Программирование как средство развития мышления для формирования жизненных компетенций

Изучение основ алгоритмизации и программирования направлено на развитие алгоритмического и логического мышления учащихся, на формирование таких фундаментальных знаний как модель, моделирование, компьютерный эксперимент. Это, в свою очередь, ставит курс информатики в один ряд с естественнонаучными дисциплинами, такими как физика и математика.

Развитие познавательной активности старшеклассников на уроках информатики. В условиях становления информационного общества учебный процесс рассматривается как средство развития учеников. Главная задача школы состоит в том, чтобы не только давать знания, а и создать стойкую мотивацию к обучению, побуждать учеников к самообразованию, связанной с развитием их творческого и критического мышления.

Cистемы обучения Традиционная система обучения нацеливает учебную среду на линейную модель: Знание декомпозиция обучение синтез знание контроль Вместе с тем, во многих случаях, в особенности в прикладных предметных областях, целесообразно использовать нелинейные модели, где обучение происходит по схеме: Цель задача исследование (познание) знание контроль

Развитию мышления старшеклассников отводится значительное внимание, поскольку согласно психологическим исследованиям в этом возрасте у них: формируется активная жизненная позиция; становится более сознательной отношение к выбору будущей профессии; резко возрастает потребность в контроле и самоконтроле; мышление становится более абстрактным, глубоким, разносторонним; возникает потребность в интеллектуальной деятельности; возрастает значимость процесса обучения, его целей, задач, форм и методов; изменяется мотивация обучения, трансформируется соотношение оценки и самооценки.

Новые информационные технологии не раскрывают в полной мере своего учебного потенциала в традиционной образовательной системе, где доминируют дидактические линейные технологии передачи готовых знаний, поскольку стремительный рост информационных потоков объективно не разрешает полностью реализовать принцип передачи всех накопленных знаний в процессе обучения. В связи с этим информационные технологии направляются на нелинейную структуризацию учебного процесса, которая создает условия для развития у учеников умений и навыков постановки задач, моделирование, оптимизации, принятия решений в условиях неопределенности, умение самостоятельно приобретать знания.

К нелинейным технологиям принадлежат: компьютерное моделирование как основной метод познания; учебно-проектная деятельность; мультимедиа и телекоммуникационные технологии; информационное моделирование; тестирование; семинары, конференции, олимпиады, турниры и т.п.

Развитие умственных способностей учеников средствами информатики Информатика имеет огромные возможности для умственного развития учеников благодаря исключительной ясности и точности своих понятий, выводов и формулировок. Она, рядом с другими школьными предметами, решает задачи всестороннего гармонического развития и формирования личности. Полученные в обучении информатики знания, умения и навыки, достигнутое умственное развитие должны помочь выпускникам школы в их адаптации к быстро меняющимся условиям жизни. Любой умственный процесс начинается только тогда, когда возникает проблемная ситуация. Далеко не каждый человек готов к решению проблемной ситуации. Большинство действуют по штампам, по готовым рецептам «типичного решения», поэтому теряются там, где нужны самостоятельное соображение и решение.

Развивать мышление учеников можно средствами любого из разделов информатики, но наибольший потенциал для этого имеет раздел «Основы алгоритмизации и программирования». Если ученик учится программировать, процесс обучения изменяется, он становится более активным и направляется самим учеником. Технология решения задачи на компьютере - это не только составление программы и получение загрузочного модуля, а и формирование модели, составление алгоритма, отладка программы, ее тестирование. Опыт работы со школьниками показывает, что трудности возникают на разных этапах работы с программой. Именно в процессе преодоления этих трудностей у учеников и вырабатываются привычки критического мышления.

Наиболее типичные ошибки на начальном этапе это: неправильное определение типа переменных; ошибки в операторах. На этом этапе тяжело не только приучить школьников писать без ошибок текст программы, а и правильно интерпретировать ошибки, которые выдает компилятор. Если компилятор выдает предупреждение об ошибке, ученик вынужден анализировать и исправлять ее. Таким образом, возникает проблемная ситуация, в процессе решения которой вырабатываются привычки критического мышления. Чем больше ошибок ученик исправит самостоятельно, тем лучшее запомнит данную конструкцию и в дальнейшем не будет ошибаться. В связи с этим учитель может подбирать такие задачи, которые бы провоцировали возникновение проблемных ситуаций.

