Рус Eng За 365 дней одобрено статей: 2129,   статей на доработке: 280 отклонено статей: 924 
Библиотека
Статьи и журналы | Тарифы | Оплата | Ваш профиль

Вернуться к содержанию

Критерии деления учебных задач для курса смешанного обучения
Скоробогатов Ярослав Олегович

ассистент, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (МГУ)

121352, Россия, г. Москва, ул. Кременчугская, 11, ауд. 33

Skorobogatov Yaroslav Olegovich

assistant at Lomonosov Moscow State University

121352, Russia, Moscow, str. Kremenchugskaya, 11, room No. 33

skorja@ya.ru
Аннотация. Предметом исследования является такая форма организации процесса обучения как смешанное обучение. Автор рассматривает особенности и анализирует структуру учебного курса при обучении программированию школьников в форме смешанного обучения. Одним из ключевых моментом построения такого курса является правильно организованная система учебных задач. Автор вводит критерии деления задач в соответствии с уровнями когнитивной сложности (по Толлингеровой) и спецификой учебных ситуаций: задачи первого уровня, выдаваемые для самостоятельного решения дома; общие задачи второго и третьего уровня, предлагаемые для обсуждения на очных встречах; индивидуальные задачи, которые могут иметь четвертый или пятый уровень в зависимости от формы работы учеников (индивидуальной, парной, групповой). Основными методами исследования являются изучение и анализ психолого-педагогической, научно-методической и специальной литературы, а также периодических изданий, посвященных вопросам использования смешанной формы организации процесса обучения и классификации учебных задач, а также метод научного моделирования при создании учебных задач. Основным выводом проведённого научного исследования является соотнесение уровней когнитивной сложности задач со спецификой учебных ситуаций при обучении программированию школьников в форме смешанного обучения 7 – 11 классов. Такая учебная деятельность способствует укреплению предметных знаний и формированию таких метапредметных компетенций как: творческое мышление, способность к самооценке, коммуникативность.
Ключевые слова: компетенция самообучения, метапредметные компетенции, обучение программированию школьников, смешанное обучение, система автоматической проверки, классификации учебных задач, типы задач, групповые формы обучения, когнитивные функции, коммуникативность
DOI: 10.7256/2454-0676.2017.3.23184
Дата направления в редакцию: 03-06-2017

Дата рецензирования: 01-06-2017

Дата публикации: 13-09-2017

Abstract. The subject of the research is blended teaching as a form of education. The author of the article analyzes peculiarities and curriculum structure of teaching computer science to school students in blended teaching. One of the key points to be focused on when preparing such a course is a well organised system of teaching objectives. Skorobogatov introduces criteria for differentiating teaching obejctives in accordance with different cognitive difficulty levels (based on Tollingerova) and specific features of teaching situations. The author defines the obejctives of the first level that are to be achieved independently at home; general objectives of the second and third levels that are discussed when a student personally meets a teacher; and individual objectives that may be of the fourth or the fifth levels depending on a classroom teaching method chosen by a teacher (individual session, learning in pairs or in groups). The main research methods used by the author is the analysis of psychological-pedagogical, scientific methodological and special literature as well as articles and publications devoted to blended teaching and classification of teaching objectives. The author has also used the method of modelling when creating teaching objectives. The main conclusion of the research is the comparison of objectives with different cognitive levels to special features of teaching situations when teaching computer science to 7 - 11 grade students in the form of blended teaching. According to the author, this teaching activity contributes to a better knowledge in disciplines and development of such metadisciplinary competences as creative thinking, ability to self-assessment and communication ability. 

Keywords: communication ability, cognitive functions, group teaching methods, objectives, classification of teaching objectives, automatic checkout system, blended teaching, teaching computer science at school, metadisciplinary competences, competence in self-education

Смешанное обучение

В данной статье рассматривается смешанное обучение, как форма организации учебной деятельности при обучении школьников 7-11 классов программированию.

