Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №3» с.п.Баксаненок
Доклад
на тему:
«Методика изучения основ алгоритмизации и программирования»
Загаштокова Аксана Хамидбиевна
учитель математики и информатики
2023 год
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ДЛЯ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА 4
2. ВОЗМОЖНОСТИ МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СТРУКТУРНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ В ШКОЛЕ 5
2.1. Принципы структурной алгоритмизации 5
2.2. Выбор подхода к преподаванию структурного программирования 5
2.3. Базовый набор структур и построение алгоритмов на их основе 6
3. МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ ТЕМЫ «АЛГОРИТМИЗАЦИЯ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ» В КУРСЕ ИНФОРМАТИКИ И ИКТ 7
3.1. Методика введения понятия алгоритм 7
3.2. Обучение методам построения алгоритмов на учебных исполнителях. 10
3.3. Программирование в курсе информатики и икт 11
4. ПРИМЕНЕНИЕ ИГРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ ПО ПРОГРАММИРОВАНИЮ 14
5. САМОАНАЛИЗ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 15
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 19
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 20
ВВЕДЕНИЕ
Наука информатика, как составляющая содержания обучения представляет собой естественную сферу дифференциации обучения. Обучение информатике отвечает потребностям различных направлений специализации в старших классах и именно поэтому достаточно широко используется в школьной практике. Однако, наряду с очевидным положительным опытом появляются и отрицательные тенденции в формировании содержания обучения информатике.
В настоящее время уменьшение количества часов на изучение раздела алгоритмизации и программирования в старшей школе объективно связано с бурным развитием информационных технологий. Чрезмерное увлечение готовым прикладным программным обеспечением вытеснило изучение этих вопросов не только из некоторых профильных курсов, но даже из ряда учебников базового курса. Несмотря на перенасыщенность школ компьютерной техникой, на всеобщую доступность компьютеров и сети Интернет, нет положительных сдвигов в уровне общей подготовки учащихся.
По мнению многих ученых и специалистов в области образования вопросы, связанные с алгоритмизацией и программированием являются фундаментальными и обязательно должны изучаться на вводных курсах информатики вне зависимости от дальнейшего профиля обучения.
Изучение программирования - как прагматическая цель заключается в освоении основ профессионального программирования. В настоящее время программирование на любительском уровне с практической точки зрения не представляет интереса. Используя прикладные программы можно сделать гораздо больше, чем с помощью языков программирования на ученическом уровне. Поэтому такую цель можно ставить только перед профильным или элективным курсом информатики.
В профильных классах математического, экономического и технологического направления необходимо продолжение изучения технологий программирования.
Методика предполагает наличие начальных знаний по алгоритмизации, программированию и обработке числовой информации в электронных таблицах в объеме стандартного базового курса информатики. Учащимся предлагается:
решить одну и ту же задачу разными подходами: средствами одного из процедурных языков программирования и средствами электронных таблиц;
самостоятельно сравнить эффективность каждого из подходов;
выбрать наиболее оптимальное инструментальное средство решения данной задачи.
Использование различных методических подходов при обучении программированию позволяет наиболее эффективно познакомить учащихся с этими фундаментальными вопросами и осуществлять подготовку учащихся к ОГЭ и ЕГЭ по информатике.
Методика обучения алгоритмизации и программированию, основанная на применении технологии структурного программирования, позволит повысить:
уровень усвоения основ алгоритмизации и программирования;
эффективность развития мыслительной деятельности учащихся.
ВЫБОР ТЕХНОЛОГИИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ДЛЯ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА
При выборе стратегии преподавания информатики в школе, важно учитывать, что задача общеобразовательного курса – это прежде всего выработка определенного стиля мышления, формирование наиболее общих навыков, умений и представлений, нежели освоение тех или иных конкретных языков и технических средств программирования. В то же время курс информатики должен служить базой для последующего профессионального изучения программирования в высшей школе или старших классах средней школы (в рамках профессионального обучения).
В настоящее время существуют три наиболее распространенных подхода к преподаванию программирования:
преподавание программирования как теоретической дисциплины, без освоения конкретных языков и систем;
преподавание на основе специально разработанного языка, ориентированного на обучение основным навыкам программирования;
изучение одного или нескольких языков программирования, широко используемых при решении научных и хозяйственных задач.
Практическая реализация первого подхода наталкивается на серьезные трудности, так как с отказом от языка программирования не только теряется возможность использовать соответствующий инструментарий, но и зачастую становится трудно обосновать необходимость его использования.
При преподавании основ программирования в младших классах средней школы чаще всего используется второй подход. Для этих целей разработаны специализированные языки и программы. Они предельно упрощены и рассчитаны на возможности младшего школьника в области программирования. Такой подход хорош при углубленном изучении информатики в специализированных классах на начальном этапе обучения.
Третий подход не очень удобен, потому, что ни один из существующих стандартных языков не отражает в достаточно чистом виде современный запас программирования. Все эти языки разрабатывались со своими целями и каждый из них ориентирован на определенную, более или менее узкую область применения. Кроме того, большинство реализаций стандартных языков загружено большим количеством технических деталей и сложны в изучении.
Для общеобразовательной школы наиболее приемлемым является сочетание первого и третьего подходов – обучение теоретическим основам программирования на базе стандартного языка. При этом не обязательно вдаваться в глубины языка. Учащиеся, которых он заинтересует, могут сделать это и сами. Наибольшее внимание следует уделить переходу от алгоритмических структур к их программной реализации на языке программирования.
Конечный выбор языка программирования определяется наличием аппаратных средств и личными наклонностями преподавателя. Стоит отметить, что язык программирования Паскаль первоначально создавался как учебный язык, но со временем получил широкое распространение в качестве стандартного языка.
