Навчання інформатики



Сторінка19/21
Дата конвертації08.03.2016
Розмір4.67 Mb.
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   21

4.5.4. Навчальна алгоритмічна мова

До важливих питань методики навчання основ алгоритмізації та програмування відноситься вибір мови програмування для вивчення в середніх закладах освіти. Як вважає Н.Вірг, навчання програмування в школі і в вузі повинно вестися на основі спеціально створеної мови, в якій відображено всі основні концепції сучасного структурного програмування. З вивченням мови не тільки засвоюється словник та набір граматичних правил, але також відкриваються шляхи до нового стилю мислення.

Питання добору мови програмування, найбільш доцільної і зручної для початкового навчання учнів, розглядалось в роботах багатьох науковців, де пропонувались різні шляхи розв'язування цього питання:


  1. Вивчення однієї чи кількох мов програмування, які широко розповсюджені при розв'язуванні наукових і виробничих завдань.

  2. Вивчення програмування машиноорієнтованими мовами.

  3. Вивчення мови схем, освоєння конкретних мов програмування і схем.

  4. Навчання на основі спеціально розробленої навчальної алгоритмічної мови.

Практика показала, що жоден з перших 3-х шляхів не виправдовує себе в умовах вивчення загальноосвітнього предмета інформатики, тому що жоден з них не вирішує завдань формування основ інформаційної культури учнів.

По-перше, інформаційні технології та наука інформатика розвиваються настільки швидко, шо неможливо визначити, з якою мовою програмування для розв'язування різних виробничих завдань зіткнеться сьогоднішній учень в своїй майбутній практичній роботі. Стандартні мови програмування за своїм призначенням розраховані на такі вузькі галузі застосувань, що часто створюють суттєві труднощі при їх використанні для розв'язування практичних задач

По-друге, жодна із існуючих стандартних мов програмування не відображає з точки зору методики навчання і дидактики в достатньо чистому виді сучасну концепцію програмування. Більшість мов програмування, що широко використовуються, незадовільні, якщо говорити про методику та систему навчання.

По-третє, відмова від вивчення конкретної мови програмування призведе до неможливості використання в навчальному процесі будь-якої технічної бази. Звідси можна зробити висновок, що для розв'язування задач формування основ інформаційної культури учнів та пізнавальних задач навчального курсу інформатики необхідно поєднати основні ідеї кожного із запропонованих шляхів.

Початкове вивчення основних концепцій програмування доцільно організувати на основі спеціально розробленої навчальної алгоритмічної мови. З точки зору загальноосвітніх цілей курсу інформатики важливо, щоб надбані учнями знання при вивченні такої мови дозволили їм швидко і без принципових утруднень опанувати будь-яку мову програмування, яка можливо знадобиться в майбутньому [60, 62].

Паралельно з навчальною алгоритмічною мовою доцільно вводити правила подання алгоритмів за допомогою графічних схем. Причому навчальна алгоритмічна мова і мова графічних схем не повинні протиставлятися, а розглядатися як дві доповнюючі одна одну форми подання (описування) алгоритмів.

Після вивчення навчальної алгоритмічної мови, яка несе значне загальноосвітнє навантаження, повинна вивчатися конкретна (одна чи кілька) мова програмування. Причому мова програмування розглядається не відокремлено від навчальної алгоритмічної мови і мови графічних схем. Вивчення мови програмування - не самоціль, основна мета - показати ідею ручного перекладання (ручної трансляції) алгоритмів, записаних навчальною алгоритмічною мовою, на одну із мов програмування: підкреслити основні загальні вихідні моменти запису алгоритмів навчальною алгоритмічною мовою і мовою програмування і охарактеризувати можливі відмінності. Важливо навчити учнів як, знаючи навчальну алгоритмічну мову і мову графічних схем та уміючи записувати алгоритми з їх використанням, перекласти опис алгоритму на будь-яку із мов програмування, з якою вони можуть зустрітися в майбутній діяльності.