Уточним содержание определения смешанное обучение, используемого в классическом смысле: «обучение, реализуемое путем встраивания очного обучения с использованием активных методов обучения в структуру дистанционного учебного курса» [7]. В нашем случае при обучении программированию школьников в форме смешанного обучения центральным является следующее:

  • теоретический материал школьники осваивают дистанционно;
  • задачи, выдаваемые для закрепления теоретического материала, всегда проверяются онлайн. В данном случае используется специфика предмета информатики, в частности обучения программированию: существуют программные средства для онлайн верификации исходных кодов;
  • к моменту очной встречи можно утверждать, что школьники освоили базовый уровень изучаемой темы;
  • на очных встречах рассматриваются сложные моменты изучаемой темы;
  • для каждого школьника реализуется индивидуальная траектория облучения: это возможно благодаря тому, что ученик, усваивая материал со своей скоростью, имеет возможность задавать вопросы по материалу, на котором остановился;
  • появляется возможность использования активных методов обучения, за счёт высвобождения времени.

Очевидно, что при любой форме обучения существенным является правильно организованная система учебных задач. [4] В нашем случае, выделяются задачи, которые будут выполняться школьником в разных учебных ситуациях, при этом следует выделить специфику этих учебных ситуаций:

  • задачи, выдаваемые для самостоятельного решения дома, в обязательном порядке проходят онлайн проверку, эти задачи развивают когнитивные функции кратковременной и долговременной памяти;
  • общие задачи, предлагаемые для обсуждения на очных встречах, имеют, как правило, второй или третий уровень когнитивной сложности по Толлингеровой. Эти задачи, которые также проходят онлайн проверку, обсуждаются с преподавателем, школьники в состоянии их понять, так как на занятие они приходят подготовленными с уже сформулированными вопросами;
  • индивидуальные задачи, также проходящие онлайн проверку, даются после обсуждения и учитывают уровень освоения материала каждым учеником. Для сильных учеников когнитивная сложность заданий может иметь четвертый уровень по Толлингеровой.

В современной педагогике существует достаточно много способов классификации учебных задач. [9][10] В нашем случае воспользуемся универсальной классификацией Толлингеровой [5]. По таксономии Толлингеровой [1][6] учебные задачи делятся на пять классификационных групп согласно когнитивным характеристикам:

  1. задачи, требующие мнемонического воспроизведения данных;
  2. задачи, требующие простых мыслительных операций с данными;
  3. задачи, требующие сложных мыслительных операций с данными;
  4. задачи, требующие сообщения данных;
  5. задачи, требующие творческого мышления.

Рассмотрим конкретные примеры задач, относящиеся к вышеперечисленным учебным ситуациям.

Самостоятельное выполнение домашнего задания

При изучении каждой темы ученик получает теорию на домашнее освоение. Кроме того, ученик получает задачи, которые рассчитаны на закрепление теории. Задачи подбираются таким образом, чтобы обратить внимание ученика на нюансы, которые могут быть упущены во время освоения теории. Все задачи школьники обязаны отправить на онлайн проверку. При решении таких задач у школьника развиваются когнитивные функции кратковременной и долговременной памяти [2], формируется связь между теоретическим и практическим материалом, что позволяет лучше усваивать теорию и понимать принцип работы алгоритмов.

Задачи такого уровня рассчитаны на то, что никаких дополнительных сведений, кроме тех, что есть в теории, не потребуется. Данный тип задач можно отнести к задачам первой группы по таксономии Толлингеровой. У учеников вырабатывается компетенция самообучения, так как обучающийся поставлен в ситуацию «онлайн проверки». В этой ситуации ученик, отправляя задания на онлайн проверку серверу, понимает, что он получает объективную оценку своей работы. Неудовлетворительный результат вынуждает его отправлять исправленное решение на проверку вновь и вновь. В итоге, школьник понимает, что для решения задач этого уровня, достаточно прочитать и понять небольшое количество теоретического материала.

Примеры таких задач из курса обучения программированию школьников на языке Python в формате смешанного обучения.

Пример 1. Тема «Оператор присваивания и целочисленная арифметика», задача «Hello, Harry!».