Из существующих технологий программирования наиболее популярной и широко используемой является технология структурного программирования "сверху – вниз". Достоинством такой технологии является то, что она позволяет сформировать у учеников алгоритмический стиль мышления, необходимый при изучении практически всего курса информатики. Следовательно, выбирая язык программирования для школьного курса, нужно ориентироваться на один из структурных языков.
ВОЗМОЖНОСТИ МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СТРУКТУРНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ В ШКОЛЕ Принципы структурной алгоритмизации
Сегодня самой популярной методикой программирования является структурное программирование "сверху – вниз". Такая технология представляет собой процесс пошагово разбиения алгоритма на все более мелкие части. Целью её является получение таких элементов, для которых можно легко написать конкретные предписания.
Основными принципами структурной алгоритмизации являются:
последовательная детализация "сверху - вниз";
ограниченность базового набора структур для построения алгоритмов любой степени сложности.
Следуя этим принципам
программа должна составляться мелкими шагами, таким образом, сложная задача разбивается на достаточно простые, легко воспринимаемые части;
логика программы должна опираться на минимальное число достаточно простых базовых управляющих структур.
Базовая алгоритмизация содержит линейные, разветвляющиеся и циклические структуры.
Можно перечислить основные свойства и достоинства структурного программирования:
возможность демонстрации правильности программ на различных этапах решения задачи;
наглядность программ;
возможность преодоления барьера сложности программ;
простота модификации программ.
Выбор подхода к преподаванию структурного программирования
При решении задач с использованием структурного программирования можно выделить два основных подхода:
"алгоритмический" подход - схема решения задачи описывается на алгоритмическом языке (языке блок-схем алгоритмов) и затем переводится в программную реализацию на конкретном языке программирования;
"программный" подход – описание решения задачи сразу на конкретном языке программирования.
Учитывая эти направления, чаще всего и преподается программирование. Однако, уровень развития современных систем программирования, благодаря хорошо организованным средствам отладки, позволяет создавать программы без использования первого подхода. Но программный подход требует от человека наличие определенного стиля мышления и навыков работы с языком программирования. Очевидно, что специалисты, имеющие пусть даже небольшой опыт в программировании, пользуются программным подходом. Им не обязательно описывать решение задачи на алгоритмическом языке, они разрабатывают ее в "уме". В преподавании такой подход хорош при изучении второго языка программирования, когда ученики уже имеют определенную подготовку.
Когда структурное программирование рассматривается на начальном этапе то лучше использовать "алгоритмический" подход. Он более полно и последовательно позволяет раскрыть переход от математической формы описания задачи к ее программной реализации. Также помогает формировать у учеников алгоритмический стиль мышления, необходимый при решении задач с использованием языков программирования. Кроме того, на основе алгоритмического подхода можно изучать сразу несколько языков программирования.
В силу перечисленных достоинств наиболее верным и методически правильным для преподавания программирования на начальном этапе обучения является алгоритмический подход. Однако, при изучении программирования с использованием алгоритмического подхода учащиеся сталкиваются с двумя проблемами:
описание и детализация решения задачи на алгоритмическом языке;
переход от алгоритмических конструкций к конкретному языку программирования.
Базовый набор структур и построение алгоритмов на их основе
В теории структурного программирования алгоритм любой степени сложности можно построить с помощью основного базового набора структур:
Наиболее простой для понимания и использования является линейная структура Линейным называется алгоритм (фрагмент алгоритма), в котором отдельные предписания выполняются в естественном порядке (в порядке записи) независимо от значений исходных данных и промежуточных результатов.
Алгоритм может быть реализован на компьютере, если он содержит только элементарные предписания. Такими элементарными, т.е. не требующими детализации, можно считать следующие предписания или операции:
начало;
список данных;
ввод;
вычислительные операции, реализуемые оператором присваивания;
вывод;
конец;
Однако не любой алгоритм можно описать только линейной структурой. Часто для дальнейшей детализации используется разветвлённая структура, т.е. такая, в которой в зависимости от исходных данных или промежуточных результатов алгоритм реализуется по одному из нескольких, заранее предусмотренных направлений. Такие направления часто называются ветвления. Каждое ветвление может быть любой степени сложности, а может вообще не содержать предписаний. Выбор той или иной ветви осуществляется в зависимости от результата проверки условия с конкретными данными. В каждом случае алгоритм реализуется только по одной ветви, а выполнение других исключается.
Реализация линейных и разветвленных программ на компьютере не дает большого выигрыша во времени по сравнению, например, с использованием простого калькулятора. Реальное преимущество вычислительной машины становится очевидным лишь при решении тех задач, в которых возникает необходимость многократного повторения одних и тех же фрагментов алгоритмов.
Циклические алгоритмы реализуют выполнение некоторых операторов (групп операторов) многократно с одними и теми же или модифицированными данными.
Циклические алгоритмы часто называют циклами. В зависимости от способа организации числа повторений различают три типа циклов:
цикл-пока (цикл с заданным условием продолжения работы);
цикл-до (цикл с заданным условием окончания работы);
цикл с параметром (цикл с заданным условием повторений работы).
Структура цикла с заданным условием продолжения работы может включать в себя набор операторов различной степени сложности. При выполнении условия продолжения работы выполняется тело цикла. В случае, если же условие не выполняется, то работа циклической структуры прекращается и начинается выполнение следующей структуры.
В структуре цикл-пока предусматривается вариант, когда тело цикла ни разу не выполняется. Это возможно, когда условие, стоящее в начале цикла, сразу же не выполняется. Если на практике возникает необходимость использовать структуру, у которой тело цикла выполняется хотя бы один раз, то в этом случае применяется структура цикла-до.
При помощи такой структуры обычно составляют алгоритмы итерационных вычислительных процессов, когда для определения последующего значения переменной используется ее предыдущее значение. Выход из конструкции цикл-до осуществляется по достижении параметром требуемого значения.
Однако в рассмотренных типах циклических структур имеют один недостаток: при ошибочном задании исходных данных возможно зацикливание, в этом случае возникает ситуация, когда происходит бесконечное повторение тела цикла.
В инженерных практических задачах обычно известны начальные значения изменяемых величин, закон изменения и конечное число повторений. Переменная, изменение которой организуется в ходе реализации цикла, называется параметром цикла или управляющей переменной. Соединение линейной структуры- это алгоритм работы цикла с заданным числом повторений то есть (начало цикла), структуры цикл-пока (условие в нем заменено на противоположное) и снова линейной (последовательной) структуры в теле цикла.
Обобщая, можно сказать, что с помощью базового набора структур можно построить алгоритм любой степени сложности. Освоив принципы и средства структурной алгоритмизации, учащиеся должны уметь реализовать их на любом языке программирования. Следовательно, основной концепцией в изучении ими любого языка программирования будет являться методика перевода основных базовых структур в конструкции данного языка.
МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ ТЕМЫ «АЛГОРИТМИЗАЦИЯ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ» В КУРСЕ ИНФОРМАТИКИ И ИКТ Методика введения понятия алгоритм
Изучение темы «алгоритмизация и программирование делится на две части, это и есть само изучение алгоритмизации, а потом программирования. Во многих учебных программах рассматривают только алгоритмизацию, так как не все учителя информатики имеют должный уровень подготовки для преподавания темы «программирование» на каком - либо из языков программирования.
Базой для освоения программирования является изучение алгоритмизации, которое помогает развить у учащихся алгоритмическое мышление. Поэтому изучение алгоритмизации является важным этапом курса информатики и при преподавании этого курса учитель должен быть особенно внимателен .
Основное содержание по линии алгоритмизации в стандарте образования базового курса по информатики и ИКТ определяется через следующие понятия:
алгоритм, способы записи алгоритмов, свойства алгоритма;
исполнители алгоритмов (назначение, среда, режим работы, система команд);
компьютер - формальный исполнитель алгоритмов;
основные алгоритмические конструкции (следование, ветвление, повторение);
разбиение задачи на подзадачи и вспомогательный алгоритм;
алгоритмы работы с величинами (тип данных, ввод и вывод данных).
Изучение алгоритмизации начинается с основного понятия алгоритма. Понятие алгоритма является математическим понятиям и поэтому не может быть определено через другие, более простые понятия. Само определение алгоритма в школьных учебниках отличается большим разнообразием. Например:
В учебнике И.Г. Семакина алгоритм - последовательность команд, управляющих работой какого-либо объекта, и далее дается более строгое определение – понятное и точное предписание исполнителю выполнить конечную последовательность команд, приводящую от исходных данных к искомому результату.
В жизни дети не часто встречаются с данным понятиями дословно, но они находят применение алгоритмов в различной деятельности человека. Об этом важно сообщить детям на первом же уроке по алгоритмизации и подтвердить это примерами.
При введении понятия алгоритма, учитель должен акцентировать внимание учащихся на том, что алгоритм всегда составляется с ориентацией на исполнителя алгоритма. По моему мнению, для этого хорошо подходит определение, приведенное в учебнике Л.Л. Босовой
Так как одной из особенностей курса «Алгоритмизация и программирование» является его практическая направленность, то понятие исполнителя алгоритма рекомендуется вводить на основе практических примеров из жизни учащихся. Основным исполнителем на начальном моменте изучения темы может быть человек. Ученики сами должны выступить в роли исполнителей простых алгоритмов. В зависимости от способностей учеников класса, в котором изучается данная тема, задачи для исполнителя могут быть и сложнее: поиск корня квадратного уравнения, технология построения вписанной окружности в треугольник , и т. д.
Основной характеристикой любого исполнителя, с точки зрения управления, является система команд исполнителя (СКИ) - конечное множество команд, которые понимает исполнитель, т.е.сможет их выполнять. Для знакомства с СКИ можно дать ученикам такой алгоритм, который они сначала не смогут выполнить. После этого должно следовать закрепление изученного понятия через выполнения заданий на определение СКИ у различных исполнителей.
СКИ определяет свойство алгоритма – понятность, то есть алгоритм может включать в себя только те команды, которые входят в СКИ. Он не должен быть рассчитан на выполнение исполнителем самостоятельных решений, не предусмотренных разработчиком алгоритма.
После свойства понятности рассматривается свойство точность. Здесь можно привести несколько примеров алгоритмов, которые выполняются не точно. Например: любой кулинарный рецепт можно рассматривать как алгоритм для исполнителя - повара по приготовлению блюд. Но если одним из пунктов в нем будет написано: «Положить несколько кусочков сахара», то это пример неточной команды. Сколько кусочков? Каждый повар может это понимать по-своему, и результаты будут разными. Пример точной команды: «Положить два средних кусочка сахара».
Еще одно важное свойство, которое отражено в определении алгоритма — результативность. Оно дается так: исполнение алгоритма и, следовательно, получение искомого результата должно завершиться за конечное число шагов. Здесь под шагом понимается выполнение отдельной команды. В этом случае данное свойство отражает ситуации, когда алгоритм «зацикливается» и не дает результата. Такой алгоритм бесполезен, и учащиеся должны научиться различать эти алгоритмы.
