Методика обучения основам компьютерной арифметики и алгоритмизации в школьном курсе информатики
Таразский региональный университет им. М. Х. Дулати
Факультет /Института
Кафедра
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине Методика переподования информатика.
на тему: Методика обучения основам кампьютерной арифметики
Студент Сапаров. Д Группы ИНФ 18-2
Руководитель/Ф. И. О. / /подпись/
/должность/ /Ф. И. О. /
Допущен к защите «»20г.
/подпись/
Проект защищен «»20г. с оценкой
/прописью/
Члены комиссии:
/Ф. И. О. / /подпись/
/Ф. И. О. / /подпись/
Тараз 20___
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
М. Х. ДУЛАТИ атындағы
ТАРАЗ МЕМЛЕКЕТТІК ӨҢІРЛІК УНИВЕРСИТЕТІ
«Физика және IT» кафедрасы
ТАПСЫРМА
Студент үшүн арналған курстық жоба (жұмыс) үшін
/аты-жөні/
«Информатиканы оқыту әдістемесі» пәнінен
1. Тақырып
2. Тапсырма бойынша арнайы нұсқаулар
Тапсырма кафедра отырысында мақұлданды «»20___г. Протокол №
Жетекші: Сатыбалдиева А.
/қолы/
Тапсырма орындалуға қабылданды «»20___г.
/студенттің қолы/
Содержание
Введение
Мы даже не замечаем, как в повседневной жизни используем алгоритмы. Завести машину, приготовить еду - все это выполняется в определенной последовательности. Каждый из нас ежедневно использует сотни различных алгоритмов. Например, правила сложения, вычитания, деления, умножения чисел; грамматические правила правописания слов и предложений, а также различные инструкции и правила - все это алгоритмы. Из приведенных примеров ясно, что алгоритмы, алгоритмические процессы неотделимы от нас и являются составной частью нашей жизни.
Актуальность нашего исследования обусловлена тем, что в настоящее время возрастает роль творческой, активной, мыслящей личности педагога. Поэтому важнейшей задачей педагогической науки является совершенствование планирования процесса обучения в целом и повышение эффективности управления познавательной деятельностью учащихся.
Объект исследования: процесс обучения алгоритмизации в информатике.
Предмет исследования: применение алгоритмов на уроках информатики.
Цель работы: разработка теории и методики преподавания раздела «Алгоритмизация» в школьном курсе информатики.
В соответствии с целью определены следующие задачи:
-определить сущность понятия «алгоритм»;
-выявить основные виды алгоритмов и исполнителей, используемые на уроках информатики;
-проанализировать учебники информатики на включение в них темы алгоритмов;
-разработать систему уроков.
Каждый из нас в повседневной жизни решает определенное количество различных задач. Некоторые из них решаются достаточно быстро и незаметно, другие же требуют определенного количества времени для решения, поиска поставленной перед нами цели. Например, решение задачи «Написать контрольную работу на оценку «отлично»» требует выполнения гораздо большего количества сложных действий, чем решение задачи «Купить мороженое». Но решение даже самой простой задачи обычно осуществляется за некоторое количество последовательных шагов. Данную последовательность действий и называют «алгоритмом» [1] .
Понятие алгоритма относится к исходным математическим понятиям, поэтому не может быть определено через другие. Определение данного понятия в разных учебниках трактуется по-разному.
Например, в учебнике И. Г. Семакина алгоритм определяется как последовательность команд, которые управляют работой какого-либо объекта.
По учебнику Н. Д. Угриновича, алгоритм - это четкое описание последовательности действий [6] .
После подхода к объяснению данного понятия следует более подробно ознакомить учащихся с тем, кто совершает действия над алгоритмом, т. е. - с исполнителем .
Исполнитель - это объект или субъект, для управления которым составляется какой-либо алгоритм.
Следует привести пример учащимся алгоритма и его исполнителя и дать возможность сделать это детям. Например, «Ваш режим дня», «решение математической задачи» и т. д. [2]
Также необходимо ознакомить учащихся с понятием СКИ (системы команд исполнителя), т. е. тем перечнем команд, который необходим исполнителю для выполнения поставленной перед ним задачи.
«Алгоритм разрабатывается для решения некоторой задачи или класса задач. При этом:
- Выделяются фигурирующие в задаче объекты, устанавливаются свойства объектов, отношения между объектами и возможные действия с объектами;
- Определяются исходные данные и результат;
- Определяется точная последовательность действий исполнителя, обеспечивающая переход от исходных данных к результату;
- Последовательность действий описывается с помощью команд на языке, понятном исполнителю» [1] .
Существует несколько форм записи алгоритмов. Вот основные из них:
«Блок-схема представляет собой графический документ, дающей представление о порядке работы алгоритма» [3] .
Для обозначения шагов алгоритма используют следующие фигуры (Рис. 1) .
Рис 1. Обозначения алгоритма
Последовательность действий указывается при помощи соединяющих фигуры стрелок [1] .
