Лабораторная работа №11-12.

Разработка темы «Программирование».

Задание 1. Представление темы в нормативных документах.

1. Изучить представление темы в стандарте. Ответить на вопросы:

   1. На какой ступени обучения теме «Основы программирования» уделяется больше времени?

Больше времени на изучение данной темы уделяется в Стандарте старшей школы информатики профильного уровня. Так как здесь данная тема изучается более подробно.

2. На какой ступени обучения тема «Основы программирования» наиболее насыщена теоретическими понятиями?

В стандарте основной школы информатики более насыщенно понятиями чем в остальных стандартах, здесь более подробно раскрыты почти все понятия программирования.

3. На какой ступени обучения тема «Основы программирования» наиболее насыщена практическими понятиями?

В Стандарте старшей школы информатики профильного уровня более практические понятия, чем в других стандартах.

4. Как отражена данная тема в обязательном минимуме содержания образования по информатике (по уровням: базовый и профильный)?

Основная школа: Компьютер как универсальное устройство обработки

информации. Основные компоненты компьютера и их функции.

Программный принцип работы компьютера. Командное

взаимодействие пользователя с компьютером, графический

интерфейс пользователя. Программное обеспечение, его структура.

Программное обеспечение общего назначения. Представление о

программировании.

Базовый: Компьютер как средство автоматизации информационных процессов

Аппаратное и программное обеспечение компьютера. Архитектуры современных компьютеров. Многообразие операционных систем.

Выбор конфигурации компьютера в зависимости от решаемой задачи.

Программные средства создания информационных объектов, организация личного информационного пространства, защиты информации.

Программные и аппаратные средства в различных видах профессиональной деятельности

Профильный: Математические модели: примеры логических и алгоритмических языков, их использование для описания объектов и процессов живой и неживой природы и технологии, в том числе физических, биологических, экономических процессов, информационных процессов в технических, биологических и социальных системах. Использование сред имитационного моделирования (виртуальных лабораторий) для проведения компьютерного эксперимента в учебной деятельности.

Язык программирования. Основные конструкции языка программирования, позволяющие: работать с числами, массивами и строками; использовать изучаемые в школьной математике функции, псевдослучайные числа; создавать программы, разбивая задачу на подзадачи и объединяя строящиеся алгоритмы; записывать и выполнять алгоритмы для вычислительных задач курса, статистической обработки данных; сохранять результаты вычислений в форме, удобной для их графического представления; давать определение вычислимой функции в терминах языка программирования.

2. Познакомиться с содержанием темы, представленной в примерных и авторских программах. Ответить на вопросы:

   1. Каково место данной темы в школьном курсе информатики (в каком классе изучается данная тема и почему)?

В связи с изучением базового курса предмета в 7-9 классах, программирование в 9 классе стало изучаться в меньшем объеме, на уровне знакомства с одним из языков программирования, но основные конструкции языка были востребованы в некоторых других разделах информатики (устройство компьютера, логика, электронные таблицы). У детей сложилось не однозначное отношение к изучению темы. Некоторые считали, что информатику можно знать без темы «Алгоритмизация и программирование», хотя значимость темы никто не отрицал. Поэтому, как выход из положения, считаю, что практическое применение и дополнительные часы для работы можно найти при изучении темы «Моделирование». Например, при обработке табличного типа данных в программных средах Excel, Word и Pascal. Если учесть, что объектно-ориентированное программирование продолжает изучаться в 10-11 классах (Н.Угринович Информатика и информационные технологии), то считаю, что при правильной методике преподавания, ученики должны получить необходимый объем знаний по этой теме

Программирование изучается как в старших классах, так и младших классах. В соответствии с возрастом и классом подбираются разные программы для изучения и понимания.

2. Сколько часов отводится на изучение данной темы по различным программам?

Начало программирования на языке Паскаль 11 часов, уславный оператор 10 часов, оператор цикла 10 часов, структурированный тип данных массивы 23 часа, строковый тип данных 10 часов, процедуры и функции 6 часов, записи множества и файлы 8 часов, ооп 40 часов.

1. Кто из авторов уделяет наибольшее внимание теме?

2. Наибольшие внимание теме уделяют УМК «Информатика и ИКТ. Базовый уровень», авторский коллектив под редакцией профессора Макаровой Н.В., 7-9-й классы. Так как В зависимости от выделенных часов на курс Информатика и ИКТ возможны различные варианты изучения тем программирования.

3. Какие практические работы предлагают авторы?

1. Разработка линейного алгоритма (программы) с использованием математических функций при записи арифметического выражения.

2. Разработка алгоритма (программы), содержащей оператор ветвления.

3. Разработка алгоритма (программы), содержащей оператор цикла.

4. Разработка алгоритма (программы), содержащей подпрограмму.

5. Разработка алгоритма (программы) по обработке одномерного массива.

6. Разработка алгоритма (программы), требующего для решения поставленной задачи использования логических операций.

   1. Какие типовые задачи должен уметь решать школьник после изучения темы «Основы программирования»?

1. понимать сущность понятия алгоритма, знать его основные свойства, иллюстрировать их на примерах конкретных алгоритмов;

2. - понимать возможность автоматизации деятельности человека при исполнении алгоритмов;

3. - знать основные алгоритмические конструкции и уметь использовать их для построения алгоритмов;

4. - определять возможность применения исполнителя для решения конкретной задачи по системе команд, строить и исполнять на компьютере алгоритм для учебного исполнителя (типа «черепахи», «робот» и др.);

5. - записывать на учебном алгоритмическом языке (или языке программирования) алгоритм решения простой задачи;

6. - иметь представление о переменной как участке памяти ЭВМ;

7. - иметь представление о массиве как совокупности однотипных данных;

8. - понимать характер изменения параметра в процессе выполнения цикла;

9. - понимать процесс выполнения программ, содержащих обращение к подпрограммам;

10. - знать атрибуты переменной (имя, тип, значение);

11. - знать стандартные функции, правила определения функций пользователя;

12. - знать правила записи и порядок выполнения логических выражений;

13. - знать правила определения подпрограмм и обращения к ним;

14. - знать правила описания массивов данных;

15. - уметь описать процесс задания значения переменной с помощью оператора присваивания;

16. - уметь описать форматы простейших операторов, обеспечивающих ввод данных с клавиатуры и вывод символов на экран;

17. -  уметь описать форматы стандартных функций, типы аргументов, типы значений; определять функции пользователя, использовать их в выражениях;

18. - уметь описать формат условного оператора и порядок выполнения его в полном и неполном вариантах; записывать простые разветвляющиеся алгоритмы в виде программ;

19. - уметь описать формат операторов организации циклов; записывать простые циклические алгоритмы в виде программ;

20. - уметь описать формы графических операторов; использовать эти операторы для создания простых изображений;

21. - уметь организовывать ввод/вывод массива данных; различать индекс и значение массива;

22. - владеть простейшими приёмами отладки программ.

Задание 2. Понятия темы.

1. Какие новые понятия вводятся при изучении данной темы (перечислите все)?

2. Какие языки программирования изучаются в школах?

3. Какие парадигмы программирования изучаются в школе?

В начале изучения темы следует остановиться на определении про-граммирования. Программирование – это раздел информатики, изучающий вопросы разработки программного обеспечения ЭВМ. В узком смысле под программированием понимают процесс создания программы на одном из языков программирования. Разработку средств системного программного обеспечения и систем программирования называют системным програм-мированием. 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. Языки программирования делятся на две большие группы: машинно-ориентированные (Автокод, Ассемблер) и языки высокого уровня. Языками первой группы пользуются весьма малое число программистов профессионального уровня для специфических целей. Большинство программистов используют в настоящее время языки высокого уровня, причем имеет место некоторая мода на языки. 

Обучение программированию можно организовать на различных языках высокого уровня, например язык Паскаль, который был разработан в 1971 году Н. Виртом специально как учебный язык. Этот язык ориентирован на структурную методику программирования. Специально разработанный в нашей стране учебный алгоритмический язык отличается от Паскаля, в основном, тем, что он русскоязычный и имеет более свободный синтаксис. Поэтому во многих учебниках программирование рассматривается на основе АЯ.

Для изучения языка Паскаль используется программа Pascal ABC, которая во многом упрощает процесс набора и редактирования программы. Ученикам бывает сложно переходить от блок-схем и алгоритмического языка сразу к программированию на Pascal, так как с виду программы на блок-схемах и алгоритмическом языке не похожи на программы Паскаля. И так же вызывает трудность синтаксис, 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. Данная программа позволяет писать на алгоритмическом языке, а так же включает в себя графические исполните-ли. Поэтому ученикам будет легко перейти от составления программ для исполнителей к программированию.

