Использование ЭОР при изучении темы «Алгоритмы и исполнители»
Количество уроков, отводимых на изучение темы «Алгоритмы и исполнители» очень мало. Где и как найти возможности, чтобы преподавание темы «Алгоритмы и исполнители» оставалось на достаточном теоретическом и практическом уровне? Выход есть – грамотное использование электронных образовательных ресурсов. Например, использование конструктора построения блок-схем.
Сегодня современные профессии требуют развитого логического мышления. Опоздание с развитием мышления – это опоздание навсегда. Поэтому для подготовки детей к жизни в современном информационном обществе в первую очередь необходимо развивать логическое мышление, способности к анализу и синтезу. Для учителя информатики наиболее доступный материал для развития мышления – это изучение линии «Алгоритмы и исполнители» и обучение построению алгоритмов при решении любой задачи. Именно алгоритмическое мышление, рассматриваемое как представление последовательности действий, наряду с образным и логическим мышлением определяет интеллектуальное развитие ребенка, его творческий потенциал.
Техническое оснащение кабинетов информатики школ развивается с каждым годом быстрыми темпами, пополняется научно-техническая база, в настоящее время все школы города и области имеют доступ к сети Интернет. Поэтому учителям информатики приходится выделять немалую часть времени на преподавание тем цикла «Информационные и коммуникационные технологии». А вот, количество уроков, отводимых на изучение темы «Алгоритмы и исполнители» с каждым годом уменьшается. Хотя при этом нисколько не изменились требования к уровню усвоения знаний и умений этого раздела программы по информатике, так как он остается основой фундаментальных знаний по предмету.
Где и как найти возможности, чтобы преподавание темы «Алгоритмы и исполнители» оставалось на достаточном теоретическом и практическом уровне?
Выход есть – грамотное использование электронных образовательных ресурсов. Убеждена, что большая часть учителей информатики в силу своей профессии уже активно используют ЭОР в своей ежедневной практике. Трудность заключается в одном: как найти качественный апробированный материал, который действительно поможет в освоении той или иной предметной темы? Ведь разрабатывают и создают подобные материалы, как правило, авторские коллективы ученых и специалистов из различных организаций, вузов и научных учреждений Минобрнауки РФ, далекие от проблем, которые испытывает практикующий учитель. Поэтому тесное взаимодействие преподавательского состава на семинарах, конференциях позволяет применять на практике такие ОР, которые дают положительные результаты в обучении.
При изучении темы «Алгоритмы и исполнители» используются три основных способа записи алгоритма: 1) структурная схема (блок-схема); 2) словесная запись (последовательность пронумерованных строк на естественном языке, учебный алгоритмический язык, или псевдокод); 3) язык программирования.
В связи с недостатком времени структурную схему построения алгоритмов используют далеко не все учителя, поскольку она кажется избыточной при разработке программ и изучении технологии программирования, что связано с насыщением курса информатики технологической компонентой. С этим нельзя согласиться. Алгоритмическая подготовка школьника связана в первую очередь с развитием его мышления, с формированием умения «мыслить структурами». Необходимо добиваться понимания учащимися того, что все многообразие способов организации действий базируется на конечном числе алгоритмических конструкций. Наиболее адекватным способом представления алгоритмических структур является блок-схема, в которой используются геометрические фигуры (блоки), соединенные между собой стрелками, указывающими последовательность выполнения действий.
Использование структурных схем при изучении темы дает возможность:
- наглядно отобразить базовые конструкции алгоритма;
- сосредоточить внимание учащихся на структуре алгоритма;
- анализировать логическую структуру алгоритма;
- преобразовывать алгоритм (сведение к единому блоку);
- осуществить быструю проверку разработанного алгоритма.
Учащиеся, составляющие структурные схемы алгоритмов, значительно быстрее осваивают основы алгоритмизации. Наверно, я не ошибусь, если буду утверждать, что практические занятия по алгоритмизации практически во всех школах проводятся по одной и той же методике. Учитель объясняет задачу, затем на доске рисует алгоритм решения этой задачи и, наконец, «размахивая руками», объясняет работу этого алгоритма. Далее учащиеся самостоятельно составляют блок-схемы задачи, постепенно осуществляя переход от простых к сложным алгоритмам, где в роли исполнителя выступают сами учащиеся.
Но, как правило, процесс построения блок-схем замедляется в связи с тем, что:
- Большое количество времени тратится на построение геометрических фигур.
- Не все учащиеся понимают принцип работы данной структурной схемы. Ведь невозможно визуально проследить за алгоритмом во время его непосредственного выполнения. Невозможно прогнать алгоритм по всем ветвям, т.к. на это требуется время, и визуально мы не видим, какие ветви уже проработали, а какие не проверялись. Если еще имеются в алгоритме и математические расчеты, то контроль еще более усложняется.
- Часто повторяющейся ошибкой является исполнение алгоритма так, как нам хочется (кажется). То есть, исполнитель делает то, что требуется по смыслу задачи, а не то, что предписывают команды алгоритма. Поэтому учителю надо очень внимательно следить за правильностью действий ученика;
- Учащимся приходится преодолеть своеобразный поэтапный барьер перехода от построения блок-схем к этапу программирования.
Многолетняя практика позволила мне найти выход из данной ситуации, используя программу-конструктор построения блок-схем алгоритма. Данную программу можно найти на сайте Единой Коллекции Цифровых образовательных ресурсов или в приложенном файле .
Программа-конструктор имеет удобный графический интерфейс, доступный и понятный для школьников средней школы. В рамках данной программы, разработана система визуального исполнителя и транслятора, в котором реализованы следующие функции:
- построения и редактирования алгоритма блок-схем с использованием блоков «начало» и «конец» алгоритма, ввод и вывод данных, безусловный и условный переходы, цикл;
- загрузка, сохранение файла блок-схемы;
- определение типа переменных для используемых данных;
- пошаговое визуальное выполнение алгоритма с просмотром виртуального экрана;
- трансляция построенного алгоритма на язык программирования Pascal.
Данная возможность программного продукта создает реальные условия для дальнейшего изучения языка программирования на основе их сравнительного анализа.
Использование данного визуального исполнителя-транслятора в изучении раздела «Алгоритмы и исполнители» показало эффективность данного программного продукта. Кроме этого, используя данную методику построения блок-схем, можно увидеть невооруженным глазом, как растет интерес ребят к изучению данной темы. В век информационных технологий большой процент учеников, имеют домашние компьютеры. Используя данную программу (ее объем составляет 736 Кб), ученик может составлять структурные схемы в домашних условиях, сразу же находить ошибки при отладке программы и получать требуемый результат. Причем все это без консультации преподавателя.
Нужно помнить и знать, что аккуратность записи есть аккуратность мысли программиста. Аккуратно записанный и детализованный алгоритм упрощает его программирование и отладку. Программа-конструктор как нельзя лучше соблюдает этот основной «принцип программиста». Алгоритмическое мышление является необходимой частью научного взгляда на мир, оно включает и общие мыслительные навыки, полезные и необходимые любому человеку в современном информационном обществе.