Алгоритмічна мова, орієнтована на людину, на думку А.П.Єршова і В.М. Монахова, є свою роду проміжною ланкою між мовами програмування та засобами описування алгоритмів, що традиційно використовуються в шкільному курсі математики.

Таким чином, особливого значення набуває і методика вивчення навчальної алгоритмічної мови. Виділимо основні переваги цієї мови;

1. Навчальна алгоритмічна мова добре узгоджується з принципами структурною програмування, які вважаються "універсальною методологією програмування". Запис алгоритмів навчальною алгоритмічною мовою дає можливість досягти досить значної наочності і оглядовості логічної структури обчислювальних процесів. Завдяки цьому описи алгоритмів навчальною алгоритмічною мовою зручні для читання, що в дидактичному плані є досить важливим.

2- Алгоритмічна мова відносно близька до природної мови, що дозволяє учням швидко оволодіти правилами цієї мови і надалі зосередити основну увагу на пошуках методів і засобів розв'язування різноманітних задач. При вивченні її фактично не витрачається час на синтаксичні деталі, що дозволяє учням зосереджувати основну увагу на сутності та логічній структурі алгоритмів, що вивчаються. Цьому сприяє також використання слів рідної мови для запису заголовка алгоритму і основних вказівок та службових слів, а також стандартної математичної символіки алгебри, математичної логіки.


  1. Навчальна алгоритмічна мова містить правила описування всього чотирьох типів вказівок - вказівок про надання значення, про розгалуження, про повторення і вказівку про виконання алгоритму(яку часто називають також вказівкою звернення до алгоритму), що дозволяє не перевантажувати пам'ять учнів численними варіаціями використання тих чи інших операторів, другорядними деталями різних конструкцій мови, що є дуже важливим з методичних міркувань. Можливість записувати і сприймати великі фрагменти складного алгоритму як одну команду забезпечує легкість орієнтації у записі алгоритму навчальною алгоритмічною мовою.

  2. Навчальна алгоритмічна мова є відкритою системою, яка може розвиватися і доповнюватися при необхідності, допускає виділення в ній функціонально замкнутих підмножин, які забезпечують конструювання алгоритмів основних типів обчислювальних процесів.

Точність і однозначність описів алгоритмів навчальною алгоритмічною мовою дозволяє використовувати пі описи для подальшого програмування, тобто перекладати алгоритми з навчальної алгоритмічної мови на конкретну мову програмування. Причому алгоритми, які описані навчальною алгоритмічною мовою, можна піддавати закономірним перетворенням, не порушуючи їх правильності, що в свою чергу дозволяє одержувати із опису алгоритму програму, яка більш пристосована для розв'язування задачі за допомогою комп'ютера.

6. Алгоритми, описані навчальною алгоритмічною мовою, досить зручні для виконання їх людиною, що дає можливість перевіряти правильність їх написання для розв'язування відповідних задач. Виконуючи операції відповідно до команд алгоритмічної мови, учень може самостійно випробувати на собі, що під час виконання окремих кроків алгоритму немає необхідності розуміти задачу загалом, важливо лише точно виконувати команду за командою. Звідси досягається ще одна мета: розуміння того, що всі дії можна виконувати за допомогою автоматичного пристрою.

Методика навчання учнів описувати алгоритми навчальною алгоритмічною мовою повинна базуватися на наступних положеннях.


  1. Паралельно з вивченням правил описування основних вказівок навчальною алгоритмічною мовою повинні вивчатися основні правила їх графічного подання. При розгляді нових типів алгоритмів і складних алгоритмів їх доцільно подавати спочатку за допомогою графічних схем, а потім навчальною алгоритмічною мовою.

