Графический способ описания алгоритмов

Блок-схемой называют графическое представление алгоритма, в котором он изображается в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков, каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких действий.

выдержки

Структурное программирование опирается на основные принципы системного подхода:

 а) программа должна составляться мелкими шагами;

б) размер шага определяется количеством решений, применяемых программистом на этом шаге;

в) сложная задача должна разбиваться на достаточно простые, легко воспринимаемые части (блоки), каждая из которых имеет только один вход и один выход;

г) логика алгоритма (программы) должна опираться на минимальное

число достаточно простых базовых управляющих структур.

Структурированная программа представляет собой композицию из последовательных или вложенных друг в друга блоков с одним входом и одним

выходом, причем размеры этих блоков могут доходить до уровня элементарных предложений языка программирования (операторов).

Методика преподавания содержательной линии "Понятие алгоритма. Программирование"

В законе Министерства образования Российской Федерации "О преподавании курса информатики в общеобразовательной школе" сказано: "Содержательная линия “Алгоритмы и исполнители” путем решения большого количества задач формирует алгоритмическое мышление учащихся. В процессе изучения этой темы формируются представления школьников о свойствах алгоритмов, об исполнителях алгоритмов, о способах записи алгоритмов и об основных алгоритмических конструкциях. Важно, чтобы школьники поняли, что алгоритм - это динамическая модель объекта (модель процесса), в отличие от статической структурной модели объекта, которая не отражает изменений свойств и поведения объекта во времени, а лишь фиксирует его состояние, выделяет элементы и отношения между ними"

Основные понятия, которые с которыми учащиеся знакомятся в курсе изучаемого раздела это - алгоритм, исполнитель алгоритма, система команд исполнителя, способы записи алгоритма, формальное исполнение алгоритма, алгоритмический язык, блок схема, линейный, разветвляющийся, циклический, и вспомогательный алгоритмы, системы программирования.

В обыденной жизни дети не встречаются с этими понятиями дословно, но они находят применение алгоритмов в различной деятельности человека, о чем важно сообщить детям на первом же уроке и подтвердить это примерами. Современные профессии становятся все более интеллектоёмкими, требующими развитого логического мышления. Опоздание с развитием мышления – это опоздание навсегда. Поэтому для подготовки детей к жизни в современном информационном обществе в первую очередь необходимо развивать логическое мышление, способности к анализу и синтезу. Наиболее доступный материал для развития мышления – это изучение темы "Алгоритмы" и обучение построению алгоритмов при решении любой задачи. Алгоритмическое мышление является необходимой частью научного взгляда на мир. В то же время оно включает и некоторые общие мыслительные навыки, полезные и в более широком контексте. К таким относится, например, разбиение задачи на подзадачи.

Обучение школьника основам алгоритмического мышления базируется на понятии исполнителя. Основой для введения исполнителей служат задачи. Исполнители, используемые в курсе, традиционны. Единожды введенные исполнители в дальнейшем активно используются на протяжении всего курса. Общая схема подачи материала в курсе следующая: от частного к общему, от примера к понятию. Подача материала допускает шесть форм - стадий:

манипуляция с физическими предметами;

театрализация;

манипуляция с объектами на экране компьютера;

командный режим управления экранными объектами;

управление экранными объектами с помощью линейных программ;

продвинутое программирование с использованием процедур и

других универсальных конструкций.

Разнообразие форма уроков способствует повышению уровня обученности учеников. Уроки в форме игры, практических заданий, применение заданий разноуровневых, дифференцированных заданий, организация конкурсных заданий вызывает интерес к предмету. Задания для самоконтроля, взаимоконтроля, работа группами решает проблему организации работы, как со слабоуспевающими учениками, так и с одаренными. Для развития логического мышления наиболее приемлемы методики "Творческого решения изобретательских задач", "Технология модульного обучения" с применением опорных конспектов. Эти методики могут быть применены при изучении информатики в любом классе, они имеют практическую направленность. Важно для ученика владеть способами решения ключевых задач по темам, иметь библиотеку алгоритмов для решения той или иной задачи. Проблемные уроки развивают творческую активность ученика.

Применение знаний, полученных на уроке информатики, во внеклассной деятельности позволяет углубить знания детей в этой области, проявить творчество, изобретательность, развить способности. 

выдержки

Проводить исследование будем на основании теста IQ Г.Айзенка, как показателе уровня интеллекта учеников. Основные критерии выбора этого теста – чрезвычайно широкое использование его во всём мире, продолжительность использования и доступность. Коэффициент интеллекта IQ измерялся до чтения информатики с помощью методики ТРИЗ и после их окончания. Так как Г.Айзенк не приводит методических особенностей в составлении тестов, изменение IQ оценивалось по разнице в количестве правильно выполненных заданий до и после применения ТРИЗ-методики  на двух разных тестах, каждый из которых содержал 40 тестовых заданий.

Результаты исследований свидетельствуют о том, что в целом IQ учеников после усвоения знаний с помощью ТРИЗ-методики значительно увеличивается в основном за счет повышения системности мышления. Среднее значение увеличения коэффициента IQ составляет 14,7 баллов, что эквивалентно 30% увеличению.

Предложенная методика позволяет:

- разрешить основное противоречие образование между объёмом передаваемых знаний и временем их освоения за счёт передачи знаний в систематизированном, свёрнутом, компактном виде;

- использовать максимум дидактических возможностей ТРИЗ по развитию творческого воображения, систематизации знаний и решению творческих, исследовательских задач;

- учесть особенности преподавания в средней школе и психологические особенности учеников.

       Успеваемость по информатике оценивалась на основании разницы тематических оценок темы "Алгоритмы и начала программирования" и предыдущей. Результаты показаны на диаграмме

       Из результатов исследования делаем вывод, что преподавание информатики эвристичным методом и методом проблемных задач с применением методики ТРИЗ является наиболее приемлемой моделью преподавания в средней школе.

 

Заключение

Проведя данное исследование, хотелось бы отметить, что тема "Понятие алгоритма" недостаточно хорошо высвечена в рамках школьного курса информатики. Ученики получают обобщенные знания, и зачастую, не умеют использовать их на практике. Именно потому рационально было бы проведение факультативных и внеклассных занятий, организация групп и секций информатической направленности. Для учителей было бы неплохим подспорьем проведение семинаров и конференций для ознакомления с инновациями в сфере образования, создание сайтов и форумов для обсуждения вопросов методики преподавания. 

В заключение хотелось бы сказать,  что в рамках современной программы решить задачу обучения учеников алгоритмизации и программированию, невозможно. И это объясняется несколькими причинами:

1. недостаточным количеством уроков, отведенных на изучение этого раздела;

2. изучение базового курса в среднем звене, когда дети еще недостаточно подготовлены (отсутствует необходимая теоретическая подготовка детей по математике и физике и др.);

3. ученики еще не сделали для себя выбор в профессиональной подготовке и не уверены, что занятия программированием им необходимы.

Поэтому и остается основной задачей обучения программированию – знакомство с одним из языков программирования, что можно объяснить процентным соотношением тех, кто применяет компьютер в учебной и профессиональной деятельности, и программистов от числа всех пользователей компьютера.

 

Список литературы

1.Варианты и ответы централизованного тестирования: Тесты для 11 кл. М.: Центр тестирования МО РФ, 2001. 294 с.

2. Копаев О. В.. Алгоритм, как модель алгоритмического процесса. К.: НПУ им. М. П. Драгоманова, 2003. 290 с.

3. Марков А. А. Теория алгорифмов. Труды математического института им. В. А. Стеклова, – Т.42. Л.: Издательство АН СССР, 1954. 375 с

4. Советский энциклопедический словарь / Гл. ред. А. М. Прохоро (4-е издание). М.: Сов. энциклопедия, 1989. 1632 с..

5. Ершова С.Г., Пунько Д.И.. Основы алгоритмизации. Минск, 1997 г.

6. Николаев В. И., Чалов Д. В., Сибирев В. Н. Информатика. Теоретические

основы: Учеб. пособие. – СПб.: СЗТУ, 2002.

