МЕТОД «ОТКРЫТОЙ ПРОГРАММЫ» ПРИ ИЗУЧЕНИИ РАЗДЕЛА «АЛГОРИТМИЗАЦИЯ» ШКОЛЬНОГО КУРСА ИНФОРМАТИКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СРЕДЫ «КОНСТРУКТОР АЛГОРИТМОВ»

Одним из требований Федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС) основного общего образования, предъявляемых к предметным результатам освоения  программы  предметной  области  «Математика  и  информатика»,  заявлено «развитие алгоритмического мышления, необходимого для профессиональной деятельности в современном обществе; развитие умений составить и записать алгоритм для конкретного исполнителя; формирование знаний об алгоритмических конструкциях, логических значениях и операциях; знакомство с одним из языков программирования и основными алгоритмическими структурами — линейной, условной и циклической» [7]. Кроме того, ФГОС определяет активную учебно-познавательную деятельность учащихся, как одну из составляющих системно-деятельностного подхода в обучении.

Для реализации поставленных задач целесообразно использовать при изучении раздела «Алгоритмизация» различные программные среды, имитирующие исполнителей. Так, авторский коллектив под руководством Семакина И.Г. предлагает инструментальную среду «Конструктор алгоритмов» [5], предназначенную для проектирования и разработки блок-схем алгоритмов и рассчитанную на активное взаимодействие с пользователем.

К достоинствам данной среды можно отнести: реализацию всех базовых структур алгоритма; возможность использования величин целого и вещественного типа, а также табличных величин; реализацию двух режимов исполнения алгоритма – пошаговый (возможность наблюдать динамику процесса решения) и исполнение алгоритма до конца. Недостатками среды являются: невозможность в цикле «для» использовать шаг в сторону уменьшения; не реализована возможность использования цикла «до».

Одним из возможных вариантов реализации идеи обучения через активную познавательную деятельность учащихся является использование метода «открытой программы» (метода демонстрационных примеров) при обучении алгоритмизации. «Под «открытой   программой» понимается программа-модель, представляющая некоторый класс программ либо задач. Она предназначена:

   для передачи обучаемым знаний об устройстве и возможностях программ своего класса;

   для приобретения обучаемым опыта творческой деятельности разработки программ – решения задач этого класса» [4].

На основании понятия «открытая программа» и требований к ее оформлению можно выделить следующие типы заданий с использованием среды «Конструктор алгоритмов»:

1. Анализ готового алгоритма по условию задачи.

 2. Анализ готового алгоритма и восстановление условия задачи.

3. Анализ готового алгоритма по условию задачи и поиск ошибок в нем.

 4.   Анализ готового алгоритма по условию задачи и восстановление пропущенных команд в алгоритме.

5. Написание алгоритма по условию задачи.

Первый тип заданий можно использовать для формирования умений и навыков анализировать алгоритм; понимания того, что происходит на каждом его шаге; овладения логикой алгоритма; предсказания результата выполнения алгоритма.

Второй тип заданий можно использовать для контроля знаний; обучения учащихся «переводить» задачу с формального языка на естественный.

Третий тип заданий можно использовать для применения учащимися полученных знаний на практике; формирования умения осуществлять анализ алгоритма и поиск ошибок, т.е. овладевать логикой алгоритма.

Четвертый тип заданий можно использовать для контроля знаний, формирования умений осуществлять анализ задачи, восстановление алгоритма, т.е. овладевать логикой алгоритма.

Пятый тип заданий может быть использован для применения учащимися полученных знаний на практике; контроля знаний.

Задания предлагается выполнять в виде лабораторной работы, в которой определены:

1.      Формулировка задачи;

 2.      Алгоритм выполнения заданий в среде;

 3.      Вопросы в конце работы и вывод учащихся по работе.

 Приведем пример системы заданий при изучении темы «Организация линейных алгоритмов в среде «Конструктор алгоритмов»».

1.     Изучаемые    элементы:    блок    «Ввод    данных»,    блок    «Вывод   данных»,    блок «Присваивание».

 2.     Требования к знаниям и умениям учеников: уметь анализировать готовый алгоритм, знать и уметь использовать команды присваивания, ввода, вывода информации, уметь составлять линейные алгоритмы, знать и уметь определять тип данных.

3.     Деятельность учеников: анализ условия задачи, пошаговое выполнение готового алгоритма, анализ выполняемых действий исполнителя с помощью трассировочной таблицы, анализ полученного результата, исправление ошибок в готовом алгоритме, составление алгоритма, восстановление условия задачи.

4.     Для изучения данной темы выбраны следующие типы заданий:

    анализ готового алгоритма и восстановление условия задачи,   анализ готового алгоритма по условию задачи,

   написание алгоритма по условию задачи.

 Задание№1(Анализготовогоалгоритмаивосстановлениеусловиязадачи) Задания:

1. Запустите «Конструктор алгоритмов»

3. Выполните алгоритм в режиме пошагового исполнения (Рис. 2).

