Открытый урок "Структурное программирование"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«КУРСАВСКИЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ «ИНТЕГРАЛ»

Методическая разработка

по МДК 01.02 «Прикладное программирование»

открытого урока на тему

«Структурное программирование»

по специальности 09.02.03 «Программирование в компьютерных системах» в рамках дисцилины «Основы программмирования»

с. Курсавка

2017 г.

Методическая разработка предназначена для подготовки обучающихся по специальности 09.02.03 «Программирование в компьютерных системах» в рамках дисцилины МДК 01.02 «Прикладное программирование»

Организация-разработчик: ГБПОУ «Курсавский региональный колледж «Интеграл»

Разработчик: преподаватель К.Б.Сыроватский

Рассмотрена, утверждена и рекомендована к применению на заседании методического Совета ГБПОУ «Интеграл»

Протокол №_____ от «___»__________2017 г.

Председатель М.А.Уманская

357070, Ставропольский край,

Андроповский район,

с. Курсавка, ул. Титова, 15,

«Курсавский региональный колледж «Интеграл»

тел. 6-39-82, 6-39-79

kurs [email protected]

Пояснительная записка

Изучение программирования связано с развитием целого ряда таких умений и навыков, которые носят интеллектуальный характер и формирование которых – одна из приоритетных задач при подготовке будущих программистов. Изучение программирования развивает мышление студентов, способствует формированию у них многих приемов умственной деятельности. Поэтому не использовать действительно большие возможности программирования для развития мышления студентов, формирования многих общеучебных, интеллектуальных умений и навыков было бы, наверное, неправильно.

Изучая программирование на С#, обучаемые прочнее усваивают основы алгоритмизации, приобщаются к алгоритмической культуре, познают азы профессии программиста.

На данном занятии проводится работа по приобретению новых и закреплению знаний студентов по теме «Структурное программирование».

Система задач и упражнений подобрана так, чтобы каждая следующая задача была достаточно похожа на предыдущую, доступна для решения и в то же время несла элемент новизны, поднимала на приобретаемые знания на новый уровень.

На занятии использованы личностно-ориентированная и практико-ориентированная технология обучения.

Методика проведения мероприятия:

Урок проводится согласно тематического планирования вместе с обучающимися четвертого курса по специальности 09.02.0 «Программирование в компьютерных системах» в группе ПР-49 (25 человек), из которых 5 человека свободно усваивают учебный материал, умеют выделить главное, легко переносят знания в новые ситуации, 12 человек усваивают новый материал после определеннного объема тренировочной работы.

В начале урока проводится конкурс шпаргалок: повторение материала предыдущих тем. Сформированные знания предыдущих тем являются важными для усвоения материала урока. Необходимо акцентировать внимание обучающихся на взаимосвязи тем.

После проведения опроса следует объяснение нового материала с применением презентации и пояснениями на примерах.

Практическая часть урока проводится с малыми группами (конкурс рекламы). Перед проведением практической части проводится инструктаж (последовательность выполнения работы, форма оценивания).

Практическая работа состоит из одного задания. Обучающиеся должны презентовать выбранную технологию программирования.

Приложение 1.

План урока

По дисциплине: МДК 01.02 «Прикладное программирование»

Урок разработал: Сыроватский К.Б.

Группы ПР49 4 курс

Продолжительность занятия: 1 урок (45 мин)

Тема: «Структурное программирование»

Тип занятия: Урок изучения и первичного закрепления новых знаний. Объяснительно-демонстрационный.

Методы обучения: опрос, объяснение нового материала с примерами, практическая работа с элементами игры.

Форма организации учебной работы: фронтальная и коллективная (по группам)

Учебно – методическое оснащение: презентация «Работа со строковыми переменными», раздаточный материал (памятки по процедурам и функциям, карточки на практические задания по группам.

Материально-техническое оснащение: доска, компьютеры. Компьютерная презентация.

