Курсовая работа: Методические особенности изучения раздела "Алгоритм и исполнители" в базовом школьном курсе информатики
В данной курсовой
работе рассматривается второй этап овладения основами информатики - базовый курс
(VII–IX классы), обеспечивающий обязательный общеобразовательный минимум подготовки
школьников по информатике. Он направлен на овладение учащимися методами и средствами
информационной технологии решения задач, формирование навыков сознательного и рационального
использования компьютера в своей учебной, а затем профессиональной деятельности.
Изучение базового курса формирует представления об общности процессов получения,
преобразования, передачи и хранения информации в живой природе, обществе, технике.
Представляется,
что содержание базового курса может сочетать в себе все три существующих сейчас
основных направления в обучении информатике в школе и отражающих важнейшие аспекты
ее общеобразовательной значимости:
·
мировоззренческий
аспект, связанный с формированием представлений о системно-информационном подходе
к анализу окружающего мира, о роли информации в управлении, специфике самоуправляемых
систем, общих закономерностях информационных процессов в системах различной природы:
·
“пользовательский”
аспект, связанный с формированием компьютерной грамотности, подготовкой школьников
к практической деятельности в условиях широкого использования информационных технологий;
·
алгоритмический
(программистский) аспект, связанный в настоящее время уже в большей мере с развитием
мышления школьников.
Основные содержательные
линии курса охватывают следующие группы вопросов:
·
вопросы,
связанные с пониманием сущности информационных процессов, информационными основами
процессов управления в системах различной природы; вопросы, охватывающие представления
о передаче информации, канале передачи информации, количестве информации (условно–“линия
информационных процессов”);
·
способы
представления информации (условно–“линия представления информации”);
·
методы
и средства формализованного описания действий исполнителя (условно–“алгоритмическая
линия”);
·
вопросы,
связанные с выбором исполнителя для решения задачи, анализом его свойств; возможностей
и эффективности его применения для решения данной задачи (условно назовем эту линию
“линией исполнителя”);
·
вопросы,
связанные с методом формализации, моделированием реальных объектов и явлений для
их исследования с помощью ЭВМ, проведение компьютерного эксперимента (условно–“линия
формализации и моделирования);
·
этапы
решения задач на ЭВМ, использование программного обеспечения разного типа для решения
задач, представление о современных информационных технологиях, основанных на использовании
компьютера (условна–“линия информационных технологий”).
Алгоритмическая
линия включает в себя обязательный минимум содержания учебного материала, который
должен быть усвоен учащимися полностью.
Изучение учебного
материала данной содержательной линии курса обеспечивает учащимся возможность:
·
понять
(на основе анализа примеров) смысл понятия алгоритма, знать свойства алгоритмов,
понять возможность автоматизации деятельности человека при исполнении алгоритмов;
·
освоить
основные алгоритмические конструкции (цикл, ветвление, процедура), применять алгоритмические
конструкции для построения алгоритмов решения учебных задач;
·
получить
представление о “библиотеке алгоритмов”, уметь использовать библиотеку для построения
более сложных алгоритмов;
·
получить
представление об одном из языков программирования (или учебном алгоритмическом языке),
использовать этот язык для записи алгоритмов решения простых задач.
В образовательном
стандарте также сформулированы основные требования к уровню подготовки учащихся.
Учащиеся должны:
·
понимать
сущность понимания алгоритма, знать его основные свойства, иллюстрировать их на
конкретных примерах алгоритмов;
·
понимать
возможность автоматизации деятельности человека при исполнении алгоритмов;
·
знать
основные алгоритмические конструкции и уметь использовать их для построения алгоритмов;
·
определять
возможность применения исполнителя для решения конкретной задачи по системе его
команд, построить и исполнить на компьютере алгоритм для учебного исполнителя (типа
“черепахи”, “робота” и т.д.);
·
записать
на учебном алгоритмическом языке (или языке программирования) алгоритм решению простой
задачи.
2.2 Обзор авторских
программ
Понятие «алгоритм»
является центральным в первом школьном учебнике под редакцией А.П. Ершова и В.М.
Монахова – «Основы информатики и вычислительной техники». Указание на выполнение
каждого отдельного действия названо командой, а «совокупность команд, которые могут
быть выполнены исполнителем, называются системой команд исполнителя». В качестве
основного свойства алгоритма подчеркивается формальный характер работы исполнителя
при его выполнении. Отсюда делается вывод о том, что исполнителем может быть автомат
(машина, робот). На этой идее основан принцип программного управления работой компьютера,
поскольку программа – это и есть алгоритм, представленный на языке, «понятном» компьютеру
– на языке программирования.
