Глава I «Теоретические основы создания рабочей тетради по теме «Методика изучения технологии обработки числовой информации»» включает в себя три параграфа.

Первый параграф посвящен выявлению методических рекомендаций по изучению темы «Методика изучения технологии обработки числовой информации».

Второй параграф посвящен содержанию линии «Методика изучения технологии обработки числовой информации», ее месту в школьном курсе информатики.

В третьем параграфе представлено описание методических идей создания рабочих тетрадей по данной теме.

Глава II посвящена практическим основам использования рабочей тетради по теме «Методика изучения технологии обработки числовой информации»». В ней представлена сама рабочая тетрадь по лекционному и практическому занятию, а также методика ее применения в комплексе с компьютерной презентацией. Описаны приемы, использованные в конкретных заданиях, даны к ним комментарии, а также перечислены цели, которые этими приемами достигаются.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ МЕТОДИЧЕСКИХ ИДЕЙ ПО ТЕМЕ «МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ЧИСЛОВОЙ ИНФОРМАЦИИ».

§1. Анализ научно-методической литературы по теме «Методика изучения технологии обработки числовой информации»

В данном параграфе проводится анализ научно-методической литературы, в которой представлены методические рекомендации по теме исследования. Параграф включает:

• анализ учебного пособия «Методика преподавания информатики», авторами которого являются М. П. Лапчик, И. Г. Семакин и Е. К. Хеннер;

• анализ статьи И. Е. Маловой, И. Е. Гуреевой «Основы создания тетрадей для ситуации использования компьютерной презентации в учебном процессе»;

• анализ статьи И. Л. Гуреевой «Сопровождение использования компьютера тетрадью с печатной основой».

1. Анализ учебного пособия «Методика преподавания информатики», авторами которого являются м.П. Лапчик, и.Г. Семакин и е.К. Хеннер.

В учебном пособии «Методика преподавания информатики» авторы М.П. Лапчик, И.Г. Семакин и Е.К. Хеннер предлагают методику обучения технологии обработки числовой информации, описывая все основные функции табличных процессоров, сопровождая это наглядным материалом. М. П. Лапчик предоставляет список изучаемых вопросов темы:

- Области применения электронных таблиц (ЭТ).

- Среда табличного процессора (ТП).

- Режимы работы ТП.

- Система команд.

- Данные в ячейках ЭТ.

- Методы адресации в ЭТ. [1, 318]

Весьма структурированный подход, применяемый автором учебника при изучении любой темы, что является плюсом как для преподавателей, так и для обучающихся, ввиду того, что знания тоже структурируются, легче передаются и принимаются.

Области применения электронных таблиц.

Далее авторы предоставляют краткий экскурс в историю развития табличных процессоров, рассказывая про первые табличные процессоры. Так же М. П. Лапчик упоминает, что на сегодняшний момент одним из самых популярных и распространенных табличных процессоров является MS Excel, входящий в состав пакета Microsoft Office. Надо добавить, что в подавляющем большинстве современных российских школ используется именно он или очень похожий на него бесплатный аналог. Это тоже является плюсом, так как обучать можно на примере этой программы или программы с идентичным интерфейсом.

Авторы пособия вводят понятие электронных таблиц путем выявления задач, которые они позволяют решать, иными словами идет этап мотивации изучения материала. Задачи, которые решает ЭТ, по мнению авторов:

1. Выполнение вычислений.

2. Математическое моделирование.

3. Использование электронной таблицы в качестве базы данных.

Что касается выполнения вычислений, то тут авторы поясняют, что многие расчеты с давних пор выполняются в табличной форме, особенно в области делопроизводства: многочисленные расчетные ведомости, табуляграммы, сметы расходов и т.п. Кроме того, решение численными методами целого ряда математических задач удобно выполнять в табличной форме. Электронные таблицы представляют собой удобный инструмент для автоматизации таких вычислений. Решения многих вычислительных задач на ЭВМ, которые раньше можно было осуществить только путем программирования, стало возможно реализовать на электронных таблицах.

По мнению авторов, использование математических формул в ЭТ позволяет представить взаимосвязь между различными параметрами некоторой реальной системы. Основное свойство ЭТ — мгновенный пересчет формул при изменении значений входящих в них операндов. Благодаря этому свойству, таблица представляет собой удобный инструмент для организации численного эксперимента: подбор параметров, прогноз поведения моделируемой системы, анализ зависимостей, планирование. Дополнительные удобства для моделирования дает возможность графического представления данных.

