Особенности преподавания темы "Основы алгоритмизации и программирования" в школьном курсе информатики

В любой среде программирования реализуются основные алгоритмические конструкции, развивающие алгоритмический стиль мышления, важность которого отмечена Н.М. Амосовым, Н.Н. Моисеевым, А.Н. Лонда и другими учеными. Ими подчеркивалась необходимость разработки алгоритмов для развития мышления школьников. Они показывали, что с помощью алгоритмов можно не только организовывать мыслительную деятельн

ость, но и описывать процессы.

Алгоритмы возникают не только в ходе описания какого-либо процесса (физического, химического, биологического, математического), но и в управлении, воспитании, во всей социальной сфере жизни человека. Именно это и доказывает необходимость их введения в обучение. Таким образом, алгоритм – это не программа-шаблон, а механизм, согласно которого функционирует, развивается любая самоорганизующая система. Некоторые алгоритмы человек осваивает самостоятельно, другие требуют обучения.

Фундаментальное понятие информатики - «алгоритмизация», имеет большое значение не только в теории информатики, но и в теории самореализации в развитии ученика.

Существует несколько различных подходов к преподаванию данной темы в школьном курсе, и учитель, особенно начинающий, легко может запутаться в том, какой подход является наиболее подходящим. А ведь алгоритмизация и программирование представляют собой наиболее удобное и наглядное средство для развития логического мышления у обучающихся. Поэтому их изучению следует уделить пристальное внимание. Кроме того, большие трудности при изучении темы «Основы алгоритмизации и программирования» в школьном курсе возникают из-за несоответствия между достаточно большим объемом содержания и относительно небольшим количеством часов, выделенным на изучение данной темы. Все выше сказанное и обуславливает актуальность выбора темы данной работы.

Объектом исследования является процесс изучения алгоритмизации и программирования, их приложения в школьном курсе информатики. Предмет исследования - основные методы изучения тригонометрических функций в школьном курсе информатики.

Основной целью данной работы является получение методических положений, наиболее оптимальных для изучения темы: «Основы алгоритмизации и программирования», разработка дидактических материалов по данной теме.

Для достижения цели реализуются следующие задачи:

- анализ уже имеющейся научно-методической литературы по этой теме;

- разработка и проведение уроков по данной теме;

- подготовка дидактических материалов, посвященных методике составления алгоритмов и программ.

Для достижения целей работы, и решения выше поставленных задач были использованы следующие методы:

- изучение программ, учебных пособий, методических материалов, касающихся алгоритмизации и программирования;

- разработка и проведение урока по данной теме;

- наблюдение за учащимися во время проведения занятий.

История школьного предмета «Информатика»

Чтобы удивиться, достаточно одной минуты, чтобы сделать удивительное, нужны многие годы.

К. Гельвеций

Антикитерский механизм из Древней Греции был калькулятором, использовавшим шестерни различных размеров и конфигурации, обусловливавших его работу, по отслеживанию метонова цикла, до сих пор использующегося в Лунно-солнечный календарях. Аль-Джазари построил программируемый автомат-гуманоид в 1206 году. Одна система, задействованная в этих устройствах, использовала зажимы и кулачки, помещённые в деревянный ящик в определённых местах, которые последовательно задействовали рычаг, которые, в свою очередь, управляли ударными инструментами.

Часто первым программируемым устройством принято считать жаккардовый ткацкий станок, построенный в 1804 году Жозефом Мари Жаккаром, который произвёл революцию в ткацкой промышленности, предоставив возможность программировать узоры на тканях при помощи перфокарт. Первое программируемое вычислительное устройство, Аналитическую машину, разработал Чарлз Бэббидж (но не смог её построить). 19 июля 1843 года графиня Ада Августа Лавлейс, дочка великого английского поэта Джорджа Байрона, как принято считать, написала первую в истории человечества программу для Аналитической машины. Эта программа решала уравнение Бернулли, выражающее закон сохранения энергии движущейся жидкости. В своей первой и единственной научной работе Ада Лавлейс рассмотрела большое число вопросов. Ряд высказанных ею общих положений (принцип экономии рабочих ячеек памяти, связь рекуррентных формул с циклическими процессами вычислений) сохранили свое принципиальное значение и для современного программирования. В материалах Бэббиджа и комментариях Лавлейс намечены такие понятия, как подпрограмма и библиотека подпрограмм, модификация команд и индексный регистр, которые стали употребляться только в 1950-х годах. Однако ни одна из программ написанных Адой Лавлейс никогда так и не была запущена.

В отличие от естественных наук, компьютерные науки получили большой стимул от широкого и непрерывного взаимодействия с логикой. Особую роль в компьютерных науках играют доказательные методы разработки алгоритмов и программ с доказательствами их правильности.

1 сентября 2011 года школьному предмету «Информатика» исполнилось 25 лет. Начинался тогда ещё курс «Основы информатики и вычислительной техники» с программирования. Его изучали все учащиеся 10-11.

Постепенно изучение информатики сместилось на 8-9 классы. В новом курсе наряду с программированием стали изучать текстовый и графический редакторы, электронные таблицы и базы данных.

В этот период программированию всё ещё уделялось большое внимание. На составление алгоритмов для исполнителей отводилось 15 часов, на решение вычислительных задач, т.е. работу с величинами, ещё 16.

С переходом на 12-летнее обучение программа по информатике изменилась кардинальным образом. Мы перешли на пользовательский курс. Оставшиеся небольшие вкрапления, связанные с алгоритмизацией, в 7, 8 классах, программированием назвать сложно. В курсе не было предусмотрено составление вычислительных алгоритмов, а лишь работа с исполнителями.

В настоящее время происходит постепенный возврат к программистскому курсу.

Общие вопросы изучения алгоритмизации и программирования в школьном курсе информатики

Основными целями изучения учебного предмета “Информатика” являются формирование представления об информатике как науке; практическая подготовка учащихся к жизни в современном обществе; воспитание информационной культуры.

Основными задачами изучения учебного предмета “Информатика” являются формирование основ компьютерной грамотности; развитие логического и алгоритмического мышления; формирование умений индивидуальной и коллективной работы.

Учебный предмет “Информатика” как самостоятельная дисциплина является образовательным компонентом общего среднего образования. Вместе с тем он имеет междисциплинарный характер, который раскрывается через выполнение практических задач, создание и обработку электронных документов.

Для чего вообще изучать программирование, а следовательно среду программирования? Очевидно, что процесс проектирования программ - это процесс решения проблем человеком, подобно другим процессам решения проблем в науке и технике.