Сформированные
в учебнике [1] понятия явились дидактической основой для раскрытия темы алгоритмизации
во всех последующих учебниках информатики.
Практически весь
алгоритмический раздел учебника ориентирован на исполнителя – человека. В задачах
вычислительного характера (а их большинство в учебнике) в качестве метода работы
исполнителя предлагается заполнение таблицы значений. В программировании такие таблицы
принято называть трассировочными таблицами. В учебнике сказано: «При исполнении
алгоритма компьютером значения величин хранятся в его памяти. При исполнении алгоритма
человеком таблица значений выполняет роль дополнительной памяти для исполнителя».
Одним из основных
методических достижений данного учебника стало введение в школьную информатику учебного
алгоритмического языка. Алгоритмический язык А.П. Ершова можно назвать русскоязычным
псевдокодом, предназначенным для обучения методике структурного программирования.
Наряду с использованием
с использованием алгоритмического языка для описания алгоритмов в учебнике активно
используются блок-схемы. Подчеркивается необходимость стандартного изображения блок-схем,
чего также требует методика структурного подхода к программированию.
Теперь рассмотрим
авторскую программу Макаровой Н.В. Раздел «алгоритм и исполнители» разбит на две
темы, изучение которых происходит в рамках раздела «программное обеспечение информационных
технологий». Программа рассчитана на преподавание информатики в расчете 2 часа в
неделю.
Первая тема носит
название «основы алгоритмизации» и включает в себя следующие основные вопросы: понятие
и определение алгоритма; свойства алгоритмов; формы представления алгоритма: словесная,
графическая, программа; типовые алгоритмические конструкции: последовательность,
ветвление, цикл; стадии создания алгоритма; линейный алгоритм; разветвляющийся алгоритм;
циклический алгоритм; цикл с известным числом повторений; цикл с предусловием; цикл
с постусловием; вспомогательный алгоритм.
Вторая тема называется
«представление о программе (классификация программ)», здесь рассмотрению подлежат
следующие вопросы: исполнитель алгоритма; понятие программы и программирования;
назначение процедуры; подходы к созданию программы: процедурный, объектный; классификация
и характеристика программного обеспечения: системное, прикладное, инструменты программирования;
роль программного обеспечения в организации работы компьютера.
Изучение раздела
«алгоритм и исполнители» происходит на протяжении всего базового курса, то есть
с 8 по 9 классы.
В 8 классе учащиеся
знакомятся на примерах с понятием алгоритма и его основными свойствами. Учащиеся
знакомятся с различными формами представления алгоритмов, останавливаются подробно
на блок-схемах. Обучение происходит с параллельным освоением школьного алгоритмического
языка. Таким образом, все типовые алгоритмические конструкции представлены одновременно
с помощью блок-схем и Кумира (школьного алгоритмического языка), что позволяет обеспечить
понимание формального представления алгоритма различными способами. На изучение
данной темы отводится 6 часов занятий в некомпьютерном классе.
Что касается вопросов,
связанных с исполнителем и системой его команд, то они рассматриваются уже в связи
с формированием понятия программа и программирование. Здесь рассматриваются подробно
различные подходы к созданию программы, а также большое внимание уделяется процедуре.
На изучение данной темы отводится всего лишь 1 час занятий без использования компьютера.
А затем идет рассмотрение
полностью практического вопроса, подводящему итог изучения теоретических основ построения
алгоритмов и программ, «среда программирования». В данном учебнике для обучения
учащихся алгоритмизации предлагается язык программирования ЛОГО. В состав данного
языка входит исполнитель Черепашка, назначение которого -изображение на экране чертежей,
рисунков, состоящих из прямолинейных отрезков. Программы управления Черепашкой составляются
из команд: вперед(а), назад(а), направо(в), налево(в), поднять хвост, опустить хвост.
Имеется в виду, что черепашка рисует хвостом, и если хвост опущен, то при перемещении
проводится линия, а когда хвост поднят, то линия не рисуется. Кроме того в языке
имеются все основные структурные команды. В целом ЛОГО предназначен для обучения
структурной методики программирования.
Главное методическое
достоинство Черепашки – ясность для ученика решаемых задач, наглядность процесса
работы в ходе выполняемой программы. А как известно дидактический принцип наглядности
является одним из важнейших в процессе обучения. Всего на изучение этой темы отводится
8 часов, что не является достаточным для разбора всех тонкостей этой среды, но хватает
для знакомства с одной из сред программирования.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 |