Игровые формы и методы прподования информатики

Понятие алгоритма в информатике является фундаментальным, то есть таким, которое не определяется через другие еще более простые понятия. Сейчас он является одним из фундаментальных понятий информатики. Алгоритм может представлять собой некоторую последовательность вычислений, а может - последовательность действий нематематического характера. Но, в любом случае, перед его составлением должны быть четко определены начальные условия и то, что должно быть получено.
Алгоритм - последовательность действий, направленных на решение поставленной задачи.
Алгоритм - конечная последовательность шагов в решении задачи, приводит от исходных данных к требуемому результату.
Алгоритмом называется понятное и точное предписание исполнителю выполнить последовательность действий, направленных на достижение ука ...

Введение 3
Глава 1. Содержательная линия «Алгоритмизация» в курсе информатики средней школы 5
1. Алгоритм, его свойства, способы записи алгоритмов 5
2. Основные алгоритмические конструкции 10
3. Исполнители. Обзор наиболее часто используемых в школе исполнителей 17
4. Анализ содержания ГОС и ФГОС по теме «Основы алгоритмизации» 22
5. Анализ реализации темы «Основы алгоритмизации» в школьных учебниках по информатике 27
Глава 2. Изучение основ алгоритмизации с использованием Pascal ABC.NET. 36
1. Язык Паскаль, его преимущества и недостатки по сравнению с другими способами записи алгоритмов 36
2. Pascal ABC.NET, характеристика обучающей среды 40
3. Исполнители Робот, Чертежник в Pascal ABC.NET. 44
4. Методика изучения линейных алгоритмов с использованием Pascal ABC.NET. 48
4. Методика изучения разветвляющихся алгоритмов с использованием Pascal ABC.NET. 55
6. Методика изучения циклических алгоритмов с использованием Pascal ABC.NET. (конспекты, задачи) 59
7. Методика изучения вспомогательных алгоритмов с использованием Pascal ABC.NET. 62
Заключение 65
Cписок использованной литературы 69
Приложения 71

Изучение алгоритмов и языков программирования является неотъемлемой частью информатики. Программирование вырабатывает у учашихся логическое, комбинаторное и алгоритмическое мышление, творческие способности.
Обучение программированию - наиболее разработанная часть методики обучения информатике, ибо имеет давнюю историю. Первые годы введения в школе информатики как обязательного предмета школьники изучали, в основном, именно программирование. Поэтому существует большое число методических разработок и учебных программ для изучения языков программирования.
Алгоритмы играют большую роль в нашей жизни, потому что они аккумулируют полученный человечеством опыт эффективных способов деятельности. В процессе воспитания, обучения, физической тренировки, приобретение собственного жизненного опыта мы у сваиваем разные алгоритмы - правила поведения в повседневной жизни и в кризисных ситуациях, способы решения математических задач и выполнения химических опытов, выигрышные стратегии игры, инструкции по работе с программными средствами и разнообразными техническими устройствами и многие другие. Один раз усвоенным алгоритмом мы пользуемся всю свою жизнь, и это сохраняет наши силы, время, позволяет достичь успехов в той или иной деятельности.
Между тем, мы считаем, что научно обоснованное уточнение содержания, вкладываемого в понятие алгоритмического стиля мышления, является одной из важных проблем при выяснении целей и содержания обучения школьной информатики и ее раздела «Основы алгоритмирования и программирования», в частности. Специфику алгоритмического стиля будет достаточно трудно (или даже невозможно) обнаружить без анализа предметной области, где этот стиль имеет преимущественное применение, и объектов, являющихся элементами этой предметной области. Такими объектами в алгоритмике есть алгоритмы. В данной работе мы стараемся проанализировать существующие на данный момент толкования алгоритма с точки зрения дидактической пригодности этого понятия в школьной информатике.
Основной целью курса информатики в новом государственном стандарте образования является формирование у школьника основ алгоритмического мышления. Под способностью алгоритмически мыслить понимается умение решать задачи различного происхождения, требующие составления плана действий для достижения желаемого результата. Для записи алгоритмов в первую очередь предлагается использовать формальные языки блок-схем и структурного программирования. Однако, стандарт не дает методических рекомендаций по выбору языка программирования и методики его изучения. Наиболее важным и сложным обстоятельством для учителя, таким образом, становится выбор изучаемого языка программирования, учитывая уровень обучения, профиль класса и планируемые результаты обучения.
