Презентація на тему:
Навчання основ алгоритмізації та програмування

Тема: Навчання основ алгоритмізації та програмування План Загальні методичні підходи Методика ознайомлення учнів з поняттям моделі Ідеї і методи структурного програмування Навчальна алгоритмічна мова Методика вивчення середовища візуального програмування

Література: Морзе Н.В. Методика навчання інформатики. Ч. 1. Загальна методика навчання інформатики. - К.: Навчальна книга, 2003. - 254 с. Жалдак М.И., Морзе Н.В. Основы информатики и вычислительной техники. Учеб. пособ. для средних спец. учеб. завед.2-е изд. - Киев: Вища школа, 1987. - 200 с. Жалдак М.И., Морзе Н.В. Начинаем диалог с ЭВМ: Учеб. нагляд,пособ. - Киев: Виша школа, 1989. - 32 с.

1.Загальні методичні підходи Під час вивчення основ алгоритмізації основна увага насамперед повинна приділятися: • виявленню загальних закономірностей і принципів алгоритмізації; • основним етапам розв’язування задач сучасних інформаційних технологій; • аналізові поставленої задачі, методам формалізації та моделювання реальних процесів та явиш; • добору виконавця поставленої задачі, виходячи з того, що він є також певним об'єктом із притаманними йому властивостями та набором допустимих операцій, які слід аналізувати з метою правильного та ефективного їх використання; • методам та засобам формалізованих описів дій виконавця, сучасним засобам їх конструювання та реалізації за допомогою комп'ютера.

Сучасний підхід до вивчення основ алгоритмізації повинен будуватися на таких основних положеннях: 1. Процес вивчення основ алгоритмізації слід орієнтувати на використання комп'ютера як дидактичного засобу навчання. 2. Метою вивчення основ алгоритмізації є виділення змісту реального об'єкта - алгоритму - і правил його побудови, а не вивчення конкретної алгоритмічної мови. Алгоритмічна мова – це лише один із багатьох засобів формального подання алгоритмів.

Доцільно виділити такі етапи навчання основ алгоритмізації: 1-й етап. Вступ до алгоритмізації. Алгоритми над найпростішими типами даних. Проектування алгоритмів "згори-донизу". Базові алгоритмічні конструкції: послідовне виконання вказівок, цикл, розгалуження. Побудова алгоритмів методом покрокової деталізація з використанням раніше описаних. 2-й етап. Навчання класичних алгоритмів (раніше описаних) та їх використання.

Зазначимо, що при навчанні основ алгоритмізації потрібно виділяти три класи вправ: 1)задано текст задачі і алгоритм її розв'язування, потрібно виконати алгоритм і з'ясувати особливості роботи за алгоритмом (вправи на тестування); 2)задано лише опис алгоритму, потрібно виконати алгоритм і встановити його призначення (вправи на "відгадування" формулювання задачі); 3)задано лише призначення алгоритму, потрібно написати текст алгоритму - скласти алгоритм і виконати його – протестувати (вправи на складання алгоритму).

2.Методика ознайомлення учнів з поняттям моделі Головна мета вивчення поняття моделі пов'язана з подальшим розглядом основних етапів розв'язування задач за допомогою комп’ютера. Доцільно відмітити, що формування в учнів правильного розуміння змісту станів розв'язування задач та порядку їх слідування - одна з важливих цілей вивчення курсу інформатики, яка досягається поступово, за мірою вивчення учнями всього навчального матеріалу. Методика інформаційного моделювання пов'язана з питаннями системології, системного аналізу. Ступінь глибини вивчення цих питань суттєво залежить від рівня підготовленості учнів. Учні, особливо середніх класів (базова школа), ще важко сприймають абстрактні, узагальнені поняття. Тому розкриття таких питань повинно спиратися на прості, доступні учням приклади.

Можна виділити три типи задач з галузі інформаційного моделювання, які за зростанням ступеня складності для сприйняття учнями розташовуються в такому порядку: 1)задано інформаційну модель об'єкта; потрібно навчитися її аналізувати, робити висновки, використовувати для розв'язування задач; 2)дано набір несистематизованих даних про реальний об'єкт (систему; процес); потрібно систематизувати їх і таким чином створити інформаційну модель; 3)дано реальний об'єкт (процес, систему); потрібно розробити його інформаційну модель.

