Принципы разработки алгоритмов и программ.
По структуре выполнения алгоритмы и программы делятся на три вида: линейные, ветвящиеся, циклические. Линейный алгоритм (линейная структура) – это такой алгоритм, в котором все действия выполняются последовательно друг за другом и только один раз. Схема представляет собой последовательность блоков, которые располагаются сверху вниз в порядке их выполнения. Первичные и промежуточные данные не оказывают влияния на направление процесса вычисления. Алгоритмы разветвляющейся структуры. На практике часто встречаются задачи, в которых в зависимости от первоначальных условий или промежуточных результатов необходимо выполнить вычисления по одним или другим формулам. Такие задачи можно описать с помощью алгоритмов разветвляющейся структуры. В таких алгоритмах выбор направления продолжения вычисления осуществляется по итогам проверки заданного условия. Ветвящиеся процессы описываются оператором IF (условие).
Циклические вычислительные процессы. Для решения многих задач характерно многократное повторение отдельных участков вычислений. Для решения таких задач применяются алгоритмы циклической структуры (циклические алгоритмы). Цикл – последовательность команд, которая повторяется до тех пор, пока не будет выполнено заданное условие. Циклическое описание многократно повторяемых процессов значительно снижает трудоемкость написания программ. Существуют две схемы циклических вычислительных процессов.
Особенностью первой схемы является то, что проверка условия выхода из цикла проводится до выполнения тела цикла. В том случае, если условие выхода из цикла выполняется, то тело цикла не выполняется ни разу. Особенностью второй схемы является то, что цикл выполняется хоты бы один раз, так как первая проверка условия выхода из цикла осуществляется после того, как тело цикла выполнено. Существуют циклы с известным числом повторений и итерационные циклы. При итерационном цикле выход из тела цикла, как правило, происходит при достижении заданной точности вычисления.
28. СОВРЕМЕННОЕ СОДЕРЖАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ШКОЛЬНОГО КУРСА ИНФОРМАТИКИ.
Информатика – в настоящее время одна из фундаментальных отраслей научного знания, формирующая системно-информационный подход к анализу окружающего мира, изучающая информационные процессы, методы и средства получения, преобразования, передачи, хранения и использования информации; стремительно развивающаяся и постоянно расширяющаяся область практической деятельности человека, связанная с использованием информационных технологий. Цели и задачи изучения информатики, как любого другого учебного предмета, связываются с формированием основ научного мировоззрения школьников, развитием мышления, способностей, подготовкой к жизни, труду, продолжению образования. Вклад информатики в научное мировоззрение школьников определяется формированием при ее изучении представления об информации как одном из трех основополагающих понятий науки: веществе, энергии и информации, на основе которых строится современная картина мира. Информатика как учебный предмет открывает школьникам для систематического изучения одну из важнейших областей действительности – область информационных процессов в живой природе, обществе, технике. Развивая единый подход к их изучению, обосновывая общность процессов восприятия, передачи, преобразования информации в системах различной природы, информатика вносит существенный вклад в формирование современного научного представления о мире, его единстве. Значительное расширение информатикой среды научного познания, формирование нового (информационного) подхода к изучению окружающей действительности имеет огромное мировоззренческое значение, которое необходимо в полной мере использовать в школьном образовании. Изучение информатики имеет важное значение для развития мышления школьников. Информатика привносит в учебный процесс новые виды учебной деятельности, многие умения и навыки, формируемые при ее изучении, носят в современных условиях общеучебный, общеинтеллектуальный характер.
Основная цель изучения основ информатики в школе – обеспечить прочное и сознательное овладение учащимися основами знаний о процессах получения, преобразования, передачи и использования информации и на этой основе раскрыть учащимся значение информационных процессов в формировании современной научной картины мира, роль информационной технологии и вычислительной техники в развитии современного общества, привить им навыки сознательного и рационального использования компьютеров в своей учебной, а затем профессиональной деятельности. Основные содержательные линии курса охватывают следующие группы вопросов:
- вопросы, связанные с пониманием сущности информационных процессов, информационными основами процессов управления в системах различной природы (линия "информационных процессов");
-способы представления информации (линия "представления информации");
-методы и средства формализованного описания действий исполнителя, алгоритмы, основы программирования ("алгоритмическая линия");
-вопросы, связанные с выбором исполнителя для решения задачи, анализом его свойств, возможностей и эффективности его применения для решения данной задачи, архитектурой компьютера, функциями его основных устройств ("линия компьютера");
-вопросы, связанные с методом формализации, моделированием реальных объектов и явлений для их исследования с помощью ЭВМ, проведение компьютерного эксперимента ("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 ("линия информационных технологий");
-вопросы, охватывающие представления о передаче информации, канале передачи информации, телекоммуникациях, возможностях и услугах компьютерных сетей (линия "телекоммуникаций").
