УДК 372.862

Повышение познавательной активности учащихся школьного возраста при изучении языка программирования C++

Храмцова Олеся Сергеевна – студентка факультета физики, математики и инженерных технологий Астраханского государственного университета им. В.Н. Татищева.

Аннотация: В статье рассматриваются различные авторские подходы к определению познавательной активности учащихся. Рассмотрены аспекты повышения познавательного интереса учащихся в процессе изучения программирования. Приведены примеры заданий по программированию на языке C++, стимулирующих познавательную активность учащихся школьного возраста.

Ключевые слова: обучение, методика, познавательная активность, программирование, информатика, язык C++.

Познавательная активность занимает важное место в образовательном процессе, так как повышенный интерес школьника в получении знаний стимулирует не только понимание им учебного материала, но и степень его вовлеченности в учебный процесс в целом. Существуют различные подходы к определению познавательной активности.

Ф. И. Харламов трактовал познавательную активность как «интенсивную аналитико-синтетическую мыслительную деятельность обучающихся в процессе изучения окружающего мира и овладения системой научных знаний» [1].

Г. И. Щукина характеризовала познавательную активность как «ценное и сложное личностное образование школьника, интенсивно формирующееся в школьные годы», как «особо состояние школьника и его отношение к деятельности» [2].

Эти и другие подходы определяют позицию обучающегося, поэтому, ведя речь о познавательной активности, следует учитывать индивидуальные особенности учащегося. Чаще всего любой деятельностный процесс является и эмоциональным, и волевым, и интеллектуальным, поэтому в процессе обучения, в силу своих индивидуальных особенностей, одни ученики активны лишь в отдельных процессах познания, другие внимательны и заинтересованы на всех этапах занятий, а третьи могут быть заинтересованы менее всего.

Для корректного определения стратегии повышения познавательной активности учащихся, необходимо сперва выявить ее актуальный уровень, исследовать основные процессы учебной деятельности: память, мышление, внимание, для чего применяются разные психодиагностические методики [3].

Изучение языков программирования обладает значительным потенциалом поднятия познавательного интереса учащихся, так как позволяет использовать разнообразные средства и методы обучения, предоставлять различные наглядные материалы и задания как обучающего характера, так и для самостоятельного выполнения. Помимо этого, задания по программированию развивают критическое мышление, аналитические навыки и способность к решению проблем. Использование компьютерных технологий в обучении позволяет создавать более интерактивные и вовлекающие уроки, которые способствуют развитию различных познавательных способностей учащихся, навыки решения реальных задач.

По нашему мнению, для учащихся школьного возраста наиболее эффективным в процессе обучения программированию является язык С++, так как он является универсальным по целям применения языком, обладает понятным и строгим синтаксисом, что помогает учащимся развить базовые навыки алгоритмизации, логики программирования, применяется во многих современных IT-областях, включая разработку ПО и компьютерных игр, а также подходит для дальнейшего углубления в программирование, так как дает основные знания, с которыми легко переходить на другие языки.

Примером задачи на тему «Строки», нацеленной на активизацию познавательного интереса учащихся, может послужить следующая.

Задание 1. Напишите код на С++, который выдает следующий
результат (рис. 1):

Рисунок 1. Выходные данные к заданию 1.

Данная задача требует от учащихся не только знания самого языка С++, но и навыков моделирования ситуации, выявления закономерностей и алгоритмизации. Сперва учащимся необходимо понять, какие именно действия совершает программа. Сперва она выводит запрос ввода строки, затем выводит проверку правильности ввода, а затем преобразует строку в зашифрованную. Далее от учащихся требуется выявить закономерность шифрования. Ответом здесь является сдвиг символов на три по алфавиту: буква a меняется на d, b – на e, и так далее. Только после выявления всех действий, которые осуществляет программа, перед учащимися встает вопрос о том, как именно ее реализовать на языке программирования, какие средства выбрать, как оптимизировать ее работу.