Напишите программу, которая приветствует пользователя, выводя слово Hello, введенное имя и знаки препинания по образцу (см. пример входных и выходных данных). Программа должна считывать в строковую переменную значение и писать соответствующее приветствие. Обратите внимание, что после запятой должен обязательно стоять пробел, а перед восклицательным знаком нет пробела.

Входные данные

вводится строка, длина которой не превышает 100 символов.

Выходные данные

выведите ответ на задачу.

Пример

Входные данные

Harry

Выходные данные

Hello, Harry!

Для решения этой задачи школьник должен вспомнить основные моменты из теории.

Пример 2. Тема «Задачи на использование оператора цикла for», задача «Ряд – 2».

Даны два целых числа A и В. Выведите все числа от A до B включительно, в порядке возрастания, если A < B, или в порядке убывания в противном случае.

Входные данные

вводятся два целых числа.

Выходные данные

выведите ответ на задачу.

Примеры

Входные данные

1

10

Выходные данные

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Данная задача также относится к первому уровню сложности по таксономии Толлингеровой. Единственное, что требуется в этой задаче – это внимательно проанализировать условие задачи и применить оператор range в операторе цикла for.

Очные встречи: общие задачи, предлагаемые для обсуждения

На очную встречу ученики приходят подготовленными. Как правило, они прорешали домашнее задание (задания сдавались серверу проверки задач в режиме онлайн), и, следовательно, они знакомы с теорией на базовом уровне.

Задачи этого уровня – это задачи, которые обсуждаются вместе с учителем. В этих задачах либо присутствуют какие-то нюансы, которые школьники могли не заметить, либо в них используются межпредметные связи, на которые учитель должен обратить внимание, так как не всегда бывает просто соотнести задачу в программировании с теорией из другой дисциплины. И, чтобы ученики не пытались решить все задачи с помощью встроенных возможностей языка, вводятся задачи, для оптимального решения которых использование встроенных возможностей приведёт к решению с более высокой алгоритмической сложностью. В данном случае используется специфика предмета информатики: необходимо не просто найти алгоритм решения задачи, а создать алгоритм с определённым уровнем вычислительной сложности.

При решении задач этого уровня у школьника развиваются когнитивные функции кратковременной и долговременной памяти, процессы мышления. Данный тип задач можно отнести ко второй или третей группе по таксономии Толлингеровой. Специально подбираются задачи, которые способствовали бы развитию у учеников межпредметных связей. При решении этих задач у учеников формируются такие метапредметные компетенции, как: критическое мышление, умение работать с текстом, сопоставление фактов из разных предметных областей. Благодаря тому, что ученик вынужден связывать факты из различных предметных областей, это ведёт к укреплению знаний и развивает многогранный подход к решению задач. Это связано со спецификой предмета информатики: любая задача может быть верно решена множеством способов, из которых нас интересуют решения с эффективными алгоритмами.

Примеры таких задач:

Пример 3. Тема «Оператор присваивания и целочисленная арифметика», задача «Сумма цифр четырехзначного числа».

Напишите программу, которая по введенному не более чем четырехзначному числу k будет выдавать сумму его цифр.

Входные данные

На вход программе подается целое число k (0≤ k≤9999).

Выходные данные

Выведите сумму его цифр.

Примеры

Входные данные

2008

Выходные данные

10

Пример 4. Тема «Оператор присваивания и целочисленная арифметика», задача «Парты».

В некоторой школе решили набрать три новых математических класса и оборудовать кабинеты для них новыми партами. За каждой партой может сидеть два учащихся. Известно количество учащихся в каждом из трех классов. Выведите наименьшее число парт, которое нужно приобрести для них.

Входные данные

Программа получает на вход три натуральных числа: количество учащихся в каждом из трех классов (числа не превышают 1000).

Выходные данные

Выведите ответ на задачу.

Примеры

Входные данные

20

21

22

Выходные данные

32

Входные данные

16

18

20

Выходные данные

27

Пример 5. Тема «Задачи на использование оператора цикла for», задача «Ряд – 3».