3.Ідеї і методи структурного програмування Як теоретичні та методологічні основи, а також принципи побудови алгоритмів і програм, доцільно обрати ідеї і методи структурного програмування. Використання методів структурного програмування формує навички чіткого дотримання дисципліни праці при конструюванні алгоритмів, що в значній мірі сприяє розвиткові логічного мислення учнів вже на ранніх етапах вивчення основ алгоритмізації. Важливо показати учням, що вказівку про виконання алгоритму отримання розв'язку деякої задачі (результатів виконання алгоритму), який за алгоритмом однозначно ставиться у відповідність вхідним даним (аргументам), можна розглядати як окрему вказівку, за якою змінним, які представляють шукані результати, буде надано цілком певних значень, що залежать від вхідних даних, і ця залежність цілком визначаються алгоритмом. Оскільки не будь-яка вказівка може бути виконана будь-яким виконавцем, якщо виконавця не "навчено" виконувати розглядувану вказівку, то виникає необхідність подати дану вказівку у вигляді деякого скінченого впорядкованого набору вказівок про виконання простіших операцій, що також приведе до шуканих результатів.

Метод покрокової деталізації застосовується при будь-якому конструюванні складних об'єктів. Це природна логічна послідовність мислення конструктора, вченого і людини взагалі: поступове заглиблення в деталі конструкції чи характеристики досліджуваного об'єкта. Досить складний алгоритм іншим способом побудувати практично неможливо. Саме такого підходу слід дотримуватися при побудові алгоритмів всіх типів, незалежно від їх складності. Важливою властивістю розглянутих базових структур алгоритмів є те, що кожна з них має єдиний вхід і єдиний вихід. При конструюванні алгоритму вихід кожної базової структури під’єднується до входу іншої базової структури. Таким чином весь алгоритм являє собою лінійний скінчений набір під'єднаних в певному порядку одна вслід за іншою базових структур. Такий набір зокрема може складатися лише з однієї базової структури.

4.Навчальна алгоритмічна мова Питання добору мови програмування, найбільш доцільної і зручної для початкового навчання учнів, розглядалось в роботах багатьох науковців, де пропонувались різні шляхи розв'язування цього питання: 1. Вивчення однієї чи кількох мов програмування, які широко розповсюджені при розв'язуванні наукових і виробничих завдань. 2. Вивчення програмування машино-орієнтованими мовами. 3. Вивчення мови схем, освоєння конкретних мов програмування і схем. 4. Навчання на основі спеціально розробленої навчальної алгоритмічної мови. Практика показала, що жоден з перших 3-х шляхів не виправдовує себе в умовах вивчення загальноосвітнього предмета інформатики, тому що жоден з них не вирішує завдань формування основ інформаційної культури учнів.

Методика навчання учнів описувати алгоритми навчальною алгоритмічною мовою повинна базуватися на наступних положеннях. 1. Паралельно з вивченням правил описування основних вказівок навчальною алгоритмічною мовою повинні вивчатися основні правила їх графічного подання. При розгляді нових типів алгоритмів і складних алгоритмів їх доцільно подавати спочатку за допомогою графічних схем, а потім навчальною алгоритмічною мовою. 2. Елементи навчальної алгоритмічної мови, основні службові слова і описи вказівок повинні вводитися поступово, за мірою їх необхідності для побудови алгоритмів різних обчислювальних процесів. Спочатку доцільно вивчити правила оформлення опису заголовка алгоритму. 3. Таке послідовне поетапне розширення знань учнів про правила опису алгоритмів різних обчислювальних процесів та даних відповідних типів повинно супроводжуватися вправами і задачами на закріплення кожного нового поняття. Це відповідає вимогам теорії поетапного формування розумових дій.

5.Методика вивчення середовища візуального програмування Об'єктно-орієнтований підхід передбачає нове розуміння процесів обчислень, а також структурування даних в пам'яті комп'ютера. Порівняно з традиційним способом опису об'єктів, коли їхні властивості описуються у вигляді окремих, структур (масивів, записів тощо), а програмні блоки, що маніпулюють цими структурами, є значними за розмірами, об'єктно-орієнтований підхід надає новий рівень інтеграції структурних і функціональних властивостей систем, які моделюються. В об'єктно-орієнтованому підході введено поняття об'єкта, що містить в собі "знання" про сутність реального світу. Дані, які представлені змінними в структурі об'єкта, і процедури (методи), які управляють ними, поставлені на один рівень. Процедури також виражають властивості об'єкта, як і його параметри.

До основних принципів середовищ візуального програмування, які відрізняють їх від процедурних, слід віднести: відокремлення елементів (об'єктів) програми, які пов'язані з інтерфейсом користувача, від її алгоритмічної частини; швидкість і простота створення, модернізація інтерфейсу програм, в якому використовуються готові елементи (блоки), що реалізують деякі великі функції (процедури) управління програмою, використання вже існуючих кодів, описаних іншими мовами програмування.