Пример 1 Написать программу для нахождения среднего арифметического трех целых чисел. prоgram seredne; vаr а, b, с, d: іnteger; bеgіn writeln('введите три целого числа'); геаd1n(а, b, с); а:=(а+b+с)/3; writeln ('среднее =,d); еnd. Ошибка в описании типа переменных

Пример 2 По данным трех сторон найти площадь треугольника. рrogram plocha; vаr а, b, с: іntеgеr; р, s: геаl; bеgin writeln('введите трех числа); геаd (а, b, с); р:= (а+b+с)/2; s:= sqrt(р*(р-а)*(р-b)*(р-с)); wrіteln('s=', s); епd. Может возникнуть ошибка из-за попытки найти корень из отрицательного числа.

Пример 3 Найти значение функции Y(х) для заданного х х 12, если х > 0 У(х)= 5, если х = 0, x², в другом случае. Во время написания данной программы школьники часто неправильно определяют функцию: if x>0 then у:=х-12; if х=0 then y:=5 еlse y:=х*х; Фрагмент программы в таком виде не дает правильный ответ при значениях х>0. Правильный фрагмент программы: if x>0 then у:=х-12 else if х=0 then y:=5 еlse y:=х*х;

Пример 4 Найти факториал заданного целого числа n. (n! = 1*2*...*n) Рrogram factorial; var a,n,b: іnteger; begin writeln(введите заданное число); readln (n); b:=1; fоr а:=1 tо n dо b:=b*а; writeln ('n! =, b); еnd. Ошибка при использовании для переменной, которая подсчитывает факториал числа, тип іnteger Замена типа іnteger на тип 1оngint разрешает получить правильный ответ задачи.

Пример 5 Номер троллейбусного билета задается шестизначным числом. Определить количество «счастливых» билетов (билет «счастливый»,если сумма первых трех цифр номера равняется сумме последних трех цифр). Рrоgrаm bylet; vаг а,b,с,d,е,f: іnteger; k,i:1ongint; Веgin к:=0; for i:=0 to do begin а:=і div ; f:=і div10; е:=i div 100 mod 10; d:=i div 1000 mod 10; b:=i div mod 10; if a+b+с=d+е+f then k:=k+1; end; writeln ('количество счастливых = ', k); end. Правильный ответ для этой задачи также выходит за рамки диапазона типа іnteger, и если во время написания программы описать переменную k как целую, то снова получится в результате отрицательное число.

Мышление учеников можно успешно развивать средствами информатики, для этого учитель должен: приучать учеников делать анализ задачи; учиться самостоятельно находить и исправлять ошибки; проводить полное тестирование программы. Очень эффективным для развития критического мышления является подбор задач, которые приводят к возникновению проблемных ситуаций, но они должны использоваться после усвоения простых задач.

Урок систематизации знаний, закрепления практических навыков программирования в среде Turbo- Pascal. Тема: Составление программ со структурными операторами в среде Turbo-Pascal. Цель: 1. Закрепление теоретических знаний и практических навыков работы со структурными операторами. 2.Совершенствование навыков программирования со структурными операторами в среде Turbo-Pascal. 3. Воспитание у учащихся таких качеств как взаимопонимание, взаимопомощь, взаимоуважение.

I. Актуализация основных знаний учащихся по теме: «Составление программ со структурными операторами в среде Turbo-Pascal»

integeruses crtwriteln(x)caseprogram read(x)if усл then сер.1 else сер. 2 begin…end.realbegin…end; :=сlrscrvarreadkeywrite(x) 1. С помощью лото-карточек повторение основных операторов и понятий языка, необходимых для составления программ по данной теме в среде Turbo-Pascal. Фамилия и имя учащегосяБалл самооценкиБалл учителя

2.Учитель зачитывает вопросы, учащиеся вписывают его номер в правильный ответ на лото-карточке. (Всего 15 вопросов, максимальное количество баллов –3). Вопросы для заполнения лото-карточки. 1. Начало и конец тела программы. 2.Целочисленный тип. 3.Оператор записи, позволяющий переводить курсор к началу следующей строки. 4.Процедура модуля CRT, очищающая экран монитора. 5.Зарезервированное слово, с которого начинается программа. 6.Оператор присваивания. 7.Составной оператор. 8.Подключение модуля дополнительных возможностей текстового редактора. 9.Функция модуля CRT, позволяющая проанализировать результаты программы до возврата в режим редактирования. 10.Оператор чтения. 11.Оператор выбора. 12.Условный оператор. 13.Вещественный тип. 14.Раздел описания переменных. 15.Оператор записи, позволяющий выводить значения в одной строке.

3.Учащиеся осуществляют самопроверку (карточка с правильными ответами предоставляется учителем). integer 2 uses crt 8 writeln(x) 3 case 11 program 5 read(x) 10 if усл then сер.1 else сер begin…end. 1 real 13 begin…end; 7 := 6 сlrscr 4 var 14 readkey 9 write(x) 15

II. Решение задач на доске и в тетрадях 1.Даны длины катетов 2-х прямоугольных треугольников a,b и c,d соответственно. Определить являются ли эти треугольники подобными. (геометрия) Program podobie; var a,b,c,d,p:real; begin writeln('введите катеты a,b,c,d'); readln(a,b,c,d); if a>b then begin p:=a;a:=b;b:=p;end; if c>d then begin p:=c;c:=d;d:=p;end; if (a/c)=(b/d) then writeln('подобные') else writeln('неподобные'); end.

2.В лаборатории, анализируя сплав железа на содержание углерода, сожгли образец сплава массой 100г. Ввести теоретическую массу углекислого газа Х для вычисления массовой доли углерода Y в сплаве, по которой необходимо определить чугун это или сталь. Известно, что молекулярная масса 1 моля углекислого газа составляет 44г/моль, а углерода – 12г/моль. (химия) {в 44г CO2 - 12г C Xг CO2 - Yг C Составим пропорцию: y=(x*12)/44 } program splav; var x,y:real; begin writeln('введите массу углекислого газа'); readln(x); y:=(x*12)/44; if y>=1.7 then writeln('чугун') else writeln('сталь'); end.

3.Вычислить силу тяжести через: –массу m; –плотность p и объем v; –плотность p, площадь s и высоту h. (физика) program fizika ; var f,m,s,h,g,p,v:real;n:integer; begin g:=10; writeln('вычислить силу тяжести через'); writeln('1-массу m'); writeln('2-плотность p и объем v'); writeln('3-плотность p,площадь s и высоту h'); writeln('введите номер'); readln(n); case n of 1:begin writeln('введите m'); readln(m); f:=m*g; writeln('f=',f:3:2); end; 2:begin writeln('введите p,v'); readln(p,v); f:=p*g*v; writeln('f=',f:3:2); end; 3:begin writeln('введите p,h,s'); readln(p,h,s); f:=p*g*h*s; writeln('f=',f:3:2); end; else writeln('неверно задан номер'); end; end.

III. Учащиеся творчески применяют знания, умения и навыки во время самостоятельного решения задач на компьютере Вариант 1 1.Тело массой m1 полностью погруженное в жидкость вытесняет массу m2 этой жидкости. Определить тело утонет, всплывет или будет плавать в жидкости. (физика)(1б) 2.Даны два действительных числа c,b. Вычислить: (алгебра)(2б) 3.Вычислить относительную плотность газа по молекулярной массе: 1) водорода(2); 2) воздуха(29); 3) гелия(4). (химия) (3б) 4.Составить программу вычисления площади равностороннего треугольника через: 1) его сторону a; 2) радиус вписанной окружности r; 3) радиус описанной окружности R1. (геометрия) (3б)

Вариант 1 физика program fizika1; var m1,m2:real; begin writeln('введите массу тела'); readln(m1); writeln('введите массу вытесненной воды'); readln(m2); if m1>m2 then writeln('тело утонет'); if m1

Вариант 1 алгебра program algebra1; var c,b,y:real; begin writeln('введите числа с и b'); readln(c,b); if (sqr(c)*c+sqr(b)-2)0 then begin y:=(b-5)/(sqr(c)*c+sqr(c)-2); writeln('y=',y:0:3); end else writeln('вычисление невозможно-деление на ноль'); end.