  2. Елементи навчальної алгоритмічної мови, основні службові слова і описи вказівок повинні вводитися поступово, за мірою їх необхідності для побудови алгоритмів різних обчислювальних процесів. Спочатку доцільно вивчити правила оформлення опису заголовка алгоритму. Знання цього і вказівок про надання значення дасть можливість описувати навчальною алгоритмічною мовою алгоритми лінійної структури. На наступному етапі вивчення навчальної алгоритмічної мови вводиться поняття вказівки про виконання раніше вже описаного алгоритму (чи звернення до алгоритму), правила її опису і виконання. Далі вивчається команда повторення, що дає можливість розширити знання і вміння учнів стосовно оформлення навчальною алгоритмічною мовою описів алгоритмів циклічних процесів. Приєднання потім до цієї підмножини правил мови ще і правил описування повної і скороченої форм вказівок розгалуження і вказівок вибору дозволяє записати навчальною алгоритмічною мовою будь-які алгоритми. Вивчення правил опису навчальною алгоритмічною мовою різних типів даних, зокрема табличних величин, дає можливість проілюструвати на конкретних прикладах конструювання алгоритмів для роботи з величинами різних типів, зокрема, з табличними величинами. Потім вивчаються правила опису вказівок для роботи з літерними величинами і можливість опрацювання графічної інформації.

3. Таке послідовне поетапне розширення знань учнів про правила опису алгоритмів різних обчислювальних процесів та даних відповідних типів повинно супроводжуватися вправами і задачами на закріплення кожного нового поняття. Це відповідає вимогам теорії поетапного формування розумових дій.

4.5.5. Методика вивчення середовища візуального програмування

Однією з причин низької успішності більшості учнів с повільна адаптація до інформаційного навантаження. Великий обсяг навчального матеріалу з різних навчальних предметів призводить до того, що значна кількість учнів неспроможна його засвоїти, тобто адаптація проходить дуже повільно, а межа насиченості досягається дуже швидко. Покращення ситуації можливе, зокрема, за рахунок вибору підходів до навчання. Один із таких підходів грунтується на ''побудові в мисленні дітей" "моделі" предмета кожної науки, яка вивчається в школі. Побудова предметних моделей передбачає виконання таких розумових дій, як пошук закономірностей, знаходження аналогій, пошук ієрархічної залежності між об'єктами (класифікація), порівняння тощо, а, отже сприяє формуванню та структуруванню мислення учнів, що створює необхідну основу для кращого навчання в школі, для їх подальшого розвитку та швидкої адаптації до інформаційного навантаження в різних галузях людської діяльності.

Одним із засобів формування інтелектуальних умінь та різних типів мислення учнів можна вважати вивчення об'єктно-орієнтованого програмування, методів роботи в об'єктно-орієнтованих системах візуального програмування.

Об'єктно-орієнтований підхід передбачає нове розуміння процесів обчислень, а також структурування даних в пам'яті комп'ютера. Порівняно з традиційним способом опису об'єктів, коли їхні властивості описуються у вигляді окремих, структур (масивів, записів тощо), а програмні блоки, що маніпулюють цими структурами, є значними за розмірами, об'єктно-орієнтований підхід надає новий рівень інтеграції структурних і функціональних властивостей систем, які моделюються.

В об'єктно-орієнтованому підході введено поняття об'єкта, що містить в собі "знання" про сутність реального світу. Дані, які представлені змінними в структурі об'єкта, і процедури (методи), які управляють ними, поставлені на один рівень. Процедури також виражають властивості об'єкта, як і його параметри.

Об'єкти у системах візуального програмування є базовими одиницями програм і даних. Фрагмент реального світу (предмет або сукупність предметів), що має важливе функціональне значення в даній предметній галузі, в візуальну програму переноситься у вигляді абстракції. Створюючи такий об'єкт в системі, учень повинен виділиш в ньому суттєві для використання проблеми, що аналізуються, характеристики об'єкта, які відрізняють його від усіх інших об'єктів, опускаючи ті характеристики, які на даний момент несуттєві. При цьому відбувається формування або вже застосування на практиці вміння порівнювати, виділяти головне, узагальнювати.

Нині всі алгоритмічні мови, що використовуються в школі - текстові мови. Проте загальновизнано, що людський мозок в основному орієнтований на візуальне сприйняття і люди отримують інформацію під час розгляду графічних образів швидше, ніж під час читання тексту. Отже, враховуючи когнітивні особливості людського сприйняття, слід зробити висновок про доцільність використання графічно-структурованого подання алгоритмів. Це можна зробити за допомогою мов візуального програмування.

