Методические аспекты преподавания основ алгоритмизации в 6 классе СШ Макарова Н.П. - презентация

1 Методические аспекты преподавания основ алгоритмизации в 6 классе СШ Макарова Н.П.

2 План Почему нужно изучать в школе основы алгоритмизации и программированияПочему нужно изучать в школе основы алгоритмизации и программирования Как помочь ученикам освоить элементы алгоритмизации (6 кл.)Как помочь ученикам освоить элементы алгоритмизации (6 кл.)

3 Почему??? Ретроспектива Развитие логического мышления Профориентационный аспект Привлекательность профессии программиста Межпредметный аспект Технологический аспект Научный аспект Технологическая компетенция Пользовательский аспект Олимпиады Вузовский аспект

4 РЕТРОСПЕКТИВА Место линии «Программирование» в школьном курсе

5 1. Почему нужно изучать программирование? Программирование прекрасный материал для развития мышления школьников.

6 Почему нужно изучать программирование? Этапы р азработки программы решения задачи на компьютере: построение математической модели изучаемого объекта и осуществление математической постановки задачи; выбор метода решения задачи; разработка алгоритма решения задачи; составление программы решения и ее реализация на компьютере; тестирование и отладка программы; непосредственное решение задачи на компьютере.

7 Почему нужно изучать программирование? Каждый из этих этапов сопряжен с определенной мыслительной деятельностью школьника, основанной, вначале, на умении определить объект исследования, выделить известные и неизвестные его характеристики, ввести соответствующие обозначения и установить математические зависимости.

8 Почему нужно изучать программирование? Выбор метода решения задачи требует выполнения анализа известных школьнику методов. На этапе разработки алгоритма требуются умения выделять в его структуре основные базовые конструкции. Для проверки подготовленной программы школьник должен предложить достаточно полную систему тестов.

9 Почему нужно изучать программирование? При решении задачи на компьютере школьники используют разнообразные логические приемы, способствующие формированию и развитию логического мышления (анализ, синтез, сравнение, аналогия, обобщение, конкретизация и др.).

10 Почему нужно изучать программирование? Одновременно у школьников формируются навыки культуры программирования, создания дружественного интерфейса, уважительного отношения к пользователю программы. Приобретенные навыки зачастую автоматически переносятся на культуру общения с людьми вне компьютера.

11 Почему нужно изучать программирование? Навыки программирования наиболее полно способствуют развитию у школьников операционного мышления (или, как говорят, стиля мышления), которое крайне необходимо каждому человеку для разрешения различных жизненных ситуаций, а также в будущей практической деятельности.

12 2. Список востребованных профессий (сейчас) Менеджеры по продажам Программисты Бухгалтера Маркетологи Дизайнеры PR-менеджеры, журналисты Юристы Инженеры Банковские служащие Переводчики

13 Список востребованных профессий (через 10 лет) 1.Инженеры. Уже сейчас возникает острая нехватка профессиональных инженеров, технических специалистов и руководителей среднего звена на производстве. Особенно будет цениться сочетание технического и экономического или юридического образования. 2. IT-специалисты и разработчики компьютерного аппаратного обеспечения. Это неудивительно, компьютеры прочно вошли в нашу жизнь. Сейчас наименьший разрыв между потребностями рынка и выпуском молодых специалистов оказался в IT- отрасли, но сложно прогнозировать потребность в специалистах на пять лет вперед.

14 Список востребованных профессий (через 10 лет) 3. Специалисты в области нанотехнологий. Как ожидается, нанотехнологии охватят машиностроение, космические технологии, пищевую промышленность, медицину и т.д. 4. Специалисты по электронике и биотехнологиям. Биотехнологии используются в молекулярной медицине, в биофармацевтических производствах и в других отраслях. Целью научных разработок может являться, к примеру, создание новых источников питания или электронных схем, основанных на живых микроорганизмах.

15 Список востребованных профессий (через 10 лет) 5. Маркетологи. Прогнозируется, что лет через 10 на российском рынке товаров и услуг возникнет перенасыщение. И потому потребуются маркетологи стратеги компании, руководящие системой, ориентированной на производство разнообразных благ и удовлетворение интересов производителей и потребителей. 6. Специалисты, связанные с сервисом. Доходы населения растут, растет численность среднего класса, а значит, увеличится потребность в качественном сервисе. Причем спрос на профессии сферы обслуживания, как показывает опыт западноевропейских стран и США, будет ежегодно возрастать.

16 Список востребованных профессий (через 10 лет) 7. Логисты. Интеграция России в мировой рынок потребует притока профессиональных логистов. 8. Экологи. Предполагается, что в дальнейшем все большее место будут занимать проблемы сохранения окружающей среды. Рост вредных выбросов в атмосферу ставят проблемы экологии на одно из первых мест в будущем глобальном мире.

17 Список востребованных профессий (через 10 лет) 9. Медики. В частности, рост спроса в этой области связывают с поиском средств продления жизни. 10. Химики. Специалисты в области химии, в первую очередь, будут востребованы в сфере энергетики. Хотя, как известно, на ближайшие 10 лет запасов нефти хватит, уже сейчас человечество работает над развитием альтернативных источников энергии.

18 Список востребованных профессий (долгосрочный прогноз) Появление новых профессий, связанных с развитием информационных и космических технологий, компьютеров, энергетики: информационный маклер, информолог, специалист по компьютерной безопасности, планетарный инженер, космоботаник, гелеоэнергетик, шахтер на Луне, специалист по искусственному интеллекту, специалист по киборгам. Новые специализации в медицине: медик-сонографист, онколог-диетолог, дипломированный консультант по проблемам алкоголизма, координатор трансплантации, врач- танцетерапевт, специалист по криологии. Предсказывают появление врачей-специалистов по проблемам, связанным с бездельем и созданием рабочих мест. Появление искателей сокровищ, менеджеров по отходам и агентов по поиску талантливых программистов, консультантов по выбору профессий, по организации досуга, по преодолению застенчивости, по цвету, по здоровому образу жизни.

19 3. Почему нужно изучать программирование? Профессия программиста относится к числу наиболее привлекательных среди школьников и их родителей. Кроме востребованности, этому способствует также присущий ей ореол таинственности.

20 «...Трудность профессии программиста в том, что именно программисты непосредственно упираются в пределы человеческого познания в виде алгоритмически неразрешимых проблем и глубоких тайн работы головного мозга....Программист должен обладать способностью первоклассного математика к абстракции и логическому мышлению в сочетании с эдиссоновским талантом сооружать все, что угодно, из нуля и единицы....Он должен сочетать аккуратность банковского клерка с проницательностью разведчика, фантазию автора детективных романов с трезвой практичностью бизнесмена. А, кроме того, программист должен приобщаться к корпоративным интересам, иметь вкус к коллективной работе, понимать цели работы и многое другое....Программирование обладает богатой, глубокой и своеобразной эстетикой, которая лежит в основе внутреннего отношения программиста к своей профессии, являясь источником интеллектуальной силы и ярких переживаний....Всегда существует поразительный контраст между почти сделанной и полностью сделанной работой. Эта "стопроцентность" программирования - источник его трудности и в то же время глубочайшего удовлетворения работающей программой». ( А. П.Ершов)

21 4. Почему нужно изучать программирование? Информатика математика физика …

22 Почему нужно изучать программирование? Общее кибернетическое образование является базовым компонентом содержания общего образования, т. е. компонентом, обязательным для всех учащихся. Это значит, что на него распространяется следующая дидактическая формула: всякий базовый компонент общего образования включается в содержание образования двояко - в виде особого учебного предмета (сегодня это курс информатики) и в виде "вкраплений" во все другие учебные предметы.