Дискретность - еще одно свойство алгоритма. Оно заключается в том, что команды алгоритма выполняются последовательно, с точной фиксацией моментов окончания выполнения каждой команды и начала выполнения следующей. Требование последовательного выполнения команд заложено в определении алгоритма, и на данном свойстве желательно заострить внимание. Не каждый ученик сможет выделить его из определения алгоритма.
Массовость – это свойств, которое выражается в том, что алгоритм единожды применяется к любой конкретной формулировке задачи, для решения которой он разработан. От этого свойства легко перейти к понятию исходные данные. Это свойство можно назвать универсальностью алгоритма по отношению к исходным данным решаемой задачи. Оно не является необходимым свойством алгоритма, а скорее определяет качество алгоритма: универсальный алгоритм лучше неуниверсального (алгоритм решения частной задачи — тоже алгоритм!). Следует указать ученикам на то, что исполнителю всегда надо иметь исходные данные, с которыми он будет работать (деньги, продукты, детали, таблицы чисел и т.п.). Например, исполнителю, решающему задачу по математике нужна исходная числовая информация, которая всегда задаётся в условии. Если нужно найти номер телефона человека, то исходными данными будут фамилия человека, его инициалы, телефонная книга, а так же ещё и домашний адрес, так как Ивановых или Петровых с одинаковыми инициалами может оказаться в телефонной книге много.
Если все данные свойства выполняются, то исполнитель исполняет алгоритм формально. Т. е. при выполнении алгоритма , исполнитель строго следует командам и не позволяет какого творчества с его стороны. Отсюда следует вывод о возможности создания автоматических исполнителей. Таким автоматическим исполнителем по обработке информации является персональный компьютер. Ученики сами могут назвать таких автоматических исполнителей: роботы, станки с автоматическим управлением, автоматическая стиральная машина, микроволновая печь и так далее.
После того как все свойства алгоритма рассмотрены следует их закрепить через выполнение заданий. Для этого полезно рассмотреть с учениками несколько заданий следующего содержания:
дан алгоритм, формально исполнить его;
определить исполнителя и систему команд для данного вида работы;
по данной системе команд построить алгоритм;
определить необходимый набор исходных данных для решения задачи.
Для примера задачи первого типа можно использовать алгоритм игры Баше, рассматриваемый в учебниках Босовой. Правила игры состоят в следующем: в игре используются 7, 11, 15, 19 предметов. За один ход можно брать 1, 2 или 3 предмета. Проигрывает тот игрок, который берет последний предмет. Предлагается алгоритм выигрыша для первого игрока.
После того как ученики поиграли в эту игру по тем правилам, что описаны в учебнике, можно предложить им несколько заданий аналитического характера на тему игры Баше. Подобные задания могут быть предложены в качестве домашней работы.
Рассмотрим пример задания второго типа.
Задача: Описать систему команд исполнителя «Геометр», который мог бы выполнять геометрические построения с помощью инструментов циркуля и линейки.
Решение. Ученикам знаком вид задач, которые в геометрии называются задачами на построение с помощью линейки, циркуля и карандаша. Полной СКИ для исполнителя «Геометр» является следующие команды:
Провести отрезок прямой между двумя данными точками.
Установить раствор циркуля, равный длине данного отрезка.
Установить ножку циркуля в точку.
Построить окружность.
Выделить общие точки двух линий (пересечения или касания). Надо обратить внимание учеников на изложение каждой команды. Делить их на несколько более простых не имеет смысла.
При построении СКИ ученики должны решать две проблемы: элементарности команд и полноты системы команд. Система команд исполнителя называется полной, если она содержит весь минимально-необходимый список команд, которые позволяют построить любой алгоритм в том классе задач, на который исполнитель ориентирован.
От решения предыдущей задачи можно перейти к задачам третьего типа. Оставив исполнителя и СКИ тем же ученикам можно дать такую задачу: «Записать для исполнителя Геометр алгоритм построения окружности, для которой задан её диаметр отрезком АВ».
Данный переход способствует лучшему восприятию задачи, так как ученики уже знакомы с исполнителем и его СКИ.
Решение:
установить ножку циркуля в точку А ;
установить раствор циркуля, равный длине отрезка АВ ;
построить окружность установить ножку циркуля в точку В;
построить окружность;
выделить точки пересечения окружностей;
провести отрезок CD;
выделить точку пересечения отрезков АВ и CD;
установить ножку циркуля в точку О;
установить раствор циркуля, равный длине отрезка ОВ;
построить окружность.
С учащимися необходимо проанализировать данную задачу на соответствие свойствам алгоритма. Учеников следует подвести к следующему выводу: «данный алгоритм удовлетворяет всем основным свойствам: понятности, точности, конечности; благодаря чему может исполняться формально».
Задания четвертого типа относятся к проблеме постановки задач на построение алгоритмов. Для выполнения работы — решения данной задачи — необходим не только алгоритм, а также полный набор исходных данных. Это могут быть разные материальные объекты (детали для сборки устройства; продукты для приготовления блюда и пр.) или информация (числовые данные для расчетов). Например задачи на определение полного набора данных.
Задача: Определить полный набор исходных данных для вычисления времени падения кирпича с крыши дома.
Ответ: ускорение свободного падения и высота дома
Обучение методам построения алгоритмов на учебных исполнителях.
