Глава 2. Программирование 77
1. Кодирование управляющих команд организации действий
на процедурных языках Ершол, QBasic, Turbo Pascal 81
2. Коды программ решения задач 10-36 на языках Ершол,
QBasic, Turbo Pascal 85
3. Занимательные игры-алгоритмы 113
3.1. Задача Баше 115
3.2. Ханойская башня 119
3.3 Игра «Жизнь» 127
Глава 3. Отдельные вопросы методики преподавания
учебного материала содержательной линии «Алгоритмизация
и программирование» 142
1. Предметные технологии формирования
информационной культуры учащихся 143
1.1. Проектирование алгоритмов «сверху вниз» и
«снизу вверх» 143
1.2. Имитационное моделирование исполнения программ
компьютером 154
1.2.1 Моделирование памяти компьютера 155
1.2.2. Моделирование с использованием наглядных
протоколов 160
1.3. Имитационное моделирование при нахождении
алгоритма поиска минимального элемента в массиве чисел 172
1.4. Имитационное моделирование при нахождении
алгоритма сортировки элементов массива методом выбора 175
1.5. Имитационное моделирование при изучении
механизма пирамидальной сортировки элементов массива 181
2. Проектная технология – средство реализации
личностно-ориентированного обучения 191
3. Пример использования элементов технологии
проблемного обучения при введении команды повторения
«пока», управляющей команды организации действий
в алгоритмах 204
4. Вопросы и задания к семинарским занятиям 208
5. Лабораторно-практические работы 211
6. Самостоятельная работа 216
Приложения 218
Библиографический список. 223
Введение
«… Будущее оставляет мало надежд для тех, кто ожидает, что наши новые электронные роботы создадут для нас мир, в котором мы будем освобождены от необходимости мыслить. Помочь они нам могут, но при условии, что наши честь и разум будут удовлетворять требованиям самой высокой морали»
Н. Винер
Содержательная линия «Алгоритмизация и программирование» является одной из центральных предмета «Информатика и ИКТ». Содержание этой линии определяется через следующие понятия: алгоритм, свойства алгоритмов, исполнитель алгоритма, схема знакомства с исполнителем, схема взаимодействия с исполнителем, способы описания алгоритмов, технологии проектирования алгоритмов, структуры организации данных, управляющие команды организации действий в алгоритмах решения практических задач, основные и вспомогательные алгоритмы, формальное исполнение алгоритмов, способы ручного исполнения алгоритмов, объект, свойства объекта, методы объекта, события, модель, компьютерная модель и т.д.
Изучение алгоритмизации и программирования имеет три целевых аспекта.
A. Развивающий аспект, под которым понимается развитие алгоритмического и логического мышлений обучаемых.
Формирование алгоритмического стиля мышления – это социальный заказ информационного общества образовательным учреждениям. Информатика имеет в своем составе систему понятий, которая позволяет в полном объеме сформировать у обучаемого умения и навыки, имеющие общекультурную, общеобразовательную, общечеловеческую ценность, которые нужны каждому человеку в современном информационном обществе; информатика может предложить, столь необходимый для формирования алгоритмического мышления, дидактический инструментарий.
Перечислим основные умения и навыки, соответствующие алгоритмическому стилю мышления, которые формирует информатика: умения и навыки планирования структуры действий, необходимых для достижения цели при помощи фиксированного набора средств; структурирование сообщений; понимание и использование формальных способов кодирования решения задачи; технические навыки и умения взаимодействия с компьютером; проектирование и построение информационных и компьютерных моделей; инструментирование всех видов деятельности; умение производить структурный анализ задачи, разбивать большие задачи на малые, сводить нерешенные задачи к решенным.
В процессе составления алгоритмов решения задач, а затем преобразования (кодирования) алгоритмов в программы для определенных исполнителей, у учащихся развиваются навыки проведения логических рассуждений и характерные для дедуктивного мышления умения находить логические следствия из заданных начальных условий, способности абстрагировать, т.е. выделять в конкретной ситуации существенные свойства объекта, процесса, отвлекаясь от несущественных, умения анализировать, сравнивать, обобщать, ставить вопросы, давать четкие ответы, выдвигать конструктивные решения, обосновывать предложенные решения, специализировать, определять понятия, составлять суждения. Все это формирует мышление учащихся и способствует развитию их речи, особенно таких качеств выражения мысли, как порядок, точность, ясность, краткость, обоснованность. Каждое из перечисленных умений и навыков имеет самостоятельное и очень важное значение в системе навыков умственных действий, необходимых любому современному человеку.
B. Практический аспект. Важной целью изучения предмета «Информатика и ИКТ» является получение учениками опыта построения и исследования моделей реальных объектов на компьютере, в частности, с использованием систем программирования. Фундаментом любых компьютерных технологий являются компьютерные модели, которые отображают реальные объекты, явления, человеческую деятельность в компьютерные информационные структуры; именно в своей алгоритмической части информатика имеет дело с формальным описанием внешнего мира.
C. Программистский аспект. Профессия программист является достаточно распространенной и престижной, изучение программирования в курсе информатики позволяет обучаемому испытать свои способности к такого рода деятельности. Научно-технический прогресс, успехи образования, развитие культуры в значительной мере определяются уровнем компьютеризации и наличием программного обеспечения для соответствующих направлений. Следовательно, необходимы кадры, способные создавать компьютерную технику и программное обеспечение, отвечающие современным требованиям. Чем раньше начать готовить эти кадры, тем весомее будут задачи, которые они смогут решить за свою жизнь. Формирование «программистских» навыков и умений в позднем возрасте связано с ломкой сложившихся представлений и стиля мышления, что существенно осложняет процесс формирования. Изучение элементов программирования в предмете «Информатика и ИКТ» общеобразовательных учреждений не вызывает сомнений. Углубленное изучение приемов и методов современного программирования необходимо в школах с техническим и физико-математическим профилями.
Какие же «программистские» навыки мышления должен приобретать обучаемый в школьном курсе информатики?
Предмет «Информатика и ИКТ» должен знакомить учащихся с идеями и методами как процедурного, так и непроцедурного программирования, вырабатывать соответствующие типы мышления. Изучать идеи и методы программирования лучше с использованием тех систем, которые специально созданы для обучения искусству программирования (рис. 1).