23 Почему нужно изучать программирование? Естественная реализация межпредметных связей информатики с другими дисциплинами обеспечивается тем, что учебные задачи и ситуации в курсе информатики строятся на базе содержательных постановок задач и учебных информационных моделей, знакомых обучаемым из других учебных курсов. Информатика позволяет учащимся взглянуть на них с «алгоритмической» точки зрения, что нередко приводит к углублению и систематизации знаний учащихся, появлению новых ассоциативных связей.

24 Почему нужно изучать программирование? Так как изучение информационных процессов основано на методологии моделирования, информатика использует не только математические модели, но и модели всевозможных форм и видов (текст, таблица, рисунок, алгоритм, программа). Именно понятие информационной модели и придает курсу информатики тот широкий спектр межпредметных связей, формирование которых является одной из основных задач этого курса в базовой школе. Это справедливо и применительно к программированию, где практическая база заимствуется из школьной практики и различных сфер человеческой деятельности.

25 5. Почему нужно изучать программирование? Технологиями надо не только пользоваться, технологии, в частности информационные, надо создавать. В противном случае есть опасность, что человечество просто не справится с происходящими внутри цивилизации информационными процессами (а именно эти процессы сегодня являются наиболее существенными). Таким образом, умение создавать процессы становится не только определяющими качествами личности, но и необходимыми условиями выживания человека и цивилизации в целом.

26 6. Почему нужно изучать программирование? Основные области исследования информатики: теория алгоритмов;логические модели; базы данных;искусственный интеллект; бионика; теория роботов; распознавание образов и обработка зрительных сцен; инженерия математического обеспечения; теория компьютеров и вычислительных сетей; компьютерная лингвистика; числовые и символьные вычисления; системы человеко-машинного взаимодействия; нейроматематика и нейросистемы; использование компьютера в замкнутых системах.

27 Почему нужно изучать программирование? Теоретическая информатика формирует фундаментальные знания, основанные, прежде всего, на логическом и алгоритмическом мышлении и на программном подходе к решению учебных и практически значимых задач. Элементы алгоритмической культуры составляют операционную компоненту информационной среды взаимодействия учащегося с учителем, компьютером, окружающей средой. Информатика 1. Теоретическая информатика, как одна из областей научного знания, формирующая у учащихся информационную картину мира на основе междисциплинарного и интегрирующего системообразующего знания (алгоритмическое направление).

28 Почему нужно изучать программирование? Информационные технологии образуют сферу практического ареала деятельности учащихся и одновременно являются реальной гарантией успешной практической подготовки и психологической адаптации школьников к жизни в современном информационном обществе. Информатика 2. Информационные технологии, как методы и средства получения, обработки, преобразования, хранения, передачи и использования информации (технологическое направление).

29 Почему нужно изучать программирование? Принципиальным моментом современного образования становится его фундаментальность. Именно фундаментальность образования является необходимым условием истинной свободы личности, которая умеет создавать, а не только пользоваться уже готовыми продуктами.

30 Почему нужно изучать программирование? Фундаментальные знания составляют основу системно- информационного подхода к анализу окружающего мира, что обосновывает практическую значимость содержательной линии «Основы алгоритмизации и программирования».

31 Почему нужно изучать программирование? Области исследования теоретической информатики, как науки, наиболее доступные для ознакомления на общеобразовательном уровне: теория алгоритмов; базы данных; искусственный интеллект; социальная информатика; теория компьютеров и вычислительных сетей; инженерия математического обеспечения; распознавание образов и обработка зрительных сцен и др.

32 Почему нужно изучать программирование? Инженерия математического обеспечения Языки программирования Инструментальные системы

33 7. Почему нужно изучать программирование? Изучение информационных процессов основано на методологии моделирования. Информатика использует не только математические модели, но и модели всевозможных форм и видов (текст, таблица, рисунок, алгоритм, программа). Именно понятие информационной модели придает курсу информатики тот широкий спектр межпредметных связей, формирование которых является одной из основных задач этого курса в базовой школе.

34 Почему нужно изучать программирование? Естественная реализация межпредметных связей информатики с другими дисциплинами обеспечивается тем, что учебные задачи и ситуации в курсе информатики строятся на базе содержательных постановок задач и учебных информационных моделей, знакомых обучаемым из других учебных курсов. Информатика позволяет учащимся взглянуть на них с «алгоритмической» точки зрения, что нередко приводит к углублению и систематизации знаний учащихся, появлению новых ассоциативных связей.

35 8. Почему нужно изучать программирование? Формирование технологической компетенции: знание этапов решения всякой задачи на ЭВМ; умение выделять основные этапы и операции в технологии решения задачи с помощью компьютера; владение навыками выполнения унифицированных операций, составляющих основу различных информационных технологий; умение использовать программное обеспечение для автоматизированного решения задач.

36 Почему нужно изучать программирование? этапы решения задач на компьютере, использование программного обеспечения для автоматизированного решения задач, представление о современных информационных технологиях, основанных на использовании компьютера.

37 9. Почему нужно изучать программирование? Изучая программирование, ученики одновременно приобретают навыки работы в операционной системе (набор и редактирование текста, файловая система и т.д.). Программы управления простейшими базами данных или форматирования текстовых файлов.

38 10. Почему нужно изучать программирование? Недостаточная программная поддержка темы «Моделирование». Упрощение подготовки школьников к участию в олимпиадах по программированию.

39 11. Почему нужно изучать программирование? Необходимость совершенствования профессионального образования в области ИТ-технологий требует равноценной подготовки школьников в рамках базовой школы к продолжению обучения в вузе. Обогащение понятийного аппарата, подготовка к профессиональному освоению языка программирования, возможным вступительным экзаменам в вузы по информатике, возможному централизованному тестированию по данному предмету.

40 Как помочь ученикам освоить элементы алгоритмизации (6 кл.) Реализация данной цели требует разработки учебно-методического комплекса для поддержки освоения учебного курса. Комплекс представляет собой систему учебных пособий, дидактических средств и методик, предназначенных для овладения учебным курсом с помощью современных форм и методик обучения.

41 Тема 4. Основы алгоритмизации и программирования (8 ч) Цель обучения формирование логического и алгоритмического мышления. Учащиеся должны знать: понятие алгоритма. Учащиеся должны уметь: составлять линейные алгоритмы.

42 Цель обучения алгоритмизация (а позже и программирование), не как совокупность профессиональных умений и навыков, а как культура формирования планов действий и построения компьютерных программ (исполнителей) для осуществления этих планов.

43 Содержание обучения 7 кл. - Основы алгоритмизации и программирования (12 ч) Способы записи алгоритмов: словесное описание, блок- схема, программа. Среда программирования, ее назначение, порядок работы в ней. Структура программы. Типы данных. Понятие переменной. Команда присваивания. Арифметические операции и выражения, порядок выполнения операций. Стандартные арифметические функции. Организация ввода и вывода данных. Использование графических возможностей языка программирования (точка, отрезок, окружность, прямоугольник). Основная цель: формирование логического и алгоритмического мышления.

44 Содержание обучения 8 кл. - Основы алгоритмизации и программирования (12 ч). Простые и составные условия. Основные алгоритмические конструкции: ветвление, повторение. Запись основных алгоритмических конструкций на языке программирования. Реализация алгоритмов с ветвлением, повторениями и их комбинациями. Основная цель: формирование логического и алгоритмического мышления.

45 Содержание обучения 9 кл. - Основы языка программирования (10 ч). Структурированный тип данных: массив. Работа с одномерными числовыми массивами: описание массивов, способы ввода и вывода элементов массива. Поиск элементов с заданными свойствами, выполнение арифметических действий над элементами массива, преобразование элементов массива. Основная цель: формирование логического и алгоритмического мышления.

46 Содержание обучения 10 кл. - Основы программирования (7 ч). Понятие символьных и строковых величин. Операции над символьными и строковыми величинами. Стандартные процедуры и функции для работы с символьными величинами. Стандартные процедуры и функции для работы со строковыми величинами. Основная цель: формирование логического и алгоритмического мышления.