Важной целью раздела алгоритмизации является овладение учащимися структурной методикой построения алгоритмов. Традиционно применяемым дидактическим средством в алгоритмизации являются учебные исполнители алгоритмов. Достоинством этих исполнителей является: ясность для ученика решаемых задач, наглядность процесса работы в ходе выполнения программы. Как известно, дидактический принцип наглядности является одним из важнейших в процессе любого обучения
Для того чтобы ученикам было легко и удобно работать с учебными исполнителями, они должны удовлетворяет следующим условиям:
должен быть исполнитель, работающий «в обстановке»;
исполнитель должен имитировать процесс управления некоторым реальным объектом (черепахой, роботом и др.);
в системе команд исполнителя должны быть все структурные команды управления (ветвления, циклы);
исполнитель может использовать вспомогательные алгоритмы (процедуры).
Изучая работу исполнителя алгоритмов, учителю следует привести его характеристики, которые называются архитектурой исполнителя. Такими являются:
среда, в которой работает исполнитель;
его режим работы ;
СКИ;
данные, с которыми он работает.
Обучение программированию желательно организовать в ходе решения задач, подобранных в специально выстроенной последовательности, отвечающую следующими дидактическими принципами:
постепенное усложнение решаемых задач, т.е. от простого - к сложному;
новизна – каждая задача должна вносить новый элемент знаний –команду, приём программирования.
наследование, т. е. решение каждой следующей задачи, требует использования знаний, полученных при решении предыдущих.
При написании алгоритмов для учебных исполнителей используется алгоритмический язык и блок-схемы. С ними можно познакомить на одном или двух уроках, а затем продолжать изучение алгоритмизации и блок-схем совместно с построением алгоритмов на учебных исполнителях. Это поможет изучить основные алгоритмические структуры с теоретической и практической стороны.
Основное достоинство блок-схем – это наглядность представления алгоритма. Оно достигается изображением блок-схем стандартным способом – сверху вниз.
Алгоритмический язык является текстовой формой описания алгоритма, которая близка к языку программирования, но как таковым не является, и поэтому не имеет строгого синтаксиса. Для структурирования текста алгоритма на алгоритмическом языке используются строчные отступы. В этом случае соблюдается следующее правило: все конструкции одного уровня вложенности записываются на одном вертикальном уровне (отступе), а вложенные конструкции смещаются относительно внешней вправо. Это правило делает наглядной структуру алгоритма. Поэтому учителю желательно потратить определённое учебное время на формирование навыка правильной записи алгоритма.
После ознакомления с архитектурой исполнителя и способами записи алгоритмов следует приступить к решению задач, соответствующих приведенным выше дидактическим принципам. В этом случае только практическая работа на учебных исполнителях помогает освоить построение алгоритмов.
На практических уроках используются следующие виды задач:
разработка линейных алгоритмов;
разработка и использование вспомогательных алгоритмов;
разработка циклических алгоритмов;
разработка разветвленных алгоритмов ;
использование метода последовательной детализации при разработке сложных алгоритмов.
Конечно, первые задачи должны быть линейной структуры, например, в учебном исполнителе нарисовать букву.
При разборе этой задачи желательно обратить внимание учеников на два обстоятельства:
управление исполнителем для достижения поставленной цели будет происходить без обратной связи. В данном случае алгоритм будет иметь линейную структуру.
Программирование в курсе информатики и икт
В начале изучения темы следует остановиться на определении программы, а затем программирования. Программирование – это раздел информатики, изучающий вопросы разработки программного обеспечения компьютера и другой технической системы. В узком смысле под программированием понимают процесс разработки программы на одном из языков программирования. Разработку средств системного программного обеспечения и систем программирования называют системным программированием. Создание прикладных компьютерных программ принято называть прикладным программированием. По такому же принципу проводят деление программистов на системных и прикладных.
Методика изучения языков программирования достаточно хорошо разработана. Обучение программированию желательно организовать на различных языках высокого уровня, например язык Паскаль. Такой язык ориентирован на структурную методику программирования.
Для изучения языка Паскаль используется программа Pascal ABC, которая во многом упрощает процесс набора и редактирования программы. Ученикам бывает проблемно переходить от блок-схем и алгоритмического языка сразу к программированию на Pascal, так как с виду они не похожи на программы Паскаля. Так же вызывает трудность синтаксис, к которому ученики не могут привыкнуть (к постановкам скобок и запятых в правильных местах). Для того чтобы избежать данных затруднения можно изучать программирование на алгоритмическом языке. Можно использовать программу Кумир. Эта программа позволяет писать на алгоритмическом языке, а так же включает в себя графические исполнители. Поэтому ученикам будет не сложно перейти от составления программ для исполнителей к программированию.
В программе Кумир на алгоритмическом языке можно изучит весь курс программирования. Так как в нем есть работа с величинами, логическими операциями, оператором выбора, циклами, работа со строками. Одним из главных достоинств программы Кумир является, использование алгоритмического языка для написания программ. Это позволяет упростить процесс объяснения. Ученики могут просто читать написанную для примера программу и видеть, что же она будет делать. Что конечно не возможно при изучении других языков программирования, так как они основаны на английском языке.
На стадии изучения графических исполнителей желательно познакомить учащихся со средой Кумира. В начале знакомства надо лишь кратко охарактеризовать компоненты системы, отметив, что более подробно они будут рассмотрены по ходу темы.
При изложении материала следует специально обратить внимание учеников на то, что в каждом режиме работы используется определённая система команд. Для системы программирования данными являются файлы с текстами программ, содержащих исходную и конечную информацию для задачи.
В режиме редактирования обычно используется встроенный редактор, который позволяет писать текст программы. Текст также можно подготовить в любом тестовом редакторе и отрабатывать с учащимися навыки написания программ.
В режиме компиляции происходит перевод программы на машинный код. При этом идёт сбор программы из различных блоков, модулей, обычно взятых из библиотеки системы программирования. В результате компиляции создаётся объектный файл, представляющий собой часть программы на машинном языке с необходимыми внешними связями и ссылками .
