контроля, анализа и оценки деятельности школьников, осуществляемых учителем, а также взаимной критической оценки, самоконтроля и самоанализа учащихся;
• соотношение побуждения учащихся к деятельности (комментарии, вызывающие положительные чувства в связи с проделанной работой, установки, стимулирующие интерес, волевые условия к преодолению трудностей и т. п.).

IV Особенности самоорганизации учителя:

• терпимость в осуществлении поставленной цели, оптимистическое настроение и находчивость при решении педагогических задач;
• педагогический такт;
• психологический климат на уроке (поддержание атмосферы радостного, искреннего общения, деловой контакт и др.)

V Организация познавательной деятельности учащихся:

• планирование путей восприятия учениками изучаемых объектов и явлений, их осмысления;
• использование установок в форме убеждения, внушения;
• планирование условий устойчивого внимания и сосредоточенности учащихся;
• использование различных форм работы для актуализации в памяти учащихся ранее усвоенных знаний и умений, необходимых для восприятия новых.
• определение уровня сформированности знаний и умений у учащихся (на уровне конкретно чувственных представлений, понятий, обобщающих образов, «открытий», выводов);
• опора на психологические закономерности формирования представлений, понятий, уровней понимания, создания новых образов в организации мыслительной деятельности и воображения учащихся;
• планирование приемов работы, обеспечивающих активность и самостоятельность мышления учащихся (система вопросов, создание проблемных ситуаций, разные уровни проблемно-эвристического решения задач, использование задач с недостающими и излишними данными, организация поисковой и исследовательской работы учащихся на уроке, создание преодолимых интеллектуальных затруднений в ходе самостоятельных работ, усложнение заданий с целью развития познавательной самостоятельности учащихся);
• руководство повышением уровня понимания (от описательного, сравнительного, объяснительного к обобщающему, оценочному, проблемному) и формированием умений рассуждать и умозаключать;
• использование различных видов творческих работ учащихся (объяснение цели работы, условий ее выполнения, обучение отбору и систематизации материала, а также обработке результатов и оформление работы).

Результаты опыта апробации

Программированию мы учим детей 9-11 классов и при формировании групп уже учитывается их возраст, наличие различных возможностей и уровень. Хотя этот язык и считается учебным и относительно простым, многим школьникам он дается с трудом. Вот здесь и встает задача, над которой работает весь коллектив нашего Центра НИТ «Северная звезда» и высшая гимназия-лаборатория Салахова в целом, — задача личностно-ориентированного обучения.

В 1997 году возникла, а в 2002 была реализована идея: разработать учебно-методические пособия по каждой изучаемой теме. Пособия должны не только удовлетворять современным требованиям к уровню обучения программированию, но и решать индивидуальные проблемы учащихся при изучении текущей темы.

Можно отметить результаты эксперимента:

• Сокращение сроков изучения языка программирования (от 1 года до 2);
• Появление возможности для школьников продолжить изучение программирования на других языках;
• Улучшение микроклимата в группах (уважение к результатам обучения других учащихся, появление соревнования, сплочение в единый коллектив);
• Появление интереса к самостоятельному изучению последующих тем;
• Привитие интереса и любви к программированию;
• Развитие творчества учащихся;
• Профессиональная ориентация учащихся.

На данный момент мною создан учебно-методический комплект, который в прошлом году прошел городскую экспертизу, где были получены отзывы:

• начальника отдела информатизации департамента образования и науки Поляковой  И. В.;
• профессора, д. т. н., действительного члена МАИ, директора научно-технического центра информатизации образования Сургутского государственного педагогического института Шапцева  В. А.;
• доцента кафедры ИВТ Сургутского государственного университета, к. т. н. Еремеевой Г. А.,

В результате был получен сертификат, дающий право на преподавание этой дисциплины в нашей гимназии. В этом учебном году я со своими учениками 11 класса (Большаковым Антоном, Сысоевым Сергеем и Понамаревым Ильей) сделали сайт по программированию. Сайт включает в себя методические материалы для учителя, объяснения теоретического материала для учеников, тесты по основным темам программирования, тексты и запускные файлы программ-примеров, мультимедийные и графические элементы, лучшие работы моих учеников. В ноябре 2003 года мы участвуем во всероссийском конкурсе образовательных сайтов в номинации «Образование. Естественно-математическое направление» и хотим получить оценку своей работы.

Своей основной целью в своей педагогической деятельности я ставлю развитие индивидуальных способностей и творчества учащихся.