1. Сколько раз выполняется каждая команда?

 2.    Измените в операторе А:=10 числовое значение на 17. Запустите пошаговое исполнение. Что изменилось?

3.    Измените в операторе А:=10 числовое значение на 34,6. Запустите пошаговое исполнение. Что произошло? Сделайте вывод.

Вопросы:

 1. Сформулируйте возможное условие задачи.

 2. Можно ли назвать данный алгоритм линейным. Ответ обоснуйте.

 3. Какие выводы можете сделать по выполненным заданиям? Задание№2(Анализготовогоалгоритмапоусловиюзадачи)

Задача: Даны величины X, Y целого типа. Проанализировать готовую блок-схему алгоритма для обмена значений двух величин, с использованием вспомогательной величины Т [2].

Задания:

 1. Запустите «Конструктор алгоритмов»

 2.     В главном меню окна выберите: Блок-схема/Блок-схема из файла, выберите папку Блок-схемы/Линейные алгоритмы и файл 2.prg (Рис. 3).

2. Протестируйте алгоритм для X=5.5 и Y=18. Что произошло?

 3.     Измените алгоритм: удалите команду t:=x, измените команду y:=t на y:=x.

 Протестируйте алгоритм для X=5 и Y=-11. Сделайте вывод. 

Вопросы:

 1. Что хранит переменная t. Можно ли обойтись без нее?

 2.   Что произойдет, если в первом блоке присваивания мы заменим операцию t:=x на t:=y? Как исправить ошибку?

Задание№3(Написаниеалгоритмапоусловиюзадачи)

 Задача: Даны две простые дроби; получить дробь, являющуюся результатом их деления (Рис. 4) [1].

2.   Протестируйте созданную блок-схему для следующих наборов данных: 1) a=2, b=3, c=-2, d=7; 2) a=2, b=3, c=0, d=7; 3) a=2, b=3, c=-2, d=0; При всех ли наборах алгоритм работает корректно? Сделайте вывод.

Данный набор заданий предназначен для изучения линейных алгоритмов. Первое и второе задание направлены на анализ готовых блок-схем алгоритмов, на работу с блоком «Присваивание», на изучение особенностей работы с типами данных (целого и вещественного типа). Третье задание предполагает самостоятельную работу учеников по созданию блок-схемы алгоритма по условию задачи, при тестировании возникает проблема – алгоритм работает корректно не при всех данных. Возникает вопрос: что надо сделать, чтобы исправить ошибку (проблемная ситуация, подведение учеников к изучению конструкции «Ветвление»).

Все ответы ученики сохраняют в текстовом документе (тетради). После выполнения заданий учитель производит фронтальный опрос по выполненным заданиям, либо опрос в «тройках», либо индивидуально проверяет у каждого учащегося (пары).

Таким    образом    можно    сделать    вывод    о    том,    что    использование    среды «Конструктор алгоритмов» и метода «открытой программы» при изучении раздела «Алгоритмизация» позволяет:

    развивать навыки самостоятельной работы по анализу готовых алгоритмов и созданию собственных алгоритмов;

   индивидуализировать процесс усвоения знаний;

    стимулировать познавательный интерес учащихся.

Список литературы

1.      Демонстрация линейного алгоритма «Деление дробей» в среде «Конструктор алгоритмов».       [Электронный       ресурс].       Режим       доступа.        http://school- collection.edu.ru/catalog/rubr/a30a9550-6a62-11da-8cd6- 0800200c9a66/63396/?interface=pupil&class=51&subject=19. 26.09.2016.

2.      Демонстрация линейного алгоритма «Обмен значениями двух переменных» в среде «Конструктор алгоритмов». [Электронный ресурс]. Режим доступа. http://school- collection.edu.ru/catalog/rubr/a30a9550-6a62-11da-8cd6- 0800200c9a66/63396/?interface=pupil&class=51&subject=19. 26.09.2016.

3.      Малев В.В. Общая методика преподавания информатики. Учебное пособие. [Текст]/ В.В. Малев. – Воронеж: ВГПУ, 2005. – 271 с.

 4.      Понятие     открытой     программы.     [Электронный     ресурс].     Режим     доступа. http://neudoff.net/info/informatika/otkrytaya-programma-ponyatie-otkrytoj-programmy/. 12.06.2016.

5.      Программа «Конструктор алгоритмов» [Электронный ресурс]. Режим доступа. http://school-collection.edu.ru/catalog/res/fff3a9b4-5a73-445a-a617-624b63d4b8a6. 26.09.2016.

6.      Семакин И.Г. Информатика и ИКТ: Учебник для 9 класса [Текст] / И.Г. Семакин, Л.А. Залогова, С.В. Русаков и др. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012 – 341с.

7.      Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования. [Электронный ресурс]. Режим доступа. http://минобрнауки.рф/документы/938. 27.09.2016.