Цель работы: изучить методические основы преподавания основ алгоритмирования и программирования в средней школе;
Задачи:
1. Изучить понятие алгоритма, его свойства, способы записи алгоритмов
2. Ознакомиться с основными алгоритмическими конструкциями и исполнителями
3. Проанализировать содержание ГОС и ФГОС по теме «Основы алгоритмизации и программирования», а также содержание школьных учебников по данной теме
4. Исследовать методические аспекты преподавания основ алгоритмизации с использованием Pascal ABC.NET.

Также уметь использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для создания простейшихмоделей объектов и процессов в виде изображений и чертежей, динамических (электронных) таблиц, программ (в том числе - в форме блок-схем);На профильном уровне предполагается овладение умениями строить математические объекты информатики, в том числе логические формулы и программы на формальном языке, удовлетворяющие заданному описанию; создавать программы на языке программирования по их описанию; использовать общепользовательские инструменты и настраивать их для нужд пользователя;В стандарте предлагается выполнение практических работ на темы:1. Разработка линейного алгоритма (программы) с использованием математических функций при записи арифметического выражения.2.Разработка алгоритма (программы), содержащей оператор ветвления.3. Разработка алгоритма (программы), содержащей оператор цикла.4. Разработка алгоритма (программы), содержащей подпрограмму.5. Разработка алгоритма (программы) по обработке одномерного массива.6. Разработка алгоритма (программы), требующего для решения поставленной задачи использования логических операций.Практикум:• Разработка алгоритма (программы), решающего поставленную задачу с использованием математических функций для записи арифметических выражения, операторов ветвления и цикла.• Разработка алгоритма (программы) хтя решения поставленной задачи с использованием вспомогательных алгоритмов, в том числе по обработке одномерного массива.В примерной программе по информатике предлагается изучение темы «алгоритмы и элементы программирования». Здесь ученикам даются такие понятия как: исполнители (состояния, возможные обстановки и система команд исполнителя), команды-приказы и команды-запросы, отказ исполнителя. Также объясняется необходимость формального описания исполнителя.Понятие алгоритм объясняется как план управления исполнителем (исполнителями). Изучаются понятия алгоритмический язык и программа (запись алгоритма на алгоритмическом языке). Компьютер — автоматическое устройство, способное управлять по заранее составленной программе исполнителями, выполняющими команды.Исходя из примерной программы, изучаются такие понятия как «управление», «сигнал», «обратная связь». И прехлагается привести примеры: компьютер и управляемый им исполнитель; компьютер,получающий сигналы от цифровых датчиков в холе наблюдений и экспериментов, и управляющий реальными (в том числе движущимися) устройствами.Базовые учебные элементы:1. Линейные программы. Их ограниченность: невозможность предусмотреть зависимость последовательности выполняемых действий от исходных данных.2. Конструкции ветвления (условный оператор) и повторения (операторы цикла в форме «пока» и «для каждого»).3. Имя алгоритма и тело алгоритма. Использование в теле алгоритма имен других алгоритмов. Вспомогательные алгоритмы.4. Величина (переменная): имя и значение. Типы величин: целые, вещественные, символьные, строковые, логические. Знакомство стабличными величинами (массивами). Прелставление о структурах ланных.5. Примеры залач управления исполнителями, в том числе — обработки числовых и строковых ланных; реализация алгоритмов решения в выбранной среле программирования. Сортировка и поиск: постановка залач.6. Примеры коротких программ, выполняющих много шагов по обработке небольшого объёма ланных; примеры коротких программ, выполняющих обработку большого объёма ланных.7. Сложность вычисления: количество выполненных операций, размер используемой памяти; их зависимость от размера исходных ланных.8. Понятие об этапах разработки программ и приемах отладки программ.После изучения данного раздела ученики должны научиться:1. Использовать термины «исполнитель», «алгоритм», «программа», а также понимать разницу между употреблением этих терминов в обыденной речи и в информатике;2. Составлять неветвяшиеся (линейные) алгоритмы управления исполнителями;3. Использовать логические значения, операции и выражения с ними: Выполнять без использования компьютера («вручную») алгоритмы анализа числовых данных и управления исполнителями, описанные на алгоритмическом языке с использованием конструкций ветвления и повторения, вспомогательных алгоритмов, простых и табличных величин:4. Для более узкого класса задач — создавать и выполнять на компьютере программы для их решения.Выпускник получит возможность:1. познакомиться с использованием в программах строковых величин и с операциями со строковыми величинами;2. создавать программы для решения задач, возникающих в процессе учебы и вне её;3. познакомиться с задачами обработки данных и алгоритмами их решения;4. познакомиться с понятием «управление», с примерами того, как компьютер управляет различными системами (летательные и космические аппараты, станки, оросительные системы, движущиеся модели и др.)В результате освоения курса информатики в основной школе учащиеся получат представление о методах представления и алгоритмах обработки данных, дискретизации, о программной реализации алгоритмов; У выпускников будут сформированы:• основы алгоритмической культуры;• умение составлять несложные программы;Обучающиеся познакомятся с одним из языков программирования и основными алгоритмическими структурами — линейной, условной и циклической; получат опыт написания и отладки программ в выбранной среде программирования.5. Анализ реализации темы «Основы алгоритмизации» в школьных учебниках по информатикеДля анализа были выбраны основные УМК и учебники по информатике, используемые в обучении:• И. Г. Семакин «Информатика и ИКТ» 9 класс• Л. Л. Босова «Информатика и ИКТ» 9 класс• М. Е. Фиошин «Информатика и ИКТ» 10-11 класс• Л. 3. Шауцукова «Информатика» 10-11 класс• Н. Д. Угринович «Информатика и ИКТ» 10 класс• К. Ю. Поляков «Информатика» 10-11 классБазовый уровень:• Линейные программы, конструкции ветвления и повторения• Имя алгоритма и тело алгоритма. Вспомогательные алгоритмы• Величина (переменная): имя и значение. Типы величин• Примеры задач управления исполнителями• Понятие об этапах разработки программ Профильный уровень:• Алгоритмический язык• Правила построения и выполнения алгоритмов• Доказательства правильности. Соответствие алгоритма заданию• Работа с числами, матрицами. строками, списками, использование псевдослучайных чисел• Объектно-ориентированное программированиеУМК «Информатика - базовый курс», 9 класс СемакинУчебник предназначен для изучения курса информатики и ИКТ в 9 классе общеобразовательной школы. Учебник разделен на две части. Первая часть обеспечивает обязательный минимальный уровень изучения предмета. Материал второй части ориентирован на углубленный курс информатики.Учебник входит в комплект учебно-методической литературы по курсу информатики и ИКТ наряду с учебником для 8 класса, задачником, методическим пособием для учителя и цифровыми образовательными ресурсами, входящими в Единую коллекцию ЦОР.В учебнике «Информатика - базовый курс», 9 класс Семакина изучение языка начинается с параграфа №35 «Знакомство с языком Паскаль». Основными темами параграфа являются: «Возникновение и назначение Паскаля», «Структура программы на Паскале», «Операторы ввода, вывода, присваивания», «Правила записи арифметических выражений», «Пунктуация Паскаля».В теме «Возникновение и назначение Паскаля» кроме истории возникновения языка лается опрелеление Паскаля:Паскаль - это универсальный язык программирования, позволяющий решать самые разнообразные задачи обработки информации. [5]Также здесь дается понятие оператора и приводится пример не большой программы на языке Паскаль.В теме «Структура программы на Паскале» объясняются основные разделы программы, такие как раздел описания переменных и раздел операторов.В теме «Операторы ввода, вывода, присваивания» описываются операторы ввода «read, «readln» и вывода «write», «writeln». Объясняется назначение этих операторов и разницу между- операторами с «1п» на конце и без. Также здесь объясняется оператор присваивания и знаки основных арифметических операций.В темах «Правила записи арифметических выражений» и «Пунктуация Паскаля» отражены основные особенности синтаксиса языка Паскаль и основные правила, по которым строится программа.Изучение языка Паскаль продолжается в параграфе №37 «Програм-мирование ветвлений на Паскале» сразу после изучения алгоритмов с ветвящейся структурой в параграфе №36, тем самым ученикам дается возможность сразу после изучения алгоритмов ветвления узнать как они реализуются на языке программирования Паскаль.Здесь даются такие темы как «Оператор ветвления на Паскале». «Программирование полного и неполного ветвления», «программирование вложенных ветвлений», «Логические операции» и «Сложные логические вычисления». Каждая тема сопровождается примерами не только на языке Паскаль, но и на русском алгоритмическом языке и с помощью блок-схем.В параграфе №38 приведена программа «Диалог с компьютером», которая демонстрирует использование всех изученных ранее конструкций языка, после этого изучение Паскаля продолжается в параграфах №39 - 43, в которых изучаются такие конструкции языка как циклы и массивы. Вводятся понятия:Цикл - это команда исполнителю многократно повторить указанную последовательность команд. [5]Массив - это пронумерованная конечная последовательность однотипных величин. [5]После каждого параграфа предлагаются задачи, в которых требуется написать программу или фрагмент программы для отработки полученных навыков и закрепления материала.На профильном уровне данный учебник к изучению в полной мере не подходит, так как в нем отсутствуют понятия об объектах, событиях и объектно-ориентированном программировании. Также в нем не изучаются такие темы как «Вычислимые функции» и «Доказательство правильности алгоритма».УМК «Информатика и ИКТ» 9 класса Л. Л. БосоваУчебник предназначен для продолжения изучения курса «Информатика и ИКТ» в 9 классе обшеобразовательной школы. Выдержан принцип инвариантности к конкретным моделям компьютеров и версиям программного обеспечения.Предполагается широкое использование ресурсов федеральных образовательных порталов, в том числе Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов.Учебник включен в Федеральный перечень учебников, рекомендуемых Министерством образования и науки Российской Федерации.В учебнике «Информатика и ИКТ» 9 класса Л. Л. Босовой в отличие от Семакина изучение языка программирования Раsса1 начинается с алфавита языка. В Теме «Алфавит и словарь языка» рассматриваются используемые символы и последовательности символов. Также дается таблица служебных слов и их значений. После этого изучается тема «Типы данных» и уже после нее автор переходит к структуре программы на языке Раsса1. В данном учебнике более подробно описан процесс выполнения оператора присваивания, также большее внимания уделено операторам ввода и вывода. В каждой главе присутствуют примеры программ и примеры выполнения этих программ, после каждой главы ученику задаются вопросы, многие из которых направлены на составление фрагментов программ, например: «Запишите операторы ввода двух чисел и вывода их в обратном порядке».В учебнике Босовой затронута такая тема как «Этапы решения задачи на компьютере», в которой подробно рассмотрен каждый этап решения задачи на компьютере, начиная со словесной модели и заканчивая уточнением модели и получением результата. Ученикам дается такое понятие как «формализация». После чего приводится пример задачи о пути торможения автомобиля, в котором демонстрируется каждый этап решения задачи. Только после этого начинается программирование линейных, разветвляющихся, циклических алгоритмов и более подробное изучение типов данных.Основное отличие учебника Босовой от учебника Семакина в изучении языка Раsса1 заключается в том, что у Босовой четко разделены линии «Алгоритмизация» и «Программирование». Вначале ученики изучают алгоритмы, их виды и свойства, а уже после этого переходят к программированию на языке Раsса1, в то время как у Семакина обе линии идут параллельно, чередуя параграфы с описанием алгоритмических структур и программирования их на языке Раsса1.Основная цель, которую ставит автор, - это развитие алгоритмического мышления, знакомство со средой программирования Паскаль.На базовом уровне учебник полностью соответствует стандарту, за исключением того, что в нем отсутствует понятие о структурах данных.В практикуме нет задач на разработку атгоритма (программы), требующего для решения поставленной задачи использования логических операций.1.7. УМК «Информатика и ИКТ» 10-11 класс М. Е. Фиошин. Базовый и профильный уровеньТакже на базовом уровне язык программирования Раsса1 изучается в учебнике «Информатика и ИКТ» 10-11 класс М. Е. Фиошина. Здесь как и в учебнике Босовой сначала изучается «Алгоритмизация», а за тем уже происходит переход к программированию. Изучаются такие темы как: «Введение в программирование на языке Паскаль». «Общие сведения о языке программирования Паскаль», «Структура программы на языке Паскаль», «Назначение и описание разделов программы», «Переменные», «Типы данных», «Выражения», «Ввод и вывод данных», «Основные операторы, функции», «Составной оператор», «Условный оператор», «Операторы цикла», «Массивы», «Объявление массива». «Работа с элементами массива (заполнение и обработка массива)», «Алгоритмы сортировки», «Операции с файлами», «Тестирование и отладка программы».Дается типовая последовательность разработки программы, которая включает постановку задачи, разработку алгоритма, запись программы на языке программирования, ее запуск и отладку. Закрепляются понятия об основных алгоритмических конструкциях. На практических занятиях ученики составляют алгоритмы, используя блок-схемы. Программная запись алгоритмов изучается на базе языка программирования Паскаль. Учащиеся изучают основы языка и приемы работы в среде программирования, на практических занятиях составляют алгоритмы и пишут программы для решения небольших задач.Понятия объект, свойства и методы объекта даются только после глубокого изучения языка Раsса1, в пункте «Основы объектно-ориентированного программирования». Вводятся такие понятия как инкапсуляция, наследование и полиморфизм, а также класс и экземпляр класса.Основными целями данного учебника являются формирование и развитие у учащихся системно-информационного взгляда на окружающий мир, развитие логического и алгоритмического мышления, способностей к форматизации и умению строить различные виды моделей и реализовать их программными средствами, развитие навыков использования ИКТ, а также воспитание чувства ответственности за недопустимые действия, нарушающие нормы работы с информацией.