Статья в соответствие с примерной рабочей программой общего образования по информатике и икт, «одним из важнейших понятий курса информатики и информационных технологий основной школы является понятие алгоритма»




Скачать 79.24 Kb.
НазваниеСтатья в соответствие с примерной рабочей программой общего образования по информатике и икт, «одним из важнейших понятий курса информатики и информационных технологий основной школы является понятие алгоритма»
Дата11.03.2013
Размер79.24 Kb.
ТипСтатья
Применение программ-тренажеров в обучении программированию

Якименко Ольга Викторовна (yakimenkoov@tspu.edu.ru)

Томский государственный педагогический университет (ТГПУ), кафедра информатики


Аннотация

В статье рассматриваются проблемы, связанные с обучением программированию в средней общеобразовательной школе, влияющие на понижение уровня обучения учащихся. Авторами предложен метод повышения качества усвоения материала, который основан на использовании при обучении программированию обучающих программ – тренажеров, а именно web-визуализаторов. Рассмотрено тематическое наполнение линии алгоритмизации и программирования; сформирован комплект web-визуализаторов, отвечающий требованиям базового уровня средней школы; предложен комплект web-визуализаторов для профильного курса информатики, ориентированного на углубленное изучение программирования.


Use of Computer Tutors in Teaching Programming

Olga V. Yakimenko (yakimenkoov@tspu.edu.ru)

Tomsk State Pedagogical University, Tomsk


Abstract

Teaching programming in secondary comprehensive school issues that cause the lowering of students’ knowledge level are considered. The authors suggest a method to raise the quality of learning the material. The method is based on the use of computer tutors in classroom instruction, namely web-visualizers (which are web applications demonstrating the way algorithms work). Thematic filling of the algorithmization and programming line is examined; a set of web- visualizers which meets the requirements of the basic level of secondary education is formed; a set of web visualizers for computer science as a profile course aimed at advanced study of the theory and practice of programming is proposed.


Статья

В соответствие с примерной рабочей программой общего образования по информатике и ИКТ, «одним из важнейших понятий курса информатики и информационных технологий основной школы является понятие алгоритма» [1]. Соответственно, обучение алгоритмизации и программированию, т.е. способам реализации алгоритмов на ЭВМ, является одним из основных компонентов школьного курса информатики.

При этом по оценке ряда специалистов, ситуация, сложившаяся вокруг преподавания программирования в школе, является проблемной. «Нынешнее положение курса алгоритмизации и программирования в школе можно назвать незавидным. Тенденция к его сокращению вплоть до полного вытеснения явно прослеживается не только в периодически публикуемых программах различных авторов, но и в отдельных инструктивно-методических документах»[2].

Обратим внимание и на содержательный аспект. В настоящее время существуют три наиболее распространенных подхода к преподаванию программирования:

  • Преподавание программирования как теоретической дисциплины без привязки к конкретным языкам и системам;

  • 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 (такие языки можно назвать стандартными).

Наиболее приемлемым для общеобразовательной школы, где курс информатики преподается в 8-11 классах, 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 [3]. При этом все же, следует, как можно больше внимания уделять именно самим алгоритмам, в этом случае ученику в будущем будет легче перейти с одного языка программирования на другой.

Проанализируем государственные нормативные документы [4,5,6]. Федеральный базисный учебный план для образовательных учреждений РФ отводит 105 часов для обязательного изучения информатики и информационных технологий на ступени основного общего образования и 70 часов на ступени полного общего образования. На алгоритмизацию и программирование отводится около 19 часов. В случае профильного изучения информатики ситуация значительно улучшается. Федеральный базисный учебный план отводит 280 часов для обязательного изучения информатики и информационных технологий на ступени среднего общего образования, то есть по 140 учебных часов на каждый год обучения. Как мы видим, на изучение раздела программирования отводиться недостаточное количество времени, это приводит к тому, что изучение некоторых тем проходит поверхностно, а некоторые исключаются вовсе.

Следует обратить внимание, и на затруднение в освоении алгоритмизации и программирования у значительной части учащихся. Данная тема, и с точки зрения учителей, и с точки зрения учеников, является сложнейшей в рамках учебного предмета. К сожалению, необходимо отметить и низкий уровень квалификации многих учителей информатики, что не способствует качественному освоению предмета.

