Некоторые аспекты темы «Алгоритмизация» в школьном курсе информатики

6. Угринович, Н.Д. Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учеб. для 10 класса / Н.Д. Угринович. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2008.

7. Угринович, Н.Д. Информатика и информационные технологии. учеб. для 10-11 классов / Н.Д. Угринович. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2005.

8. Норенков, И.П. Основы автоматизированного проектирования: учеб. для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. / И.П. Норенков. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.

9. Стандарт среднего полного (общего) образования по информатике и ИКТ. Профильный уровень. - М.: Мин-во образования Российской Федерации, 2004.

10. Третьяк, Т.М. Программа профессионального обучения для учащихся 10-11 классов общеобразовательной школы. Профиль «Информатика и информационные технологии. (Пространственное моделирование и проектирование на ПК.)» / Т.М. Третьяк, А.А. Фа-рафонов. - М., 2004.

Некоторые аспекты темы «Алгоритмизация» в школьном курсе информатики

Л.В. Зонова

Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола

Создание у школьников целостной картины мира, формирование умений и навыков жизни в информационном обществе, развитие способностей к общению, коллективной деятельности, активация процесса самопознания - все это предполагает развитие мышления обучающегося, которое является одной из основных целей школьного образования. Большую роль при развитии мышления играет его последовательный, алгоритмический стиль, поэтому на изучение темы «Алгоритмизация» следует обратить особое внимание.

Цели темы «Алгоритмизация» заключаются в том, что школьников нужно научить основным способам организации действий в алгоритмах, основным способам организации данных, применению алгоритмических конструкций при составлении алгоритмов решения разнообразных классов задач.

Если рассмотреть учебники информатики для начальных классов, то можно заметить, что на тему «Алгоритмизация» отводится наибольший объем учебного времени. Это не случайно, так как развитие именно логического стиля мышления способствует успешному изучению предметов естественнонаучного цикла (математика, физика, химия, биология и т.д.).

Тема «Алгоритмизация» является основой для изучения программирования, поэтому при понимании и знании основ алгоритмизации программирование обучающимся будет даваться намного легче.

Одним из понятий темы «Алгоритмизация» является понятие «исполнитель алгоритма», которое используется как методическое средство, позволяющее ввести основные понятия алгоритмизации и начать решать задачи в наглядной среде. В качестве примера такого исполнителя можно привести черепашку, машину Поста, графический исполнитель, «умный» мячик и так далее.

В учебнике И.Г. Семакина «Информатика и ИКТ» для 9 класса рассмотрен графический исполнитель (ГРИС), в котором с помощью команд шаг, поворот, прыжок в пределах рабочего поля можно построить любой рисунок, состоящий из вертикальных и горизонтальных отрезков. Стандартными заданиями при изучении ГРИСа являются составление букв алфавита, затем слов. На таких уроках используется прием ролевого исполнения на составление алгоритмов (представление себя в роли другого).

Большое распространение при составлении алгоритмов получил метод пошаговой детализации, который позволяет решить, составить алгоритм по существенным признакам. Для этого необходимо задать вопросы типа: что нужно знать, чтобы найти это? В качестве примера можно рассмотреть следующую задачу: найти периметр прямоугольника, если одна его сторона равна 3 см, а диагональ 5 см. Для составления алгоритма решения данной задачи воспользуемся методом пошаговой детализации: 1. Что нужно знать, чтобы найти периметр прямоугольника? (Две стороны прямоугольника.) 2. Известна только одна сторона. Как найти вторую? 3. Для нахождения второй стороны применим теорему Пифагора.

В ЕГЭ тема «Алгоритмизация» представлена заданиями всех типов: с выбором ответа, без выбора ответа, с полной приведением решения. Всего в 2007 году информатику сдало 4270 человек в Российской Федерации, а в 2008 году - 12426 человек, в том числе и 63 человека из Республики Марий Эл. Проценты выполнения заданий не велики, но нужно помнить, что информатика - это экзамен по выбору и на его сдачу идут выпускники сознательно. Например, рассмотрим задание, процент выполнения которого составляет 55%:

Первая строка состоит из одного символа - цифры «1».

Каждая из последующих цепочек создается следующим действием: в очередную строку дважды записывается предыдущая цепочка цифр (одна за другой, подряд), а в конец приписывается еще одно число - номер строки по порядку (на 1-м шаге дописывается число «¡»).

Вот первые 4 строки, созданные по этому правилу:

1) 1

2) 112

3) 1121123

4) 112112311211234

5) ...

Какая цифра стоит в седьмой строке на 121-м месте (считая слева направо)?

Для решения данного задания необходимо увидеть закономерность изменения длины цепочки. В приведенной задаче длина находится по следующему закону 2п-1, где п - номер строки. В результате определяем, что 121-й символ слева - это есть 7-й символ справа, то есть 1.

Так как с каждым годом число желающих сдавать ЕГЭ по информатике растет, то необходим систематический и непрерывный контроль знаний и умений обучающихся по всем темам, в том числе и по «Алгоритмизации».

Ниже приведены самостоятельные работы по теме «Алгоритмизация» для среднего звена.

Самостоятельная работа № 1 «Алгоритмы и исполнители»

Комментарии для учителя

Цель работы - проверить понимание учащимися смысла терминов «алгоритм» и «исполнитель алгоритма», знание некоторых характерных признаков алгоритма, типов исполнителей.

Организация выполнения - в текстовом или электронном виде. Вполне возможен устный опрос на базе вопросов, приведенных в заданиях.

В зависимости от варианта организации время выполнения - от 10 до 20 минут.

Материалы для работы учащихся

Задание 1

Вместо (...) вставить нужные слова или выбрать правильный ответ из предложенных в скобках вариантов.