Дано натуральное число n. Напечатайте все n-значные нечетные натуральные числа в порядке убывания.

Входные данные

Вводится натуральное число.

Выходные данные

Выведите ответ на задачу.

Примеры

Входные данные

1

Выходные данные

9 7 5 3 1

Также к этому типу задач можно отнести и сложные задачи, до алгоритма решения которых сложно додуматься, даже зная всю теорию. Как правило, задачи на рекурсию вызывают у учеников затруднения. Даже если ученики знают теорию, то им будет очень сложно решить задачу на эту тему самостоятельно, поэтому первую задачу необходимо объяснять полностью. При разборе таких задачу учеников развиваются процессы мышления.

Пример 6. Тема «рекурсия», задача «Платная лестница»

Мальчик подошел к платной лестнице. Чтобы наступить на любую ступеньку, нужно заплатить указанную на ней сумму. Мальчик умеет перешагивать на следующую ступеньку, либо перепрыгивать через ступеньку. Требуется узнать, какая наименьшая сумма понадобится мальчику, чтобы добраться до верхней ступеньки.

Входные данные

В первой строке входного файла вводится одно натуральное число N 30 — количество ступенек.

В следующей строке вводятся N натуральных чисел, не превосходящих 100 — стоимость каждой ступеньки (снизу вверх).

Выходные данные

Выведите одно число — наименьшую возможную стоимость прохода по лесенке.

Примеры

Входные данные

3

1 3 1

Выходные данные

2

Очные встречи: индивидуальные задачи

Задачи такого типа можно давать как для самостоятельной работы в классе или дома, так и для проверки и оценки знаний учеников. Данные задачи относятся к третьей группе по таксономии Толлингеровой.

Пример 7. Тема «Оператор присваивания и целочисленная арифметика», задача «Следующее четное».

Дано целое число n. Выведите следующее за ним четное число. Использовать условный оператор if запрещается.

Входные данные

Вводится целое положительное число, не превышающее 1000.

Выходные данные

Выведите ответ на задачу.

Примеры

Входные данные

7

Выходные данные

8

Входные данные

8

Выходные данные

10

Специфика данной задачи такова, что школьник ставится в непривычную ситуацию: он не может использовать очевидный алгоритм решения. Решение данной задачи достаточно простое: <следующее чётное число> = <исходное число> + 2 – <остаток от деления на 2 исходного числа>. Для решения этой задачи школьник должен привлекать математический аппарат.

Пример 8. Тема «Оператор присваивания и целочисленная арифметика», задача «Автопробег».

За день машина проезжает n километров. Сколько дней нужно, чтобы проехать маршрут длиной m километров? В данной задаче можно использовать только арифметические операции. Использование циклов и условных операторов запрещено.

Входные данные

Программа получает на вход числа n и m (целые, положительные).

Выходные данные

Выведите ответ на задачу.

Примеры

Входные данные

700

750

Выходные данные

2

Входные данные

700

2100

Выходные данные

3

Очные встречи: индивидуальные задачи повышенного уровня сложности

Такие задачи можно предлагать ученикам, которые успешно справились с базовой частью, что позволяет им развиваться дальше. В качестве одной из возможных форм работы над такими задачами можно использовать групповую форму работы или работу в парах. В этой ситуации сильным ученикам можно предложить объяснить одноклассникам свои решения. Такая учебная деятельность способствует укреплению предметных знаний и формированию таких метапредметных компетенций как: творческое мышление, способность к самооценке, коммуникативность. В этом случае ученик, объясняющий решение задачи, выполняет когнитивную деятельность пятого уровня сложности по Толлингеровой, хотя сама задача относится к четвёртой группе по таксономии Толлингеровой.

Пример 9. Тема «Оператор присваивания и целочисленная арифметика», задача «Проверьте делимость»

Даны два натуральных числа n и m. Если одно из них делится на другое нацело, выведите 1, иначе выведите любое другое целое число. В данной задаче можно использовать только арифметические операции. Использование циклов и условных операторов запрещено.

Входные данные

Вводятся два числа.