К учебнику прилагается компакт-диск, который содержит тексты, упражнения, видеоуроки и справочный материал.В практикуме нет задач на разработку программы, содержащей подпрограмму и алгоритма (программы), требующего для решения поставленной задачи использования логических операций.УМК «Информатика» 10-11 класс, Л. 3. ШауцуковаВ разделе «Алгоритмизация» изучаются алгоритмы, основные алгоритмические структуры, исполнители алгоритмов и алгоритмические языки, а именно школьный алгоритмический язык. Школьный алгоритмический язык изучается довольно подробно, изучаются компоненты языка, понятия, функции, арифметические и логические выражения. Не смотря на то, что в теоретической части не встречается профессиональных языков, они есть в практикуме. УМК «Информатика и информационные технологии», 10 - 11 классы УгриновичУчебник по курсу «Информатика и ИКТ. Базовый уровень» ориентирован на преподавание в общеобразовательных учреждениях профильного курса на базовом уровне в 10 классе.Большое внимание уделяется формированию практических умений и навыков в процессе выполнения практических компьютерных работ. Учебник мультисистемный, так как практические работы могут выполняться в операционных системах Windows и Linux.В этом учебнике основными изучаемыми языками программирования являются Visual Basic и VBA. В главе №4 «Основы алгоритмизации и объектно-ориентированного программирования» в теме «Развитие языков программирования» объясняется, что такое языки программирования, хля чего они нужны и как они появились. В параграфе 4.2 «Основные типы алгоритмических структур» идет изучение алгоритмических структур сопровождаемое примерами описания этих структур на языке программирования Visual Basic. После этого изучение языка продолжается в последующих параграфах, особое внимание уделяется объектно-ориентированному программированию. Изучаются такие темы как: «Классы объектов». «Экземпляры класса». «Семейства объектов». Также не малое внимание уделяется интерфейсу среды Microsoft Visual Basic, где подробно изучается каждое окно интерфейса. Параграф 4.5 «Форма и размешение на ней управляющих элементов» полностью посвящен изучению формы. Такжеизучаются графические возможности языка, создаются проекты «Построение графика функции» и «Движение круга», ученикам предлагается разработать собственные проекты: «Графический редактор», проект позволяющий задавать цвета различными способами и доработать проект «Построение графика функции» добавлением в него графиков линейной, квадратичной и кубической функций.Может использоваться для углубленного изучения программирования с учетом начальных знаний учеников в данной теме.УМК «Информатика» 10-11 классы, Поляков К. ЮУчебник включен в Федеральный перечень учебников, рекомендованных к использованию на 2013-2014 учебный год.Преимущество данного учебника заключается в том. что учитель имеет возможность выбрать профессиональный язык программирования из нескольких предложенных. например: в основной (печатной) версии учебника приведен язык программирования Pascal, но на официальном сайте К. Ю. Полякова в свободном доступе выложены варианты глав «Алгоритмизация и программирование» и «Объектно-ориентированное программирование» с использованием языков Pascal, C++ и Python.В данном исследовании анализировалась глава «Алгоритмизация и программирование» с использованием языка программирования C++.В учебнике для 10 класса изучение начинается с параграфа «Алгоритм и его свойства», где дается определение алгоритма и исполнителя:Алгоритм — это точное описание порядка действий, которые должен выполнить исполнитель для решения задачи за конечное время. [9]Исполнитель - это устройство или одушевленное существо (человек), способное понять и выполнить команды, составляющие алгоритм. [9]Затем в параграфе рассматриваются свойства и способы записи алгоритмов.На базовом уровне не изучается понятие об этапах разработки программ и приемах отладки программ. На профильном уровне нетвычислимых функций и доказательства правильности.Учебник подходит для изучения программирования, как на базовом, так и на профильном уровнях.Глава 2. Изучение основ алгоритмизации с использованием Pascal ABC.NET.1. Язык Паскаль, его преимущества и недостатки по сравнению с другими способами записи алгоритмовПаскаль (англ. Pascal) — язык программирования общего назначения. Был создан Николаусом Виртом в 1970, после его участия в работе комитета разработки стандарта языка Алгол, как язык для обучения процедурному программированию. Название языку дано в честь выдающегося французского математика, физика, литератора и философа Блеза Паскаля. Первоначально язык компилировался в P-код (аналог байт-кода, подобно языку Java). Особенностями языка являются строгая типизация и наличие средств структурного (процедурного) программирования. Паскаль был одним из первых таких языков. По мнению Н.