Цель: Организовать деятельность обучающихся на усвоение нового материала и создать условия для самостоятельного применения студентами комплексных знаний и способов деятельности.

Задачи:

1. Образовательная –

• способствовать формированию понятия облачные технологии, ООП, системный эффект, подсистема, модуль;

• дать представление о том, что такое ООП, облако.

1. Воспитательная –

• формировать и развивать у обучающихся познавательные интересы;

• воспитание чувства уверенности в себе и своих знаниях, чувства ответственности за результаты своего труда;

• формировать навыки коллективной работы. 

• воспитать у обучающихся сознательное отношение к предмету; воспитание аккуратности, дисциплинированности, внимательности у обучающихся;

1. Развивающая –

• развивать представление обучающихся о важности системного мышления в современной науке;

• развивать навык быстрой организации применения полученных знаний в различных ситуациях.

1. Здоровье сберегающие технологии: учитывая физиологические и психологические особенности обучающихся, способствовать охране их здоровья.

2. Методическая – создание условий для проявления познавательной активности обучающихся.

Формируемые компетенции:

ПК 1.1. Выполнять разработку спецификаций отдельных компонент.

ПК 1.2. Осуществлять разработку кода программного продукта на основе готовых спецификаций на уровне модуля.

ПК 1.4. Выполнять тестирование программных модулей.

ПК 1.6. Разрабатывать компоненты проектной и технической документации с использованием графических языков спецификаций.

Ход урока

I. Организационный момент (5 мин.)

1. Приветствие. Подготовка обучающихся к уроку.

Проверка по списку.

2. Диалог. Сообщение темы и цели урока.

II Основная часть урока. (25 мин.)

Актуализация знаний:

Конкурс шпаргалок

   Изучение нового материала:

Метод ДЖИГСО

Группа 1

Структурное программирование — методология разработки программного обеспечения, в основе которой лежит представление программы в виде иерархической структуры блоков. Предложена в 70-х годах XX века Э. Дейкстрой, разработана и дополнена Н. Виртом.

В соответствии с данной методологией

Любая программа представляет собой структуру, построенную из трёх типов базовых конструкций:

• последовательное исполнение — однократное выполнение операций в том порядке, в котором они записаны в тексте программы;

• ветвление — однократное выполнение одной из двух или более операций, в зависимости от выполнения некоторого заданного условия;

• цикл — многократное исполнение одной и той же операции до тех пор, пока выполняется некоторое заданное условие (условие продолжения цикла).

В программе базовые конструкции могут быть вложены друг в друга произвольным образом, но никаких других средств управления последовательностью выполнения операций не предусматривается.

1. Повторяющиеся фрагменты программы (либо не повторяющиеся, но представляющие собой логически целостные вычислительные блоки) могут оформляться в виде т. н. подпрограмм (процедур или функций). В этом случае в тексте основной программы, вместо помещённого в подпрограмму фрагмента, вставляется инструкция вызова подпрограммы. При выполнении такой инструкции выполняется вызванная подпрограмма, после чего исполнение программы продолжается с инструкции, следующей за командой вызова подпрограммы.

2. Разработка программы ведётся пошагово, методом «сверху вниз».

Сначала пишется текст основной программы, в котором, вместо каждого связного логического фрагмента текста, вставляется вызов подпрограммы, которая будет выполнять этот фрагмент. Вместо настоящих, работающих подпрограмм, в программу вставляются «заглушки», которые ничего не делают. Полученная программа проверяется и отлаживается. После того, как программист убедится, что подпрограммы вызываются в правильной последовательности (то есть общая структура программы верна), подпрограммы-заглушки последовательно заменяются на реально работающие, причём разработка каждой подпрограммы ведётся тем же методом, что и основной программы. Разработка заканчивается тогда, когда не останется ни одной «затычки», которая не была бы удалена. Такая последовательность гарантирует, что на каждом этапе разработки программист одновременно имеет дело с обозримым и понятным ему множеством фрагментов, и может быть уверен, что общая структура всех более высоких уровней программы верна. При сопровождении и внесении изменений в программу выясняется, в какие именно процедуры нужно внести изменения, и они вносятся, не затрагивая части программы, непосредственно не связанные с ними. Это позволяет гарантировать, что при внесении изменений и исправлении ошибок не выйдет из строя какая-то часть программы, находящаяся в данный момент вне зоны внимания программиста.