Авторы поясняют, что конечно, по сравнению с СУБД электронные таблицы имеют меньшие возможности в этой области. Однако некоторые операции манипулирования данными, свойственные реляционным СУБД, в них реализованы. Это поиск информации по заданным условиям и сортировка информации.

По мнению авторов пособия, обучая на уроках учеников, учитель должен помочь им освоить конкретный табличный процессор. А делать это преподавателю рекомендовано, придерживаясь методической схемы применения виртуального исполнителя, элементами которой является изучение среды, режимов работы, системы команд, данных.

Среда табличного процессора.

Авторы описывают интерфейс табличного процессора и вид электронной таблицы, параллельно вводя такие основные понятия темы, как ячейка, столбец, строка, адреса ячеек и т. д.

Авторами выделено следующие основные режимы работы:

- режим готовности (происходит выбор текущей ячейки или выделение блока ячеек).

- режим ввода данных (происходит посимвольный ввод данных с клавиатуры в текущую ячейку).

- режим редактирования (используется при необходимости отредактировать содержимое ячейки без полной его замены).

- командный режим (режим выбора и исполнения команд из иерархической системы меню. После выполнения команды происходит возврат к режиму готовности).

Кроме перечисленных основных режимов работы ТП, можно говорить о режимах отображения таблицы и режимах управления вычислениями.

Режимы отображения таблицы. В ячейках, хранящих формулы, могут отображаться результаты вычисления по формулам или сами формулы. Первый режим называется режимом отображения значений, второй — режимом отображения формул. Рабочим состоянием таблицы является режим отображения значений. Режим отображения формул может использоваться при формировании и отладке таблицы.

Режим управления вычислениями. Табличный процессор производит вычисления по формулам, сканируя таблицу в определенном порядке. Такое сканирование всегда начинается с клетки А1. Порядок вычислений может быть установлен по строкам или по столбцам. Некоторые ТП позволяют устанавливать этот порядок по желанию пользователя.

При каждом вводе новых данных в ячейку вся таблица автоматически пересчитывается заново (режим автоматического пересчета). В некоторых ТП существует возможность установки режима ручного пересчета, т.е. таблица заново пересчитывается только после подачи специальной команды.

Система команд.

Команды ТП организованы в иерархическую систему, верхним уровнем которой является главное меню. Кроме того, выполнение команд может инициироваться через панель инструментов, контекстное меню, «горячие клавиши».

Команды редактирования таблицы позволяют манипулировать с фрагментами таблицы: удалять, копировать, перемещать, вставлять. Вставки и удаления столбцов или строк приводят к сдвигу других строк или столбцов таблицы. При этом действующая в таблице относительная адресация автоматически модифицирует формулы в соответствии с их изменившимися адресами. Прием копирования позволяет быстро строить большие таблицы, содержащие однотипные элементы.

Команды форматирования позволяют изменять внешний вид таблицы, ее оформление. К элементам формата относятся:

• направления выравнивания данных относительно границ ячейки;

• высота строки и ширина столбца;

• тип, начертание и размер шрифта;

• формат представления чисел (обычный, экспоненциальный, разрядность);

• вид разлиновки таблицы;

• цвет фона и пр.

В электронной таблице действует некоторый набор стандартных параметров формата «по умолчанию». Командами форматирования его можно изменять как по отношению ко всей таблице, так и в отдельных ее фрагментах.

Команды работы с файлами включают в себя стандартный набор команд, позволяющих открывать и сохранять файлы, организовывать вывод на печать полученного документа.

Команды работы с таблицей как с базой данных. Способность ТП искать и выбирать данные из таблицы позволяет использовать электронную таблицу в качестве несложной базы данных. При работе с базами данных имеют дело с записями и полями. В электронных таблицах базой данных является сама таблица, записями — строки таблицы, полями — столбцы таблицы. В ТП реализованы команды поиска и сортировки.

Команды графической обработки данных дают возможность отображать числовую информацию в графическом виде, чаще всего — в виде диаграмм. Команды графического режима можно разбить на две группы:

• команды описания диаграмм (задают данные, которые будут выведены в графическом виде, задают тип диаграмм и т.д.);

• команды вывода диаграмм.

Типы данных.