В режиме исполнения происходит исполнение полученной после трансляции программы. Обычно интерпретатор (который является тем или иным типом транслятора) непосредственно сам исполняет программу на языке программирования высокого уровня.
В режиме работы с файлами выполняются обычные операции: сохранить файл, прочитать информацию из файла в оперативную память, присвоить имя файлу и вывести содержимое окна редактора на экран, а затем на печать .
В режиме помощи программист может получить подсказку на экране, как по работе с системой, так и по языку программирования.
Режим отладки всегда реализуется в современных системах программирования. В этом режиме можно производить трассировку программы (отображение результатов выполнения каждой команды), пошаговое исполнение программы, отслеживать изменение определённых величин, поиск и исправление ошибок.
Закрепление теоретического материала этой темы рекомендуется проводить на практических занятиях по написанию коротких программ в системе программирования Кумир.
После знакомства учащихся со средой программирования, можно переходить к разработке
Таким образом, базовая подготовка в области информатики относительно разделов алгоритмизации и программирования, включает рассмотренный выше круг вопросов, а освоение учебного материала обеспечивает учащимся такие возможности как:
- уяснить (на основе анализа примеров) смысл понятия алгоритма, изучить свойства алгоритма и рассмотреть возможность автоматизации деятельности человека при исполнении алгоритмов;
- освоить основные алгоритмические конструкции (цикл, ветвление, процедура) и применять их для построения алгоритмов и решения учебных задач;
- получить представление о «библиотеке алгоритмов», научиться использовать эти алгоритмы для построения более сложных алгоритмов;
- получить представление об одном из языков программирования (или учебном алгоритмическом языке) и использовать его для записи алгоритмов решения простых задач.
По окончании изучения темы учащиеся должны:
- понимать сущность понятия алгоритма, знать его основные свойства, использовать их на примерах конкретных алгоритмов;
- знать возможности автоматизации деятельности человека при применении алгоритмов;
- знать основные алгоритмические структуры и уметь применять их для построения алгоритмов;
- знать возможность применения исполнителя для решения конкретной задачи по системе команд, разрабатывать и исполнять на компьютере алгоритм для учебного исполнителя (типа «черепахи», «робот» и др.);
- записывать на учебном алгоритмическом языке (или языке программирования) алгоритм решения простой задачи;
- иметь представление о переменной как участке памяти ЭВМ;
- иметь представление о массиве как совокупности однотипных данных;
- знать характер изменения параметра в процессе выполнения цикла;
- понимать процесс выполнения программ, содержащих обращение к подпрограммам;
- знать параметры переменной (имя, тип, значение);
- знать стандартные функции, правила определения их пользователя;
- знать правила записи и порядок выполнения логических выражений;
- уметь описать форматы простейших операторов, обеспечивающих ввод данных с клавиатуры и вывод символов на экран;
- уметь описать форматы стандартных функций, типы аргументов, типы значений; определять функции пользователя, использовать их в выражениях;
- уметь описать условный оператор и алгоритм выполнения его в полном и неполном вариантах и записывать простые разветвляющиеся алгоритмы в виде программ;
- уметь описать формат операторов организации циклов и записывать простые циклические алгоритмы в виде программ;
- уметь описать формы графических операторов и использовать эти операторы для создания простых изображений;
- уметь организовывать ввод и вывод массива данных, а также различать индекс и значение массива;
- владеть простейшими приёмами отладки программ.
ПРИМЕНЕНИЕ ИГРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ ПО ПРОГРАММИРОВАНИЮ
Хороший результат при изучении раздела информатики «Алгоритмизация и программирование» дает применение игровых методов. Так, изучение структурного типа данных в виде массива происходит более успешно, если использовать прием поэтапного усложнения задачи. Например, последовательная разработка алгоритмов для задач на отыскание максимального или минимального значения, замену указанного элемента, сортировка элементов массива в указанном порядке способствует развитию алгоритмического мышления и правильной разработки алгоритма на основе уже имеющихся знаний.
Плодотворность труда учащихся на уроке зависит от выбранной формы работы. Следует комбинировать разные виды работ, например, самостоятельную и коллективную работу учеников для осуществления взаимопомощи и быстроты усвоения материала. Игра должна быть интересна и охватывать большинство или всех учащихся.
В качестве примеров приведу несколько игр, которые часто применяю на уроках.
Игра «Группа разработчиков». Игра заключается в том, что все учащиеся делятся на три группы. Каждая из групп получает задание составить алгоритм нахождения максимального или минимального значения или алгоритм, сортирующий элементы массива по возрастанию (по убыванию), или алгоритм, суммирующий элементы массива. После разработки алгоритмов группы учеников заменяют одного из своих разработчиков представителем другой группы и совмещают два составленных алгоритма. После второго обмена представителями в каждой группе должны получиться одинаковые алгоритмы, выполняющие три поставленные изначально задачи.
Игра «Улитка». Заранее готовится изображение пустого массива в виде спирали размерностью N. Поочерёдно учащиеся бросают кубики, при этом выпавшие числа последовательно записывают в ячейки массива. Когда массив будет полностью заполнен, ученики получают задание отсортировать массив в заданном порядке таким образом, чтобы каждое число повторялось в массиве только один раз.
Зависимость качественного результата совместной работы учащихся от эффективного труда каждого учащегося положительно влияет на ответственный подход группы учеников к
Таким образом, использование игровых форм в обучении основам алгоритмизации и программирования способствует повышению эффективности традиционных методов обучения за счет усиления доли исследовательских, информационно-поисковых методов работы с информацией и стимулирует познавательный интерес и творческую активность учащихся на уроке.