Модульность в языках программирования — принцип, согласно которому программное средство (ПС, программа, библиотека, веб-приложение и др.) разделяется на отдельные именованные сущности, называемые модулями. Модульность часто является средством упрощения задачи проектирования ПС и распределения процесса разработки ПС между группами разработчиков. При разбиении ПС на модули для каждого модуля указывается реализуемая им функциональность, а также связи с другими модулями.

Роль модулей могут играть структуры данных, библиотеки функций, классы, сервисы и др. программные единицы, реализующие некоторую функциональность и предоставляющие интерфейс к ней.

Группа 2

ООП возникло в результате развития идеологии процедурного программирования, где данные и подпрограммы (процедуры, функции) их обработки формально не связаны. Для дальнейшего развития объектно-ориентированного программирования часто большое значение имеют понятия события (так называемое событийно-ориентированное программирование) и компонента (компонентное программирование, КОП).

Взаимодействие объектов происходит посредством сообщений. Результатом дальнейшего развития ООП, по-видимому, будет агентно-ориентированое программирование, где агенты — независимые части кода на уровне выполнения. Взаимодействие агентов происходит посредством изменения среды, в которой они находятся.

Языковые конструкции, конструктивно не относящиеся непосредственно к объектам, но сопутствующие им для их безопасной (исключительные ситуации, проверки) и эффективной работы, инкапсулируются от них в аспекты (в аспектно-ориентированном программировании). Программирование расширяет понятие объекта посредством обеспечения более унифицированного и независимого взаимодействия объектов. Может являться переходной стадией между ООП и агентным программированием в части самостоятельного их взаимодействия.

Первым языком программирования, в котором были предложены принципы объектной ориентированности, была Симула. В момент его появления в 1967 году в нём были предложены революционные идеи: объекты, классы, виртуальные методы и др., однако это всё не было воспринято современниками как нечто грандиозное. Тем не менее, большинство концепций были развиты Аланом Кэем и Дэном Ингаллсом в языке Smalltalk. Именно он стал первым широко распространённым объектно-ориентированным языком программирования.

В настоящее время количество прикладных языков программирования (список языков), реализующих объектно-ориентированную парадигму, является наибольшим по отношению к другим парадигмам. В области системного программирования до сих пор применяется парадигма процедурного программирования, и общепринятым языком программирования является Cи. При взаимодействии системного и прикладного уровней операционных систем заметное влияние стали оказывать языки объектно-ориентированного программирования. Например, одной из наиболее распространённых библиотек мультиплатформенного программирования является объектно-ориентированная библиотека Qt, написанная на языке C++.

Группа 3

Облачные вычисления (англ. cloud computing), в информатике — это модель обеспечения повсеместного и удобного сетевого доступа по требованию к общему пулу (англ. pool) конфигурируемых вычислительных ресурсов (например, сетям передачи данных, серверам, устройствам хранения данных, приложениям и сервисам — как вместе, так и по отдельности), которые могут быть оперативно предоставлены и освобождены с минимальными эксплуатационными затратами и/или обращениями к провайдеру. 

Потребители облачных вычислений могут значительно уменьшить расходы на инфраструктуру информационных технологий (в краткосрочном и среднесрочном планах) и гибко реагировать на изменения вычислительных потребностей, используя свойства вычислительной эластичности (англ. elastic computing) облачных услуг.

По оценке IDC рынок публичных облачных вычислений в 2009 году составил $17 млрд — около 5 % от всего рынка информационных технологий.