Текстовый процессор должен «знать», какого типа данное хранится в конкретной ячейке таблицы, для того чтобы правильно интерпретировать ее содержимое. Так, например, признаком текстовых данных является символ « (двойные кавычки). Тип данных определяется множеством значений, принимаемых величиной и совокупностью операций, применимых к величинам этого типа. Отсюда, например, следует, что нельзя применять арифметические операции к ячейкам таблицы, в которых хранится текстовая информация. Основной набор типов данных в электронных таблицах практически тот же, что и в базах данных: числовой, символьный, логический. В некоторых ТП (Excel) существует тип «дата».

Структуры данных. Минимальным структурным элементом данных, представленных в электронной таблице, является ячейка.

Основная работа производится с ячейками: их заполняют, редактируют, очищают.

Ячейки объединяются в структуры данных — столбцы и строки. Табличные процессоры позволяют оперировать со строками или столбцами как единым целым. Например, можно удалять или вставлять строки (столбцы), менять их местами.

Базовым структурным понятием в электронных таблицах является понятие диапазона ячеек (блока). Оно используется во многих командах табличных процессоров и в некоторых функциях. Диапазон — это множество ячеек, образующих в таблице область прямоугольной формы (матрицу). Минимальный диапазон — это ячейка, строка и столбец, которые также являются блоком, максимальный диапазон — вся таблица. Некоторые табличные процессоры позволяют задавать имя для диапазона клеток, что дает возможность работать с блоком как единым целым.

Числовые константы разделяются на целые и вещественные. Вещественные константы можно записывать двумя способами: в форме с фиксированной точкой и в экспоненциальной форме (в форме с плавающей точкой).

Переменные. Каждую ячейку таблицы будем интерпретировать как ячейку памяти текстового процессора. Каждая ячейка имеет свое имя, состоящее из имени столбца и номера строки. В каждой ячейке может храниться информация того или иного вида. Здесь прослеживается прямая аналогия с понятием переменной в языках программирования. Переменная — это поименованное место в памяти (ячейка), куда можно записать значение. Переменная принимает различные значения определенного типа. Каждая переменная обозначается символическим именем (идентификатором). Ячейку таблицы можно рассматривать как переменную. Следовательно, Al, C5, G10 и пр. — имена переменных.

Выражения (формулы). В электронных таблицах используются два вида выражений: арифметические и логические. Выражение, определяющее способ вычисления некоторого числового значения по математической формуле, называется арифметическим выражением. Существуют определенные правила записи арифметических выражений. Эти правила аналогичны тем, что используются в языках программирования.

Выражения составляются из констант, переменных, знаков операций, функций, круглых скобок. Примеры выражений: 2.5*(G5+G2) SQRT(B4^2-4*B3*B5) SUM(C10:C20) Здесь символ «*» — знак умножения; «^» — возведение в степень. В ТП SuperCalc SQRT — функция вычисления квадратного корня; SUM — функция суммирования. В русифицированных версиях Excel функция квадратного корня — КОРЕНЬ, функция суммирования — СУММ. Порядок вычисления выражений происходит в соответствии с приоритетами выполнения арифметических операций, с расстановкой скобок.

Логические выражения (логические формулы) строятся с помощью операций отношения (<, >, =, <=, >=, <>) и логических операций (логическое «И», логическое «ИЛИ», логическое отрицание «НЕ»). Результатом вычисления логического выражения являются логические величины «истина» или «ложь».

Адресация.

Следует обратить внимание учеников на определенную родственность структуры электронной таблицы и оперативной памяти ЭВМ. В обоих случаях используется принцип адресации для хранения и поиска информации. Разница состоит в том, что в ОЗУ наименьшей адресуемой единицей является байт, а в таблице — клетка (ячейка).

Символические имена переменных являются в то же время их адресами в таблице. В таблице может быть установлен режим относительной адресации или режим абсолютной адресации. В режиме относительной адресации всякие изменения в местоположении формулы путем копирования блока, переноса блока, вставки или удаления строк или столбцов приводят к автоматическому изменению адресов переменных в формулах, находящихся в смещенных ячейках. Иначе говоря, формулы модифицируются в соответствии со своим новым положением.

При отмене режима относительной адресации устанавливается режим абсолютной адресации. В этом случае при смещении клеток модификации формул не происходит.

Обычно режим относительной адресации работает в таблице по умолчанию. Абсолютная адресация применяется к отдельным ссылкам на ячейки в формулах. Для этого используется символ «замораживания» адреса — «$». С помощью этого символа можно «заморозить» как весь адрес, например $В$2, так и отдельные его части, например $В2, В$2.