С нашей точки зрения, учитывая приведенные выше факторы, представляется актуальной задача совершенствования методики преподавания программирования в средней школе, а возможно и в высших учебных заведениях. Одной из возможностей повышения качества усвоения материала является использование обучающих программ-тренажеров. Их использование позволит значительно сократить время изучения и закрепления нового материала, тем самым ускорить процесс обучения. Учащиеся смогут наглядно разобрать алгоритм столько раз, сколько им потребуется для понимания материала, при этом тренажер может использоваться как на занятиях, так и самостоятельно учащимися. Важную роль в методике обучения программированию, следует отводить самостоятельной работе учеников, так как только самостоятельная разработка алгоритмов и программ, должным образом способствует развитию алгоритмического мышлению и закреплению необходимых навыков. Тренажер, с нашей точки зрения, должен наглядно демонстрировать процесс работы изучаемых алгоритмов. Важным моментом является возможность размещения тренажеров на web-страницах. Данная технология позволяет обеспечить общедоступность создаваемых средств. Технологически это приводит к необходимости реализации тренажеров в виде web-приложений, то есть наборов скриптов, выполняющихся либо на стороне сервера, либо на стороне клиента. Программы-тренажеры, являющиеся web-приложениями и демонстрирующие процесс работы алгоритмов назовем web-визуализаторами.

Для того чтобы применение web-визуализаторов, было действительно эффективным, необходимо сформировать их комплект, исходя из предметного наполнения и целей изучения информатики в средней школе. Рассмотрим предметное наполнение раздела «алгоритмизация и программирование» на базовом уровне. В раздел входят такие темы [1]:

  • Алгоритм. Свойства алгоритма. Способы записи алгоритмов.

  • Исполнители алгоритмов (назначение, среда, режим работы, система команд).

  • Компьютер как формальный исполнитель алгоритмов (программ).

  • Алгоритмические конструкции: следование, ветвление, повторение.

  • Разбиение задачи на подзадачи, вспомогательный алгоритм.

  • Алгоритмы работы с величинами: типы данных, ввод и вывод данных.

  • Языки программирования, их классификация.

  • Правила представления данных.

  • Правила записи основных операторов: ввода, вывода, присваивания, ветвления, цикла т т.д.

  • Правила записи программы.

  • Обрабатываемые объекты.

Исходя из перечисленных выше тем, следует, что учащиеся должны овладеть первоначальными навыками программирования на языке высокого уровня, что включает в себя способность разрабатывать алгоритмы линейно структуры, использовать операторы ветвления, выбора, циклов, организации подпрограмм, в том числе рекурсивных. Ученик должен уметь использовать простые и составные типы данных: целочисленные, вещественные, символьные, массивы, записи. Так как при изучении некоторых тем целесообразно использовать тренажеры, мы предлагаем следующие web-визуализаторы:

  1. Исполнение линейного алгоритма

  2. Условный оператор

  3. Циклы с предусловием

  4. Цикл с постусловием

  5. Цикл с параметром.

  6. Суммирование элементов массива

  7. Поиск минимального и максимального элементов в массиве

  8. Простые сортировки массива

  9. Поиск подстроки

  10. Представление множества в ЭВМ

  11. Организация рекурсии

  12. Ввод вывод в файл

Для профильного курса информатики ориентированного на углубленное изучение программирования, можно расширить предметное наполнение следующими темами [7]:

  • Деревья. Обход дерева. Переборные алгоритмы.

  • Матрицы. Работа с числами, матрицами, строками, списками.

  • Инварианты, индуктивные доказательства.

  • Генерация псевдослучайных последовательностей.

В этой связи список визуализаторов необходимо дополнить, например тренажерами по следующим темам

    1. Умножение матриц

    2. Улучшенные сортировки массива

    3. Внешние сортировки, сортировки файла

    4. Работа стека и очереди.

Данный список не является исчерпывающим. Web-визуализаторы могут быть полезны и при обучении программированию в ВУЗе. В качестве примера рассмотрим подготовку будущих учителей информатики. К блоку дисциплин по данной специальностью, непосредственно связанным с программированием, можно отнести дисциплины: программирование, объектно-ориентированное программирование в среде Delphi; практикум по решению задач; теория алгоритмов, теоретические основы информатики; численные методы, основы искусственного интеллекта; компьютерное моделирование. Существует ряд тем, которые вызывают наибольшие затруднения у студентов, что зачастую связано с трудностью наглядной демонстрации. Именно в этом случае и целесообразно использование программ-тренажеров. Например, в рамках дисциплины теоретические основы информатики можно успешно применять следующие визуализаторы:

  1. Поиск минимального остова

  2. Поиск в глубину и ширину

  3. Поиск кратчайшего пути в графе

  4. Реализация конечного автомата.