До останнього часу реалізація проекту візуального середовища побудови алгоритмів на комп'ютері була досить проблематичною внаслідок обмеженості характеристик комп'ютерної техніки. Але за останні роки у інформаційній індустрії відбулись революційні зміни, які спричинили появу таких понять, як мультимедія, гіпермедія, графічний інтерфейс, об'єктне подання. Тепер на шляху створення та використання візуального програмування немає перешкод.

Такс середовище якраз повинно стати містком між алгоритмічною (теоретичною) та "користувацькою" (практичною) інформатикою.

Використовуючи системи візуального програмування часом можна створювати прикладні програми, навіть не написавши жодного рядка коду. А це в свою чергу дозволяє звичайному користувачеві за допомогою засобів візуального програмування створювати необхідні для його діяльності програми без глибокого знання власне мов програмування.

Особливий інтерес представляє мова візуального програмування Visual Basic для тих. хто починає програмувати і має таким чином можливість вже з самого початку відчути смак до створення прикладних програм з "професійним" інтерфейсом, який створюється швидко вже з перших кроків навчання.

Використання середовища візуального програмування (наприклад, Visual Basic) дозволяє звести воєдино "старий", математико-алгоритмічний, і "новий", інформаційно-технологічний, підходи до вивчення інформатики, які до цього часу існували в єдиному курсі практично незалежно один від одного. Повна відмова від математико-алгоритмічного підходу призвела би до скорочення інтелектуально-логічного аспекту навчання, в той же час відмова від вивчення сучасних інформаційних технологій утруднила би формування основ загальної інформаційної культури.

Крім того, системи візуального програмування є провідниками об'єктно-орієнтованої технології і ідеології ресурсів, які використовуються спільно, а з іншого боку пропонує користувачеві структуровану, а також просту та зручну мову запису і налагодження програм, що використовуються як при створенні нових програм, так і для програмування в офісних продуктах.

До основних принципів середовищ візуального програмування, які відрізняють їх від процедурних, слід віднести:

* відокремлення елементів (об'єктів) програми, які пов'язані з інтерфейсом користувача, від її алгоритмічної частини;

» швидкість і простота створення, модернізація інтерфейсу програм, в якому використовуються готові елементи (блоки), що реалізують деякі великі функції (процедури) управління програмою,

• використання вже існуючих кодів, описаних іншими мовами програмування.

Система візуального програмування базується на ідеї подійно-орієнтованого програмування: програма - сукупність об'єктів реального або віртуального світу, з кожним з яких пов'язаний деякий обмежений набір подій. При відбуванні кожної події форми і елементи управління можуть деяким чином "реагувати" на них відповідно до написаного програмного коду, який створюється користувачем для кожного об'єкта окремо. Програмний код зв'язаний з формами (вікнами) і елементами управління використовується для реалізації відповідної реакції програми на дії користувача або відбування системної події.

Стандартне програмування традиційно орієнтується на послідовний опис деякого конкретного процесу, тому написання програм є кропіткою працею програміста. В такому процесі необхідно детально описувати кожний крок, передбачений програмою. Одним з недоліків такого стилю є те, що той, хто складає програму, повинен до програми все записати сам. У програмуванні, що орієнтоване на реакції на події, замість детального опису кожного кроку програміст повинен вказати, як слід реагувати на різні події (чи дії користувача), до яких, наприклад, можна віднести вибір вказівки, клацання кнопкою мишки, переміщення мишки тощо. На одні з подій можна передбачити деяку реакцію, інші - просто проігнорувати. При цьому створюється не одна велика програма, а кілька програм, які складаються із набору взаємопов'язаних процедур, що управляються користувачем.

Практика свідчить, що процес навчання програмування йде результативніше і продуктивніше при використанні середовища візуального програмування, ніж на основі процедурних мов програмування.