47 Содержание обучения (переходная программа) 11 кл. - Основы алгоритмизации и программирование (8 ч) Решение практических задач на языке программирования с использованием основных алгоритмических конструкций и типов данных. Основная цель: формирование логического и алгоритмического мышления.

48 Методические аспекты ознакомления с понятием алгоритма Алгоритм – понятная и конечная последовательность точных действий (команд), формальное выполнение которых позволяет получить решение поставленной задачи. - кто будет выполнять? ИСПОЛНИТЕЛЬ алгоритма

49 Методические аспекты ознакомления с понятием алгоритма Уровни овладения основами алгоритмизации: Бытовые алгоритмы. Школьные алгоритмы (из школьных предметов) Моделирующие (на примере алгоритмов, действующих в средах).

50 Методические аспекты ознакомления с понятием алгоритма Бытовые алгоритмы (Алгоритм утреннего распорядка дня; алгоритм посадки саженца; приготовления бутербродов и др.).

51 Методические аспекты ознакомления с понятием алгоритма Школьные алгоритмы (алгоритм сложения двух дробей с одинаковыми знаменателями и др.).

52 Методические аспекты ознакомления с понятием алгоритма Моделирующие алгоритмы (на примере исполнителей Шестиклассник, который функционирует в учебной среде, и Чертежник, который работает в среде программирования Pascal ABC).

53 Методические аспекты ознакомления с понятием алгоритма Типы учебных алгоритмических задач: для исполнителя Шестиклассник: 1) выполнить готовый алгоритм; 2) написать алгоритм решения задачи и выполнить его

54 Методические аспекты ознакомления с понятием алгоритма Типы учебных алгоритмических задач: для исполнителя Чертежник: 1) написать программу (алгоритм) получения изображения; 2) выполнить программу в среде программирования.

55 Методические аспекты Методика освоения исполнителей алгоритмов: - алгоритмы работы с величинами проще изучить язык программирования (семантическая часть) согласно методике, основанной на переносе, аналогиях и сравнении языка Паскаль и учебного алгоритмического языка. ИнтАл

56 Методические аспекты Методика освоения исполнителей алгоритмов: - алгоритмы, работающие в обстановке при использовании соответствующей среды программирования облегчается процесс освоения языка программирования в его структурной части. Pascal ABC ЯП Паскаль

57 Методические аспекты Учебные задачи для исполнителя Чертежник можно классифицировать по: по видам деятельности школьников (освоение готовой программы; модификация готовой программы; заполнение пропусков в программе; собственная разработка программы).

58 Методические аспекты Типология учебных задач для исполнителя Чертежник: - исполнение программы (при чтении файла); - нахождение ошибки в программе; - определение результата выполнения программы (эффективны на первых уроках знакомства с командами языка программирования); - усложнение задачи; - составление алгоритма, программы и ее проверка.

59 Методические аспекты Типология учебных задач для исполнителя Чертежник: - исполнение программы (при чтении файла); - нахождение ошибки в программе; - определение результата выполнения программы (эффективны на первых уроках знакомства с командами программы); - усложнение задачи; - составление алгоритма, программы и ее проверка.

60 Методические аспекты Трудности: -Англоязычный текст программ (но русифицированный интерфейс) Помощь в текстовом файле с перечнем команд и шаблоном программы

61 Методические аспекты Развитие способностей одаренных учащихся через: Задачи повышенной сложности; Изучение других исполнителей (Кисть, Робот)

62 Методические аспекты Исполнитель Кисть описание

63 Методические аспекты Исполнитель Робот описание

64 Методические аспекты Организационные формы и средства обучения можно использовать такие же, как и на любом другом уроке. Обычно в начале изучения новых команд преимущество отдают фронтальным видам организации урока. При этом используют плакаты, кодоскоп, проектор и пр. Закрепление материала проходит в виде групповой деятельности или индивидуально, а контрольные задания учащиеся, как обычно, выполняют самостоятельно.

65 Спасибо за внимание!