Алгоритмизация и программирование

Режим компиляции существует у систем, обслуживающих компилируемые языки (Паскаль, СИ, Фортран и др.). Результатом компиляции является исполняемая программа, т.е. программа на языке машинных команд. В некоторых случаях получение исполняемой программы происходит в два этапа: собственно компиляции и редактирования связей. Хотя учитель должен понимать смысл этих процедур, но в базовом курсе, при объяснении ученикам, эти вопросы можно подробно не комментировать.

Режим исполнения. В компилирующих системах в этом режиме исполняется полученная после трансляции программа в машинных командах. Интерпретатор непосредственно сам исполняет программу на ЯПВУ. Так, например, работает Бейсик-система. Обычно в том и в другом случае исполнение программы начинается по команде RUN.

Режим работы с файлами. В файлах на внешних носителях система хранит тексты программ на исходном языке; программы, полученные в результате трансляции; исходные данные и конечные результаты. В файловом режиме выполняются традиционные операции: сохранить информацию в файле, прочитать информацию из файла в оперативную память, именовать файл и др. К этому же режиму относится команда вывода содержимого окна редактора на печать, поскольку печать трактуется как вывод информации в файл, связанный с принтером.

Режим помощи позволяет программисту получить подсказку на экране, помогающую ему как в работе с системой, так и с языком программирования.

Режим отладки. Этот режим чаще всего реализован в развитых СП на профессиональных компьютерах. В режиме отладки можно производить трассировку, пошаговое исполнение программы; можно следить за изменением определенных величин; назначать остановку исполнения программы в определенном месте или при определенном условии. Режим отладки предоставляет программисту удобные средства для поиска алгоритмических ошибок в программе.

Следуя уже знакомой методической схеме, рассказывая про режимы работы СП, учитель должен рассказать о системе команд, используемой в каждом из режимов.

Для СП данными являются файлы с текстами программ, с исходной и конечной информацией, связанной с решаемой задачей.

 

Лекция №6 «Требования к знаниям и умениям учащихся по линии алгоритмизации и программирования»

 

Учащиеся должны знать:

• что такое алгоритм; какова роль алгоритма в системах управления;

• в чем состоят основные свойства алгоритма;

• способы записи алгоритмов: блок-схемы, учебный алгоритмический язык;

• основные алгоритмические конструкции: следование, ветвление, цикл; структуры алгоритмов;

• назначение вспомогательных алгоритмов; технологии построения сложных алгоритмов: метод последовательной детализации и сборочный (библиотечный) метод;

• основные свойства величин в алгоритмах обработки информации: что такое имя, тип, значение величины; смысл присваивания;

• назначение языков программирования;

• *в чем различие между языками программирования высокого уровня и машинно-ориентированными языками;

• правила представления данных на одном из языков программирования высокого уровня (например, на Паскале);

• правила записи основных операторов: ввода, вывода, присваивания, цикла, ветвления;

• правила записи программы;

• *что такое трансляция;

• назначение систем программирования;

• содержание этапов разработки программы: алгоритмизация — кодирование — отладка — тестирование.

 

Учащиеся должны уметь:

• пользоваться языком блок-схем, понимать описания алгоритмов на учебном алгоритмическом языке;

• выполнять трассировку алгоритма для известного исполнителя;

• составлять несложные линейные, ветвящиеся и циклические алгоритмы управления одним из учебных исполнителей;

• выделять подзадачи; определять и использовать вспомогательные алгоритмы;

• составлять несложные программы решения вычислительных задач с целыми числами;

• программировать простой диалог;

• работать в среде одной из систем программирования (например, Турбо Паскаль);

• осуществлять отладку и тестирование программы.

 

Вопросы для самоконтроля и обсуждения к главе 11

 

1. Как  менялось со временем место  и значение темы алгоритмизации  в курсе информатики?

2. Какие  основные понятия, дидактические  средства и методические подходы, введенные в учебнике А.П.Ершова и др., сохранились в последующих учебниках?

3. Можно  ли говорить, что структурный  подход был и остается методической  основой при изучении алгоритмизации  и программирования? Обоснуйте ответ.

4. В чем  методический смысл деления исполнителей  алгоритмов на исполнителей, работающих  «в обстановке», и исполнителей, работающих «с величинами»?

5. Дайте  характеристику использования учебных  исполнителей алгоритмов в различных  учебниках информатики.

6. Не  во всех учебниках информатики  дается строгое определение алгоритма и обсуждаются его свойства. Как вы думаете, почему? Являются ли эти вопросы необходимыми в базовом курсе?

7. Нужно  ли играть с детьми на уроке  в «в алгоритмические игры» (типа  игры Ваше)? Какие еще алгоритмические игры вы можете предложить?

8. Какие  типы задач нужно рассматривать  с учениками для наиболее полного  осознания ими понятия алгоритма?

9. Что  включается в понятие «архитектура  учебного исполнителя»?

10. Какие  основные положения составляют  методику структурного подхода  к алгоритмизации и программированию? Каким требованиям должен удовлетворять  учебный исполнитель для пригодности  его использования в обучении  этой методике?

11. По  каким методическим принципам  должна строиться последовательность  рассматриваемых на уроках задач  при изучении алгоритмизации?

12. Почему  не следует отказываться от  использования на уроках информатики  блок-схем и как их надо изображать? ;

13. На  какого исполнителя ориентированы  алгоритмы работы с величинами?