29. ПОНЯТИЕ И ВОСПИТАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ КУЛЬТУРЫ УЧАЩИХСЯ. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЙ ПО ОБЩИМ ПРОБЛЕМАМ ИНФОРМАТИКИ.
Совокупность навыков, приобретенных в различных видах деятельности, формируют информационную культуру учащихся, которая и является основой подготовки школьников к жизни в информационном обществе.
В настоящее время можно выделить тенденцию постепенного размежевания задач формирования компьютерной грамотности и задач изучения основ информатики. Формирование нового подхода к пониманию целей обучения информатики связано с выделением общеобразовательных функций курса, его потенциальных возможностей в решении общих задач обучения, воспитания и развития школьников.
Назовем, прежде всего, мировоззренческую функцию этого учебного предмета, его вклад в формирование научных представлений о мире. Реализация этой функции связана с раскрытием роли информационных процессов (передачи, преобразования, хранения и т.д.) в живой природе, технике, обществе значения информатики и вычислительной техники в развитии производительных сил общества, изменения характера человека.
Информатика как отрасль знания, появилась в результате перестройки языка науки в формировании которого, так или иначе участвовали концепции многих научных дисциплин: от философии и математики до биологии и геологии. При этом на первый план в информатике выдвигается набор понятий, связанных с формально знаковыми конструкциями и их моделированием. Объектами такого (информационного) моделирования могут быть явления и процессы любой природы от искусственных систем демоциума.
Информатика стала научной основой современной промышленной революции: компьютерная техника, автоматизированные и роботизированные производства, средства коммуникации, системы автоматизации интеллектуального труда. Этим определяется образовательное значение учебного предмета «информатика» и его содержательные линии: формальное исчисление и алгоритмы, методы информационного моделирования, информационные технологии. Информатика рассматривает любые объекты и явления с информационной точки зрения, изучает методологию информационного моделирования, формальные исчисления, алгоритмы, информационные технологии и связанные с ними мировоззренческие вопросы.
Любая научная, прежде чем воплотиться в жизнь, должна превратиться в информацию, то есть стать конкретным сообщением, предназначенным для предельных пользователей. Чем больше научный потенциал, тем важнее развитие информации.
Слово «информация» происходит от латинского осведомление, сообщение о положении дел или о чьей-то деятельности, сведения о чем-либо.
С появлением и развитием кибернетики, а позже вычислительной техники и информатики это слово хотя и сохранило свой первоначальный смысл, но корме того получило еще ряд новых значений. Говоря об информации, мы подразумеваем совокупность данных фактов, знаний о некоторой системе, характеризующих организацию, структуру, состояние и поведение этой системы в целом или её отдельных элементов.
Намереваясь использовать информацию в системе для решения определенных задач, наблюдатель рассматривает её с различных точек зрения. Важнейшими выступают аспекты: прагматический (достижение поставленных целей), семантический (смысловое содержание) и синтаксический (способ представления).
Стратегической целью курса «Информатика» в начальной школе является развитие мышления ребенка, а также воспитание самостоятельного и мыслящего человека, способного справиться с проблемами, которые перед ним ставит жизнь.
Обучение на уроках информатики в начальной школе имеет следующие задачи:
Научить ребенка осмысленно видеть мир и успешно ориентироваться в нем.
Помочь справится с предметами школьной учебной программы.
Научить полноценно и продуктивно общаться (с людьми и техникой), уметь принимать решения.
Преобладающей организационной формой урока в младших классах должна быть
игра. Поскольку игровая деятельность представляет собой такой процесс, когда мотив и предмет деятельности совпадают и находятся в самом процессе деятельности – эффективность такой деятельности максимальна. Поэтому, по возможности каждый урок должен содержать либо игровой момент, либо вообще быть построен в виде игры.
Отношения на уроках строятся в соответствии со следующими принципами: ученик – человек, который имеет право на ошибки. Не знать и не уметь – это не стыдно. Роль учителя на уроке заключается в создании атмосферы поддержки и творчества, тогда в ходе такого урока ученикам передаются определенные нравственные знания. Желательно, чтобы и в более старших классах сохранялась такая атмосфера. Нельзя забывать, что время, проведенное ребенком перед компьютером не должно превышать 25 мин.
Ориентируясь на обучение информатике в среднем звене, мы подобрали задачи для этого возраста. Прежде всего заметим, что здесь важную роль играют задачи на количественное представление информации, дается представление о различных системах счисления и умение переходить из одной системы в другую.
Кроме того важно в теме «Информационные основы информатики» предлагать учащимся развивающие задачи. Под развивающими обычно понимают задачи, для решения которых необходимо использовать знания из нескольких областей информатики, системный подход, логическое мышление в различных его проявлениях, умение формализовать и структурировать решаемую задачу в определенной операционной обстановке. Для решения таких задач необходим исследовательский подход.