Робота в середовищі Visual Basic нагадує роботу з дитячим конструктором - всі елементи є простими і їх можна бачити. Складність конструкції, яка створюється, залежить тільки від поставленої мети та винахідливо і користувача-розробника. А при створенні простих програм (проектів) розробник-початківець взагалі може не знати, що таке програмування, тому що він працює з об'єктами, які розташовані на екрані, і основні його дії зводяться до встановлення необхідних властивостей цих об'єктів.

Використання середовища візуального програмування вже при складанні найпростіших програм надає можливість учням відразу спостерігати наслідки своєї роботи, що особливо важливо на перших кроках навчання програмування. Учні бачать результати роботи за створеною ними програмою, що дозволяє їм швидко просуватися в навчанні.

При вивченні процедурних мов програмування учні не можуть відразу перейти до створення елементів інтерфейсу через складність створення графічних об'єктів на екрані, традиційно вони починають з вивчення величин та простих операцій над величинами, а це не дозволяє відразу після ознайомлення з теоретичним матеріалом переходити до його закріплення при створенні простих програм.

При вивчені середовища візуального програмування для деяких учнів достатньо на прикладі конкретних задач ознайомитися з теоретичним матеріалом (призначення об'єктів, подій та методів) для створення конкретних програм. Організація самостійної роботи учнів над проектами починається з постановки мети виконання завдання, яку слід подати у вигляді орієнтиру одержання кінцевого результату (конкретну картинку форми та опис її функцій), при цьому методи розв'язування задачі учень може вибрати самостійно. Свобода учнів у виборі методів розв'язування завдання призводить до необхідності самонавчання та навчання один у одного. Як свідчить практика, складності у учнів при вивченні Visual Basic виникають не в процесі створення проектів-програм, як при традиційному програмуванні, а при виборі кращого технологічного розв'язку для конкретної задачі.



Створення та виконання програм - проектів в середовищі візуального програмування дозволяє реально здійснювати міжпредметні зв'язки курсу інформатики та інших навчальних дисциплін: математики, фізики, історії, географії, літератури, ботаніки, музики, рідної та іноземних мов тощо.
ЛІТЕРАТУРА

  1. Абдсев Р.Ф. Философия информационной цивилизации. - М.,І994.

  2. Бабанский Ю.К. Избранные педагогические труды. -М.:Педагогика, 1989.-331 с.

  3. Балл Г.О. Гуманізація загальної та професійної освіти; суспільна актуальність і психолого - педагогічні орієнтири //Неперервна професійна освіта: проблеми, пошуки, перспективи. -К.: Віпол, 2000.-С. 134-157.

  4. Буняев М.А. Подготовка учителя - решение проблемы информатизации//Информатика и образование - 1991. -№4. -С.93.

  5. Барбина Е.С, Семиченко В.А. Идеи интеграции, системности и целостности в теории и практике высшей школы. - Киев, 1996. - 261с.

  6. Бауэр Ф.Л., Гооз Г. Информатика. Вводный курс: В 2 ч.: Пер. снем.-М.: Мир, 1990.

  7. Бевз Г. П. Методика викладання математики: Навч. посіб. -3-евид., перероб. і доп. -К.: Вища шк., 1989 -367 с.

  8. Белошапка В. К. Мир как информационная структура //Информатика и образование. -1988. - №5. - С. 3-9.

  9. Белошапка В, К. Информатика как наука о буквах // Информатика и образование. -1992. - №1. - С. 6-12.

  1. Белошапка В К. О языках, моделях и информатике//Информатика и образование. - 1987. -№6.-С.12- 16.

  2. Беспалько В.П. Теория учебника. -М.: Педагогика, 1988. - 160 с.

  3. Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии.-М:.Педагогика, 1989.-192 с.

  4. Бешенков С.А. Школьная информатика: новый взгляд, новый курс//Педагогическая информатика. - 1993.-№2.-С. 5- 10.

  5. Богоявленский Д. Н., Менчинская Н. А. Психология усвоения знаний в школе.-М.:Изд-во АПН РСФСР, 1959.-347 с.