7.Шауцукова Л. З. Информатика: Учеб. пособие для 10 – 11 кл.общеобразоват.учреждений/ Л.З. Шауцукова. – М.: Просвещение, 2000.

8.Лапчик М.П., Семакин И.Г., Хеннер Е.К. Методика преподавания информатики. – М.: "Академия", 2007.

9. Бешенков С.А. Ракитина Е.А. Матвеева Н.В. Непрерывный курс информатики. – М.: "Бином", 2008.

10. Программы для общеобразовательных учреждений: Информатика: 2-11 классы (сост. Бородин М.Н.) Изд. 5-е, испр. – М.: "Бином", 2008.

11. Семакин И.Г., Шеина Т.Ю.Преподавание базового курса информатики в средней школе: Методическое пособие Изд. 3-е, испр./ 4-е. – М.: "Бином", 2007.

12.Симонович С., Евсеев Г., Алексеев А.. Специальная информатика. Учебное пособие для "профессиональной подготовки". – М.:"АСТ-ПРЕСС КНИГА", 2002 год.

13.Заварыкин В.М., Житомирский В.Г., Лапчик М.П. Основы информатики и вычислительной техники. Учебное пособие для педагогических институтов. – М.: "Просвещение", 1989.

14.Информатика. Теория, методика, задачи. Методические рекомендации. Московский департамент образования, Московский городской институт повышения квалификации работников народного образования. М., 1991.

15. Власов В.К., Королев Л.Н., Сотников А.Н. Элементы информатики. – М.: Наука, 1988.

16. Есаян А.Р., Ефимов В.И. и др. Информатика. – М.: Просвещение, 1991.

17. Информатика. 7-9 класс. Базовый курс. Теория / Под ред. Н. В. Макаровой.  - СПб.: Питер, 2001.

18. Информатика. 7-9 класс. Базовый курс. Практикум по информационным технологиям / Под ред. Н. В. Макаровой.-  СПб.: Питер, 2001.

19. Кушниренко А.Г. и др. Основы информатики и вычислительной техники. – М.: Просвещение, 1991.

20. Семенюк Э.П. Информатика: достижения, перспективы, возможности. - М.: Наука,1988.

21. Макарова Н. В. Программа по информатике (системно-информационная концепция). - СПб.: Питер, 2001.

 

 

Приложение 1. Урок изучения нового материала

Тема: Алгоритмы и исполнители

Тип урока: урок изучения нового материала (1-ый урок по теме)

Класс: 8-9

ЦЕЛИ: Базовая – Понимание терминов алгоритм и исполнитель.

Ключевая –

 - объяснять способы выполнения алгоритма

 - описать и использовать набор команд исполнителя

Операциональные:

– определять основные понятия связанные с алгоритмом

– понимать основные составляющие формального исполнителя алгоритмов

– описывать действия исполнителя во время выполнения предложенных алгоритмов

– разрабатывать алгоритмы для перевода исполнителя из одной позиции в другую

СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ: учебник, доска, плакаты, комплекс ВТ.

