Развитие логики на уроках информатики

Министерство образования и науки РФ

Департамент образования Ивановской области

ОГБОУ СПО Кинешемский педагогический колледж

Развитие логики на уроках информатики

Методическая разработка урока

по предмету «Методика преподавания информатики»

специальность «Педагогика дополнительного образования»

Подготовила:

Совина Марина

Владимировна

преподаватель

2009

тема: «Развитие логики на уроках информатики»

цель:

познакомить студентов с методами и способами развития

логики учащихся на уроках информатики.

задачи:

1 показать задания и задачи при решении, которых на

разных этапах обучения учитель может развивать логику

учеников

2 развить навыки решения логических задач

3 воспитать культуру ведения записей на доске при

решении задач

оборудование:

конспект лекции,

карточки с заданиями,

тексты задач.

тип урока: изучение нового материала

длительность: 90 минут

методы:

лекция,

эвристическая беседа,

табличный метод решения задач.

структура:

1. организационный момент

2. постановка цели урока

3. изучение нового материала

4. первичное закрепление полученных знаний

5. подведение итогов

6. домашнее задание

Ход занятия

1.организационный момент

• Приветствие студентов

• На занятии отсутствуют….

• Тетради открыты, ручки готовы и всё внимание направлено на наш сегодняшний разговор

2.постановка цели занятия

Сегодня на занятии мы должны определить значение логического мышления и ответить на вопрос: как на своих уроках мы можем развивать логическое мышление.

Для этого мы дадим определение понятию логика, коснемся истории развития логики, рассмотрим виды логических задач и методику их изучения.

3.изучения нового материала

Вопрос о развитии логики на уроках информатики важен по двум причинам:

1. логика является одним из важнейших компонентов в структуре построения курса информатики. Она красной нитью проходит практически через все темы. Логическое мышление необходимо при составлении алгоритмов и программ, а основой базовых структур ЭВМ являются логические схемы.

2. уровень подготовленности учителей информатики в области логики минимален, что является следствием отсутствия логики как предмета в школьном образовании с конца 40-х годов.

Чтобы научить логически мыслить учитель сам должен чётко понимать что такое логика, знать историю её развития и основные понятия.

История

Первые учения о формах и способах рассуждений возникли в странах Древнего Востока ( Китай , Индия). Впервые отделил логические формы речи от её содержания Аристотель. Он подробно разобрал теорию умозаключений и доказательств, сформулировал основные законы мышления.

Лейбниц (математик XVIIв.) предложил проанализировать все известные понятия и свести их к сочетаниям простых понятий.

1854 г. Дж. Буль создал работу «Исследование законов мышления, на коих основаны математические теории логики и вероятностей», где была предложена алгебра логики:

«И» - логическое умножение,

«ИЛИ»- логическое сложение.

А именно эти связки мы используем при составлении тех или иных условий и они же лежат в основе электрических схем.

Основные определения

Логика – это наука о формах и средствах мысли, необходимых

для рационального познания в любой области знания.

Законы логики отражают в сознании человека.

свойства, связи и отношения предметов объективной

действительности.

Основная цель логики – выяснение условий достижения истинных знаний, выработка логического аппарата и правильного метода познания.

Основу логики составляют понятия и суждения.

Понятие – это мысль о предмете, отражение предмета в его

существенных признаках.

Это достигается за счёт применения в процессе познания таких умственных действий как абстракция, обобщение, сравнение, определение.

Суждение (высказывание) – это мысль, выраженная в форме

сочетания понятий, посредством которой что-либо

утверждается или отрицается о самих реальных вещах и

явлениях.

Суждение представляет собой относительно законченную мысль отражающую вещи, явления реального мира с их свойствами и отношениями.

Суждение может быть истинным или ложным

Пример.

На улице лежит снег (истинно).

Сегодня воскресенье (ложно).

Вывод:

Логика помогает нам мыслить, изучать окружающий мир, обрабатывать информацию.

Роль логики.

Современному молодому человеку необходим операционный стиль мышления, который рассматривается в виде совокупности таких фундаментальных навыков и умений, как планирование действий, построение информационных моделей, анализ и поиск информации, выделение главного. И здесь курс информатики играет очень важную роль.

Человек в любом возрасте ( младший школьник или старшеклассник) логически мыслит:

• наблюдает,

• сравнивает,

• сопоставляет,

• обобщает,

• анализирует,

• синтезирует,

• делает умозаключения.

Наша задача состоит в том, чтобы используя фактический уровень развития абстрактного мышления постоянно его развивать и совершенствовать.

Психологи утверждают, что для развития логического мышления природой отведены определённые возрастные рамки, примерно соответствующие по срокам обучения в начальной школе. Ведь у старшеклассников стиль мышления уже фактически сложился и новые формы они воспроизводят с трудом.

Именно поэтому на ранней стадии обучения одной из целей уроков информатики должно быть стремление развить умственные и творческие способности учащихся.

Одним из основных показателей умственного развития ребёнка является овладение рациональными приёмами умственной деятельности. Здесь важную роль играют логические задачи, которые мы решаем на протяжении всего курса обучения.

Начальная школа

• выделение общего

• установление закономерности

• сопоставление

Базовый курс

• составление логических рассуждений

• нахождение взаимосвязи между предметами и их свойствами

• умение делать выводы

Старшая школа

• составление логических выражений

• определение истинности или ложности высказываний

• построение логических схем.

Задачи, решаемые на разных ступенях обучения.

Мы с вами сейчас рассмотрим логические задачи, решаемые на разных этапах обучения. Обратите внимание: как используются способности учащихся развитые на данном этапе и как осуществляется переход от простого к сложному.

1 ступень.

Вспомните, пожалуйста, каков стиль мышления учащихся начальной школы?

(наглядно образный)

Значит решение, предлагаемое ученикам, должно быть наглядным и доступным для их уровня.

Решите следующую задачу

Жили – были три фигуры: треугольник, круг и квадрат. Каждая из них жила в одном из трёх домиков:

1. был с высокой крышей, но с маленьким окном.

2. Был с высокой крышей, но с большим окном

3. Был с низкой крышей, но с большим окном

Треугольник и круг жили в домиках с большим окном, а круг и квадрат – в домиках с высокой крышей.

Определите в коком домике живёт каждая фигура.

(рассматриваем одно из решений, предлагаемых студентами и обсуждаем является ли оно наглядно-образным.)

Решение задачи:

• Сначала мы должны с учениками выделить и правильно представить условие задачи.

Теперь, когда мы нарисовали условие, представим суждения, высказывания , утверждения нашей задачи. Обращаю ваше внимание, что вы как учитель должны использовать только один из предложенных терминов (суждение, высказывание, утверждение), иначе ученики могут запутаться. На данном этапе обучения мы ещё не даём определение данному понятию, а только вводим в словарный запас .

• Зарисуем утверждения задачи.

• По представленной наглядно задаче ученики могут самостоятельно сделать и оформить вывод – ответ:

Обязательно проговариваем со своими учениками:

Круг живёт в домике с высокой крышей и большим окном;

Треугольник живёт в домике с низкой крышей и большим окном;

Квадрат живёт в домике с высокой крышей и маленьким окном.

2 ступень

На данном этапе наши с вами ученики уже знают основные моменты решения задачи. Поэтому задача учителя состоит: во -первых в переходе от наглядно-образного мышления перейти к более абстрактному представлению, а во – вторых подготовить учеников к построению таблиц истинности в старших классах и конечно не забываем о нашей главной цели: научить логично мыслить.

Задача:

В школе учатся четыре талантливых мальчика: Иванов, Петров, Сидоров и Андреев. Один из них – будущий музыкант, другой преуспел в бальных танцах, третий – солист хора мальчиков, четвёртый подаёт надежды как художник.

О них известно следующее:

1.Иванов и Сидоров присутствовали в зале консерватории, когда там солировал в хоре мальчиков певец.

2.Петров и музыкант вместе позировали художнику.

3.Музыкант раньше дружил с Андреевым, а теперь хочет познакомиться с Ивановым.

4.Иванов не знаком с Сидоровым, так как они учатся в разных классах и в разные смены.

Кто чем увлекается?

(рассматриваем одно из решений, предлагаемых студентами и обсуждаем является ли оно логически обоснованным)

Решение.

Вместе с учениками вы должны составить и заполнить таблицу. Здесь следует ввести понятия ИСТИНА(+) И ЛОЖЬ (-). Следует добиваться логического обоснования от учеников , почему ставим (+) или ( - ). Мы учим логично мыслить и правильно выражать свои мысли.

• Составляем таблицу

• Заполняем таблицу (1-3 пункты условия задачи)

Таблица 1.

• По условию задачи каждый подросток обладает только одним талантом. Следовательно. В каждой строчке и каждом столбце может быть только один (+)

Таблица 2.

• Сопоставим 2 и 3 пункты условия задачи (это новое и следует помочь ученикам) . Петров и Сидоров (музыкант) вместе позировали художнику, но Сидоров (музыкант) хочет познакомиться с Ивановым, т.е. он его не знает. Значит художник – не Иванов, ставим (-) и заполняем таблицу дальше.

Таблица 3

Вывод ученики делают самостоятельно:

Иванов – танцор, Петров -солист хора, Сидоров – музыкант, а Андреев – художник.

3 ступень

В программе 10 – 11 классов изучается раздел «Основы логики и логические основы компьютера» . здесь мы рассматриваем с учениками формы мышления, знакомим их с алгеброй высказываний, учим записывать логические выражения и используя логические функции и законы делать выводы об истинности высказываний. В данном разделе мы решаем логические задачи уже используя знания основ логики.

Задача.

В одном королевстве были незамужние принцессы, голодные тигры и приговорённый к казни узник. Король даёт узнику, приговорённому на смерть, последний шанс спастись. Ему предлагается угадать, в какой из двух комнат находится тигр, а в какой принцесса. Хотя вполне может быть, что король в обеих комнатах разместил принцесс или, что ещё хуже, в обеих – тигров. Выбор надо сделать на основании табличек на дверях комнат. Причём узнику известно, что утверждения на табличках либо оба истинны, либо оба ложны. Надписи гласили:

1.По крайней мере в одной из этих комнат находится принцесса.

2.Тигр - в другой комнате.

Какую дверь должен выбрать узник.

Решение.

• Вводим обозначения и составляем логическое выражение.

П1 - в первой комнате находится принцесса;

не П1 - в первой комнате находится тигр;

П2 - во второй комнате находится принцесса;

не П2 - во второй комнате находится тигр.

1. А: П1 или П2

2. В: не П1

Итак , Аи В или неА и неВ -должно принимать значение ИСТИНА.

• Далее можно выбрать один из способов решения в зависимости от способностей учеников: 1) составить таблицу истинности ; 2) упростить данное логическое выражение, используя законы логики.

Ответ: П2 и неП1 должны быть истинными. Следовательно, во 2 комнате находится принцесса , а в первой – тигр.

4.первичное закрепление полученных знаний:

3 группы студентов получают по одной задаче из разных ступеней обучения.

Задание разработать методику решения задачи на уроке.

1.Катя, Соня, Галя, Тамара родились: 2 марта, 17 мая, 2 июля и 20 марта. Соня и Галя родились в одном месяце, А у Гали и Кати дни рождения обозначаются одинаковыми числами. Назвать даты рождения девочек.

2. Трое мальчиков. Григорьев, Капранов и Литвинов, живут на одной улице. Один из них – известный в микрорайоне шахматист, другой – заядлый футболист и болельщик, а третий – любитель всяческих вечеринок.

Однажды футболист пришёл к своему другу, чтобы поучиться приёмам игры в шахматы, но мама шахматиста сказала, что сын ушёл с известной всей улице личностью на дискотеку. Известно, что Литвинов никогда не слышал о Капранове. Кто есть кто?

Подсказка : Литвинов не шахматист, т.к. шахматист должен знать футболиста и любителя вечеринок. Капранов не любитель вечеринок, потому что его знают все, а Капранова не знает Литвинов.

3.Алёша, боря и Гриша нашли в земле сосуд. Рассматривая удивительную находку, каждый высказал по 2 предположения:

Алёша:Этот сосуд греческий и изготовлен в V веке.

Боря: Этот сосуд финикийский и изготовлен в III веке.

Гриша: Этот сосуд не греческий и изготовлен в IV веке.

Учитель истории сказал ребятам, что каждый из них прав только в одном из двух предположений.

Какой сосуд нашли ребята?

5.подведение итогов.

Таким образом, мы с вами рассмотрев сегодня основные понятия логики и задачи решаемые на разных этапах обучения, узнали:

1. развитие логического мышления – это задача всего курса обучения.

2. только правильный подбор задач, согласно уровню развития школьников, может сделать обучение целенаправленным и интересным

6.домашнее задание

• проработать записи сделанные на занятии

• найти задания на развитие логики и разработать методику их применения на уроках информатики.