САМОАНАЛИЗ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Множество образовательных технологий дают возможность каждому учителю плодотворно использовать в своей работе наиболее интересные и подходящие для него методики. Новые информационные технологии дают самые широкие возможности педагогам проводить уроки интересно, творчески, активно, вовлекая в процесс обучения всех учеников, не оставляя их равнодушными к тому, что происходит на уроке. Используя такие технологии в образовательном процессе, учителя могут постоянно повышать свой профессионализм, создавать авторские уроки, реализовывать свои творческие планы, делать учебный процесс креативным и увлекательным. Считаю, что использование информационных технологий в образовательном и самообразовательном процессе является эффективным средством активизации познавательной, рефлексивной деятельности учащихся.
В своей профессиональной деятельности я ставлю цель – создание условий, способствующих развитию разносторонней личности, способной осуществлять продуктивную и осознанную деятельность по отношению к объектам окружающего мира.
В своей работе решаю следующие задачи педагогической деятельности:
формирование компьютерной грамотности у учащихся, связанной с умением целенаправленно работать с информацией и использованием средств информационно-коммуникационных технологий (ИКТ);
развитие у учащихся логического мышления, творческого и познавательного потенциала с использованием компьютерного инструментария;
реализация межпредметных связей в учебно-воспитательном процессе;
приобретение учащимися опыта сотрудничества, воспитание уважительного отношения к результатам труда других людей;
Система моей работы направлена на индивидуализацию обучения, активизацию учения, стимулирование инициативы и роста творческих возможностей. Цели и задачи занятий формулирую на основе, как нормативных требований, так и возрастных и индивидуальных особенностей обучающихся.
При подготовке к занятиям использую новейшую методическую литературу, учебники, рабочие тетради, методические рекомендации для учителя, цифровые образовательные ресурсы, расположенные на сайтах издательства БИНОМ, Единой коллекции ЦОР, дополнительную методическую литературу. пособия, соответствующие выбранному учебно-методическому комплексу:
- в 5-9 классах работаю по программам Л.Л.Босовой.
- в 10-11 классах работаю по программам и учебникам И.Г.Семакина.
При организации уроков я использую современные мультимедиа-технологии. Владение ИКТ позволяет мне использовать компьютер в разных целях:
как средство наглядности учебного процесса (презентации, моделирование),
для индивидуализации ученого процесса,
для организации коллективной и групповой работы (проекты),
как средство разработки и подготовки различных видов учебно-методического материала (поурочное планирование, методические разработки, контрольные работы, интерактивные тесты и другие виды работ).
Перед обучающимися стараюсь ставить такие задачи, в ходе решения которых они:
учатся находить нужную информацию, используя все доступные источники (учебники, словари, энциклопедии, Интернет и др.);
приобретают навыки самостоятельной творческой работы;
учатся грамотно использовать в речи информационные термины;
приобретают навыки исследовательской работы, самоконтроля.
Для повышения интереса и мотивации в учебный материал включаю современные достижения науки и компьютерной техники. Широко использую на уроках необходимое программное обеспечение и цифровые образовательные ресурсы в сочетании с интерактивной доской. При подготовке к таким урокам пользуюсь ресурсами образовательных сайтов: открытый класс, методическая копилка, единая коллекция ЦОР, Клякса и др. Владею навыками разработки интерактивных тестов в среде электронных таблиц.
Интерактивная доска - реализует один из важнейших принципов обучения – наглядность. Работая с интерактивной доской, всегда нахожусь в центре внимания, поддерживаю постоянный контакт с классом. Таким образом, интерактивная доска позволяет сэкономить драгоценное время. Используя такую доску, я сочетаю проверенные методы и приемы работы с обычной доской с набором интерактивных и мультимедийных возможностей.
Использование интерактивной доски на уроке положительно влияет на познавательную активность учеников, повышает мотивацию к изучению предмета. Все ученики, без исключения, желают выйти к доске и выполнить предложенные задания. Мне легче удерживать внимание и активность учащихся на уроке.
Перечислю способы использования интерактивной доски на моих уроках:
объяснение принципов работы с приложениями, путем выполнения действий непосредственно на доске;
проверка выполнения учащимися домашних заданий (если они были заданы для выполнения на домашнем компьютере);
защита проектов учащимися;
создание различных образов, путем "собирания” их средствами доски;
проведение самостоятельных письменных работ (диктантов, решение задач, тестов и др.) и последующая их самопроверка учащимися;
выполнение заданий на установку соответствий терминов, понятий и многое другое.
Главным признаком успешного формирования у школьников информационных компетенций, служит тот факт, что приобретенные навыки учащиеся применяют во внеклассной, общешкольной деятельности. Например, учащиеся
создают презентации портфолио учащегося;
участвуют в творческих конкурсах (школьных, муниципальных, региональных, всероссийских);
помогают учителям в создании ЭОР (поиск материала в книгах или Интернете);
При организации проектной работы с учащимися я старюсь подчинить максимальное количество этапов и заданий проекта дидактическим целям учебной работы, т.е. стараюсь, чтобы проектная работа не отвлекала учащихся от прохождения программного материала, решения необходимого круга практических задач, а также не приводила к значительному увеличению учебной нагрузки.
Работа над проектом строится следующим образом:
Вместе с учащимися определяем актуальную проблему, над которой будут работать ребята индивидуально или в группах;
Учащиеся составляют план работы, определяют объекты исследования, ищут возможные пути решения;
Выдвигаются гипотезы, систематизируются и обобщаются полученные данные из различных источников информации;
Подведение итогов работы. Ребята представляют аргументированные выводы, обрабатывают и оформляют полученные результаты, учатся решать познавательные и творческие задачи;
Подготовка защиты проекта. На этом этапе ребята самостоятельно готовят презентацию, буклет проекта с использованием компьютера;
Презентация проекта (защита): представление результата своей деятельности, способа решения проблемы, доказательство правильности решений.
