7. Методика преподавания основ алгоритмизации и программирования (Раздел 2).

7.1. Методические особенности раздела “оАиП”

Раздел “Основы алгоритмизации и программирования ” (ОАиП) имеет явно выраженную практическую направленность, что способствует усилению связи обучения с жизнью. В этом разделе, как ни в одном другом, большое внимание должно уделяться решению задач и выполнению упражнений.

При решении некоторых задач строится математическая модель и вычислительный алгоритм, требующие обоснований, выходящих за рамки школьной программы. Чтобы больше внимания уделить вопросам алго­ритмизации, можно не давать обоснований используемых методов и фактов. Желательно, чтобы таких задач было как можно меньше.

Происходит расширение традиционного, известного из других школьных предметов понятия величина. Вводятся и используются не только числовые, но и литерные величины. Кроме этого, ученики зна­комятся с новыми способами организации данных в форме одномерных и двумерных таблиц (массивов).

При изучении программирования школьника надо приучить абсо­лютно точно по определенным фиксированным правилам записывать ал­горитм. Поэтому с самого начала необходимо привить школьникам та­кие качества, как четкость, ясность, аккуратность в записях, предельную внимательность и сосредоточенность, особенно при работе на ЭВМ.

Необходимо иметь в виду следующую методическую сложность. Ал­горитмический стиль мышления, который мы должны сформировать, от­личается от математического, хотя и основывается на нем. Решить задачу и составить алгоритм (программу), с помощью которой ЭВМ должна решить ту же задачу, это не всегда одно и то же, то есть требует различных способностей, различных сторон мышления. Напри­мер, даже ученики с хорошими математическими способностями не сра­зу понимают динамический смысл записи алгоритма. Если любое запи­санное действие при решении математической задачи выполняется всегда, если оно записано, то в программе, например, может выпол­няться только одна из двух ее ветвей. Некоторая последовательность действий может повторяться, динамически может меняться значение некоторой величины и т. п. Эти трудности возрастают в условиях безмашинного изучения алгоритмов. Как преодолеть эту сложность? Опыт изучения других дисциплин почти не помогает, так как формулы в ма­тематике, физике, химии имеют другой, статический смысл. Для луч­шего понимания учениками работы алгоритма можно рекомендовать следующие приемы:

– исполнение алгоритма вручную;

– использование блок-схем ;

– выполнение программы по шагам, т. е. трассировка программы, с помощью современных средств программирования (команды Trace Into, Step Over и др. в современных интегрированных средах программирования).

7.2. Общие методические принципы обучения оа и п

Рассматриваются принципы, которыми можно руководствоваться при изучении ОА и П как в машинном , так и в безмашинном вариантах.

7.2.1. Принцип многоуровневости

Этот принцип связан с тем, что в алгоритмизации и программировании, как ни в одной другой области деятельности, все темы, элементы языка тесно переплетены между собой. Поэтому некоторую трудность представляет определение порядка изучения понятий и конструкций языка, приемов и методов программирования. Большинство учебников построены таким образом, что сначала рассматриваются элементы выбранного языка программиро­вания (константы и переменные, все их типы, все операции над ними, правила построения выражений и т. д.), а потом последовательно изучаются операторы, методы и технологии программирования. При этом, как правило, сразу в одном пункте приводятся все возможности изучаемого элемента языка, например, оператора, хотя некоторые из них редко использу­ются или достаточно сложные. Аналогично при изучении какой-нибудь другой системы (не обязательно системы программирования) приводится полное описание некоторого элемента, хотя на начальном этапе достаточно знать ее простейшую форму, лишь некоторые ее возможности.

Такую общепринятую методику можно усовершенствовать следующим образом. Параллельное изучение ЯП и средств разработки программы делим на этапы (уровни). Первый из них (основы, начало, быстрое введение) включает лишь некоторые наиболее простые и часто исполь­зуемые в дальнейшем элементы (типы данных (вещественные и целочис­ленные), операции над ними (арифметические), операторы, стандарт­ные функции и процедуры, и т.п.), обеспечивающие возможность быстрой разработки простейших программ. После приобретения первоначальных навыков программирования школьник осваивает второй, ос­новной уровень. На этом этапе изучаются новые элементы языка и ОС а также рассматриваются новые возможности тех же конструкций языка и ОС, основы которых были изучены на первом этапе. Первые два уровня должны быть усвоены всеми учениками класса.

Третий, заключительный уровень состоит в изучении дополнительных возможностей системы и языка, которые могут встретиться реже, при разработке более сложных программ. Изучаемые на этом этапе воз­можности ОС, ЯП позволяют повысить эффективность использования ЭВМ и оптимизировать программы. Такие дополнительные возможности есть смысл изучать со всеми учениками только в специализированных клас­сах, а в обычной школе лишь на дополнительных необязательных занятиях с учениками, проявляющими повышенный интерес и способности к программированию.