Сущность понятия императивного алгоритмического мышления

The essence of the concept of imperative algorithmic thinking

Автор: Гаврилова Ирина Викторовна

КГБОУ «Минусинский кадетский корпус», г. Минусинск, Россия

E-mail: gavrilowa@yandex.ru

Gavrilova Irina Viktorovna,

RSBEU "Minusinsk cadet corpus", Minusinsk, Russia

E-mail: gavrilowa@yandex.ru

Аннотация: В статье уточняется сущность понятия алгоритмического мышления через выделение его составляющей императивного алгоритмического мышления, что актуально в контексте требований ФГОС ООО, определившим алгоритмическое мышление предметным результатом обучения информатики. Рассматривается структурная модель императивного алгоритмического мышления основанная на его особенностях.

Abstract: The article clarifies the essence of the concept of algorithmic thinking through the allocation of its component of the imperative algorithmic thinking, which is relevant in the context of the requirements of GEF LLC, which determined the algorithmic thinking subject result of computer science training. The structural model of imperative algorithmic thinking based on its features is considered.

Ключевые слова: алгоритмическое мышление, информатика, алгоритмическая деятельность.

Keywords: algorithmic thinking, computer science, algorithmic activity. 

Тематическая рубрика: средняя школа, СПО, ВПО.

Актуальность выявления сущности понятия «алгоритмическое мышление» заключается в необходимости его конкретизации  для теории и практики обучения, чтобы более объективно определять эффективные методы его развития. Особенную значимость данная проблема приобретает в связи с введение федеральных государственных образовательных стандартов (ФГОС), которые  определяют алгоритмическое мышление как предметный результат изучения базового курса информатики. 

Исследователи разделяют алгоритмическое мышление на стили в соответствии с технологиями программирования: императивное, объектно-ориентированное, параллельное, функциональное и логическое [1,4].   В этом контексте становится ключевым выделение особенностей алгоритмического мышления, формируемого в школьном курсе информатики, т. е. императивного алгоритмического мышления (ИАМ). Термин императивный используется также в значении необходимый, изначальный, обязательный. Императивное алгоритмическое мышление является основой для развития других видов алгоритмического мышления.

Мышление – это «опосредованное отра­жение внешнего мира, которое опира­ется на впечатления от реальности и даёт возможность человеку в зависи­мости от усвоенных им знаний, умений и навыков правильно оперировать информацией, успешно строить свои пла­ны и программы поведения» [3, с.906]. Это значит, что то, что одинаково воспринято, может интерпретироваться  по-разному, в зависимости от множества факторов: мировоззрения, интеллектуального уровня развития,  жизненного опыта и. т.п. Мышление - это инструмент, который дает возможность правильно оперировать информацией и во многом зависит от нашей памяти.

Алгоритмическое мышление  как способ мышления отличается абстрактностью, логичностью, структурированностью, способностью представить любую умозрительную идею в последовательность, из конечного числа шагов,  позволяющую достичь запланированного результата. Процесс развития мышления, как и процесс развития памяти, «происходит от простого к сложному, от сложного – к еще более сложному, т. е. области памяти заполняются постепенно» [4, с. 6].

Газейкина А. И. в своей диссертационной работе уточняет определение алгоритмического мышления обращая внимание что для конструирования алгоритмов «необходимо наличие мыслительных схем, которые способствуют видению проблемы в целом, ее решению крупными блоками с последующей детализацией и осознанным закреплением процесса получения конечного результата в языковых формах» [1, с.32 ]. В. Мелешко в своей статье утверждает, что наличие  алгоритмического мышления обусловливает способность человека «создавать что-либо новое, оригинальное, уникальное» [2, с.1]. 

Основываясь на представленных определениях можно утверждать, что алгоритмическое мышление нацелено на составление эффективного алгоритма в каждой конкретной ситуации, «позволяет принимать оптимальные решения в любой сфере человеческой деятельности» [4, с.16].  

 Обобщение различных подходов и точек зрения на понятие «алгоритмическое мышление», выделение его существенных черт позволяют принять следующую трактовку: алгоритмическое мышление – это стиль мышления, включающий  систему мыслительных операций,  приемов, мыслительных способов действий, которые направлены на поиск эффективного решения теоретических или практических задач,  результатом которого  является алгоритм, четкий план или инструкция. Характерные черты  императивного алгоритмического мышления - ИАМ (по аналогии с императивным программированием) заключаются в особенностях построения алгоритма, отличающегося  своей директивностью и пошаговостью  контроля.

Среди особенностей  ИАМ можно выделить следующие: последовательность выполнения шагов, пошаговый управляющий контроль, стирание прежнего значения переменной при  присваивании нового - «стирающее присваивание», построения алгоритма любой сложности опирается на сочетание основных конструкций: линейной, разветвляющейся, циклической. Выделяя в структуре ИАМ, составляющие алгоритмической деятельности можно представить модель императивного алгоритмического мышления как на рисунке 1.

Рисунок 1. Структурная модель императивного алгоритмического мышления

Развитие ИАМ происходит последовательно от составления простых линейных алгоритмов до составления сложных конструкций с использованием вложенных алгоритмов. Для освоения методов построения алгоритмов в рамках системно-деятельностного подхода школьники должны освоить поэтапный способ алгоритмической деятельности:

1) Анализ условия задачи с целью определения известных величин, их соотношения, требуемого результата и его параметров.

2) Информационное моделирование для перевода данной практической задачи в форму, подходящую для обработки техническим устройством. Построение на основе анализа условия задачи математической или логической модели решения задач.

3) Соотнесение известных алгоритмических конструкций с построенной моделью, определение наличия или отсутствия готового алгоритма (или вспомогательного) для решения поставленной задачи.

4) Конструирование необходимого алгоритма на основе имеющихся алгоритмов в соответствии с исходными данными.

5) Проверка результата на правильность. Возвращение к анализу условия задачи и соотнесение полученного результат с требуемыми параметрами.

6) Если необходимый результат не получен, то осуществляется анализ построенного алгоритма на наличие конструктивных ошибок или  возврат к анализу задачи и моделированию.

При формировании алгоритмического мышления у школьника сначала должна быть сформирована система основных понятий, связанных с алгоритмической деятельностью. Компонент умений включает в себя те действия, которые необходимы при составлении алгоритмов, модельный компонент предполагает, что чем выше уровень алгоритмического мышления, тем большее количество умений переходят в модели действий.

Список литературы:

1.      Газейкина А.И. Стили мышления и обучение программированию студентов педагогического вуза.

2.      Мелешко В. Алгоритмическое мышление. Без него невозможно создать что-либо новое. 

3.      Педагогическая энциклопедия/ Под ред. И.А. Каиров, Ф.Н. Петров в 4-х томах: Т-2.-М,1965.-911с.

4.      Степанова Т.А Теория алгоритмического мышления; Краснояр. гос. пед. ун-т им. В.П. Астафьева. - Красноярск, 2014.-72с.