Литература

  1. Примерная программа основного общего образования по информатике и ИТ - http://window.edu.ru/window_catalog/pdf2txt?p_id=14196

  2. Ильясов А.Н. К вопросу о роли и месте программирования в школьной информатике - http://www.rusedu.info/PrintArticle101.html

  3. Лапчик М.П. и др. Методика преподавания информатики: Учеб. пособие для студ. пед. вузов / М.П. Лапчик, И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер; Под общей ред. М.П. Лапчика. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 624с.

  4. Федеральный компонент государственного стандарта основного общего образования - http://www.ed.gov.ru/ob-edu/noc/rub/standart/p1/1287/

  5. Федеральный компонент государственного стандарта основного полного образования - http://www.ed.gov.ru/ob-edu/noc/rub/standart/p2/1288/

  6. Базисный учебный план - http://www.ed.gov.ru/ob-edu/noc/rub/standart/

  7. Примерная программа среднего (полного) общего образования по информатике и ИТ, профильный уровень - http://window.edu.ru/window_catalog/pdf2txt?p_id=14239

Похожие:

Статья в соответствие с примерной рабочей программой общего образования по информатике и икт, «одним из важнейших понятий курса информатики и информационных технологий основной школы является понятие алгоритма» iconРабочая программа по информатике и икт составлена в соответствии с Федеральным компонентом государственного стандарта общего образования //Сборник нормативных документов Информатика и икт/сост.
Изучение информатики и информационных технологий в основной школе направлено на достижение следующих целей
Статья в соответствие с примерной рабочей программой общего образования по информатике и икт, «одним из важнейших понятий курса информатики и информационных технологий основной школы является понятие алгоритма» iconРабочая программа по информатике и икт составлена на основе авторской программы по информатике и икт (информационным и коммуникационным технологиям) для начальной школы А.
Изучение информатики и информационных технологий в 4 классе направлено на достижение следующих целей
Статья в соответствие с примерной рабочей программой общего образования по информатике и икт, «одним из важнейших понятий курса информатики и информационных технологий основной школы является понятие алгоритма» iconПояснительная записка основной задачей курса является подготовка учащихся на уровне требований, предъявляемых Образовательным стандартом основного общего образования по информатике и икт (2004 г).
Образовательным стандартом основного общего образования по информатике и икт (2004 г). В соответствии с Базисным учебным планом (федеральный...
Статья в соответствие с примерной рабочей программой общего образования по информатике и икт, «одним из важнейших понятий курса информатики и информационных технологий основной школы является понятие алгоритма» iconПрограмма курса информатики для 2-4 классов начальной общеобразовательной школы
Изучение информатики и информационных технологий в начальной школе является неотъемлемой частью современного общего образования
Статья в соответствие с примерной рабочей программой общего образования по информатике и икт, «одним из важнейших понятий курса информатики и информационных технологий основной школы является понятие алгоритма» iconСтандарт основного общего образования по информатике и информационным технологиям
Изучение информатики и информационных технологий в основной школе направлено на достижение следующих целей1[1]
Статья в соответствие с примерной рабочей программой общего образования по информатике и икт, «одним из важнейших понятий курса информатики и информационных технологий основной школы является понятие алгоритма» iconСтандарт основного общего образования по информатике и информационным технологиям
Изучение информатики и информационных технологий в основной школе направлено на достижение следующих целей'
Статья в соответствие с примерной рабочей программой общего образования по информатике и икт, «одним из важнейших понятий курса информатики и информационных технологий основной школы является понятие алгоритма» iconПрограмма базового курса «Информатика и икт» для основной школы (8-9 классы)
Образовательным стандартом основного общего образования по информатике и икт (2004 г). В соответствии с Базисным учебным планом (федеральный...
Статья в соответствие с примерной рабочей программой общего образования по информатике и икт, «одним из важнейших понятий курса информатики и информационных технологий основной школы является понятие алгоритма» iconПрограмма базового курса «Информатика и икт» для основной школы (8-9 классы)
Образовательным стандартом основного общего образования по информатике и икт (2004 г). В соответствии с Базисным учебным планом (федеральный...
Статья в соответствие с примерной рабочей программой общего образования по информатике и икт, «одним из важнейших понятий курса информатики и информационных технологий основной школы является понятие алгоритма» iconПрограмма базового курса «Информатика и икт» для основной школы (8-9 классы)
Образовательным стандартом основного общего образования по информатике и икт (2004 г). В соответствии с Базисным учебным планом (федеральный...
Статья в соответствие с примерной рабочей программой общего образования по информатике и икт, «одним из важнейших понятий курса информатики и информационных технологий основной школы является понятие алгоритма» iconРабочая программа по информатике и икт составлена на основе авторской программы
Изучение информатики и информационных технологий в основной школе направлено на достижение следующих целей
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница