Изучении темы «Элементы программирования» в базовом курсе информатики

Достаточно хорошо известна методика изучения языков программирования с целью практического их освоения. Эта методика опирается на структуру  самого объекта изучения — языка  программирования.

Языки программирования делятся на две группы:

• машинно-ориентированные: Автокоды, Ассемблеры;

• языки программирования высокого уровня (ЯПВУ).

В настоящее время  практически все программисты пользуются языками высокого уровня. Даже такие  системные программные продукты, как трансляторы, операционные системы и др., составляются на языках высокого уровня (обычно для этого используют язык Си).

На любом языке программирования алгоритм решения задачи представляется через совокупность команд. Что такое  команда на машинном языке, демонстрируется на примерах учебных компьютеров. В ЯПВУ одна команда определяет уже не одну операцию процессора, а, в общем случае, множество. Поэтому к командам ЯПВУ более подходит термин «оператор».

Важнейшим оператором является оператор присваивания. В ЯПВУ оператор присваивания записывается практически так же, как в алгоритмическом языке команда присваивания.

В ЯПВУ одним оператором представляются целые алгоритмические  структуры: ветвление, цикл. Правда, такое  есть не во всех языках (например, нет  в стандартном Бейсике). Языки, в которых имеются структурные операторы, принято называть структурными языками. К их числу относятся Паскаль и Си.

Изучение языков программирования высокого уровня в базовом курсе  должно носить только ознакомительный  характер. Но использовать для этого какой-то учебный язык, учебную систему программирования, совсем не обязательно. Реальные ЯПВУ можно изучать с разной степенью подробности. Освоение же работы в современных системах программирования на таких языках не вызывает больших затруднений.

Наиболее целесообразно  для начального знакомства с языками  программирования использовать язык Паскаль. Язык Паскаль был создан в 1971 г. Никлаусом  Виртом как учебный язык. Основной принцип, заложенный в нем, — это  поддержка структурной методики программирования. Этот же принцип лежит в основе учебного алгоритмического языка (АЯ). По сути дела, расхождение между АЯ и Паскалем состоит в следующем: АЯ — русскоязычный, Паскаль — англоязычный; синтаксис Паскаля определен строго и однозначно в отличие от сравнительно свободного синтаксиса АЯ.

Конечно, учитель может  выбрать и язык Бейсик из-за привычки к нему или при отсутствии системы  программирования на Паскале. Но в этом случае возникают серьезные методические проблемы: как аккуратно отразить концепцию типов данных и структурную методику программирования на Бейсике? В принципе, известно, как это делать, но для неопытного учителя это может оказаться проблемой.

Поскольку в базовом  курсе ставится только лишь цель первоначального  знакомства с программированием, то строгого описания языка программирования не требуется. Основной используемый метод — демонстрация языка на примерах простых программ с краткими комментариями. Некоторые понятия достаточно воспринять ученикам на «интуитивном» уровне. Наглядность такого языка, как Паскаль, облегчает это восприятие. Кроме того, пониманию помогает аналогия между Паскалем и русскоязычным алгоритмическим языком. Для выполнения учениками несложных самостоятельных заданий достаточно действовать методом «по образцу».

Учитель может задуматься над проблемой: как лучше связать изучение методов построения алгоритмов работы с величинами и языка программирования. Здесь возможны два варианта:

1) сначала рассматриваются  всевозможные алгоритмы, для описания  которых используются блок-схемы  и АЯ, а затем — правила языка программирования, способы перевода уже построенных алгоритмов в программу на этом языке;

2) алгоритмизация и  язык программирования осваиваются  параллельно.

В учебнике [15] используется первый подход, в учебниках [6, 12] использован второй подход. В курсе А.Г.Кушниренко [14] учебный алгоритмический язык доведен до уровня языка программирования, реализованного в системе КуМир. В этом случае алгоритмизация и программирование осуществляются в единой языковой среде.

Опыт показывает, что теоретическое изучение алгоритмизации и программирования, оторванное от практики, малоэффективно. Желательно, чтобы ученики как можно раньше получили возможность проверять правильность своих алгоритмов, работая на компьютере. А для этого им нужно знакомиться с языком программирования, осваивать приемы работы в системе программирования. Метод последовательного изучения алгоритмизации и языка программирования приемлем лишь в «без машинном» варианте.

Даже при использовании  компьютера, на первом этапе рекомендуется не отказываться от ручной трассировки алгоритма. Этот прием помогает ученикам «почувствовать» процесс исполнения, увидеть свои ошибки, допущенные в алгоритме. Когда же они станут более опытными программистами, например, осваивая профильный курс программирования в старших классах, тогда можно будет отказаться от ручной трассировки.