Выходные данные

Выведите ответ на задачу.

Примеры

Входные данные

2

8

Выходные данные

1

Входные данные

8

2

Выходные данные

1

Входные данные

3

5

Выходные данные

-5

Данную задачу можно отнести к четвёртой группе, потому что у нас нет итоговой формулы, позволяющей построить итоговое решение, верность которой надо доказать.

Библиография
1.
Сущность задачного подхода в обучении [Электронный ресурс] http://didaktor.ru/sushhnost-zadachnogo-podxoda-v-obuchenii/
2.
Развитие когнитивных и творческих способностей учащихся на уроках и во внеурочной деятельности в условиях лицея [Электронный ресурс] http://festival.1september.ru/articles/578780/
3.
Дистанционная подготовка по информатике [Электронный ресурс] http://informatics.mccme.ru/
4.
Талызина Н.Ф. «Педагогическая психология», Москва, ACADEMIA, 2001г. (288 с.)
5.
Толлингерова Д., Голоушова Д., «Составление учебных задач заданной когнитивной требовательности как одно из основных коммуникативных умений учителей», Психология проектирования умственного развития детей, Роспедагентство, 1994г. (48 с.)
6.
Толлингерова Д. «К психологической теории учебных задач», Социалистическая школа, 1976/77, №4. (стр. 156 — 160.)
7.
Новый словарь методических терминов и понятий (теория и практика обучения языкам). — М.: Издательство ИКАР. Э. Г. Азимов, А. Н. Щукин. 2009. (448 с.)
8.
Тарасова Э. П. Классификация учебных задач на основе системно-структурного анализа. Научный журнал: В мире научных открытий, 2012. ISSN: 2072-0831. УДК 371.315.5 (стр. 228-244)
9.
Фридман Л. М. Логико-психологический анализ школьных учебных задач. — М.: Педагогика, 1977. (208 с.)
10.
Колягин Ю.М. Задачи в обучении математике. М.: Просвещение, 1977. (111 с.)
References (transliterated)
1.
Sushchnost' zadachnogo podkhoda v obuchenii [Elektronnyi resurs] http://didaktor.ru/sushhnost-zadachnogo-podxoda-v-obuchenii/
2.
Razvitie kognitivnykh i tvorcheskikh sposobnostei uchashchikhsya na urokakh i vo vneurochnoi deyatel'nosti v usloviyakh litseya [Elektronnyi resurs] http://festival.1september.ru/articles/578780/
3.
Distantsionnaya podgotovka po informatike [Elektronnyi resurs] http://informatics.mccme.ru/
4.
Talyzina N.F. «Pedagogicheskaya psikhologiya», Moskva, ACADEMIA, 2001g. (288 s.)
5.
Tollingerova D., Goloushova D., «Sostavlenie uchebnykh zadach zadannoi kognitivnoi trebovatel'nosti kak odno iz osnovnykh kommunikativnykh umenii uchitelei», Psikhologiya proektirovaniya umstvennogo razvitiya detei, Rospedagentstvo, 1994g. (48 s.)
6.
Tollingerova D. «K psikhologicheskoi teorii uchebnykh zadach», Sotsialisticheskaya shkola, 1976/77, №4. (str. 156 — 160.)
7.
Novyi slovar' metodicheskikh terminov i ponyatii (teoriya i praktika obucheniya yazykam). — M.: Izdatel'stvo IKAR. E. G. Azimov, A. N. Shchukin. 2009. (448 s.)
8.
Tarasova E. P. Klassifikatsiya uchebnykh zadach na osnove sistemno-strukturnogo analiza. Nauchnyi zhurnal: V mire nauchnykh otkrytii, 2012. ISSN: 2072-0831. UDK 371.315.5 (str. 228-244)
9.
Fridman L. M. Logiko-psikhologicheskii analiz shkol'nykh uchebnykh zadach. — M.: Pedagogika, 1977. (208 s.)
10.
Kolyagin Yu.M. Zadachi v obuchenii matematike. M.: Prosveshchenie, 1977. (111 s.)