При создании учебных пособий по каждой теме курса я попыталась собрать в них наиболее эффективные, самые разнообразные задания и задачи, которые при использовании для обучения конкретного ученика могли бы учитывать его уникальные особенности, интересы, склонности.

При изучении первых трех тем основной моей задачей является выявление психофизических особенностей своих учеников, которые в последствии я буду использовать в процессе работы над тем или иным материалом. В это время я выясняю, что представляет собой мой ученик, какая у него семья, чем он занимается в свободное время, что он знает о своем компьютере и т.д. Для меня очень важна доброжелательная атмосфера в коллективе, чтобы каждый мой ученик не боялся ошибиться, свободно высказывал свое мнение.

В это время я выясняю индивидуальные предпочтения каждого ученика в работе с материалом. Кто-то любит сам разбираться, кому-то нравиться, что я ему рассказываю, кто-то готовит для меня несколько важных для него вопросов, кому-то нужно придумать и набрать пример программы, кто-то любит почертить со мной на доске.

Конечно, вид и форма объяснения материала определяется его содержанием, требованиям к его усвоению. Единственное постоянное требование к ученику — это его знания, умения и навыки, а пути их достижения каждым учеником различные.

После изучения нескольких тем, мне не нужно навязывать ученику решение задачи (как в традиционном уроке), а он сам выбирает из предложенных наиболее интересующие его задания по содержанию, виду и форме и тем самым наиболее активно проявляет себя.

При подготовке к урокам я заранее планирую возможные вариантные типы общения, формы сотрудничества не только между мной и учеником, но и между учениками, учитывая их дружеские отношения или решение задач на одну тему.

Особое внимание я уделяю развитию речи своих учеников, т.к. для большинства представляет сложность объяснение алгоритма решения задач, использование в своей речи специфичных компьютерных и языковых терминов, формулирование вопроса и ответа. Поэтому я обязательно с 1-2 учениками за занятие регулярно работаю над решением этой проблемы.

Ребенок должен знать, что учитель уважительно относится к любому высказыванию ученика по содержанию обсуждаемой темы, что обсудит детские «версии» не в жестко-оценочной ситуации, а в равноправном диалоге. И мою задачу я здесь вижу в обобщении этих версий, выделении и поддержании тех из них, которые наиболее соответствуют научному содержанию урока, целям и задачам обучения. В этих условиях ученики стараются быть услышанными, не бояться высказывать по затронутой теме, предполагают свои варианты ее содержательного обсуждения.

Наряду с традиционными методами обучения разработке алгоритма я применяю метод открытых программ. Метод открытых программ — модель, представляющая некоторый класс программ и предназначенная для передачи ученикам знаний об их структуре и назначении и для присвоения обучаемыми опыта творческой деятельности разработки программ.

В почти каждую открытую программу я включаю какую-нибудь учебную трудность, например:

• рассмотреть, сформулировать решаемую задачу;
• дополнить четким комментарием;
• модернизировать программу, используя пользовательские программы;
• объясните принцип работы программы в памяти компьютера;
• усложните задачу;
• поэкспериментируйте, внеся свои изменения;
• объясните алгоритм решения;
• продемонстрируйте работу программы графически;
• добавьте в программу меню;
• в теме … модифицируйте ее, применив знания этого занятия;
• дополните текст программы (например, сортировкой);
• проверьте программу, исполняя ее по шагам;
• при тестировании программы попробуйте задать переменной … значения, сделайте вывод;
• не тестируя программу, предвосхитите результат работы программы;
• измените программу, используя знания … темы,
• объясните изменения в комментариях;
• на базе рассмотренной решите нижеследующую;
• просмотрите в окне отладчика переменные … Объясните изменения;
• улучшите алгоритм решения задачи;
• решите эту же задачу в графическом режиме;
• рассмотрите два алгоритма решения задачи, сравните, сделайте вывод;
• замените данную конструкцию цикла на другой вид, сравните эффективность полученных алгоритмов.

Проектирование и технология проведения личностно-ориентированного урока, рассчитанного на работу с индивидуальностью каждого ученика, заставляет меня быть одновременно предметником и психологом. В этом случае должен уметь осуществлять комплексное наблюдение за каждым учеником в процессе его индивидуального возрастного развития и личностного становление.

Надеюсь, что сайт поможет и другим учителям решать на уроке программирования все поставленные ими задачи, а ученикам самостоятельно осваивать основы прекрасного, интересного предмета «Программирование».