ОҚУШЫЛАРДЫҢ АЛГОРИТМДІК ОЙЛАУ ҚАБІЛЕТІН ОҚЫТУ МЕН ОНЫ ЖЕТІЛДІРУ

Пән: Педагогика
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 33 бет
Таңдаулыға:

Титулдық бет үшін
МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
1 АЛГОРИТМ ЖӘНЕ АЛГОРИТМДЕУДІҢ ТЕОРИЯЛЫҚ СИПАТТАМАСЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...5
1.1 Алгоритмдеу және программалау түсінігі және ерекшеліктері ... ... ... ... ... 5
1.2 Алгоритмдеу негіздерін оқыту тиімділігі ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... 13
2 ОҚУШЫЛАРДЫҢ АЛГОРИТМДІК ОЙЛАУ ҚАБІЛЕТІН ОҚЫТУ МЕН ОНЫ ЖЕТІЛДІРУ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...19
2.1 Оқушылардың алгоритмдік ойлау ерекшеліктері ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ..19
2.2 Алгоритмдік ойлау және оны оқыту әдістемесі ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ..21
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...31
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... .32

КІРІСПЕ

Қурстық жұмыстың жалпы сипаттамасы. омпьютерлік техниканың көмегімен мектеп оқушыларының алгоритмдік ойлау қабілетін дамыту барысында, ең алдымен алогритм түсінігін төменгі қалыптастыру керек. Оқушылардың санасына күнделікті өмірде белгілі бір әрекеттерді орындау барысында көптеген алгоритмдерді қолданып жүрмізді қалыптасытру керек. Міне, осы тұрғыдан қарағанда, өмірдің өзін алда тұрған мәселелерді шешу қажет болатын алгоритмдер жиыны деп түсінуге болады.
Алгоримтдік ойлау мектеп оқушыларына информатика курсының дәстүрлі оқытуы болып табылады. Алгоримтдік оқытудағы негізгі мәселе - алгоритмді жазу тілі мен ЭЕМ-нің түрін таңдауға байланысты. Ал, одан да аса маңызды мәселенің бірі - алгоритмдеу проблемаларын шешуге пайдаланатын әдісті таңдау.
Курстық жұмыстың мақсаты: Компьютерлік техниканың көмегімен төменгі сынып оқушыларының алгоритмдік ойлау қабілетін дамыту, алгоритмді пайдалана отырып оқушыларды күнделікті қолданыстағы алгоритмді құрып үйрету.
Курстық жұмыстың негізгі міндеттері:
-- мектеп оқушылыраның алгоритмдер;
-- олардың қасиеттері;
-- оларды сипаттау тәсілдері
жайындағы түсніктерін едәуір кеңейту. Алгоритм ұғымын дамыту тақырыптың жетекші идеясына - адам қызметін алгоритм негізінде автоматтандыру мүмкіндігін көрсетуге бағындырылған. Соңғы жайт оқушыларға робаттарды, автоматтарды, ЭЕМ-дерді қолданудың мүмкіндіктері мен пайдалылығын түснікті және дәлелді етеді.
Мектеп оқушыларына алгоритм құрудың тиімді әдістерін үйрету және оларды жүзеге асыру.
Курста алгоритм ұғымын енгізгенде паралель алгоритмдер жазудың екі формасы: графиктік (схамалар арқылы) және текістік (алгоритмдік тіл немесе алгоритмдік шартты белгілер арқылы) пайдаланылады. Мектепте алгоритмдерді схема түрінде оқыту бұрыннан белгілі. Алгоритмдердің схемалары оқушыларға түснікті, әмбебап, алгоритмнің құрлымын тез ұғынуға мүмкіндік жасайды.
Курстық жұмыстың өзектілігі. Бүгінгі күнде ақпараттық технологиялар өндірісінде ең танымал қызметтердің бірі сайт құру болып есептеледі. Біздің ғасырымызда интернет - кез келген компьютерлер мен бүкіл әлем бойынша ақпарат алмасу мен беру мүмкіндігі бар желілер жүйесі болып табылады. Дүниежүзілік компьютерлік интернет желісінің дамуына World Wide Web жүйесі үлкен әсерін тигізгені барлығымызға мәлім. Өзіміз білетіндей Internet желісі түрлі сайттардан тұрады. Қазіргі таңда сайттарды пайдалана білумен қатар оны жасай білуде өте маңызды. Жаңа инновациялық - технологиялардың дамуын, олардың пайдаланылуын ескерсек, Web сайттарды құруда қарапайымдылық пен әмбебаптық ерекше орын алады.
WWW технологиясы алғашқысынан әр түрлі елдердің ғалымдары арасында ақпаратпен ыңғайлы алмасу үшін жасалған болатын. Арнайы бағдарламаны пайдалана отырып, жер бетінің бір жағындағы ғалымдар екінші жақтағы ғалымдардың дайындаған ақпараттарына қол жеткізе алатын болды. Сонымен бірге, олар қысқаша пікірлерімен алмасуға және құжаттарын дұрыстауға мүмкіндіктері пайда болды, бұл қызмет түрі қазір электрондық пошта деп аталады.
Қарым-қатынасу мен қызметтестіктің жаңа түрі өте жағымды болды, сондықтан да тез арада бәріне қол жетімді ресурсқа айналып, Интернет желісінің ең әйгілі мүмкіндігі деп танылды.
Курстық жұмыстың мақсаты Аталмыш бағдарламалардың мүмкіндіктерін жан - жақты қарастырып және қарастырылған мүмкіндіктерді пайдалана отырып тәжірбиелік жұмыстар ұйымдастыру.
Көзделген мақсатқа жету үшін келесі міндеттер қойылды:
- желілік технология мен интернеттің жалпы түсінігін қарастыру;
- HTML тілінің негізгі құрылымына және жалпылама сипаттамасына тоқталу;
- қазіргі кездегі HTML тілінің көмегімен сайттарды құру жолдарына тоқталу, сипаттау болып табылады.
Тақырыптың зерттелу деңгейі. Курстық жұмыстың барысында желілің технологиялардың түсінігі мен ерекшеліктері, түрлері мен пайда болу негіздері қарастырылады, олардың жалпылама сипаты анықталды.
Курстық жұмыстың объектісі желілік технологиялар мен HTML тілі болып табылады.
Курстық жұмыстың пәні - информатика пәні.
Курстық жұмыстың құрылымы. курстық жұмыстың көлемі кіріспеден, екі бөлімнен, қорытынды және пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады.
1 АЛГОРИТМ ЖӘНЕ АЛГОРИТМДЕУДІҢ ТЕОРИЯЛЫҚ СИПАТТАМАСЫ
1.1 Алгоритмдеу және программалау түсінігі және ерекшеліктері