Обучение программированию должно проводиться на примерах типовых  задач с постепенным усложнением  структуры алгоритмов. По признаку алгоритмической структуры их можно  классифицировать так:

• линейные алгоритмы: вычисления по формулам, всевозможные пересылки  значений переменных;

• ветвящиеся алгоритмы: поиск наибольшего или наименьшего  значений из нескольких данных; сортировка двух-трех значений; диалог с ветвлениями;

• циклические алгоритмы: вычисление сумм и произведений числовых последовательностей, циклический ввод данных с последовательной обработкой.

Такая последовательность задач рассматривается в учебнике [6] и предлагается в списке заданий  для самостоятельного выполнения.

Таким образом, содержание базового курса информатики соответствует стандарту образования по информатике и ИКТ. Приведении предмета «Информатика и ИКТ» учитель должен руководствоваться принципами: принцип инвариантности

- Демонстрация. Используя демонстрационный экран, учитель показывает различные учебные элементы содержания курса (новые объекты языка, фрагменты программ, схемы, тексты и т.п.).

- Лабораторная работа (фронтальная).

- Практикум (или учебно-исследовательская практика).

Тема «Основы программирования» включает в себя следующие основные вопросы:

1. Методика обучения структурному программированию

2. Требования к знаниям и умениям учащихся

3. Тематическое планирование курсов программирования на Паскале

4. Методика обучения объектно-ориентированному программированию

5. Требования к знаниям и умениям учащихся

6. Тематическое планирование курсов объектно-ориентированного программирования

7. Методика обучения логическому программированию

8. Требования к знаниям и умениям учащихся

9. Тематическое планирование курсов логического программирования

10. Лабораторный практикум

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Важнейшим эффектом и  необходимым условием информатизации школьного образования является формирование у учащихся способности  решать возникающие информационные задачи. Этому способствует огромное количество интересных заданий, которые  можно собрать в рабочую тетрадь.

В ходе выполнения выпускной  квалификационной работы были решены все поставленные задачи:

1. В ходе подготовки и выполнения выпускной квалификационной работы была изучена и проанализирована литература методического и специального содержания. Особенности изучения информатики в 9 классе и 2 пункт 1 главы раскрыты в пособии Л. Босовой «Уроки информатики в 7-9 классах». Проблема методической работы с рабочей тетрадью по информатике представлена в немногих источниках. Большой интерес  представляет  учебник – «Методика преподавания информатики», под общей редакцией М. П. Лапчика. В этом пособии широко раскрыты методические особенности изучения темы «Элементы программирования» в базовом курсе информатики. Мною было изучено содержание базового курса информатики и методические рекомендации по изучению темы: «Элементы программирования».

2. Изучены особенности использования рабочей тетради по информатике. Работа учащихся над определениями формируемых понятий, рассмотрение конструкции изучаемого устройства задают ориентировочную основу деятельности; построение графиков, диаграмм, проведение операций над формулами формируют исполнительские действия. Здесь следует отметить, что единая логика представления учебной информации, единый алгоритм операционной деятельности учащихся во всей рабочей тетради на протяжении всего изучения учебного предмета переходят в метод учебной работы.

3. В процессе выполнения работы были изучены особенности темы «Элементы программирования». Наибольшее количество существующих языков программирования относятся к линии процедурной парадигмы. Поэтому чаще всего в учебных заведениях изучается процедурное программирование. А наиболее часто изучаемыми в школе языками программирования являются Паскаль и Бейсик. В дальнейшем под словом «программирование» будет подразумеваться именно процедурная парадигма.

Процесс изучения и практического  освоения программирования можно разделить  на три части:

• изучение методов построения вычислительных алгоритмов;

• изучение языка программирования;

• изучение и практическое освоение определенной системы программирования.

Эта структура отражена в пособии Лапчика. Здесь и в дальнейшем термин «вычислительные алгоритмы» будет пониматься в самом широком смысле — как алгоритмы работы с величинами любых типов, ориентированные на исполнителя — ЭВМ.