В Кумире на алгоритмическом языке можно изучит весь курс программирования. В нем есть работа с величинами, логические операции, оператор выбора, циклы, работа со строками. Главным достоинством Кумира является, конечно, 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 нужно познакомить учащихся со средой Кумира. 

В начале обучения надо лишь кратко охарактеризовать компоненты системы, отметив, что более подробно они будут рассмотрены по ходу темы. 

Учащимся следует сообщить, что создание программы складывается из трёх этапов: написание программы, отладка программы, исполнение программы. Система программирования позволяет это сделать более продуктивным способом за счёт использования специальных средств и готовых наработок частей и блоков программы. 

В любой системе программирования можно выделить компоненты: среда, режимы работы, система команд, данные. С ними следует кратко ознакомить учащихся. 

4. Какие новые знания, умения и навыки, приобретенные учащимися при изучении данной темы, будут применяться при дальнейшем изучении курса информатики?

Я считаю, что программирование пригодится в любом случае, так как элементарные знания компьютера тоже изучаются в самом начале курса. Либо для устранения какой либо неисправности, вы так же сможете справится самостоятельно если хотя бы знаете азы программирования.

Задание 3. Образовательные ресурсы.

1. Какие образовательные ресурсы по программированию используются в школьном курсе информатики? Привести примеры (не менее 5).

Семакин И.Г., Хеннер Е.К., Шеина Т.Ю. Информатика. Базовый уровень. 10 класс. –

М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. (с практикумом в приложении).

Семакин И.Г., Хеннер Е.К., Шеина Т.Ю. Информатика. Базовый уровень. 11 класс. –

М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. (с практикумом в приложении).

Семакин И.Г., Хеннер Е.К. Информатика. Базовый уровень. 10-11 класс.

Методическое пособие – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний (готовится к изданию)

Информатика. Задачник-практикум в 2 т. Под ред. И.Г.Семакина, Е.К.Хеннера. – М.:

Лаборатория базовых знаний, 2011. (Дополнительное пособие)

2. Какие программные средства учебного назначения (ЦОР) могут быть использованы при изучении школьной темы «Программирование» (не менее 5)?

• сначала ЦОР к действующим

учебникам, а ужзатемпринципиально новые ресурсы — инноваци-

онный учебно-методический комплекс (ИУМК) и информационный

источник сложной структуры (ИИСС) с новойметодикой их исполь-

зования

• программыиучебно-методическиематериалы, разработанныеи

апробированные в ходе экспериментального обучения студентов;

• прошедшие подготовку в области эффективного использова-

ния ЦОР в учебном процессе и педагогического проектирования

студенты – представители того самого нового поколения учителей,

о котором уже говорилось выше;

• повысившие квалификацию и способные обеспечить новый

уровень методической подготовки своих студентов в области ис-

пользования ЦОР в учебном процессе и педагогического проекти-

рования преподаватели;

• материалы, которые представлены в настоящем сборнике и

основное назначение которых — обобщить работу педвузов, уча-

ствовавших в проекте по направлению «Математика» («Информа-

тика»), а также сформулировать некоторые предложения по из-

менению государственных образовательных стандартов высшего профессиональногообразованияпонаправлениямпедагогического

образования.

3. Обоснуйте с методической и дидактической точек зрения целесообразность использования выбранных Вами цор при изучении темы «Программирование».

Организационные формы и средства обучения можно использовать как и на любом другом уроке (часто их называют традиционные). Однако  большие надежды на повышение эффективности и качества обучения информатике и информационно-коммуникационным технологиям (в том числе и при изучении рассматриваемого раздела «Алгоритмизация и программирование») возлагаются на педагогические программные средства (ППС) или программные средства учебного назначения,  на использование в учебном процессе цифровых образовательных ресурсов (ЦОР). Что это за новый вид учебно-методического обеспечения? Каковы их типы и назначение?  Имеются  различные подходы к классификации ППС. Одна из них делит  программные средства учебного назначения согласно их дидактической цели:

-демонстрационные программы предназначены для наглядного предъявления учащимся  отдельных элементов учебного материала, иллюстрации новых понятий учебного предмета, показ определённых процессов и явлений;

 к категории демонстрационных программных   средств относится широкий диапазон учебно-ориентированных программ: от простейшей программы, демонстрирующей отдельные  элементы языка программирования,  статические  схемы и графики, до  сложных программных средств, воспроизводящих динамические сюжеты по темам  курса;

-обучающие программы  осуществляют процесс передачи ученику определённых знаний и обеспечивают некоторыми внутренними средствами необходимый уровень их освоения, устанавливаемый с помощью обратной связи;

- программы-тренажёры используются для отработки и закрепления новых понятий и  операционных навыков учащихся;

программа обеспечивает достижения поставленных целей, как правило, путём неоднократного предъявления школьнику одних и тех же элементов содержания или навыков;

- контролирующие программы представляют собой специальную категорию тестирующих программ, предназначенных для контроля уровня знаний учащихся;

одно из возможных применений контролирующих программ – для самоконтроля учебной деятельности;

- игровые программы учебного назначения  - важнейшее их свойство – повышение мотивации;

- имитационно-моделирующие программы основываются на уникальной способности компьютера моделировать сложные процессы и явления, визуально воспроизводя их сущность на экране в наглядной графической форме;

здесь компьютер расширяет возможности учебного процесса в принципиально новых направлениях, экспериментируя с воссоздаваемой компьютером моделью, изучая её свойства и недостатки, учащиеся  много узнают о конкретной изучаемой научной модели, о преимуществах и недостатках моделей в целом;

-информационно-справочные системы учебного назначения предназначены для оперативного вывода необходимой информации по запросу школьника.

Задание 4. Работа с планированием.

1. Разработайте поурочное планирование на 10 учебных часов для фрагмента темы «Основы программирования» (Семакин, 10-11 класс, углубленный уровень). Образец планирования представлен ниже.

2. Сделайте подборку задач для Вашего планирования (не менее 5). Представьте решение этих задач.

3. Сделайте подборку ЦОР для Вашего планирования (не менее 5). Представьте описание, адрес ЦОР.

Поурочное планирование

Урок №1

Тема урока: Языки программирования. Программа и её структура.

Тип урока:

Цели урока:

1. Обучать основам программирования.

2. Развивать логическое мышление.

3. Воспитывать интерес к предмету.

Основные понятия:

Язык программирования

• Программирование

Методические рекомендации: Учитель показывает работу в данной программе, ученики усваивают и переписывают.

Контрольные вопросы: Что включает в себя алфавит языка Паскаль?

1. Назовите назначение символов в языке Паскаль.

2. Какова форма основной структуры программы на языке Паскаль?

3. Какова структура программы на языке Паскаль?

4. Какие служебные слова используются в основной структуре программы?

5. Из каких подразделов может состоять раздел описаний?

6. Назовите порядок следования подразделов в разделе описаний.

Практические задания:

Урок №2

Тема урока: Ввод и вывод данных

Тип урока: комбинированный

Цели урока:познакомить с вводом и выводом данных на языке Паскаль, научиться создавать и выполнять простейшую программу в Паскале; развивать логическое мышление, память, внимательность и совершенствовать умение работать за компьютером, воспитать интерес к программированию

Основные понятия:

• Алгоритм

• Исполнитель

Методические рекомендации: Учитель показывает плакаты, ученики записывают.

Практические задания: Постановка задачи.

Требуется найти все стороны прямоугольного треугольника с углом 30° по заданному катету, лежащему против угла 30°.

Словесный алгоритм Алгоритм в виде блок-схемы

Начало алгоритма

1. Введите длину катета.

2. Рассчитайте гипотенузу по введенному катету, исходя из свойств треугольника.

3. Рассчитайте второй катет по теореме Пифагора.

4. Выведите расчеты. Конец алгоритма

Урок №3

Тема урока: Программирование линейных алгоритмов

Тип урока:комбинированный

Цели урока:

• знакомство со структурой программы и проекта в Delphi;

• овладение навыком работы с программой, компонентами, свойствами, событиями;

• повышение интереса к процессу программирования в информатике.

Основные понятия:

инкапсуляция, полиморфизм, наследование, структура программы. Структура проекта, модуль, Интерфейс, программа, проект, форма, линейная структура и .т.д

Методические рекомендации: Учитель показывает слайды и примеры в программе Delfi, ученики записывают материал и спаршивают в случае непоняток.

Контрольные вопросы: Что такое структура программы и проекта системы визуального программирования Delphi? Как выполняется программами линейной структуры?

Практические задания: Самостоятельно выполнить индивидуальные задания из Электронного пособия (Лабораторная работа №1, 1, 2, 3 уровней)