Алгоритм дегеніміз берілген есепті шешуге арналған қатаң анықталған әрекеттер тізбегі немесе, қысқаша айтқанда, есептің шешу әдісі. Алгоритмнің негізгі қасиеттеріне тоқталайық.
1. Алгоритмнің дискреттілігі. Бұл қасиет алгоритм түрінде жазылған есеп шешімі жеке жәй командаларға бөлініп орындалу ретіне қарай орналасқанын көрсетеді.
2. Алгоритмнің анықтылығы. Бұл қасиет алгоритмнің әр командасы орындаушыға түсінікті болуын және мәнсіз орындалмауы керектігін көрсетеді.
3. Алгоритмнің нәтижелігі. Бұл қасиет алгоритмнің ақырлы қадам санынан кейін нәтиже алатынын көрсетеді.
4. Алгоритмнің жалпылығы. Бұл қасиет есепті шешуге арналған алгоритмнің осы типтес есептердің барлық мүмкін мәндері үшін орындалатынын көрсетеді.
Алгоритмді сипаттаудың бірнеше түрлері бар.
1. Алгоритмді сөз - формула арқылы сипаттау, яғни алгоритмді сөз және формулалар көмегімен сипаттау.
2. Алгоритмнің графикалық сипатталуы, яғни алгоритмді арнайы графикалық схемалар - блок-схемалар көмегімен сипаттау.
3. Алгоритмді псевдокод арқылы сипаттау. Псевдокод дегеніміз - команда әрекетінің, яғни алгоритм қадамының нақты программалау тілі операторларын қолданбай жәй тілмен сипатталуы
4. Алгоритмді программалау тілдерінің бірі арқылы жазу (Pascal, Basic).
Алгоритмнің негізгі құрылымдары
Алгоритм негізгі 3 базалық құрылымға бөлінеді:
1) сызықтық
2) тармақталушы
3) циклдік.
Сызықтық алгоритмдерде есеп шешімінің қадамдары бірінен кейін бірі тізбектей орындалады.
Тармақталушы алгоритмдерде алдымен қандайда бір шарт тексеріледі және шарттың орындалуына немесе орындалмауына сәйкес есептеу процесінің бірі орындалады.
Программалу тілдері және негізгі классификациясы
Қазіргі кезде 3500-ден жоғары әр түрлі программалау тілдері бар және осылардың ішінен шектелген саны ғана программалық бөлімді құруға жаппай қолданылады. Программалау тілдерінің саны көп болуына байланысты олардың біршене классификациясы бар. Оның ішінде негізгі 2 түрге: фукционалдық мәніне (қызметі) және қолданылатын программалау технологиясына байланысты бөлінеді. Программалау тілдері фукнционалдық мәніне байланысты 4 үлкен классқа бөлінеді:
1) программалауға үйретуші;
2) жалпы мәнді;
3) проблемалық-бағытталған;
4) параллель программалаушы.
Қазіргі жоғары деңгейлі тілдерді осы классикацияға сәйкес қарастырамыз.
Программалауға үйретуші тілдер қатарына жататын жоғарғы деңгейлі тілдердің негізгілері Logo, Basic және Pascal. Logo тілі 60-шы жылдардың аяғында С.Пейперттің басшылығымен құрылды және ЭЕМ жаңа қолданушыларға, балаларға программалаудың негізін үйретуге бағытталған. Үйретуге арналған жоғары деңгейлі тілдердің ішіндегі кең тарағаны 1965 жылы Д.Кемени мен Т.Курц құрған Basic тілі. Дербес компьютерлерге бірінші қолданылған жоғарғы деңгейлі тіл және операциялық ортасы - Basic тілі. 60-жылдардың ортасынан бастап мамандар арасында құрылымдық программалау мәселесі көтеріле бастады. 1971 жылы Н.Вирт құрылымдық технологияға үйретуші Pascal тілін құрды.
Жалпы мәнді жоғары деңгейлі тілдер қатарына әр түрлі класс есептерін тиімді программалауға бағытталған тілдер жатады. Бұл классқа жататын тілдердің негізгілері C, Modula, Ada тілдері. Бұл тілдердің негізі 1966 жылы құрылған, ғылыми, пәндік облыстағы есептерді программалауға мүмкіндік беретін PL1 тілі. PL1 тілі ЖС ЭЕМ сериялы модельдерде кеңінен қолданылды. Си тілін 1972 жылы Д.Ритчи құрды және Unix операциялық жүйесі осы тілде жазылды. Си тілі ассемблер тілінің де және жоғары деңгейлі тілдің де мүмкіндіктерін қамтамасыз ететін болғандықтан орта деңгейлі тіл деп атайды. Pascal тілінің идеологиясын тарату мақсатымен Н.Вирт 1980 жылы Modula - 2 тілін құрды. Бұл программалау тілінің негізі - программа бір-біріне тәуелсіз модульдерден тұрады.
1978 жылы қазіргі АҚШ-та әскери қаруды басқаруға қолданылатын қосымшаларды программалуға арналған Ada тілі құрылды. Ada тілі құрылымды программалау тілі болып табылады және параллель программалау мүмкіндіктерін қамтамасыз етеді.
Проблемалық - бағытталған жоғары деңгейлі тілдер деп нақты пәндік облыс есептерінің мәселесін түгел қамтитын тілдерді атаймыз. Бұл классқа жататын бірінші жоғары деңгейлі тіл - Fortran тілі. Fortran-I тілін 1956 жылы IBM фирмасы құрды және ғылыми-техникалық есептерді шешуге арналған.
Жасанды интеллект символдық информацияларын және тізімдерін өңдеуге арналған есептерді программалауға Lisp, Prolog тілдері қолданылады. Lisp тілін 50-жылдары Д.Макартни құрды. 70-жылдары Lisp тілінің негізінде құрылған Prolog тілі логикалық программалау тілі болып табылады және 5 буынның ЭЕМ жапон проектісінде негізгі тіл болып таңдалған. Әр Prolog программа жәй тұжырымдар немесе импликациялардан тұратын сөйлемдерден тұрады, инструкция қолданылмайды.
Дәстүрлі неймандық архитектурадан ЭЕМ дәстүрлі емес параллель архитектуралы есептеу машиналарына көшуіне байланысты параллель алгоритмдерді сипаттаушы инстументальды құрылғылар пайда бола бастады. Параллель программалау тілдерінің негізі - параллель есептеулерді программалау процесін ықшамдау, параллель архитектуралы есептеу машиналарына арналған параллель программалық жүйелердің тиімдісін алу. Параллель программалауды жабдықтаудың қиындығы тиімді параллель жөндеушілерді құру. Қазіргі кезде қолданылып жүрген интерактивті параллель жөндеушілер IPSC (Intel фирмасының дербес компьютерлеріне арналған) және PDBX (мультипроцессорлы ЭЕМ арналған). Жиі қолданылатын векторлы матрицалық есептерге параллель программалар кітапханасы құрылған, BLAS- сызықтық алгебра программаларының кітапханасы, NAG - сандық алгоритмдер кітапханасы. Бұл есептерге белгілі матрицалы параллельдеушілер ProSolvar (Intel фирмасы) және жалпы мәнді параллельдеуші Parafrace (Д.Кук құрған) қолданылады.
Программалау технологиялары
Программалау процесін жақсартатын және кең қолданылатын әдістердің бірі - құрылымдық программалау. Құрылымдық программалаудың 3 бөлігі (құраушысы) бар:
1. Модульдік программалау
2. Құрылымдық кодтау
3. Жоғарыдан төменге қарай жобалау
Модульдік программалау дегеніміз - программаны логикалық бөліктерге бөлу процесі. Программа бірнеше модульдерге бөлінеді және мына 2 мақсат орындалуы тиіс:
1) Модулдің дұрыс болуы және оның контекстерден тәуелсіз болуы қажет;
2) Модулдің ішкі жұмыстарын білмей тұра әр түрлі модулдерден программа құру мүмкіндігінің болуы қажет.
Мысал ретінде стандарт математикалық функциялардың есептелу программасын қарастыруға болады. Программист sin(x) функциясын программаның кез-келген жерінде қолдана алады және оған функцияның есептелуіне қай әдістің қолданып тұрғанын білудің қажеттілігі жоқ. Модуль өлшемі 60 жолдан аспауы керек және модульдер өзара тәуелсіз болуы керек. Байланысқан элементтерді бір модульге, байланыспаған элементтерді әр түрлі модульге жинау керек. Модульдерді қолдана отырып программа күрделілігін төмендетуге болады.
Pascal тілінде модуль процедуралар мен функциялардың көмегімен құрылады, Cи тілінде функциялардың көмегімен құрылады.
Құрылымдық кодтау деп программада басқарушы конструкциялардың - шартты операторлардың, циклдің (параметрлі, цикл-әзір, цикл-дейін) қолданылуын айтады. Шартсыз көшу операторы программада сирек қолданылуы керек немесе шартты оператордың, циклдің көмегімен өзгертілуі керек.
Программаны жоғарыдан төмен қарай жобалаудың өз иерархиялық құрылымы бар және қысқа есеп қойылымынан басталады. Одан кейін есеп бірнеше ұсақ ішкі есептерге бөлінеді. Ішкі есептердің өзі де ішкі есептерге бөлінуі мүмкін. Әр қадамда ішкі есептің орындайтын негізгі функциялары анықталуы керек. Бөлу процесі әр ішкі есеп қарапайым болғанға дейін, яғни әр ішкі есепке бір модуль сәйкес келгенше созылады.
Объекті-бағытталған программалау
Объекті-бағытталған программалау тілдерінің негізгі концепциясы - құрылатын қосымша өзара байланысқан негізгі объектілерден тұрады. Объекті-бағытталған технологияда қолданушы үш базалық элементпен: объектілер, хабар және класстармен жұмыс істейді.
Объектілер дегеніміз бірнеше рет қолданылатын программалық модулдерден, яғни байланысқан мәліметтер мен процедуралардан тұрады. Объект құрылымы екі бөліктен тұрады: айнымалылар және әдістер. Әдістер объект функциясының алгоритмін анықтайтын процедуралар мен функциялар жиынынан тұрады. Объектілі айнымалылар жәй мәліметтерден (сан, массив, текст) және күрделі құрылымды информациялардан (график, дыбыс т.б.) тұрады.
Объектілердің өзара байланысуына хабарлар қолданылады және үш бөлімнен тұрады: объект идентификаторы, ағымдағы объектіде қолданылатын әдіс аттары және таңдалған әдіс режимін қалпына келтіретін қосымша информациялар. Күрделі программалар бірнеше біртипті объектілерді қолдануы мүмкін. Бұл жағдайда әр объект үшін әдістер мен айнымалылар туралы информацияны жазу тиімсіз. Бұл мақсатқа объектілер класы деген түсінік енгізілген. Класс дегеніміз біртипті объектілерге арналған шаблон және объектілі айнымалылар типтері мен әдістерін анықтайтын информациялардан тұрады.
Объекті-бағытталған технологияға негізделген программалау тілдері: SmallTalkv, Object Pascal, ACT++, C++, Simula, Actor, Classic - Aga және т.б.