Алгоритм - это

В алгоритме должно быть количество шагов?

Каждый исполнитель имеет свою

Задание 2

Ответьте на вопросы:

Зависит ли результат решения задачи от того, какой исполнитель ее выполняет?

Какие группы исполнителей можно выделить?

К какой группе исполнителей можно отнести человека?

К какой группе исполнителей можно отнести компьютер?

Может ли исполнителем быть домашнее животное?

Самостоятельная работа № 2 «Способы описания алгоритмов»

Комментарии для учителя

Цель работы - проверить знание разных способов описания алгоритмов, их отличительных особенностей, умение применять различные способы для описания линейных алгоритмов. Коррекция и уточнение знаний осуществляются на протяжении изучения темы «Алгоритмизация».

Организация выполнения - бланки, которые заполняет учащийся (письменная работа), или смешанная: письменно выполняются задания 1 и 3, устный опрос - вопросы задания 2.

Время выполнения зависит от способа организации: первый вариант - не более 15 минут, второй - не более 20 минут.

Материалы для работы учащихся

Задание 1

Дополните конспект:

1. Я знаю (...) способа описания алгоритмов: (...). (Ответ: три способа - словесно-формульный, графический, язык программирования).

2. Мне известны особенности разных способов описания алгоритмов: для первого способа - (...); и т.д.

Задание 2

Внимательно рассмотрите пример алгоритма и ответьте на вопросы: Алгоритм:

1. Ввести А, В, Х

2. Вычислить Prim:=A*X+B

3. Вывести сообщение «Результат Prim=«

4. Вывести Prim

5. Конец. Вопросы:

Какой способ описания используется в данном примере?

Что будет выведено на экран после завершения работы программы? (Ответ: результат Prim= <числовое значение, результат вычисления по формуле>.) Задание 3

Преобразуйте данный алгоритм в другую форму описания.

Самостоятельная работа № 3 «Алгоритмы ветвления» Комментарии для учителя

Цель работы - проверить понимание учащимися сути алгоритмов ветвления, знания способов их описания, умения составлять и понимать условия. Коррекция знаний обязательно проводится после анализа самостоятельной работы, необходимо предусмотреть задания для закрепления темы, особенно, если встречаются затруднения в понимании и формулировании условий.

Организация работы - письменная работа или смешанная (задания 1 и 3 - письменно, задание 2 - устно). На выполнение предполагается не более 20 минут, если это письменная работа, или 15 минут, если выбирается второй вариант организации.

Материалы для работы учащихся Задание 1

Дополните конспект:

Алгоритм ветвления - это такая организация действий, при которой в зависимости от выполнения

Виды алгоритмов отличаются друг от друга тем, что (...). (Ответ: полное ветвление - обе ветви содержат операторы (команды), неполное - одна из ветвей не содержит операторов [команд].) Задание 2

Проанализируйте алгоритм:

1. Вывести сообщение «Введите число»

2. Ввод числа А

3. Если А > 0

4. То вывести сообщение «Число положительное»

5. Перейти в п. 7

6. Иначе вывести сообщение «Число отрицательное»

7. Конец.

Вопросы:

Какая задача решается по данному алгоритму?

Какой вид ветвления здесь используется?

Что увидит пользователь на экране монитора, если этот алгоритм представить в виде программы?

Изменится ли алгоритм, если в условии изменить знак «>» на знак «<»?

Какие ключевые слова используются для реализации алгоритма ветвления?

Задание 3

Преобразуйте данный алгоритм в другую форму описания (в виде блок-схемы или программы).

Самостоятельная работа № 4 «Циклические алгоритмы»

Комментарии для учителя

Цель работы - проверить усвоение и понимание организации циклического алгоритма, умение распознавать этот вид алгоритмов. Коррекция знаний обязательна сразу после анализа результатов, так как эта тема является ключевой в алгоритмизации.

Организация - письменная работа или сочетание устной и письменной работы по усмотрению учителя.

На выполнение отводится примерно 15 минут.

Материалы для работы учащихся

Задание 1

Сформулируйте определение понятия «цикл», используя ключевые слова: организация, действие, многократно. (Ответ: цикл - это такая организация алгоритма, при которой действия выполняются многократно.) Задание 2

Изобразите в виде схемы структуру цикла с параметром.

Задание 3

Ответьте на вопросы:

Какие виды циклов вам известны?

Чем они отличаются друг от друга?

Чем отличается алгоритм ветвления от алгоритмов цикла с параметром?

Задание 4

1. Разработайте алгоритм, который бы распознавал и подсчитывал количество положительных чисел. Представьте его в графическом виде.

2. Ответьте на вопрос: какие базовые структуры используются для решения данной задачи?

Количество и сложность задач могут быть изменены учителем в зависимости от конкретных условий и на -

правленности учебной программы.

Литература

1. http://www.ege.edu.ru

2. http://www.fipi.ru

3. Панкратова, Л.П. Контроль знаний по информатике: тесты, контрольные задания, экзаменационные вопросы, компьютерные проекты / Л.П. Панкратова, Е.Н. Челак. - СПб.: БХВ-Петербург, 2004.

4. Самылкина, Н.Н. Готовимся к ЕГЭ по информатике. Элективный курс: учеб. пособие / Н.Н. Самылкина, С.В. Русаков, А.П. Шеста-ков, С.В. Баданина. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008.

5. Семакин, И.Г. Информатика. Базовый курс. 7-9 классы / И.Г. Семакин, Л.А. Залогова, С.В. Русаков, Л.В. Шестакова. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005.

6. Софронова, Н.В. Теория и методика обучения информатике: учеб. пособие / Н.В. Софронова. - М.: Высш. шк., 2004.