Например, алгоритм Евклида (Рис. 2) [2] .
Рис. 2. Алгоритм Евклида
Выполнение алгоритма с использованием блок-схемы начинается с блока «Начало» , далее следует последовательность действий (алгоритм), при помощи которых решается поставленная задача. Линии связи между блоками изображаются без стрелок, в противном случае линии будут изображаться со стрелками. После решения поставленной задачи следует блок «Вывод» , а далее следует блок «Конец» , что говорит о конечном завершении работы алгоритма.
Алгоритм, записанный на языке, понятном исполнителю, называется программой .
Словесный способ записи алгоритма
Словесная форма записи алгоритма является самой простой и наименее формализованной. Однако данный вид алгоритма может оказаться очень объемным и трудным для восприятия.
Например, найти НОД двух чисел (Алгоритм Евклида) .
Алгоритм: чтобы найти НОД двух чисел, нужно составить таблицу, состоящую из двух столбцов: X и Y. Записать одно из чисел в столбец X, другое - в столбец Y. Если числа не равны друг другу, заменить большее из них на результат вычитания из большего числа меньшего. Данную процедуру повторять до тех пор, пока числа не станут равными, после чего из столбца X считать искомый результат .
Алгоритмические языки
Алгоритмические языки - формальные языки, предназначенные для записи алгоритмов.
«Каждый из них характеризуется:
- Алфавитом - набором используемых символов;
- Синтаксисом - системой правил, по которой из символов алфавита образуются правильные конструкции языка;
- Семантикой - системой правил, строго определяющей смысл и способ употребления конструкций языка» (Босова Л. Л., Информатика, 8 класс) .
Общий вид программы, записанной на алгоритмическом языке:
алг <название алгоритма>
нач
<последовательность команд>
кон
Например, в среде исполнителя «Чертежник» написать программу рисования прямоугольника со сторонами a=8 см и b=6 см.
Программа (рис. 3) :
Рис 3. Программа рисования прямоугольника в среде исполнителя «Чертежник»
Трассировочные таблицы
Наиболее простым способом отслеживания действий, предписанных алгоритмом, является его пошаговое выполнение.
Встречаются более сложные алгоритмы, значения которых меняются при выполнении, например, циклы. В таких случаях удобнее использовать трассировочные таблицы , которые также называются таблицы значений .
Такие таблицы необходимы для анализа свойств алгоритма и проверке его соответствия решаемой задаче.
Трассировочные таблицы могут:
- Выполнять действия пошагово и записывать результат в строку;
- Выполнять одновременно несколько действий и записывать результат данной группы действий в строку.
При пошаговом составлении трассировочной таблицы в заголовок помещают имена всех переменных алгоритма. Вдругом из столбцов записывается команды и логические выражения (условия), которые выполняются. Каждая строка таблицы соответствуют одному шагу алгоритма, при котором изменяются значения переменных или выражений.
Например, поменять значения двух переменных A и B. Результат записать в трассировочную таблицу (Рис. 4) .
Рис 4. Значения переменных А и В
Как видно из таблицы, значение 3, находившееся в переменной А, утеряно и нужно его сохранить. Для этого введем дополнительную переменную С (Рис. 5) .
Переменная, предназначенная для временного хранения значения, называется буферной .
Рис. 5. Значение буферной переменной
2. Анализ исполнителей
Исполнители и их характеристики
«Исполнитель - некоторый объект (человек, животное, техническое устройство), способный выполнять определенный набор команд». (Босова Л. Л., «Информатика и ИКТ», 9 класс)
Исполнители могут быть формальные и неформальные . Их отличие состоит в том, что формальный исполнитель любую из команд выполняет одинаково, неформальный исполнитель может выполнять одну и ту же команду различными методами.
Характеристики формальных исполнителей:
- Круг решаемых задач: проведение определенных вычислений, изображение фигур на плоскости и т. д.
- Среда исполнителя: условия, в которых находится и выполняется данный исполнитель.
- Система команд исполнителя: определенная последовательность действий - команд, приводящих к достижению поставленной цели.
- Режим работы исполнителя: режимы непосредственного и командного управления.
Знакомство с исполнителями можно начать с начальной школы, в которых исполнителями являются учащиеся, т. е. работать с которыми нужно вручную. Рассмотрим один из таких примером - исполнитель «Умный мячик».
«Умный мячик»
Первоначально следует рассказать учащимся о назначении и действиях исполнителя.
«Умный мячик» представляет собой линейку длиной 14 см, вдоль которой он прыгает. Над каждым делением линейки может находиться буква или знак «*», который означает невидимую букву. Исполнителю следует собрать слова из букв, расположенных вдоль линейки.
Действия исполнителя:
- Перемещение вдоль линейки;
- Чтение (копирование) буквы в текущей позиции;
- Сравнение буквы в текущей позиции с заданной.