Объекті-бағытталған программалаудың негізгі үш принципі бар: инкапсуляция, тұқымқуалау, полиморфизм.
Логикалық программалау
Логикалық программалау тілдері PROLOG және LISP жасанды интеллект проблемаларының есептерін шешуге арналған. LISP тілін 50-інші жылы Д.Макартни символдық информацияларды өңдеуге арнап құрды. LISP тілінің мәліменттерінің негізгі құрылымы тізімдер, тізімнің элементтері атомдар. Lisp тілінің бір ерекшелігі динамикалық жаңа объектілерді құру мүмкіндігі, объект есебінде программаның өзі де қатыса алады.
LISP тілі және оның модификациялары символды өңдеуге арналған бағытталған программалық бөлімді құруға кең қолданады және қазіргі кезде көптеген тиімді компиляторлары бар.
70-жылдары Lisp тілінің негізінде құрылған Prolog тілі логикалық программалау тілі болып табылады. Prolog программасының негізгі элементі атом болып табылады және жеке объектілер арасындағы қарапайым қатынастарды көрсетеді, басқа программалау тілдеріне қарағанда атом түсінігінің мағыналық мәні басқа. Тіл тек сипаттамадан тұрады және инструкциялары жоқ, яғни процедуралы емес. Әр Prolog программа сөйлемдер жиынынан тұрады, яғни жәй тұжырымдар немесе импликациялар. Prolog тілінің базасында эксперттік жүйелер, білімді көрсететін жүйелер, білім базасы және жаратылыс тілдерін өңдейтін жүйелер құрылады. Prolog тілінің негізіне математикалық логика элементтері қолданылады. Программа объектілер арасындағы қатынас терминдері арқылы сипатталады. Логикалық программалау тілдерінің жетістігі параллель программалау принципі қолданылады. Prolog тілінің көптеген танымал модификациялары бар, оның ішінде ең көп тарағаны - Borland фирмасының Turbo Prolog программалау жүйесі. Жасанды интеллект проблемасына арналған жаңа логикалық және функционалды программалау тілдері құрылуда, мысалы, DURAL, VALID тілдері.
Алгоритм ұғымы информатикада ақпарат сияқты іргелі ұғымдардың қатарына жатады. Бұл атаудың мағынасын тҥсіну ҥшін оған жан-жақты талдау жасаған жөн.
Алгоритм атауы атақты араб математигі абу Жапар Мұхаммед ибн Мұса әл-Хорезми (763-850 ж.) есімінің латынша Algorіthmі (Алгоритми) болып жазылуынан шыққан. Ол санаудың ондық жҥйесінде көпорынды сандармен арифметикалық амалдардың орындалу ережесін ұсынған. Бұл ережелер қосынды мен көбейтіндіні табуға арналған амалдарды орындауға қажетті тізбектен құрылған. Сол ереже осы кҥнге дейін қолданылып келеді.
Оған дейін де арифметикалық амалдарды орындаудың көптеген ережелері болған. Онда негізінен сандардың ерекшеліктеріне көп көңіл бөлінген. Ал әл-Хорезми көп орынды сандардың бәріне ортақ және барлық сандарға жарамды ереже ұсынған. Әл-Хорезмидің ұсынған тәсілін жақтаушыларды алгоритмдіктер деп, алгоритм ұғымын бірқатар қасиеттері бар ережелер жүйесі деп атаған.
Қазіргі кезде алгоритм ұғымы тек математикалық есептерді шешу әдістерімен ғана шектелмейді. Оның мағынасы одан әлде қайда кең. Әрбір компьютер алдын ала берілген алгоритммен, яғни жоспармен жұмыс істейді.
Алгоритмді заңдылық, реттелген амалдар жиыны, кезекпен орындалатын операциялар тізімі деп ұғынған жөн. Бұл ұғым қазіргі кезде кеңінен қолданылып жҥр. Оның көптеген анықтамалары да бар. Соның бірін келтіре кетейік.
Алгоритм - берілген есептің шығару жолын реттелген амалдар тізбегі түріне келтіру. Кез келген есепті қарапайым амалдарды тізбектей орындау арқылы шығаруға болады. Алгоритмді компьютерде орындау ҥшін оны программа тҥрінде жазып шығу керек. Программа - алгоритмді машинаға түсінікті нұсқаулар тізімі ретінде жазу. Программа машинаға тҥсінікті командалардан тұрады. Осы командалар тізбегі орындалу барысында есептің нәтижесі шығады. Әрбір компьютер алдын ала жазылған программамен жұмыс жасайды. Программа дегеніміз - белгілі бір нәтиже алу ҥшін орындалатын амалдардың айқындалған тізбегі. Процессор программаның құрамындағы командаларды кезекпен орындап отырады.
Командалар тізбегін программа деп қарастыруға болады. Команда бір ғана қарапайым амалды орындау ҥшін берілген бұйрық ретінде беріледі.
Командалар: арифметикалық немесе логикалық амал; ақпаратты тасымалдау командасы; берілген сандарды салыстыру командасы; нәтижені экранға, қағазға басып шығару командасы; келесі командаларға көшу тәртібін орындау т.с.с.
Компьютердің жұмысы программалық принципке негізделген, яғни ол өзінің жадында сақталатын командалар тізбегін автоматты тҥрде орындау арқылы есеп шығарады.
Қазіргі қоғам өміріндегі алгоритмдеудің ролі оны пайдаланудың техникалық аспектілермен ғана айқындалмайды. Алгоритмдік қатынас адамның күнделікті өмірінен, олардың әдеттегі жұмысынан айырғысыз. Басым көп жағдайларда адам қызметінің нәтижесі оның өз әрекеттерінің алгоритмдік мәнін қаншалықты дәл білетіндігіне тәуелді: әр мезетте, қандай ретте не істеу керек; әрекеттер қорытындысы қандай болу керек. Бұл белгілі дәрежеде алгоритмдерді құрастыру мен пайдалана білуге қатысты.
Адам мен компьютер арасындағы тіл қатысу, хабар алысу әрекеттері тек алгоритм арқылы ғана іске асырылады. Сондықтан есептеуді меңгергісі келген адам, алдымен, алгоритм сөзі мен сол ұғымның мән, мағынасын терең білуі қажет. Алгоритмдеу бағытының мазмұны мына түсініктер тізбегі арқылы анықталады: алгоритм, алгоритмнің қасиеттері, алгоритмді орындаушылар, орындаушының бұйрықтар жүйесі, алгоритмді формалды орындау, алгоритмді ұсыну формалары, негізгі алгоритмдік құрылымдар, шама ұғымы, көмекші алгоритмдер.
Мектеп информатикасында алгоритмдеуді оқытудың екі мақсаттық аспектісі бар:
біріншісі - дамытушылық аспекті, оқушылардың алгоритмдік ойлауының дамуы;
екіншісі - бағдарламалық, кәсіби бағытталған аспекті.
ЭЕМ үшін бағдарлама құру, алгоритм құрудан басталады: бағдармалаушының ең маңызды кәсіби сапасы - логикалық-алгоритмдік ойлаудың дамуы.
Алгоритмдеу және бағдарламалау тармақтарына бөлінген, мазмұндық Алгоритмдеу және бағдарламалау бағытының негізгі ұғымдарының құрылымы. Бұл тармақтардың Шамалар мен жұмыс жасау алгоритмдері блогынан басталатын ортақ бөлігі бар. Атап айтқанда, схемада алгоритмдеуді және бағдарламалауды оқыту әдістемесінің тірегі - құрылымды бағдарламалау әдістемесі екені байқалады.
Алгоритм - берілген деректерден ізделетін нәтижеге әкелетін, орындаушыға түсінікті және анық шектеулі бұйрықтардың тізбегін орындау нұсқамасы. Бұл анықтамада алгоритмнің негізгі ұғымдары және оның басты қасиеттері айтылған. [5] ұғымдардың өзара байланысы бейнеленген.
Бұл жүйеде алгоритмді орындаушы түйінді объект болып табылады. Орындаушы - айқындалған әрекеттер жиынын орындауды білетін объект (автомат немесе робот) немесе субъект (адам)
Алгоритмнің қасиеттері. Қойылған есепті шешу үшін орындаушы кірісінде алгоритімді және деректерді алады, ал шығысында керек нәтижелер алынады. Алгоритмге тек ОБЖ-ға жататын бұйрықтар кіреді. Бұл талапты - алгоритмнің түсініктілік қасиеті деп атайды. Сонымен,
алгоритмнің түсініктілігі - бұйрықтар жүйесі арқылы жазылған алгоритмді, орындаушының түсініп, орындай алатындығы.
дәлдік (анықтылық). Алгоритмнің кез келген бұйрықтары және олардың орындалу реті, орындаушы үшін тек бір мағыналық, бір мәндік түсінік беруге тиіс. Алгоритмнің орындалу үрдісінде ешқандай еркіндікке жол берілмеуі керек. Мысалы, орындаушы-аспазшы үшін аспаздық рецепті тағам дайындау алгоритмі деп қарастырайық. Әйтсе де, рецептің бір пунктінде: Бірнеше қасық қант салу керек - деп жазылса, онда ол, бұйрық анық емес. Неше қасық? Қандай қасық (шәй немесе ас қасық)? Әр аспазшы өзінше түсінуі мүмкін, сондықтан нәтиже әртүрлі болады. Дәл бұйрықтың мысалы былай болуы керек: 2 ас қасық қант салу.
шектілік (нәтижелілік). Ол былай тұжырымдалады: саны шектелген қадамдардан соң, ізделіп отырған нәтиже алынады, демек алгоритмнің орындалуы аяқталады. Мұнда, қадам дегеніміз жеке бұйрықтың орындалуы деп білеміз. Шексіз орындалатын алгоритм нәтиже бермейді.
шектілік (нәтижелілік). Ол былай тұжырымдалады: саны шектелген қадамдардан соң, ізделіп отырған нәтиже алынады, демек алгоритмнің орындалуы аяқталады. Мұнда, қадам дегеніміз жеке бұйрықтың орындалуы деп білеміз. Шексіз орындалатын алгоритм нәтиже бермейді.
дискреттілік қасиеті мына жағдайды анықтайды: алгоритмнің бұйрықтары тізбекпен, бір бұйрықтың орындалуының аяқталуы және мына бұйрықтың басталу сәттері дәл белгіленеді.
бірдейлік қасиеті алғашқы деректерді енгізу жағынан әмбебаптығын айқындайды. Яғни, алғашқы деректердің мәндерін өзерте беру мүмкіндігі бар, типі белгілі қандай да бір есептер тобына жазылған алгоритм.
Алгоритмдер оқушылар мен ұстаздар үшін оқытудың пайдалы жақтарын көрсетеді. Алгоритмді құрастыру кіші жастағы балаларда ешқандай қиындықтар тудырмайды, себебі алгоритмді құрастыру және орындау мектепте оқыту бағдарламасының құрамды бөлігі болып табылады. Оқушылар алгоритмнің жаңа түрлерін меңгереді.
Алгоритм сабағындағы маңызды нәрсе алгоритмдік ойлауға көп көңіл бөлінуі керек,оқушылардың барлық назары алгоритмнің орындалуында болуы керек. Шарт дұрыс орындалған жағдайда, оқушылар командалар тізбегінің дұрыс орындалуына көз жеткізу керек.
Ереже түріндегі нақты нысанмен жұмыс істегенде оқушылар өз әрекеттерінің элементарлық қадамдары мен тізбектілігін ажырата алады. Ол үшін қолданылатын әдістер:
Әрекеттің ортақ шешімін табу;
Берілгендердің негізгі құрылымын,элементарлық әректеттерді белгілеу;
Белгіленген әрекеттердің тізбектілігін анықтау;
Тізбекті әрекетті дқрыс жазып көрсету;
Осы деңгейде оқушыларда мықты интелектуалдық ой пайда болады,осы арқылы оларға есептер түсінікті болады, берілгені арқылы олар есептің күрделілігін анықтайды.
Бастауыш сыныпта информатика курсын алгоритмдеу және бағдарламалау тарауында оқудың спецификалық ерекшелігі - ЭЕМ үшін бағдарламалар олар - біліктілікті бағдарламашы дайындаған дайын бағдарламалық модульді пайдалануға болады. Оқытылатын эксперименттер үшін. Мысалы:
а) модульоқушымен түрлі берілген нәтижелермен жіберіледі, ал сонда алынған нәтижелер талданады;
б) мұғалім модульге бірнеше жасанды қателерді енгізеді де оқушыларға оларды тауып алып, дұрыстауды ұсынады;
в) модульде кейбір мүмкіндіктер қиылып алынады, соны оқушы қалпына келтіріп, өзінің жұмыс үлгісімен салыстыру керек.
Жаңа бағдарламаның үлгілерін оқу барысында пайдаланудың көптеген мысалдарын келтіруге болады. Мұндағы бастысы, мұғалім ұсынып отырған дайын бағдарламалық затын оқушының жақсы жақтарын көшіріп алу мүмкіндігі бар. Мұғалімге бір оқу құралын басқаға ауыстыру ешқандай қиындық келтірмейді, оған тек оқушыларға ұсынылған бағдарлама үлгісін дұрыстау қажет. Мұндай материалды мұғалімнің әдістемелік табыс уақыт өткен сайын жұмыс барысында жинақталуы мүмкін. Мұнда білімдік үрдістің Мен сияқты жаса! деген принципі Өзің жаса! нұсқауға айналады.
Оқушылардың ұжымдық оқу іс-әрекетінің дамуына оқу үрдісін ұйымдастыру дәстүрлі нысандары жаман әсер етеді:
барлық ұжымның қосылған күшін керек ететін біркелкі мақсат болып табылады;
іс-әрекет үрдісінде ұжым мүшелерінің арасындағы өзара жауапкершілік қатынас орнайды;
іс-әрекет бақылауы бөлшектеп (немесе толық) ұжым мүшелерімен орындалады.
Бастауыш мектептегі оқытудың негізгі міндеті орташа сыныпта жалғасып, жоғарғы сыныпта аяқталатын абстрактілі-логикалық ойлауға бағытталған бейнелі-эмоциялы ойлауды біртіндеп дамыту болып табылады. Алғашқы кезеңде баланың ойлау қызметін жаңа сапалы сатыға, демек ойлау қабілетін себеп-салдар байланысын түсіну деңгейіне дейін жеткізу қажет. Бастауыш мектепте интеллект қарқынды түрде дамиды, сондықтан мұғалім оқуды ұйымдастыру кезінде баланың ойлау қабілетін дамытуға неғұрлым септігін тигізетін бағдарламаларды қамтуы тиіс. Ойлау қабілетіндегі мұндай өзгеріс түйсік, жады сияқты басқа да психикалық үрдістердің өзгеруіне әкеледі.Ойлау үрдістерінің жаңа сапалы сатыға ауысуы бастауыш сынып оқушыларының ойлау қабілеті бойынша мұғалімдердің негізгі жұмыс мазмұнын құрау керек. Бұл мәселені математика, физика және классикалық тілдермен қатар, баланың ойлау қабілетін қалыптастыруға әсер ететін информатика сабақтарында шешу керек. Бастауыш сынып оқушыларының көз қарашығының көлемі кішкентай, сондықтан олар бір қарағанда компьютер экранындағы ақпаратты бірден көре алмайды, әсіресе ондаған командалар мен бірнеше ондық түймелерден тұратын мәтіндік редактор бағдарламасының ашық терезесімен жұмыс жасаған кезде аса қиын. Бұл түйсік ерекшелігін қолданбалы бағдарламаларды оқыту кезінде ескеріп, оқу материалын балалар компьютер экранындағы суреттердің маңызды элементтерін қажетті көлемде көретіндей етіп үлестірген жөн. Бастауыш сыныптарда бала үшін оқудың негізгі саласы ойын болып табылады. Ойын және ойын жағдайлары баланың жан-жақты ой-өрісінің дамуына да, тәрбиесіне де әсер етеді. Сонымен бірге әр түрлі педагогикалық мәселелерді шешуге көмектеседі. Информатиканы ойын әдістемелері негізінде өткізу өте пайдалы. Себебі бұл өзіне барлық жұмыс түрлерін қосып баланың шығармашылықпен жұмыс істей білуіне, ой-өрісінің дамуына кең мүмкіндік береді. Бастауыш мектептегі информатика сабағында қолданылатын сынып- сабақ жүйе шартында мұғалімдер оқытудың келесі әдіс және формаларын табысты қолданылады, олар оқушының өзіндік спецификалық ерекшеліктерін ескере отырып, нәтижелі оқу үрдісін құруға мүмкіндік береді:
диалог;
ойын әдістемелері;
ақпараттық минуттар;
эвристикалық әдістер.
Халықтық әлеуметтік құрамын және сәйкесінше әлеуметтік аймақтық ақпараттану деңгейін ескере отырып нәтижелі оқытудың құрылу қажеттілігі ақпараттық минутка сияқты оқыту формасын тудырады. Психикалық қаынастың даму қажеттілігі сабаққа диалог сияқты оқыту формасын енгізеді: оқушы-оқушы, оқушы-оқытушы.
Әр білім жемісті қалыптасу, ең біріншіден, оқушылардың бұл білімді алу ынтасына байланысты. Оқу үрдісінің қалыптасуы оқу формасымен тікелей байланысты.

1.2 Алгоритмдеу негіздерін оқыту тиімділігі

Оқушылардың білімдерінің баянды және деңгейлерінің терең болуы үшін компьютер көмегімен есепті шешуге дайындау және шығару технологиясын (қойылған есептің ерекшелігіне сәйкес) қатаң сақтауға жеткілікті көңіл аударған жөн деп есептейміз.
Мысалы, ах2+bx+c=0 квадрат теңдеуін шешудің алгоритмін және программасын қарастырайық.
Орта мектеп бағдарламасына сәйкес оқулықтарда тек стандартты жағдай қарастырылады, яғни, біріншіден нөлге тең емес а,b және с мәндерінің түгелдей берілуі, сондықтан дискриминант мәнін есептеу мүмкіндігінің толық болуы. Мұндағы бірінші ойланатын жағдай (бірінші "проблемалық ситуация (жағдай)") осы дискриминант таңбасына сәйкес туындайды. Екіншіден алынатын нәтижелердің қарапайым формада алынуының көрсетілуі.
Мысалы, квадрат теңдеуді шешу есебін күрделендіру және оның мазмұнын тереңдетуді, мына ретте жүргізуге болады деп ойлаймыз:
а) жоғарыдағы жауапты алудың қарапайым формасына d0 болғанда "квадрат теңдеудің жорамал (комплексті) түбірлері бар болады" деген тұжырымдаманы қосу және жауапты аіb түрінде шығаруды талап ету;
б) а, b және с-лардың кейбірінің мәндері нөл қабылдайтын жағдайларда есептеу процесі әрі қарай қалай өрбитіндігін көрсету. Мысалы, а=0 болғанда есептеу қалай жалғасады немесе b=0 болғанда шешім қандай түрде болады, т.с.с жағдайлардың кездесуіне де программа жауап бере алатын болуы.
Осы келтіріп отырған жағдайлар есептің қойылуына байланысты мәселелер. Оқушылар осындай жағдайларда талдаулар жүргізе отырып, өз білімдерін толықтыра және тереңдете алады, олардың ойлау қабілеті күшейеді, тереңдейді, біліми сенімділігі қалыптасады.
Енді әрі қарай алгоритмдеу негіздері бойынша оқушы білімін жетілдіруді және тереңдетуді жалғастыруды, шығармашылық тұрғыда жұмыс істеу деңгейін жақсартуды есептің алгоритмін және программасын жазғанда іске асыруға болады.
Бұл кезеңде:
Салыстыра отырып оқыту, үйрету, аналогын жаздыру;
Бір сол бір алгоритмді және программаны әртүрлі түрде жаздырту, оларға салыстыра отырып талдау жүргізу;
Алгоритм және программа бастарын және денелерін жекелеп жаздырту;
Программаларды тестілеуден өткізудің әртүрлі режимдерін пайдалануды міндетті түрде іске асыру және т.с.с. тәсілдерді пайдалануды ұсынамыз.
Осы жоғарыдағы көтеріп отырған мәселелерді ескере отырып, есеп алгоритмінің әр түрлі нұсқаларын жаздыртуға болады. Мысалы,
а) мектептік стандартты нұсқасы:

басы
басы

a,b,c
a,b,c

d:=b2-4ac
d:=b2-4ac

y:="нақты түбірлері бар"
x1:=
x2:=
y:="нақты түбірлері бар"
x1:=
x2:=
d=0
d=0
y:="нақты түбірлері жоқ"
y:="нақты түбірлері жоқ"
Иә Жоқ

x1,x2,y
x1,x2,y

соңы
соңы

б) стандартты емес нұсқаның бір түрі
басы
басы

a,b,c
a,b,c

d:=b2-4ac; u:=-b2a v:=
d:=b2-4ac; u:=-b2a v:=

y:="екі комплексті (жорамал) түбірлері бар" x1:=u+iv
x2:= u-iv
y:="екі комплексті (жорамал) түбірлері бар" x1:=u+iv
x2:= u-iv
y:="нақты түбірлері бар"
x1:=u+iv
x2:= u+iv
y:="нақты түбірлері бар"
x1:=u+iv
x2:= u+iv
d=0
d=0
Иә Жоқ

соңы
соңы
x1,x2,y
x1,x2,y

в) стандартты емес нұсқаның екінші бір түрі
басы
басы

a,b,c
a,b,c

б) варианты
б) варианты
y:= "онда сызықты bx+c=0 теңдеуін шешеміз"
y:= "онда сызықты bx+c=0 теңдеуін шешеміз"

a=0
a=0
Жоқ Иә

b=0
b=0
Иә Жоқ c=0
c=0
c0
c0

Иә
y:="шексіз көп шешім"
y:="шексіз көп шешім"
Жоқ

c0
c0
Жоқ Иә
x:=0
x:=0
x:=cb
x:=cb
y:="шешім жоқ"
y:="шешім жоқ"
x:=-cb
x:=-cb
Иә

х,у
х,у
x1,x2,y
x1,x2,y

соңы
соңы

Енді осы алгоритмдерді сөз, сөз-формула түрінде және алгоритмдік тілде жазуды үйге тапсырма ретінде ұсынуға болады. Мұндай оқыту тәсілінің тиімділігі, біріншіден қайталау жүргізіледі, екіншіден пәнаралық байланыс принциптері іске асырылады, білімді тереңдетеді.
Осы нұсқаларды біртіндеп оқып үйренген жөн болады. Оқушылардың білім және дайындық деңгейлерін ескере отырып сәйкес нұсқа ұсынылады, оның ішінде әрине, бірінші кезекте жақсы оқып жүргендерге және үйірмелерге, конкурстарға, олимпиадаларға қатысуға талап етушілердің деңгейлері ескеріліп, лайықты тапсырмалар, жаттығулар ұсынылады.
Алгоритмдік тілде жазудың негізгі ерекшелігі, оқушылардың алгоритмдеу негіздерін тереңірек оқып-үйренуіне мүмкіндік жасайды. Мысалы, алгоритмдік тілде а) нұсқасын былай жазуға болады:
алг квадрат теңдеуді шешу (нақ а, b, с, нақ х1, х2, лит у)
арг а, b, с
нәт х1, х2, у
басы нақ d
d:= b[2]-4ac;
егер d0
онда у:= нақты түбірлері бар
х1:=
х2:=
әйтпесе у:= нақты түбірлері жоқ
бітті
соңы

Жаттығуға мына түрдегі тапсырмаларды ұсынуға болады:
алгоритм денесі бойынша оның басын жазыңыз, дұрыс толықтырыңыз
басы
PI:=3.14
C:=2*PI*R
S:=PI*R2
S1:=C*H
S2:=S1+2*S
V:=S*H

Соңы

керісінше,
алг цилиндр (нақ h, r, нақ s1, s2, v)
арг h, r
нәт s1, s2, v
алгоритм, басы бойынша алгоритм денесін жаз.
Осы 1) және 2) жағдайлары немен ерекшеленеді?
Алгоритм денесі бойынша оның басын жазатын болсақ, есептің қойылуына сәйкес оның жазылуы оқушылардың барлығында бірдей болады. Ал есептің қойылуына еркіндік берсек (ешқандай шек қоймасақ), ол әртүрлі болуы мүмкін.
Ал алгоритм басы бойынша оның денесін жазатын болсақ, онда оқушылар әртүрліше жазулары мүмкін.
Мысалы, 1) жағдайдағы алгоритм басын былай жазуға болады:
алг цилиндр (нақ h, r, нақ s1, s2, v)
арг h, r Мұнда есептің қалайша қойылғаны
нәт s1, s2, v көрініп тұрады.
басы нақ PI, С, S
немесе
алг цилиндр (нақ h, r, нақ c, s, s1, s2, v)
арг h, r
нәт c, s, s1, s2, v
басы нақ PI

Бұл жағдайда есеп қалайша қойылған?
Ал 2) жағдайында алгоритм денесін бірнеше түрде жазуға болады, нұсқалары:
2а) алг цилиндр (нақ h, r, нақ s1, s2, v)
арг h, r
нәт s1, s2, v
басы нақ PI, С, S
PI:=3.14
C:=2*PI*R
S:=PI*R2
S1:=C*H
S2:=S1+2*S
V:=S*H
соңы

2б) алг цилиндр (нақ h, r, нақ s1, s2, v)
... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.