3. Разработана рабочая тетрадь по информатике по курсу Семакина И.Г. Она имеет следующее содержание

Введение …………………………………...……………………………….………	4
Стандартные типы данных и  выражения ...…………………………………...	5
1.1 Задания …..……………………………………………………………….……..	5
1.2 Самостоятельная работа .……………………………………………….……...	8
1.3 Вариант 1...…………………………………………….………………………..	8
1.4 Вариант 2 .…………………………………………….………………………...	9
Линейные структуры ………………..…………………………………………..	9
2.1 Задания………………………...………………………………………………...	9
2.2 Самостоятельная работа ...……………………………………………………..	13
2.3 Вариант 1 ………………..……………………………………………………...	13
2.4 Вариант 2 …………………………………………………………………..…...	13
Разветвляющиеся структуры………………………………………………..…	13
3.1 Задания………………………………………………………………………..…	13
3.2 Самостоятельная работа ……………………………………………………….	18
3.3 Вариант 1 ……………………………………………………………………….	18
3.4 Вариант 2 …………………………………………………………………….....	18
Циклические структуры……………………………………………………..…	19
4.1 Задания………………………………………………………………………..…	19
4.2 Самостоятельная работа …………………………………………………...…..	25
4.3 Вариант 1 ………………………………………………………………..……...	25
4.4 Вариант 2 …………………………………………………………………….....	25
Подпрограммы. Процедуры и функции.…………………………………... …	26
5.1 Задания………………………………………………………………………..…	26
5.2 Самостоятельная работа …………………………………………………...…..	27
5.3 Вариант 1 …………………………………………………………………….....	27
5.4 Вариант 2 …………………………………………………………………..…...	28
Массивы одномерные……………………………………………………..……	29
6.1 Задания……………………………………………………………………..……	29
6.2 Самостоятельная работа …………………………………………………...…..	31
6.3 Вариант 1 …………………………………………………………………..…...	31
6.4 Вариант 2 …………………………………………………………………….....	32
Массивы двумерные ………………………………………………………..….	32
7.1 Задания …..…………………………………………………………………...…	32
7.2 Самостоятельная работа  ..……………………………………………………..	36
7.3 Вариант 1 …..…………………………………………………………………...	36
7.4 Вариант 2 ………………………..……………………………………………...	36
Список использованных источников ..……………………………………………	37

 

4. Задания направлены на изучение основ программирования.

 Таким образом,  разработка рабочей тетради является  вполне современным способом  ведения учебного процесса. Несомненные  преимущества налицо: проверка усвоения  материала, контроль мыслительной  деятельности учащихся, проверка полученных знаний, сами уроки проходят более разнообразно, а как следствие этого повышенный интерес аудитории, возможность исправлять ошибки в момент, когда они делаются.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

 

1. Абрамов С.А., Антипов  И.Н. Программирование на упрощенном Алголе. - М.: Наука, 1978.

2. Алгебра-8: Учеб. пособие  для сред. шк. — М.: Просвещение, 1974, 1979, 1982.

3. Антипов И.Н. Абстрактная  модель ЭВМ для безмашинного  обучения элементам программирования // Новые исследования в педагогических науках. - 1975. - № 12 (XXVI).

4. Антипов И.Н. Алгоритмический  язык АЛГОЛ-60. — М.: Просвещение, 1975.

5. Антипов И.Н. Программирование: Учеб. пособие по факультативному  курсу для учащихся VIII—IX кл. — М.: Просвещение, 1976.

6. Антипов И.Н. Учебная модель ЭВМ // Математика в школе. — 1977. — № 3.

7. Антипов И.Н., ШварцбурдЛ. С. О символике школьного курса  математики с точки зрения  программирования // Математика в  школе. — 1975. - № 6.

8. Велихов Е. П. Новая  информационная технология в  школе // ИНФО. — 1986.-№1.

9. Виленкин Н.Я., Блох  А.Я. Изучение дискретной математики  в школе // Математика в школе.  — 1977. — № 6.

10. Гейтс Билл. Дорога  в будущее: Пер. с англ. —  М.: Изд. отд. «Русская редакция»  ТОО «Channel Trading Ltd.», 1996.

11. Гиглавый А.В., Згут М.А., Кравчук Т.П. Учим работать с ЭВМ (из опыта работы первого межшкольного учебно-производ. комб. вычислительной техники Октябрьского р-на г. Москвы): Пособие для учителя. — М.: Просвещение, 1984.

12. Гутер Р. С., Овчинский  Б.В., Резниковский П. Т. Программирование и вычислительная математика. — М.: Просвещение, 1965.

13. Дашевский Л. Я., Шкабара  Е.А. Как это начиналось. — М.: Знание, 1981.

14. Ершов А. П. Программирование  — вторая грамотность. — Новосибирск, 1981. (Препринт / АН СССР, Сиб. отд. ВЦ; 293).

15. ЕршовА.П., Звенигородский Г.А. Информатика//ИНФО.— 1987.— № 3.

16. Ершов А. П., Звенигородский Т.А. Зачем надо уметь программировать // Квант. - 1979. - № 9.

17. Ершов А.П., Звенигородский Г.А., Первин Ю.А. Школьная информатика (концепции, состояние, перспективы). — Новосибирск, 1979. (Препринт / АН СССР. Сиб. отд-ние ВЦ; 152 с.).