Примером выполнения данного задания может послужить код, представленный на рисунке 2.

Рисунок 2. Пример решения задания 1.

Аналогично могут быть составлены задачи и на другие темы. Например, далее представлен вариант задания на тему «Одномерные массивы».

Задание 2. Напишите код на С++, который выдает следующий
результат (рис. 3):

Рисунок 3. Выходные данные к заданию 2.

Данная программа получает массив из 5 целых чисел путем ввода с клавиатуры, «переворачивает» его, увеличивает каждый элемент массива на две единицы и выводит результат.

Заданием математической направленности послужит следующее.

Задание 3. Напишите код на С++, который выдает следующие
результаты (таб.):

Таблица.

А)

Б)

Г)

Данная задача требует от учащихся большей проницательности, так как выявить закономерность сразу не так просто. Данный программный код решает квадратное уравнение, которое задается тремя числами – коэффициентами уравнения, путем ввода с клавиатуры пользователем. Показанный на изображениях результат программы может быть улучшен по усмотрению учащегося путем вывода пояснений к решению: указаний, какие именно числа ожидаются, какие выводятся, вывода значения дискриминанта, количества корней.

Другой вид задач, повышающих познавательную активность, – это задачи с данным листингом программы. Такие задачи предоставляют возможность просмотра и понимания исходного кода, его анализа. Также просмотр исходного кода стимулирует развитие логического и абстрактного мышления, так как требует от учащихся анализа и способности представлять алгоритм работы программы, предполагаемый результат ее работы. Также просмотр листинга программы может помочь в изучении архитектурных паттернов программного кода, что может послужить закреплением нового для учащихся изученного учебного материала. Примером подобной задачи может послужить следующее.

Задание 4. Просмотрите листинг программы (рис. 4). Какие действия выполняет программа? С какими целями, в какой сфере реальной жизни она может быть использована?

 

Рисунок 4. Листинг к заданию 4.

Данный программный код содержит внешнюю функцию, получающую три вещественных параметра, производящую над ними алгебраические операции и возвращающую измененное значение первого параметра. Сама программа получает три вещественных числа путем ввода с клавиатуры, затем вычисляет результат с помощью внешней функции и выводит полученный результат.

По изначальной задумке, программный код представляет собой очень упрощенную модель банковских операций. Подразумеваемый пользователь – клиент банка, у которого есть банковский счет. Клиент сперва пополняет счет, а затем снимает с него или переводит на другой счет. Переменная b – изначальный баланс счета, incoming – входящий платеж, outcoming – исходящий платеж. Однако, в ходе решения задачи, учащиеся могут увидеть и другие аналогии с реальной жизнью, что поможет развить их фантазию, навыки анализа и критическое мышление.

Таким образом, изучение программирования может значительно стимулировать познавательный интерес учащихся школьного возраста благодаря широкому применению того или иного ПО в реальной жизни, возможности моделировать различные ситуации, развивает критическое мышление. При этом для поднятия познавательной активности необходимо учитывать индивидуальные потребности учащихся и их уровень развития в области программирования, их заинтересованности в нем. Этим целям отвечают нетипичные задания, требующие от учащихся проявления фантазии в поиске решения, однако при их применении необходимо уметь объективно оценивать результаты, достигнутые учащимися.

Список литературы

1. Осмоловская И. Нужны вариативность, гибкость и готовность удовлетворить потребности каждого ученика // Директор школы. – 1994. – №5. – С. 28.
2. Щукина, Г.И. Активизация познавательной деятельности учащихся в учебном процессе, [Текст] / Г.И. Щукина. – М.: Просвещение, 1979.- 175 с.
3. Иванова В. П., Ахметова З. А., Абдыкаимова С. Ю., Юрченко М. Г. Взаимосвязь саморегуляции и познавательной активности в учебной деятельности // Общество: социология, психология, педагогика. –2020. – №7.