Национальным институтом стандартов и технологий США зафиксированы следующие обязательные характеристики облачных вычислений:

• Самообслуживание по требованию (англ. self service on demand), потребитель самостоятельно определяет и изменяет вычислительные потребности, такие как серверное время, скорости доступа и обработки данных, объём хранимых данных без взаимодействия с представителем поставщика услуг;

• Универсальный доступ по сети, услуги доступны потребителям по сети передачи данных вне зависимости от используемого терминального устройства;

• Объединение ресурсов (англ. resource pooling), поставщик услуг объединяет ресурсы для обслуживания большого числа потребителей в единый пул для динамического перераспределения мощностей между потребителями в условиях постоянного изменения спроса на мощности; при этом потребители контролируют только основные параметры услуги (например, объём данных, скорость доступа), но фактическое распределение ресурсов, предоставляемых потребителю, осуществляет поставщик (в некоторых случаях потребители всё-таки могут управлять некоторыми физическими параметрами перераспределения, например, указывать желаемый центр обработки данных из соображений географической близости);

• Эластичность, услуги могут быть предоставлены, расширены, сужены в любой момент времени, без дополнительных издержек на взаимодействие с поставщиком, как правило, в автоматическом режиме;

• Учёт потребления, поставщик услуг автоматически исчисляет потреблённые ресурсы на определённом уровне абстракции (например, объём хранимых данных, пропускная способность, количество пользователей, количество транзакций), и на основе этих данных оценивает объём предоставленных потребителям услуг.

С точки зрения поставщика, благодаря объединению ресурсов и непостоянному характеру потребления со стороны потребителей, облачные вычисления позволяют экономить на масштабах, используя меньшие аппаратные ресурсы, чем требовались бы при выделенных аппаратных мощностях для каждого потребителя, а за счёт автоматизации процедур модификации выделения ресурсов существенно снижаются затраты на абонентское обслуживание.

С точки зрения потребителя, эти характеристики позволяют получить услуги с высоким уровнем доступности (англ. high availability) и низкими рисками неработоспособности, обеспечить быстрое масштабирование вычислительной системы благодаря эластичности без необходимости создания, обслуживания и модернизации собственной аппаратной инфраструктуры.

Удобство и универсальность доступа обеспечивается широкой доступностью услуг и поддержкой различного класса терминальных устройств (персональных компьютеров, мобильных телефонов, интернет-планшетов).

Закрепление нового материала

Конкурс рекламы. Обучающиеся по группам должны презентовать свою технологию программирования

III. Заключительная часть (15 мин)

Подведение итогов

Обучающиеся оценивают рекламу других групп по листу взаимооценки

Лист взаимооценки

Команда _______________               Дата _______

Рефлексия: На листках обучающиеся пишут мнение об уроке анонимно.

Домашнее задание.

Подведение итогов урока, выставление оценок.

Учебно-методическое обеспечение:

1. Барышева И.В., Городецкий С.Ю., Гергель В.П., Гришагин В.А., Кастосов И.В., Кулакова А.П. Информатика: от школы к вузу. По материалам конкурсных экзаменов в ННГУ. - Н.Новгород: ННГУ, 2015.

2. Барышева И.В., Городецкий С.Ю., Громницкий В.С., Малыженков В.И., Маркина М.В. Задачи по информатике. / По материалам выпускных экзаменов подготовительного факультета и вступительных экзаменов в ННГУ в 2004 году. - Н.Новгород: ННГУ, 2014.

3. Гришагин В.А., Карпенко С.Н. Контрольные задания по информатике для учащихся подготовительных курсов. - Н.Новгород: ННГУ, 2012.

4. Гуденко Д.А., Петроченко Д.В. Сборник задач по программированию. -СПб.: Питер, 2013.

5. Зеленяк О.П. Практикум программирования на Тuгbo Раsсаl. Задачи, алгоритмы и решения. - К.: ДиаСофт, 2014.