30. ТЕХНОЛОГИЯ ОБУЧЕНИЯ С ПРИМЕНИЕМ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ
УЧЕБНОГО НАЗНАЧЕНИЯ. БЛОЧНО-МОДУЛЬНАЯ СТРУКТУРА
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧИТЕЛЯ В ТЕХНОЛОГИИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОГРАММНЫХ
СРЕДСТВ.
Компоненты, определяющие успешность преподавания и использованием ПС, будем рассматривать в трех аспектах гносеологическом, деятельностном и психологическом. Другими словами, выделим: 1) знания о дидактических возможностях и особенностях использования ПС. 2) умения, характеризующие деятельность учителя на уроке, 3) индивидуальную расположенность к применению техники в своей деятельности и будем рассматривать их на трех уровнях: начальном – эпизодическое применение ПС в учебном
процессе, основном – систематическое применение ПС на уроках и перспективном – творческий подход к организации учебного процесса, в основе которого лежит использование ПС.
Обычно в профессиональной деятельности учителя выделяют следующие компоненты: конструктивный, гностический, проектировочный, экспертный, организационный, коммуникативный.
Под деятельностью учителя на уроке мы будем понимать умение смоделировать и реализовать учебный процесс. Этап моделирования включает проектировочный компонент, а этап реализации – организационный, коммуникативный и экспертный. Раскроем содержание структуры деятельности учителя в технологии применения ПС. При рассмотрении необходимых для реализации технологий знаний (гносеологический аспект) будем различать разные уровни подготовленности педагогов. Как было указано выше, уровни обозначим как начальный, основной и перспективный. На начальном уровне преобладают теоретические знания: сведения из книг, журналов, средств массовой информации, частных бесед и пр. Эти сведения носят случайный, фрагментарный характер и не способны обеспечить полноценную работу педагога в компьютерном классе. Для самостоятельного использования ПС в учебном процессе (основной уровень) необходимы систематические знания и навыки работы на компьютере. Такие знания и навыки обеспечиваются на специальных занятиях в вузах, курсах повышения квалификации и переподготовки учителей и пр. На перспективном уровне учитель должен уметь модифицировать или разрабатывать программные средства учебного назначения в соответствии со своим видением методики изложения учебного материала.
Базовые знания в области информатизации образования учителя получают в высших учебных заведениях. Учитель должен уверенно ориентироваться в комплексе программных средств, сопровождающих учебный процесс по данной дисциплине.
На начальном уровне овладения технологией использования ПС в учебном процессе учитель не в состоянии самостоятельно спроектировать учебный процесс с применением программных средств. В реальных условиях образовательного процесса такому учителю может оказать помощь учитель информатики или организатор информатизации образования в школе. Для активного участия общеобразовательных и средних специальных учебных заведений в деятельности единой информационной среды образования необходимо, чтобы в школе был консультант по вопросам информатизации или организатор информатизации образования. Его основные обязанности:
консультирование учителей, подготовка уроков с использованием компьютерной техники;
оказание помощи административно-управленческому составу школы;
ведение баз данных директора, завучей, библиотекаря, составление расписания;
работа оператором в телекоммуникационных сетях.
Учитель основного уровня освоения технологии применения ПС может самостоятельно спроектировать урок с использованием программных средств. Его умения базируется на теоретических знаниях и навыках работы с компьютером, соответствующие основному уровню гносеологического аспекта. Учитель основного уровня с успехом повторяет, что ему сообщили в вузе или на курсах.
На перспективном уровне учитель создает собственные методики применения программных средств в учебном процессе разрабатывает программы со встроенными технологиями обучения.
На этапе реализации учебного процесса выделим организационный, коммуникативный и экспертный компоненты. При эпизодическом применении ПС на уроках мало изменяются соотношения основных компонентов структуры учебного процесса, учитель является основным источником учебной информации и экспертом знаний учащихся. Систематическое применение программных средств в учебном процессе на основном уровне позволяет говорить об изменении структуры образовательного пространства. Меняется положение учителя на уроке. Учитель становится « рядом» с учеником, предлагая ему проблемы, отрабатывая вместе с ним их решения. Учитель становится наставником, консультантом учащихся. Оценку деятельности учащихся осуществляет преимущественно учитель, программные средства являются эффективным средством обучения, выдающим оценки рекомендательного характера.
На перспективном уровне технологии применения ПС предполагается избыточное количество программных средств учебного назначения, имеющих высокие технические характеристики и большую дидактическую значимость. Поэтому их систематическое использование в учебном процессе естественно для учителей, обладающих высокими знаниями и умениями в области информационных технологий.