  6. Бордовский Г.А., Извозчиков В.А., Румянцев И.А., Слуцкий А.И.Проблемы педагогики информационного общества и основы педагогической информатики //Дидактические основы компьютерного обучения. Межвузовский сборник научных трудов -Л.:ЛГПИ, 1989.-С.З-33.

16. Бороненко Т.А. Методика обучения информатике (теоретические основы). Учеб. пособ. - СПб.: РГПУ им .А.И.Герцена. 1997. - 100 с 333

  1. Бороненко Т.А. Отбор содержания курса методики обучения информатике //Информационные технологии в системе непрерывного педагогического образования (Проблемы методологии и теории):Коллективная монография. - СПб.: Образование, 1996, с.144 - 153.

  2. Бороненко Т.А., Рыжова Н.И. Методика обучения информатике(специальная методика). Учеб. пособ.-СПб.: РГПУим. А.И. Герцена, 1997. -134 с.

  3. БочкинА.И. Методика преподавания информатики. - Минск:Высшей шк., 1998.-431 с.

  4. Брунер Дж. Процесе обучения /Пер. с англ. - М.: Изд-во АПНСССР, 1962.-84с.

  5. Биков В.Ю., Мадзігон В.М. Руденко В.Д. Яким бути базовомукурсу інформатики в загальноосвітніх навчальних закладах//Комп'ютер у школі та сім'ї. - 2001. - №6. - С.3-6.

  6. Биков В.Ю., Плескач М.Я. Нормативно-правове та програмно-методичне забезпечення загальноосвітніх навчальних закладів:проблеми та шляхи удосконалення //Комп'ютер у школі та сім'ї. -2002.-ЖЇ.-С.2-6.

  7. Велихов Е. П. Новая информационная технология в школе //Информатика и образование —1986.—Х« 1.

  8. Вербицкий А.А. Активное обучение в высшей школе: контекстный подход.-М.: Высшлнк., 1991.-207 с.

  9. Галенко СП. Философские основания новой парадигмы образования. //Высшее образование; проблемы и перспективы развития. - К.; 1995. - С. 21 - 24.

  10. Галузевий стандарт вищої освіти. Освітньо-кваліфікаційнахарактеристика підготовки бакалавра за спеціальністю 6.010100"Педагогіка і методика середньої освіти. Математика". - К.: МОИУкраїні, - 84 с

  11. Гейн А., Липецкий Е., Сапир М., Шолохович В. Информатика:как решать задачи с использованием ЭВМ //Информатика и образование. - 1989. -№ 2. - СЮ - 16.

  12. Георгиева Т.С. Высшая школа США на современном этапе. - М.:Высшая школа, 1989. - 144 с.

  13. Гершунский Б.С. Прогнозирование содержания обучения втехник)-'. - М.:Педагогика, 1980. - 144 с.

  14. Гершунский Б.С. Компьютеризация в сфере образования:Проблемы перспективы. - М.: Педагогика, 3987. - 264 с.

Гершунский Б.С. Россия и США на пороге третьеготысячелетия. - М., 1999. - 600 с

  1. Гиг Дж. Ван. Прикладная общая теория систем /Пер. с англ. - М.:Мир, 1981. - Т. 1.- 321 с.

  2. Гинецинский В.И. Основы теоретической педагогики.-СПб.:Изд-воСпбУ,1992.-154с.

  3. Гсршунський Б.С. Философии образования для XXI века, с. 273

  4. Глузман А.В. Профессионально - педагогическая подготовкастудентов университета; теория и путь исследования: Моногр. -К.:Поисково - издательское агенство, 1998. - 252 с.

  5. Глузман О.В. Тенденції розвитку університетської педагогічноїосвіти в Україні. Автореф. дис. ...докт. пед. наук.-К., 1997,-44 с.

  6. Глушков В.М. Основы безбумажной информатики. - М: Наука,1987.-552 с.

  7. Голант Е.Я. Методы обучения в советской школе. - М., 1957.

  8. Гриценко В.И., Панынин Б.Н. Информационная технология:вопросы развития и применения. - Киев: Наук.думка, 1988. - 272 с.
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   21


База даних захищена авторським правом ©refs.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка