Формирование у детей младшего школьного возраста основ вычислительной деятельности посредством использования компьютерных образовательных программ на уроках по математике

Особенности формирования вычислительных навыков с использованием современных информационных технологий у детей младшего школьного возраста
Одной из важнейших задач обучения математике до внедрения ФГОС НОО считалось формирование у младших школьников вычислительного навыка, основывающихся на осознанном и прочном усвоении приемов устных и письменных вычислений [2, с.118].
Данная проблема нашла отражение в трудах известных методистов и педагогов, например, М. И. Моро, В.Н. Урядницкой, Л.Г. Петерсон, и др.
Под вычислительным умением, Н.Б. Истомина понимает развернутое осуществление операций (одна за другой), сопровождающееся осознанием цели, способов действий и условий их выполнения. Такие умения являются высокой степенью овладения вычислительными приемами [18, с.288]. Под вычислительным приемом часто понимают последовательные операции (системы операций), выполнение которых приводит нахождению результата требуемого арифметического действия. Известно, вычислительные приемы по своей структуре схожи с понятием алгоритма. Так, А. М. Черкасова основывается на определение Л. Н. Ланды, который представляет алгоритм как «последовательность элементарных действий (операций), которые в силу их простоты однозначно понимаются и исполняются всеми», и выделяет характерную черту алгоритма последовательность выполнения системы операций, составляющих то, или иное действие. [45, с. 60-63]
Согласно требованиям ФГОС НОО, нужно развивать у младших школьников алгоритмическое мышление. При формировании вычислительных навыков учащихся необходимо организованное воздействие со стороны учителя, направленное на усвоение методов вычислений. Важно не только научить школьников определять наиболее подходящий алгоритм для решения задач, но и обучить их эффективно применять его. Этот подход способствует формированию логического мышления, аналитических навыков и умения решать разнообразные задачи, что является важной составляющей современного образования.
Действительно, важным аспектом развития алгоритмического мышления у учащихся является понимание принципов работы каждого алгоритма и способность выбирать оптимальный способ решения задачи. Учитель играет ключевую роль в помощи ученикам развивать эти навыки, предоставляя разнообразные примеры и упражнения для практики. Через систематическую работу над задачами и алгоритмами учащиеся могут научиться не только применять готовые решения, но и разрабатывать свои собственные методы решения задач. Этот процесс развивает не только математические навыки, но и способствует формированию логического мышления и умения анализировать информацию. «Навык – составной элемент умения, автоматизированное действие, доведенное до высокой степени совершенства.» [44, с.520].
Интересно, что вычислительный навык рассматривается как один из видов учебных навыков, который функционирует и формируется в процессе обучения. Марина Александровна Бантовая в своих работах 80-90 годов заложила основные положения о формировании вычислительного навыка. Она определила вычислительный навык как высокую степень овладения вычислительными приемами. Этот подход подчеркивает важность не только знания алгоритмов, но и умения применять их в практических задачах. Развитие вычислительных навыков способствует не только успешной учебной деятельности, но и формированию устойчивых умственных навыков у учащихся
«Приобрести вычислительный навык – для каждого случая знать, какие операции и в каком порядке следует выполнять, чтобы найти результат арифметического действия, и выполнять эти операции достаточно быстро». [3, с.38-43] Полноценный вычислительный навык характеризуется некоторыми качествами. Правильность, осознанность, рациональность, обобщенность, автоматизм и прочность действительно играют важную роль в формировании этого навыка у учащихся.
Правильность в арифметических действиях позволяет ученику точно находить результат операций над числами, делая корректный выбор и выполнение соответствующих операций. Осознанность же подразумевает понимание учеником, на основе каких знаний были выбраны операции и какой порядок их выполнения установлен. Это позволяет ученику объяснить свой выбор и способ решения задачи, что говорит о глубоком понимании материала.
Таким образом, осознанность не только помогает ученику правильно выполнять действия, но и укрепляет его понимание логики процесса, что способствует более качественному усвоению материала. Важно, чтобы ученик мог объяснить свои действия, постепенно развивая этот навык в процессе обучения.
Рациональность в вычислительном навыке действительно играет ключевую роль, так как позволяет ученику выбирать наиболее эффективный и быстрый способ решения задач. Это качество проявляется в способности учащегося оценить ситуацию, выбрать оптимальные операции и провести их выполнение для достижения результата.
Рациональность тесно связана с осознанностью навыка, так как для выбора оптимального способа решения необходимо понимать, какие знания и навыки применить в конкретной ситуации. Ученик должен уметь анализировать задачу, определять необходимые операции и выбирать из них наиболее подходящие. Этот процесс помогает развивать логическое мышление и способствует формированию у ученика навыков решения разнообразных задач с минимальными затратами времени и усилий.
Обобщённость вычислительного навыка заключается в способности ученика применять один и тот же приём вычисления к различным ситуациям. Обобщённость также тесно связана с осознанностью, поскольку общим для различных случаев будет приём, основанный на одних и тех же теоретических положениях.
Ученик, обладающий обобщённостью вычислительного навыка, может переносить его на новые случаи, используя те же принципы и методы решения задач. Это позволяет ему быстро адаптироваться к новым условиям и эффективно решать разнообразные задачи.
Автоматизм (свёрнутость) вычислительного навыка означает, что ученик выполняет операции быстро и без лишних размышлений. Однако это не значит, что он действует неосознанно.
Учащийся имеет возможность вернуться к обоснованию выбора операционной системы при необходимости. Осознанность и автоматизм в компьютерных навыках не противоречат друг другу, а дополняются. Они всегда работают вместе: когда операция выполняется автоматически, осознанность сохраняется, но основание выбора системы операции остаётся скрытым внутренним размышлением. Благодаря этому учащийся в любой момент может дать обоснованное объяснение выбора операционной системы.
Преимущество компьютерного навыка заключается в том, что учащийся сохраняет приобретенные навыки надолго. Это позволяет ему эффективно использовать их в разных ситуациях и решать сложные задачи.
Вычислительные методы, основанные на общих теоретических принципах, могут быть классифицированы. Рассматриваются следующие категории методов:
1. Методы, основанные на конкретном содержании арифметических действий;
2. Методы, основанные на свойствах арифметических действий
3. Методы, основанные на связях между компонентами и результатами арифметических действий;
4. Методы, основанные на изменении результатов арифметических действий при изменении одного из компонентов;
5. Методы, основанные на вопросах нумерации чисел;
6. Методы, основанные на правилах
Общий подход к раскрытию вычислительных методов в каждой категории — это ключевой момент для развития обобщенного вычислительного навыка у учащихся. Компьютерный навык успешно формируется при соблюдении следующих условий.
Познавательные процессы у детей играют важную роль в их развитии. Включая в себя восприятие, внимание, память, мышление и свойства личности, они позволяют ребенку легче осваивать новые знания и навыки. Однако, для эффективного обучения необходимо учитывать несколько ключевых аспектов.
Прежде всего, учебный материал должен быть оптимальным по сложности и доступности. Он должен вызывать интерес и стимулировать развитие навыков, но при этом не должен быть настолько трудным, чтобы стал не мотивирован или не справлялся с заданиями.
Также важно учитывать темп обучения, особенно на этапе первичного закрепления. Темп должен соответствовать индивидуальным особенностям ребенка и сложности материала. Слишком быстрое обучение может привести к ошибкам и недопониманию, а слишком медленное — к потере интереса.
Поддержание интереса ребенка к изучаемому предмету и его активизация в познавательной деятельности также являются важными факторами. Необходимо создать продуманную систему стимулирования успехов, поощрять ребенка за его достижения и стимулировать его самостоятельное поисковое мышление.
И, наконец, последовательное и целенаправленное использование разнообразных форм и приемов работы с учебным материалом способствует эффективному формированию вычислительных навыков. Разнообразие методов обучения делает процесс интересным и помогает достичь лучших результатов.
Таким образом, обеспечение достаточной сформированности познавательных процессов, оптимальность уровня трудности и доступности учебного материала, поддержка интереса и стимулирование активности ребенка, а также использование разнообразных методов работы являются фундаментом успешного обучения и развития детей.
«Формирование вычислительных умений и навыка – сложный длительный процесс, его эффективность зависит от индивидуальных особенностей ребенка, уровня его подготовки и организации вычислительной деятельности.» [6, с.445; 43, с.3-7]
«На современном этапе развития начального образования необходимо выбирать такие способы организации вычислительной деятельности младших школьников, которые способствуют не только формированию прочных осознанных вычислительных умений и навыка, но и побуждают к самостоятельному поиску новых способов действий, рассмотрению нескольких способов решения задания и оцениванию их с точки зрения рациональности.» [9, с.128]
В методике математики различают устные и письменные приёмы вычисления. «К устным относят все приёмы для случаев вычислений в пределах 100, а также сводящихся к ним приемы вычислений для случаев за пределами 100 (например, приём для случая 900 умножить на 7 будет устным, так как он сводится к приёму для случая 9 умножить на 7). К письменным, относят приёмы для всех других случаев вычислений над числами большими 100.» [4, с.335; с.44-4]
Устная работа на уроках математики в начальной школе играет значительную роль. на включает в себя обсуждения между учителем и учениками в классе или индивидуально, а также аналитические рассуждения учащихся при выполнении задач. В контексте различных форм устной работы особое место занимают так называемые устные упражнения, которые ранее были ограничены прежде всего вычислениями и именовались как "устный счёт". В нынешних образовательных материалах содержание устных упражнений стало значительно разнообразнее и шире. Теперь в них включены алгебраические и геометрические концепции, больше внимания уделяется особенностям операций над числами и величинами. Все же, термин "устный счёт" до сих пор применяется для обозначения формы проведения этих упражнений. Уроки математики в начальных классах направлены на решение ряда задач, связанных с закреплением изученного материала и подготовкой к новым темам. С целью повышения интереса к предмету, упражнения подбираются таким образом, чтобы они соответствовали поставленным целям и задачам урока.