№ п/п	Этап урока	Действия учителя	Деятельность учеников	Методы и формы работы	Время
1	Начало урока. Организационный момент. Объявление темы и цели урока.	Здороваюсь. Проверяю готовность к уроку. Проверяю отсутствующих. Объявляю тему и цели урока.	Здороваются. Записывают тему урока.	Словесный, работа у доски.	245 - 43
2	Объяснение нового материала	Задает вопрос классу: 1.Сталкивались ли вы с в жизни со словом АЛГОРИТМ? Если ДА, то где? 2. Важно ли выполнять алгоритмы? 1. Определяет понятия "алгоритм" и "исполнитель алгоритма", значения, примеры.  (Вопрос: Как вы думаете от имени какого ученого произошло слово алгоритм? а) Архимед б) Алан Тьюринг в) Мухаммед бен Муса аль-Хорезми г) Билл Гейтс 2. Представляет исполнителя алгоритмов "КОТИК", его назначение, рабочая среда, система команд по ПРИЛОЖЕНИЮ 2 Пример использования исполнителя с набором команд. Помогите котику дойти к мячику (котик ходит на одну клеточку каждый шаг). Картинка №1 АЛГОРИТМ Вниз Вниз Направо КОНЕЦ_АЛГОРИТМА	Слушают объяснения преподавателя и отвечают на них, записывают в опорный конспект основные определения   сравнивают, анализируют, устанавливают связь между информацией при объяснении преподавателя	М Изложение, диалог, алгоритмизирование   ФР фронтальная	18202
3	Закрепление, тренинг, отработка УН	Предлагаю самостоятельное задание (по аналогии)   Картинка №2   АЛГОРИТМ Вправо Вправо Вниз Вправо Вниз Влево КОНЕЦ_АЛГОРИТМА   Предлагает для выполнения в группах (по 4 чел.) задание:  Разработать самого простого формального исполнителя и систему команд	Выполняют устно упражнение и проводят практическую   Знакомятся с заданием. Слушают комментарии преподавателя	ФР групповая творческая   М поисковая ситуация, проблематизирование	15     30 - 10
4	Проверка достижения целей	Проводит визуальным наблюдением за ходом и результатами практической работы	Выполняют задание. Демонстрируют результаты практической работы. Отвечают на вопросы преподавателя	ФР индивидуальная М поисковая ситуация, проблематизирование	5     9 - 5
5	Подведение итогов урока   Оценивание	Задает вопросы классу: 1. Сталкивались ли вы с в жизни со словом АЛГОРИТМ? 2. Кто выполняет алгоритмы? Комментирует результаты урока, обращает внимание на ошибки.   Оценивает наиболее активных учащихся по общим результатам урока.	Участвуют в обсуждении результатов урока,     слушают комментарии к оценкам	М Изложение Диалог	3     5 - 2
6	Домашнее задание	 задание записывает на доске  комментирует пункты домашнего задания: Задание:    индивидуально на листе А4 нарисовать исполнителя, придумать ему систему команд и составить простой алгоритм.  подготовить сообщение о Мухаммеде бен Муса аль-Хорезми	Записывают задание, слушают комментарии учителя	М изложение	2     2 - 0

 

Приложение 1 – определение понятий "АЛГОРИТМ" и "ИСПОЛНИТЕЛЬ алгоритмов"

Среди разнообразных правил, с которыми приходится сталкиваться ежедневно и ежечасно, особую роль играют правила, предписывающие последовательность действий, ведущих к достижению некоторого необходимого резуль­тата. Часто их называют алгоритмами.

Понятие алгоритма, являющееся фундаментальным поня­тием математики и информатики, возникло задолго ао появ­ления вычислительных машин. Само, же слово алгоритм ( algorithm ) поя­вилось в средние века, когда европейцы познакомились со способами выполнения арифметических действий в десятич­ной системе счисления, описанными узбекским математиком Мухаммедом бен Муса аль-Хорезми ("аль-Хорезми" означа­ет "хорезмиец", человек из го­рода Хорезми, в настоящее вре­мя Хорезми — город Хива в Хорезмской области Узбеки­стана).

      Слово алгоритм — европеизированное произно­шение слов аль-Хорезми

Первоначально под словом алгоритм понимали способ выполнения арифметических действий над десятичными числами. В дальнейшем это понятие стали использовать дляобозначения любой пос­ледовательности действий, приводящей к решению по­ставленной задачи. Любой алгоритм существует не сам по себе, а предназначен для определенного исполните­ля.

Определение:

Исполнителем алгоритмов называют объект, который может выполнять команды из некоторого набора в определенной среде.

Таким образом: Алгоритм описывается в командах исполните­ля, который этот алгоритм будет выполнять.

Объек­ты, над которыми исполнитель может совершать дей­ствия, образуют так называемую среду исполнителя.

      Ис­ходные данные и результаты любого алгоритма всегда принадлежат среде того исполнителя, для которого пред­назначен алгоритм.

Приложение 2 – исполнитель алгоритмов "КОТИК"

Назначение: Визуализация алгоритмических процессов.