15.10. лабораторный практикум

15.10. лабораторный практикум

Тема «Профильные курсы информатики, ориентированные

 на программирование»

Занятие 1

Тема «Изучение структурного, объектно-ориентированного и логического программирования»

Дидактические цели: поисково-исследовательские.

Способ организации: лабораторная работа.

Технологии и методы обучения: поисковые упражнения, аннотирование, учебный аукцион идей.

Средства обучения: учебно-методическая литература [1 — 45], программные средства [1].

Предварительная подготовка студентов: требуется ознакомиться с планом работы (см. ниже) и выполнить п.п. 1 — 3.

Теоретические сведения

Основные понятия: структурное программирование (типовые управляющие структуры алгоритмов, метод пошаговой детализации, модуль), объектно-ориентированное программирование (объект, свойство объектов, метод обработки, событие, класс объектов), логическое программирование (факты, правила, отсечение, составные объекты, поиск решения), строки, списки, файлы, рекурсия.

Содержательно-методический анализ. С целью формирования навыков грамотной разработки программ необходимо обучение старшеклассников структурному программированию как методу, предусматривающему создание понятных, локально простых и Удобочитаемых программ, характерными особенностями которых являются: модульность, использование унифицированных структур следования, выбора и повторения, отказ от неструктурированных передач управления, ограниченное использование глобальных переменных.

Обучение технологии объектно-ориентированного программирования в профильном курсе информатики способствует формированию у школьников навыков правильного использования программно-инструментальных средств. В основу большинства современных языков программирования положен объектно-ориентированный подход и программы, разработанные на этих языках, являются также объектно-ориентированными, поэтому следует раскрывать учащимся концептуальность объектно-ориедаированного похода.

Формированию логического мышления старшеклассников способствует освоение языка логического программирования, что позволяет им на практике усвоить приемы реализации продукционной модели представления знаний и познакомиться с основами искусственного интеллекта.

План работы

1. Выбрать (по согласованию с преподавателем) конкретную тему урока совершенствования знаний, умений и навыков по программированию.

2. Изучить учебную, методическую и специальную литературу по информатике в соответствии с выбранной тематикой, составить аннотированный список литературы.

3. Освоить функциональное наполнение системы программирования, которую предполагается использовать в учебном процессе.

4. Выполнить задание I (см. ниже) и представить письменные отчеты.

5. Принять участие в учебном аукционе идей.

Дидактические материалы

I. Задание

Разработать конспект урока совершенствования знаний, умений и навыков по заданной теме в соответствии с планом, сформулированным в подразделе 14.6 (занятие 1, задание 1). Следует учитывать специфику урока совершенствования знаний, умений и навыков и отразить в конспекте методические особенности решения основных дидактических задач урока: систематизацию и обобщение новых знаний; повторение и закрепление ранее усвоенных знаний; применение знаний на практике для углубления и расширения ранее усвоенных знаний; формирование умений и навыков; контроль за ходом изучения учебного материала и совершенствование знаний, умений и навыков.

Тематика уроков совершенствования знаний, умений и навыков по программированию:

№ 1. Разработка алгоритмов на основе структурного подхода.

№ 2. Синтаксические диаграммы в описании языка Паскаль.

№ 3. Итерационные циклические процессы.

№ 4. Процедуры. Взаимодействие с окружающей средой.

№ 5. Функции. Рекурсии.

№ 6. Объектно-ориентированная технология проектирования программ.

№ 7. Разработка механизмов взаимодействия классов и объектов.

№ 8. Описание объектов и классов в Турбо Паскале.

№ 9. Виртуальные и динамические методы.

№ 10. Логическое программирование: поиск решения и отладка программ.

№ 11. Модульное программирование на языке Пролог.

№ 12. Методы и средства разработки программ на Прологе.

№ 13. Решение логических задач.

П. Структуризация учебной информации

Составить формально-логическую модель аукциона идей, реализованных в системах программирования, представив ее в форме таблицы 15.7.

Таблица 15.7

Методические рекомендации

В качестве заключительного этапа лабораторно-практической работы предлагается проведение учебного аукциона идей. Для этого необходимо разделить студентов на три группы, каждая из которых будет представлять различные технологии и системы программирования (например, структурное, объектно-ориентированное и логическое программирование).

В ходе групповой работы студенты должны выявить преимущества, недостатки, возможности применения систем программирования, перспективные направления их развития и технологии программирования, реализующиеся с использованием данных систем. Обобщив эти сведения, требуется выставить рейтинговые оценки, и таким образом составить формально-логическую модель аукциона идей. По результатам рейтинговых оценок рекомендуется провести межгрупповой учебный аукцион.

Занятие 2

Тема «Учебный проект как метод обучения программированию» Дидактические цели: творческие, поисковые.

Способы организации: практикум, презентация.

Технологии и методы обучения: творческие задачи, аннотирование, составление формально-логической модели.

Средства обучения: учебно-методическая литература [1 — 45], программные средства [1].

Предварительная подготовка студентов: требуется ознакомиться с тематикой задач-минипроектов и повторить основные приемы структурного, объектно-ориентированного и логического программирования.

Теоретические сведения

Основные понятия: метод нисходящего проектирования, модульное программирование, эвристики, декомпозиция, абстрагирование, инкапсуляция, наследование, полиморфизм.

Содержательно-методический анализ. В завершающей фазе изучения профильного курса информатики, ориентированного на программирование, предлагается использовать метод проектов. Учебный проект предполагает выполнение старшеклассниками самостоятельной творческой работы, направленной на решение поставленной задачи, при которой актуализируются их знания, полученные за весь период изучения курса, отрабатываются и демонстрируются практические навыки.

Как правило, в процессе решения задачи-проекта учащиеся применяют системный подход, поскольку ее результатом обычно является диалоговая система, использование которой позволяет решить предметную задачу. В этой связи выполнение задачи-проекта сопровождается большим объемом программирования и требует длительного периода времени, например, учебная четверть. Методически оправдана также постановка задачи-минипроекта, которая характеризуется меньшей степенью сложности.

В качестве организационной формы работы старшеклассников может использоваться дифференцированно-групповая форма с целью выполнения задач-проектов, а для задач-минипроектов — индивидуальная форма обучения. Мотивация этой работы обеспечивается правильным подбором задачи-проекта, т. е. задача должна быть из той предметной области, которая более всего интересует выпускника школы, является предметом его профессиональной ориентации.

Дидактические материалы

 I. Варианты заданий

Задание 1. Разработать технологию постановки и выполнения учебного проекта для одной из задач-минипроектов, содержащую следующие элементы:

1.1. Цели и средства обучения, неформальную формулировку задачи, учебную схему выполнения проекта, требования к проекту и методику анализа результатов, форму отчетности.

1.2. Решение задачи-минипроекта с учетом предложенной учебной схемы, требований и формы отчетности.

Задание 2. Разработать учебный сценарий презентации проекта реализующего задачу-минипроект.

Тематика задач-минипроектов

№ 1. Треугольник Паскаля.

№ 2. Скатерть Улама.

№ 3. Числа Армстронга.

№ 4. Вычисление значения п путем бросания иглы.

№ 5. Биологические ритмы и лунный календарь.

№ 6. Пилообразный текст.

№ 7. Шифр Гронсфельда.

№ 8. Поиск пути в лабиринте.

№ 9. Обход шахматной доски ходом коня.

№ 10. Восемь ферзей.

№ 11. Раскраска карты.

№ 12. Лексический и синтаксический анализ.

II. Структуризация учебной информации

Составить формально-логическую модель учебной задачи-проекта (таблица 15.8) и аннотированный список литературы, которую учитель может рекомендовать учащимся.

Таблица 15.8

Методические рекомендации

Для студентов, успешно справившихся с заданиями 1 и 2, рекомендуем дополнительное задание, выполнение которого направлено на структуризацию учебной информации.

Программные средства к лабораторному практикуму:

Системы программирования: Turbo Pascal, Delphi, Visual Basic, Turbo Prolog, Smalltalk, Turbo C, Borland C++, Fort, JavaScript и др.

Литература к главе 15

Основная литература

1. Бадд Т. Объектно-ориентированное программирование в действие. — СПб.: Питер, 1997.

2. Дагене В. А. и др. 100 задач по программированию: Кн. для учащихся: Пер. слит. — М.: Просвещение, 1993.

3. Информатика. Задачник-практикум: В 2 т. Т. 1 / Под ред. И. Г. Сема-кина и Е.К.Хеннера. — М.: Лаборатория Базовых Знаний, 1999.

4. Информатика: Учеб. / Под ред. Н.В.Макаровой. — М.: Финансы и статистика, 1997.

5. Кузнецов А. Б. Программа курса «Основы объектно-ориентированного программирования» // ИНФО. — 1898. — № 7. — С. 17—24.

6. Маргулев А. И. Программирование на языке Visual Basic 5 // Информатика: Еженед. прил. к газ. «Первое сентября». — 1999. — № 23.

7. Могилев А. В., Пак Н.И., Хеннер Е.К. Информатика: Учеб. пособие для студентов пед. вузов / Под ред. Е.К.Хеннера — М.: Академия, 1999.

8. Пахомова Н.Ю. Метод проектов в преподавании информатики // ИНФО.-1996.-№ 1-2.

9. Семакин И.Г. и др. Информатика. Базовый курс 7—9 кл. — М.: Лаборатория Базовых Знаний, 1999.

Дополнительная литература

10. Беленькая Н.Л., Гейн А. Г., Островский С.Л. Информатика и программирование (физико-математический профиль) // Информатика: Еженед. прил. к газ. «Первое сентября». — 1998. — № 42. — С. 15 — 31.

