Metodele didactice

Metoda este componenta strategiei didactice cerută cel mai des la examen. Subiectele indică o metodă și cer două sau trei caracteristici, avantaje sau limite ale ei, apoi un exemplu de folosire la informatică. Pentru fiecare metodă de mai jos, aceste elemente sunt prezentate separat.

Metoda didactică

Termenul vine din grecescul methodos, format din meta (gr. μετά), „spre”, și odos, „drum”.

Între metodă și procedeu relația este de complementaritate: într-o lecție bazată pe expunere, executarea unui program în fața clasei este procedeu demonstrativ; într-o lecție bazată pe demonstrație, explicația devine procedeu.

Metodologia didactică este ansamblul metodelor folosite într-un proces de instruire.

Funcțiile metodelor

Clasificarea metodelor

Alte criterii de clasificare:

• după vechimea folosirii: metode tradiționale (expunerea, conversația, demonstrația, exercițiul) și metode moderne (problematizarea, descoperirea, studiul de caz, proiectul, învățarea asistată de calculator, metodele de gândire critică);
• după cine are rolul principal: metode centrate pe profesor (expozitive), metode bazate pe interacțiunea profesor–elevi (conversative) și metode centrate pe elev (activ-participative);
• după forma de organizare: metode de activitate frontală, pe grupe și individuală.

Nicio metodă nu este bună sau rea în sine. Același conținut se poate preda prin metode diferite, iar la informatică metodele se combină aproape în fiecare oră.

Criteriile de alegere a metodei

• competențele vizate și tipul de conținut;
• nivelul, vârsta și ritmul de lucru al elevilor;
• timpul disponibil;
• resursele materiale: laboratorul, numărul de calculatoare, programele;
• pregătirea și stilul profesorului.

Metodele expozitive

Expunerea sistematică a cunoștințelor

Se folosește pentru conținuturile pe care elevii nu le pot descoperi singuri pe baza experienței lor.

Formele expunerii:

La informatică se folosește cu precădere explicația, alternată cu demonstrația practică la calculator. Expunerea este necesară atunci când tema este complet nouă și nu poate fi descoperită de elevi într-un timp rezonabil: noțiunea de algoritm, o structură de date, instrucțiunile unui limbaj, comenzile unei aplicații.

Caracteristici:

• informația este transmisă de profesor, iar elevii o receptează;
• conținutul este prezentat logic, structurat, după un plan;
• ritmul este stabilit de profesor și este același pentru toată clasa;
• este eficientă când este însoțită de exemple, material vizual și întrebări de control.

Limitele se reduc prin: întrebări puse pe parcurs, material vizual (videoproiector, tablă), exemple și contraexemple, pauze urmate de sarcini scurte, rezumarea ideilor principale la final.

Metodele conversative

Conversația

Formele conversației:

Caracteristici:

• se bazează pe întrebări care solicită gândirea, nu doar memoria;
• întrebările sunt ordonate logic, de la simplu la complex;
• elevul formulează el însuși concluzia, regula sau definiția;
• profesorul dirijează dialogul, dar nu dă răspunsurile.

Cerințe pentru întrebări:

• să fie precise și clare, cu un singur răspuns așteptat;
• să nu conțină răspunsul și să nu ceară un simplu „da” sau „nu”;
• să stimuleze gândirea („De ce?”, „Ce se întâmplă dacă?”, „Cum ai putea verifica?”);
• să fie adresate întregii clase, iar elevii să aibă timp de gândire;
• să fie urmate, la nevoie, de întrebări ajutătoare.

La informatică. Pentru a introduce structura repetitivă cu număr cunoscut de pași, profesorul întreabă: „Cum afișăm numerele de la 1 la 5?”, „Dar de la 1 la 1000?”, „Ce se repetă de fiecare dată?”, „Ce se schimbă?”, „Când ne oprim?”. Din răspunsuri, elevii ajung la contor, la valoarea inițială, la condiția de oprire și la pas.

Problematizarea

Nu orice problemă este situație-problemă: calculul sumei cifrelor unui număr, după ce algoritmul a fost învățat, este exercițiu, nu situație-problemă.

O situație-problemă:

• reprezintă o dificultate reală, care cere efort de gândire;
• trezește interesul și curiozitatea;
• nu poate fi rezolvată numai cu cunoștințele anterioare ale elevului;
• orientează activitatea spre descoperirea soluției.

Etapele rezolvării unei situații-problemă:

1. prezentarea problemei și perceperea ei de către elevi;
2. analiza datelor și a relațiilor dintre ele, reactualizarea cunoștințelor necesare;
3. formularea ipotezelor de rezolvare;
4. verificarea ipotezelor și alegerea soluției;
5. evaluarea soluției și generalizarea ei.

Caracteristici:

• pune elevul în fața unui conflict cognitiv;
• elevul are rol activ: analizează, formulează ipoteze, verifică;
• profesorul creează situația, oferă indicii și dirijează, fără să dea soluția;
• are caracter euristic și formativ.