Таким образом, работа школьников над проектом требует от них:
Умения самостоятельно ориентироваться в информационном пространстве, в многообразии программных продуктов;
Навыков работы с различными программными средствами, необходимыми для организации исследования, оформления проекта.
Развиваются умения учеников владеть информационной культурой и культурой коммуникации, развивается теоретическое мышление, формируются познавательные умения, умения самостоятельно решать задачи и проблемы.
При организации самостоятельной работы особое внимание уделяю созданию стройной системы учебных заданий, объединённых единой концепцией и логикой учебного курса. Творческий характер является неотъемлемой частью системы и требованием к любой задаче. Творческий характер деятельности определяется в процессе постоянного наблюдения за выполнением заданий каждым учащимся со следующих позиций: уровень мотивации учащегося; оригинальность метода решения; творческая фантазия; оригинальность оформления; уровень использования межпредметных связей; умение осуществлять самоанализ своей деятельности.
В своей профессиональной деятельности я применяю различные формы организации учебного процесса: индивидуальную и групповую. Часто на своих уроках применяю проблемные методы обучения (беседу, проблемную ситуацию, обобщение) и поисково-исследовательские методы (наблюдение, самостоятельная работа, сбор информации, проектирование). Прежде чем поставить перед обучающимися задачу, выдвинуть проблему, необходимо знать уровень развития каждого ученика, его потенциал. Для этого необходимо изучать, знать и учитывать характер и темперамент обучающегося, его темп работы, его образовательные потребности.
Приведу пример моего урока из раздела «Алгоритмизация и программирование» по теме «Решение задач на компьютере»
Залог плодотворной деятельности учителя и школы в целом во многом зависит от психологической атмосферы в коллективе. Считаю наш коллектив сплоченным, профессионально компетентным. Как учитель информатики стараюсь помочь своим коллегам в применении новых информационных технологий в учебном процессе.
В своей профессиональной деятельности я вижу больше положительных моментов, но имеются и трудности: на уроках информатики я сталкиваюсь с проблемой нерационального использования времени, отведенного на компьютерный практикум из-за нехватки рабочих мест для учащихся.
В заключение хочется добавить, что, не смотря на внедрение инновационных технологий в образовательный процесс, не стоит забывать, что на уроках должны иметь место и традиционные формы обучения, которые помогают также добиться хороших результатов. Учитель должен уметь комбинировать элементы всех форм, методов, технологий и приемов обучения, как современных, новых, так и традиционных, для достижения главной цели – научить ребенка учиться жить.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Современный этап развития общества характеризуется внедрением информационных технологий во все сферы человеческой деятельности. Новые и современные информационные технологии оказывают важное влияние и на сферу образования. Все фундаментальные изменения в системе образования вызваны новым пониманием целей, образовательных ценностей, а также необходимостью перехода к непрерывному образованию, разработкой и использованием новых технологий обучения, связанных с оптимальным построением и реализацией учебного процесса с учетом гарантированного достижения дидактических целей.
Поскольку важной составляющей интеллектуального развития человека является именно алгоритмическое мышление, то обучение решению стандартных алгоритмических задач является первичной целью школьного образования на разных ступенях изучения информатики.
Были рассмотрены методы построения и использования алгоритмов при решении стандартных задач из раздела «Основы алгоритмизации и программирование» на примере учебных задач по работе со структурным типом данных массив. Так как разнообразие способов и форм построения работы на уроке способствует упрощению громоздкой и однообразной работы при решении стандартных задач.
Создание игровых моментов, которые можно применять при решении задач из раздела «Основы алгоритмизации и программирования», направлено на мотивацию и повышение эффективности работы на уроках информатики, а также качественному повышению уровня умений учащихся, опираясь на их познавательный интерес. Применение готовы и разработанных игровых моментов при решении задач на использование структурного типа данных массив позволит осуществить детальный разбор алгоритмов по шагам с пояснением работы команд самими учащимися. Дальнейшее использование правильно разработанных алгоритмов способствует сделать работу учащихся целенаправленной и мотивированной.
Таким образом, поиск новых методов организации работы учащихся на уроке является одним из способов повышения эффективности урока как важной составляющей образовательного процесса. Применение и использование игровых моментов является синтезом классических способов построения урока и внедрением новых нестандартных форм деятельности учащихся на уроке информатики.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Бочкин, А.И. Методика преподавания информатики / А.И. Бочкин. – Минск: Выш. школа, 2016. – 431 с.
Еремин, О.Ф. Методическое пособие по программированию на языке Pascal ABC / О. Ф. Еремин. – М.: Моздок, 2016. – 49 с.
Заборовский, Г.А. Информатика: уч. пособие для 9-го кл. / Г. А. Заборовский, А.И. Лапо, А.Е. Пупцев. – Минск: Нар. Асвета, 2015. – 191 с.
Лапчик, М.П. Методика преподавания информатики / М. П. Лапчик, И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер. – М.: Изд. центр «Академия», 2011. – 624 с.
Малев, В.В. Общая методика преподавания информатики / В. В. Малев. – Воронеж: ВГПУ, 2017. – 271 с.
Миняйлова, Е.Л. Информатика: 9 класс: учебный курс / Е. Л. Миняйлова, Д. А. Вербовиков, Н. Р. Коледа. – Минск: Аверсэв, 2014. – 172 с.
101
192 105 