11. Бин Нгуен. Объектно-ориентированное программирование на IBM Smalltalk. — М.: Диалог-МГУ, 1996.

12. Братка И. Программирование на языке Пролог для искусственного интеллекта. — М.: Мир, 1990.

13. Буч Г. Объектно-ориентированное программирование с примерами применения. — М.: Конкорд, 1992.

14. Вирт Н. Алгоритмы + структура данных = программы. — М.: Мир, 1985.

15. Дайтибегов Д.М., Черноусое Е.А. Основы алгоритмизации и алгоритмические языки. — М.: Финансы и статистика, 1992.

16. Дарахвелидзе П., Марков Е. Delphi — среда визуального программирования. — СПб.: BHV-Санкт-Петербург, 1996.

17. Дашниц Н.Л. «Большие проекты» — в средней школе // ИНФО. — 1995. № 3.

18. Джонс Ж., Харроу К. Решение задач в системе Турбо Паскаль. — М.: Финансы и статистика, 1991.

19. Еремин Е.А. Почему система Delphi интересна для образования? // Информатика и образование. — 1997. — № 1.

20. Ерохина Е. От логики к программированию (Пролог в курсе информатики) // Информатика и образование. — 1993. — № 2; 1993. — № 5; 1994. — № 3; 1994. — № 6.

21. Зуев Е.А. Практическое программирование на языке Турбо Паскаль 6.0 — 7.0. — М.: Радио и связь, 1994.

22. Каймин В., Григорьев С. Пролог в школьной информатике // Информатика и образование. — 1990. — № 2.

23. Каймин В., Завалъский Ю. Экспериментальная программа по курсу «Основы информатики и вычислительной техники» // Информатика и образование. — 1991. — № 6.

24. Каймин В. и др. Элементы логики и начала языка Пролог // Информатика и образование. — 1989. — № 4.

25. Касаткин В.Н. Информация, алгоритмы, ЭВМ: Пособие для учителя. — М.: Просвещение, 1991.

26. Клоксин У., Меллиш К. Программирование на языке Пролог. —М.: Мир, 1987.

27. Козлов Д. Г. Объектное программирование на Turbo Basic 1.0 // Информатика и образование. — 2000. — № 7.

28. Конопка Р. Создание оригинальных компонент в среде Delphi. — Киев: DiaSoft Ltd., 1996.

29. Лесневский А. С. Практикум по объектно-ориентированному проектированию и программированию // ИНФО. — 1998. — № 5. — С. 114-121.

30. МарцеллусД. Программирование экспертных систем на Турбо Прологе. — М.: Финансы и статистика, 1994.

31. МатчоД., ФолкнерД.Р. Delphi. — М.: БИНОМ, 1995.

32. Морозов В. В. «Информатика» в классах с углубленным изучением математики // Информатика: Еженед. прил. к газ. «Первое сентября». — 1995. № 10.

33. Нейлор К. Как построить свою экспертную систему. — М.: Энерго-атомиздат, 1991.

34. Основы информатики и вычислительной техники: Пробный учеб. для 10—11 кл. сред. шк. / В.А.Каймин, А.Г.Щеголев, Е.А.Ерохина, Д.П.Федюшин — М.: Просвещение, 1989.

35. Практикум по Турбо Паскалю / И. А. Бабушкина, И.О.Бушмеле-ва, С. М. Окулов, С. Ю.Черных // Информатика: Еженед. прил. к газ. «Первое сентября». — 1999. — № 22.

36. Рубенкинг Н. Турбо Паскаль для Windows: В 2 т. — М.: Мир-СК Ферлаг Интернешнл, 1994.

37. Семакин И. Г. и др. Информатика. Базовый курс: Учеб. для 7—9 кл. — М.: Лаборатория Базовых Знаний, 1999.

38. Сенокосов А. И., Гейн А. Г. Информатика: Учеб. для 8— 11 кл. с углубленным изучением информатики и программирования. — М.: Просвещение, 1995.

39. Сергиевский М.В., Шалашов А. В. Турбо Паскаль 7.0. — М.: Машиностроение, 1994.

40. Системы искусственного интеллекта и язык Пролог / В.М.Зеленин, Н.Г.Титова, М.Н.Юсупова, Е.Н.Черлак//Информатика. — 1998. — №4.-С. 107-111.

41. Стерлинг Л., Шапиро Э. Искусство программирования на языке Пролог. — М.: Мир, 1990.

42. Телло Э.Р. Объектно-ориентированное программирование в среде Windows. — М.: Наука Уайли, 1993.

43. Федоров А. Создание Windows-приложений в среде Delphi. — М.: Компьютер Пресс, 1995.

44. Хромов В.С., Макеев С.Н. Практические работы по Delphi// Информатика и образование. — 1997. — № 1, 4, 6.

45. ЯнсонА. Турбо-Пролог в сжатом изложении. — М.: Мир, 1991.