La informatică rezolvarea de probleme este activitatea de bază, deci problematizarea apare frecvent. Exemple de situații-problemă:

• „Programul de verificare a primalității funcționează corect, dar pentru n = 1 000 000 007 durează mult. Cum îl putem face mai rapid?”
• „Căutăm un nume într-o listă ordonată de 1 000 000 de nume. Trebuie verificate toate?”
• „Trebuie să interschimbăm valorile a două variabile. De ce nu merge a ← b; b ← a?”

Metodele de explorare și descoperire

Învățarea prin descoperire

Este strâns legată de problematizare: problematizarea creează situația, iar descoperirea este rezultatul rezolvării ei.

Condiția de aplicare: conținutul de descoperit trebuie să fie accesibil elevilor, adică să continue logic cunoștințele pe care le au deja.

Descoperirea transductivă nu se confundă cu strategia transductivă. La clasificarea strategiilor după logica gândirii, strategia analogică folosește modele și asemănarea cu un lucru cunoscut, iar strategia transductivă folosește explicațiile de tip metaforic.

Caracteristici:

• elevul are rolul principal și activ;
• noile cunoștințe se construiesc pe baza celor anterioare;
• profesorul oferă sugestii minime în momentele de dificultate și corectează raționamentele greșite;
• cere timp și o bună cunoaștere a problemei de către profesor.

La informatică. Descoperire dirijată, inductivă, la sortarea prin selecție: elevii primesc cinci cartonașe cu numere și trebuie să le ordoneze crescător, notând fiecare mutare. Profesorul întreabă ce au făcut de fiecare dată și cum au ales ce mută. Elevii observă că au căutat de fiecare dată cel mai mic număr dintre cele rămase și l-au pus pe primul loc liber, apoi formulează algoritmul în pseudocod.

Descoperirea este frecventă și la aplicațiile de birotică: elevii explorează meniurile unei aplicații ca să rezolve o sarcină concretă, în loc să primească o listă de comenzi.

Demonstrația

Forme ale demonstrației: cu obiecte reale, cu reprezentări grafice, cu mijloace audio-video, prin exemple, prin acțiuni, demonstrația logică. La informatică cea mai folosită este demonstrația la calculator, proiectată pe ecran.

Caracteristici:

• se bazează pe un suport concret sau intuitiv;
• oferă o imagine de ansamblu și un model de execuție;
• se combină cu explicația și cu conversația;
• profesorul conduce observația elevilor și le cere să urmărească anumite aspecte.

La informatică: executarea pas cu pas a unui program în mediul de programare, cu urmărirea valorilor variabilelor; vizualizarea unui algoritm de sortare; prezentarea pe videoproiector a aplicării unei formule într-o foaie de calcul.

Modelarea

Se bazează pe raționamentul prin analogie.

Tipuri de modele:

• materiale (obiectuale): o tablă de șah pentru problema damelor, discuri de dimensiuni diferite pentru turnurile din Hanoi, o machetă a unității centrale pentru arhitectura sistemului de calcul;
• figurative: scheme, grafice, schema logică a unui algoritm, desenul unui arbore;
• simbolice: formule, pseudocod, relații de recurență.

Modelarea poate fi similară (modelul are aceeași natură cu originalul: un program-model de backtracking adaptat la alte probleme) sau analogică (modelul are altă natură, dar o structură asemănătoare).

Etapele modelării:

1. trecerea de la original la model, prin simplificare;
2. studierea sau transformarea modelului;
3. transferul rezultatelor pe original;
4. verificarea lor pe original.

Caracteristici:

• face accesibile fenomenele greu de observat direct;
• elevul lucrează pe o reprezentare simplificată, dar fidelă în aspectele esențiale;
• dezvoltă capacitatea de abstractizare și de generalizare;
• se învață întâi pe modele date de profesor, apoi elevii își construiesc singuri modele.

La informatică modelarea este chiar activitatea de bază: rezolvarea unei probleme începe prin reprezentarea datelor ei (un tablou, o listă, un graf). Exemplu: rețeaua de drumuri dintre localități este modelată printr-un graf, iar determinarea traseului minim se face pe graf.

Metodele bazate pe acțiune practică

Exercițiul

Caracteristici:

• are caracter repetitiv, dar repetarea este conștientă, nu mecanică;
• are caracter algoritmic: parcurge o succesiune de operații;
• exercițiile sunt gradate, de la simplu la complex;
• se aplică după ce elevii au înțeles noțiunea sau regula;
• are nevoie de feedback: elevul trebuie să afle dacă a lucrat corect.

Tipuri de exerciții:

La informatică nu există lecție fără exercițiu: scrierea de programe, utilizarea unei aplicații, urmărirea execuției unui algoritm. Rezolvarea unei probleme de programare parcurge etapele: analiza problemei (datele de intrare și de ieșire, intervalele de valori), elaborarea algoritmului, implementarea, verificarea pe date de test, inclusiv pe cazuri-limită.

Exemplu de exerciții gradate pentru prelucrarea cifrelor unui număr:

1. de urmărire: ce afișează algoritmul dat pentru n = 2026?
2. aplicativ: scrieți un program care afișează suma cifrelor unui număr natural;
3. de transfer: scrieți un program care verifică dacă un număr este palindrom;
4. de depanare: programul dat afișează 0 pentru orice număr; găsiți și corectați eroarea.