Особенности формирования алгоритмических умений

Содержательно - методические линии во многих отношениях обнаруживают сходство друг с другом. К наиболее существенным общим чертам относятся ранняя выделенность ведущего в линии понятия; длительный срок его функционирования в курсе как предмета изучения; формирование систем понятий, раскрывающих содержание линии; установление многообразных связей внутри линии.

Реализация алгоритмической линии в известных нам учебниках алгебры, не обладает ни одной из перечисленных черт. Это находит выражение в особенностях ее положения в курсе школьной алгебры. Ведущее в алгоритмической линии понятие - алгоритм - выделяется в конце курса и, по существу, остается в ней изолированным, поскольку понятие блок-схемы выполняет только иллюстративные функции, а представление о программе и алгоритмических языках дается в ознакомительном плане. Понятие алгоритма служит предметом изучения весьма короткое время, и используется в ограниченном масштабе; главным образом, как термин, заменяющий такие понятия, как правило, последовательность операций и т.п., если требуется подчеркнуть алгоритмический характер действий. Для рассматриваемой линии наиболее характерна пропедевтика понятия алгоритма, которая производится при помощи определенной организации материала других линий.

Сходные особенности имеют и некоторые другие содержательно-методические линии, например прикладная, для которой ведущее понятие - математическая модель, вообще не входит в курс алгебры, а так же логическая. Факт принадлежности данной линии к одной из двух описанных здесь групп имеет определенное значение для исследования относящихся к этой линии методических проблем. Линии первого типа кажется естественным назвать выявленными, а второго - невыявленными.

Следует сказать, что выявленность - относительная характеристика линии. Она зависит от многих причин, в частности, от той эпохи или исторического периода, к которой относится создание анализируемого курса, от учебника, в котором эти курсы реализованы. В отношении алгоритмической линии представляется правдоподобным, что выявление ее в школьной алгебре - дело сравнительно недалекого будущего.

В отношении невыявленных линий важной проблемой является выбор материала, на котором происходит формирование содержания этой линии. Этот материал может быть специфическим для ведущего понятия линии, характеризующим его теоретическое содержание, либо неспецифическим, относящимся к основному содержанию курса алгебры. Например, понятие алгоритма можно пытаться вводить, используя различные известные формальные конструкции, но можно использовать осмысление обычных процедур, входящих в школьную алгебру. В дальнейшем будем рассматривать только материал, неспецифический для алгоритмической линии. Исходим при этом из того, что понятие алгоритма является математической моделью определенного класса процессов, играющих очень важную роль и в математике, и в ее приложениях; задача курса алгебры - адекватным образом сформировать эти модельные представления. Свое дальнейшее развитие они получат в курсе информатики и вычислительной техники.

Создание теории алгоритмов сопровождалось исключительно внимательным методологическим анализом природы алгоритмов и их роли в математике. В ходе исследований были выделены несколько компонентов понятия алгоритма: дискретность, детерминированность, результативность, массовость, конечная определенность. В итоге были созданы два понятия, содержательное и формальное, связанные друг с другом тезисом Тьюринга, который утверждает их содержательную эквивалентность. Дидактический и методический анализ понятия алгоритма проводился многими авторами. С точки зрения методики существенным оказывается то, что используя выделенные компоненты можно провести компонентный анализ и разработать систему изучения алгоритмической линии школьного курса алгебры. Материалом для организации пропедевтики понятия алгоритма при этом служат несколько операционных блоков при определенной методике их изучения.