В соответствии с традиционной трактовкой мотивацию мы будем разделять на внешнюю и внутреннюю, имея в виду источник побуждения. К внешним стимулам применения программных средств в учебном процессе можно отнести материальные стимулы (повышение зарплаты, повышение категории и пр.) и самоутверждение учителя в коллективе (через внешнюю положительную оценку окружающих). К внутренним мотивам отнесем мотивы личностей самореализации: стремление «быть тем, чем он может стать» и профессионального роста (повысить уровень обученности учащихся и др.).
С повышением уровня технологии применения ПС будут меняться мотивационные стимулы. Сохраняя стремление профессионального роста, учителя станут стремиться к личностной самореализации, поиску новых путей совершенствования процесса обучения, в том числе за счет модификаций программных средств учебного назначения.
Возможность учителя применять программные средства в учебном процессе зависит от следующих условий:
от того, насколько подробно педагог может моделировать учебный процесс, отслеживать и прогнозировать возможные варианты течения урока;
умение педагога изменять модель урока в соответствии с новыми условиями;
моделировать урок так, чтобы наиболее эффективно использовать программные средства;
умения строить оптимальные алгоритмы творческой деятельности для достижения цели – от уверенности, гибкости, адекватности действий и оценки результатов и последствий достижения цели.
Учителю основного и перспективного уровней технологии применения ПС необходимо постоянно осваивать новые программные продукты, осмысливать их дидактическое назначение, искать место в образовательном процессе.
31. СТРКУТУРА ТЕХНОЛОГИИ ОБУЧЕНИЯ ПС: ЦЕЛИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПС В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ, ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ УЧАЩЕГОСЯ И УЧИТЕЛЯ, СПОСОБЫ ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ.
Применение программно-методических средств (ПМС) в учебном процессе общеобразовательной школы рассчитывается на весь период обучения. Под программными средствами учебного назначения будем понимать программные продукты, предназначенные для решения отдельных учебно-воспитательных задач. Программные средства учебного назначения с соответствующим методическим обеспечением будем называть программно-методическими средствами. В соответствии с новой концепцией государственной политики в области информатизации образования можно выделить три этапа:
• пропедевтический (I-VI классы)
• на втором этапе (VII-IX классы
• третий этап (X-XI классы)
Задачи использования ПМС в учебном процессе соответствуют основным направлениям их применения в учебном процессе. На пропедевтическом уровне ПМС способствуют совершенствованию процессов учения и обучения; на базовом уровне предусмотрено освоение первоначальных сведений о системно-информационной картине мира, формирование навыков пользователя ЭВМ. На профориентационном уровне профессиональная ориентация в области информационных технологий.
В соответствии с выделенными уровнями можно определить требования к знаниям учащихся и преобладающий вид деятельности. На пропедевтическом уровне учащиеся должны получить первоначальные сведения об устройстве, способах функционирования ЭВМ, использовании ПМС в учебной деятельности; на базовом — уметь применять ПМС в учебной деятельности; на профориентационном — познакомиться с возможностями использования программных средств в будущей профессиональной деятельности.
Основной организационной формой урока в младших классах должна быть игра. Обучающие программы, разработанные для начальной школы, включают игровой момент и используются, как правило, на кружковых занятиях.
Роль учителя на уроке заключается в создании атмосферы поддержки и творчества, учитель является другом учащихся, имеющим, как и учащиеся, право на ошибку. При такой установке познавательная деятельность учащихся активизируется, они не боятся задавать вопросы, не боятся ошибиться (ведь даже учитель имеет право на ошибку). Преобладание игровой деятельности в младших классах не отменяет другие виды учебной деятельности, предполагаются и работа с книгой, и заучивание, и пересказ, и контрольные работы и т.д.
На базовом уровне преобладает познавательная и исследовательская деятельность. Поскольку специфика и основное назначение программных средств состоит в обработке информации, то основными видами деятельности при освоении программных средств учащимися на этом этапе является информационно-поисковый и экспериментально-исследовательский. Учитель на базовом уровне формулирует проблемы, контролирует успешность продвижения учащихся от незнания к знанию, то есть является наставником и помощником.
На профориентационном уровне применения программных средств учебного назначения учащиеся используют ПМС для расширения знаний о возможностях программных средств в области избранной профессии, а также в качестве средства обучения на уроках. В обоих случаях преобладающим видом учебной деятельности является исследовательский. Учитель формулирует проблему в общем виде, учащиеся конкретизируют проблему, сами разрабатывают пути ее решения, отбирают необходимую информацию, подбирают средства для ее обработки, готовят отчет и защищают свое решение перед классом. Учитель в этом случае выступает в роли консультанта.
.
Основные структурные компоненты технологии применения ПМС в учебном процессе общеобразовательной школы