Вариант 1 химия program ximiya1; var m,d:real; n:integer; begin writeln('относит.плотность по молек.массе'); writeln('1-водорода'); writeln('2-воздуха'); writeln('3-гелия'); writeln('введите молек.массу данного газа'); readln(m); writeln('введите номер'); readln(n); case n of 1:d:=m/2; 2:d:=m/29; 3:d:=m/4 end; writeln('относит.плотность=',d:0:3); end; end.

Вариант 1 геометрия program geometr1; var a,r,R1,S:real; n:integer; begin writeln('вычислить S тр-ка через'); writeln('1-сторону a'); writeln('2-радиус впис.окр.r'); writeln('3-радиус опис.окр.R1'); writeln('введите номер'); readln(n); case n of 1:begin write('введите сторону а='); readln(a); S:=(sqrt(3)*sqr(a))/4; end; 2:begin write('введите радиус впис.окр.r=');readln(r); S:=3*sqrt(3)*sqr(r); end; 3:begin write('введите радиус опис.окр.R1=');readln(R1); S:=(3*sqrt(3)*sqr(R1))/4; end; writeln('S=',S:0:3); end.

Вариант 2 1.Определить как ведет себя тело в воде в зависимости от величины силы Архимеда и силы тяжести. (физика) (1б) 2.Дано два действительных числа х, y. Вычислить: (алгебра) (2б) 3.Вычислить сколько нужно взять воды для получения 500 г. серной кислоты: 1)10% раствора; 2)20% раствора; 3)30% раствора. (химия) (3б) 4.Составить программу вычисления площади квадрата через: 1) его сторону a; 2) радиус вписанной окружности r; 3) радиус описанной окружности R1. (геометрия) (3б)

Вариант 2 физика program fizika2; var fa,ft:real; begin writeln('введите силу Архимеда'); readln(fa); writeln('введите силу тяжести'); readln(ft); if faft then writeln('тело всплывет'); if fa=ft then writeln('тело плавает в воде'); end.

Вариант 2 алгебра program algebra2; var x,y,z:real; begin writeln('введите числа x и y'); readln(x,y); if ((sqr(x)-sqr(y))0) and ((sqr(x)*x+x+0.5)>0) then begin z:=sqrt(sqr(x)*x+x+0.5)/(sqr(x)-sqr(y)); writeln('z=',z:0:3); end else writeln('вычисление невозможно'); end.

Вариант 2 химия program ximiya2; var y:real; n:integer; begin writeln('количество воды для 500 г. серной к-ты'); writeln('1-10% р-ра'); writeln('2-20% р-ра'); writeln('3-30% р-ра'); writeln('введите номер'); readln(n); case n of 1:y:=500-(500*10)/100; 2:y:=500-(500*20)/100; 3:y:=500-(500*30)/100; end; writeln('нужно ',y:0:3,'г. воды'); end.

Вариант 2 геометрия program geometr2; var a,r,R1,S:real; n:integer; begin writeln('вычислить S квадрата через'); writeln('1-сторону a'); writeln('2-радиус впис.окр.r'); writeln('3-радиус опис.окр.R1'); writeln('введите номер'); readln(n); case n of 1:begin write('введите сторону а='); readln(a);S:=sqr(a); end; 2:begin write('введите радиус впис.окр.r='); readln(r); S:=4*sqr(r); end; 3:begin write('введите радиус опис.окр.R1='); readln(R1); S:=2*sqr(R1); end; writeln('S=',S:0:3); end.

Выводы Изучение предмета «Информатика» позволяет: развивать познавательную активность ребенка; интеллектуальные чувства; воспитывать стремления учеников к знаниям; получать удовлетворение от результата своей деятельности; развивать самостоятельность мышления, ускорить процесс формирования независимой личности ребенка; систематизировать свои знания; повысить качество знаний не только по предмету, а и по другим дисциплинам. Тем самым формирует учебно - познавательную компетентность.