СКИ «Умного мячика» (Таблица 1) :
ЭТО имя алгоритма
КОНЕЦ
Описание вспомогательного алгоритма, обращение к нему - указать в основной программе имя.
Таблица 1. СКИ исполнителя «Умный мячик»
Реакциями исполнителя являются:
- «НЕ ПОНИМАЮ» - реакция на команду, записанную с ошибкой или же ту, которой нет в составе СКИ исполнителя;
- «НЕ МОГУ» - реакция при выходе исполнителя за пределы линейки; при попытке взять букву там, где ее нет [9] .
Например, начальное положение мячика и расстановка букв вдоль линейки представлены на рисунке 6. Составить с помощью «умного мячика» слово «горизонт» .
Рис. 6. Начальное положение мячика
Ответ: ! +3! -4! +7! -2! -1! +2! -3!.
После знакомства с исполнителем «Умный мячик» можно предоставить учащимся работу в программах Кумир и Логомиры , которые будут осваиваться уже в средних классах. Примерами таких исполнителей могут служить: «Черепашка», «Робот», «Чертежник» и др., но мы более подробно рассмотрим именно эти исполнители.
Исполнитель «Черепашка»
Макарова Н. В. представляет вниманию учащихся 6-7 классов исполнитель «Черепашка» в среде Логомиры.
Изучив данный исполнитель, учащиеся будут знать, что означает понятие исполнитель, как действует данный исполнитель, первые команды его движения, правила ввода команд и сведения о полной и краткой формах записи команд (Рис. 7) .
Рис. 7. Исполнитель Черепашка в среде Логомиры
Реакция исполнителя:
«Не понимаю» - отдается команда, не входящая в СКИ или не описанная с помощью вспомогательного алгоритма;
«Не знаю, как выполнить …» - не правильно записана команда;
«Не знаю, что делать с …» - не правильно записан параметр.
При работе в графическом редакторе учащиеся создают рисунки. В среде Логомиры графический указатель выглядит иначе - он отображается в виде Черепашки или треугольника.
Исполнитель «Черепашка» позволяет подробнее ознакомить детей с рекурсивными процедурами.
Исполнитель «Черепашка» работает при помощи перемещения, оставляя после себя след в виде линии.
Система команд исполнителя (см. приложение 1) .
Все перечисленные команды необходимо дать учащимся на уроках информатики для ознакомления и изучения данного исполнителя, а также закрепить полученные теоретические знания на практике, при решении ряда задач [7] .
Исполнитель «Чертежник»
Знакомство учащихся с правилами записи и составления алгоритмов можно начать с изучения исполнителя «Чертежник» по учебнику Босовой Л. Л. (6 класс) .
Изучив исполнитель «Чертежник», учащиеся смогут закрепить умение работать с подпрограммой, а также закрепят знания в области графики.
Данный исполнитель предназначен дня построения рисунков на координатной плоскости. Рисунки строятся то точкам, имеющим определенные координаты, например, (3, 3), (5, 7) и т. д. Заметим, что координаты отделены друг от друга запятой.
Чертежник имеет перо, которое можно поднимать, опускать и перемещать. Первоначально перо стоит на начале координат (в точке (0, 0) ) и автоматически оно поднято. Для начала рисования необходимо «опустить перо».
Система команд исполнителя «Чертежник»:
- Поднять перо;
- Опустить перо;
- Сместить в точку;
- Сместиться на вектор.
При смещении пера «в точку» рисование происходит смещением пера в точку с указанными координатами.
Например, сместиться в точку (1, 1) (Рис. 8) :
Рис. 8. Смещение в точку с координатами (1, 1)
Команду «сместиться в точку» также называют командой абсолютного смещения .
При перемещении пера «на вектор» происходит смещение относительно координат a и b, т. е. на (x+a) координат вдоль горизонтальной оси, на (y+b) координат - вдоль вертикальной.
Например, сместиться на вектор (3, 2) относительно начала координат (Рис. 9) :
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
- Информатика
- Банковское дело
- Оценка бизнеса
- Бухгалтерское дело
- Валеология
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Религия
- Общая история
- Журналистика
- Таможенное дело
- История Казахстана
- Финансы
- Законодательство и Право, Криминалистика
- Маркетинг
- Культурология
- Медицина
- Менеджмент
- Нефть, Газ
- Искуство, музыка
- Педагогика
- Психология
- Страхование
- Налоги
- Политология
- Сертификация, стандартизация
- Социология, Демография
- Статистика
- Туризм
- Физика
- Философия
- Химия
- Делопроизводсто
- Экология, Охрана природы, Природопользование
- Экономика
- Литература
- Биология
- Мясо, молочно, вино-водочные продукты
- Земельный кадастр, Недвижимость
- Математика, Геометрия
- Государственное управление
- Архивное дело
- Полиграфия
- Горное дело
- Языковедение, Филология
- Исторические личности
- Автоматизация, Техника
- Экономическая география
- Международные отношения
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности), Защита труда