14. В какой  методической последовательности  следует раскрывать по-: нятие величины и ее свойств?

15. Какие  методические проблемы возникают  при изучении понятий «переменная», «присваивание»? Как их решать?

16. Почему  для успешного освоения программирования  ученику необходимо иметь представление  об архитектуре ЭВМ?

17. В каком  объеме, по вашему мнению, должно  изучаться программирование в  базовом курсе информатики?

18. Какие  языки программирования наиболее  подходят для вводного курса  и почему?

19. Как  наиболее эффективно связать  освоение методов построения  алгоритмов с освоением языка  программирования?

20. Как  объяснить ученикам, в чем заключается  разница между языками программирования  и системами программирования?

21. Какой  методический подход следует применять при ознакомлении учеников с системой программирования?

 

 

 

 

 

Лабораторный практикум

 

Тема «Алгоритмизация и программирование»

 

Основные вопросы:

1. Цели  и задачи изучения основ алгоритмизации  и программирования в школьном  курсе информатики.

2. Роль  рассматриваемой темы в решении  общеобразовательных задач базового  курса информатики, связанных с  формированием алгоритмической  культуры учащихся.

3. Методические  особенности изучения базовых  понятий алгоритмизации и программирования.

4. Системы  учебных исполнителей и их  использование в обучении алгоритмизации.

5. Дидактические  функции учебного алгоритмического  языка.

6. Методика  ознакомления учащихся с основными  парадигмами программирования.

 

Занятие 1

Тема «Формирование базовых понятий алгоритмизации в школьном курсе информатики с использованием учебных исполнителей»

Задачи занятия:

1. Определить  роль и место учебного материала  по алгоритмизации в базовом  курсе информатики.

2. Рассмотреть  цели и задачи изучения основ  алгоритмизации в школьном курсе  информатики.

3. Выявить  базовые понятия алгоритмизации, определить этапы, формы и методы  их формирования.

4. Определить  логическую последовательность  изучения базовых понятий.

5. Установить  связи и отношения между выделенными  понятиями.

6. Определить  уровни формирования базовых  понятий. Способ организации занятия: практикум.

Средства обучения: научно-методическая и учебная литература [1, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 15], программные средства [1, 2, 4, 5, 6].

Предварительная подготовка студента к занятию

1. Изучить  нормативные документы, определяющие  структуру и содержание учебного  материала по алгоритмизации.

2. Познакомиться  с различными вариантами представления  учебного материала по алгоритмизации  в программах базового курса  информатики и провести сравнительный  анализ их содержания и программно-методического  обеспечения.

3. Составить  терминологический словарь по  базовым понятиям алгоритмизации, логико-структурную модель учебного  материала.

4. Провести  содержательный анализ учебного  материала по алгоритмизации, представленного  в школьных учебных пособиях  по информатике.

План занятия

1. Проанализировать учебные пособия с целью выявления методических особенностей введения основных понятий алгоритмизации.

2. Построить  логико-структурную модель учебного  материала.

3. На  основе анализа учебных пособий  заполнить таблицу «Базовые понятия  темы» (см. табл. 7.1).

Формы и способы организации учебной деятельности студентов: обсуждение вопросов плана, групповая работа; фронтальный и индивидуальный опрос.

 

Занятие 2

Тема «Программные средства учебного назначения в поддержку изучения основ алгоритмизации. Решение задач» Задачи занятия:

1. Определить  дидактические цели использования  программных средств в учебном  процессе.

2. Проанализировать  программное обеспечение в поддержку  изучения учащимися основ алгоритмизации.

3. Познакомиться  с основными типами учебных  алгоритмических задач.

4. Освоить  методы и способы составления  и исполнения алгоритмов с  использованием программных средств  учебного назначения.

Способ организации занятия: практикум, лабораторная работа. Средства обучения: научно-методическая и учебная литература [3, 4, 5, б, 10, 11, 19], программные средства [1, 2, 4, 5, 6]. Предварительная подготовка студента к занятию

1. Проанализировать  две-три частнопредметные (авторские) методики обучения основам алгоритмизации в базовом курсе информатики. Представить результаты анализа в табл. 7.2.

2. Составить  тематическое планирование учебного  материала и отразить его в  табл. 7.3.

3. Изучить  состав и особенности работы  с программными средствами учебного  назначения, используемыми в процессе  преподавания основ алгоритмизации.

Ход работы

1. Выявить  дидактические цели использования  программных средств в обучении  алгоритмизации.

2. Рассмотреть  основные типы учебных алгоритмических  задач.

3. Практическая  работа:

— познакомиться с особенностями функционирования программных средств учебного назначения;

— разработать перечень задач на составление алгоритмов, в котором каждая задача содержит: формулировку, тип, способы решения, средства решения, само решение;

— подготовить конспект урока по одной-двум темам, учитывая направленность урока (урок по ознакомлению с новым материалом; урок по закреплению изученного; урок проверки знаний, умений и навыков; урок по систематизации и обобщению изученного материала), или заполнить табл. 7.4.

4. Разработать  собственного исполнителя и его  систему команд, с помощью которого  можно формировать у учащихся  базовые основные понятия алгоритмизации.

5. Разработать  задачи по алгоритмизации, направленные  на развитие творческого мышления  учащихся и развитие интереса  к школьному курсу информатики.

Формы и способы организации учебной деятельности студентов: беседа по вопросам, работа с табл. 7.2; работа с учебными программами и учебными пособиями, работа с табл. 7.3; индивидуальная работа.