Использование алгоритмов в обучении математике, страница 2

От алгоритмического предписания (последо­вательности команд) можно перейти к пра­вилу: «Чтобы умножить сумму на число, мож­но каждое слагаемое умножить на это число и полученные результаты сложить». Далее формируется умение применять это правило при вычислении значения соответствующих вы­ражений.

Позже воспроизводится алгоритм умноже­ния двузначного числа на однозначное, он за­писывается   последовательностью   команд:

1. Замени  первый  множитель  суммой  раз­рядных слагаемых.

2. Умножь эту сумму на число.

Детям предлагается попытаться найти результат таким же путем, умножая, например, 243 на 2. В процессе решения учащиеся вы­ясняют, что знакомый им алгоритм применим к решению примеров новой области чисел. И снова как обобщение работы над алгорит­мом учащимся называется правило умножения любого числа на однозначное число и закреп­ляется в системе упражнений.

На этапе обобщения правила умножения суммы на число включаются задания, тре­бующие поиска рационального алгоритма вы­числения. Так, полезны задания вида:

(6+4)*3

(8+7+5)*4

(16+14)*3

В данных случаях учащиеся должны заме­тить, что сначала удобнее вычислить сумму слагаемых, а затем умножить ее на число. Подобные упражнения предупреждают фор­мальное применение правила, формируют уме­ние выбирать более рациональные способы вычислений.

Аналогично осуществляется работа с дру­гими   алгоритмами   арифметических   действий.

Наряду с переносом усвоенных алгоритмов на новую область чисел широко используются на этапе обобщения работы над алгоритмами упражнения в применении различных алго­ритмов к одной и той  же паре чисел.  При этом учащиеся сами могут осуществить пере­нос на основе имеющихся знаний, умений и навыков или осуществить его с помощью учи­теля. Например, учащиеся III класса, решая пример 48-15, могут применить различные ал­горитмы. Чаще всего первыми они называют алгоритм, основанный на правиле умножения числа на сумму: 48*(10+5) = 48*10 + 48*5= 480+240=720. Учитель может предложить детям составить алгоритм, заданный последо­вательностью команд: 1) замени второй множи­тель суммой разрядных слагаемых; 2) умножь число на сумму. Далее вместе с учителем они выясняют возможность применения при вы­числениях правила умножения числа на произ­ведение и составляют соответствующее алго­ритмическое предписание.

Аналогично обнаруживается применимость правила умножения суммы на число. Обоб­щая выполненную работу, следует подчер­кнуть разнообразие алгоритмов действий, сравнить их, выявить рациональный. В дан­ном случае учащиеся способны сами воспро­извести и применить различные алгоритмы, так как с каждым из них они знакомы, зна­ют теоретические положения, лежащие в ос­нове вычислительных приемов, владеют уме­нием применять алгоритмы при вычислении значения выражений.

Обучение переносу алгоритмов возможно не только при изучении арифметических дейст­вий, но и при изучении равенств и неравенств. Так, уже с I класса учитель может управлять процессом сравнения чисел с помощью сле­дующего алгоритма:

5...7

1. Назови  числа,  которые  нужно  сравнить.

2. Назови  число,  которое  при  счете  встре­чается раньше.

3. Назови  число,  которое  при  счете  встре­чается позже.

Если одно  число при счете встречается раньше другого, то оно меньше его.

4. Поставь нужный знак.

В I классе, пока еще дети не научились хо­рошо читать, последовательность шагов на­зывает учитель.

Выполняя действия по алгоритму, учащиеся накапливают опыт соответствующей работы, который в будущем они могут активно исполь­зовать при усвоении новых алгоритмов, а так­же при выполнении заданий, направленных на формирование наблюдательности и разви­тие интуиции. Так, вышеуказанный алгоритм позже включается как автоматическая опера­ция при выполнении заданий на сравнение двух выражений (56—30...59—-30, 27+30...25+ +30), а также неравенств при проверке ре­шения уравнения, при сравнении числа и вы­ражения (8...8+9, 96—6...90 и др.). Выполне­ние этих упражнений требует определенных рассуждений, что развивает у детей самостоя­тельность мышления при усвоении теоретиче­ских положений, лежащих в основе выполне­ния заданий.

Алгоритмы сравнения выражений на осно­ве вычисления значений сравниваемых выра­жений могут быть заданы в форме выполне­ния действий по образцу.

Образец

6+4...6+3                     7—2...7+1

6+4=10

6+3=9

10>9

6+4>6+3

Далее алгоритм задается последовательно­стью команд, развернуто указывающих спо­соб сравнения. От него переходят к частично свернутому и применимому к большей обла­сти выражений:

1. Прочитай   выражения,   которые   нужно сравнить.

2. Вычисли  значение  каждого   выражения.

3. Сравни значения выражений.

4. Поставь нужный знак.

Позже вторая и третья операции могут быть заменены одной — сравни выражения. Такая последовательность задания алгоритма сравнения выражений позволяет управлять процессом свертывания рассуждения и соот­ветствующей системой действий. Отметим, что сравнение выражений приведенных выше ви­дов в дальнейшем может осуществляться и иначе — на основе интуитивного понимания того факта, что когда к равным числам при­бавляются (из них вычитаются) неравные, то сумма будет больше в том случае, когда при­бавлялось большее число, и т. п.

Алгоритмы сразнения чисел и выражений включаются в новые алгоритмы решения не­равенств и в большинстве случаев выполняют­ся   в  них  как  автоматические  операции.

Приведем   примеры   алгоритмов,   заданных последовательностью команд: а ... 5

1. Прочитай выражение.

2. Подставь вместо а числа, начиная с еди­ницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6.

3. Запиши,   при   каких   значениях   буквы  а неравенство верно: а+18<24

1. Прочитай неравенство.

2. Подставь вместо а числа, начиная с еди­ницы: 1, 2, 3 и т. д.

3. Вычисли   значение   полученных   выраже­ний.

4. Сравни их с заданным числом.

5. Запиши те значения  буквы а, при кото­рых верно равенство.

Методически свертывание, преобразование, перенос алгоритмов решения неравенств осу­ществляется так же, как и в работе над алго­ритмами арифметических действий.

Работа над равенствами, неравенствами, уравнениями предполагает довольно высокий уровень обобщения знаний, умений и навыков, поэтому большая часть работы выполняется под руководством учителя. Однако следует использовать все возможности для самостоя­тельного составления, преобразования и пере­носа алгоритмов.

Эффективность обучения алгоритмам в зна­чительной степени зависит от соблюдения сле­дующих,  выделенных  психологами  условий.