Теория и методика преподавания раздела "Алгоритмизация и программирование" в школьном курсе информатики
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
ство конечности называют еще результативностью алгоритма.
В учебной литературе встречается описание еще двух свойств алгоритмов: дискретности и массовости. Дискретность состоит в том, что команды алгоритма выполняются последовательно, с точной фиксацией моментов окончания выполнения одной команды и начала выполнения следующей [20, с. 24]. Однако (с нашей точки зрения) это свойство можно не выделять, поскольку требование последовательного выполнения команд заложено в определении алгоритма.
Свойство массовости выражается в том, что алгоритм единым образом применяется к любой конкретной формулировке задачи, для решения которой он разработан [20, с. 36]. Другими словами, это можно назвать универсальностью алгоритма по отношению к исходным данным решаемой задачи. Заметим, что данное свойство не является необходимым свойством алгоритма, а скорее определяет качество алгоритма: универсальный алгоритм лучше неуниверсального (алгоритм решения частной задачи - тоже алгоритм!).
.2 Методика обучения алгоритмизации на учебных исполнителях, работающих в обстановке
Обучение методам построения алгоритмов - один из наиболее отработанных разделов школьной информатики. Традиционно применяемым дидактическим средством в этом разделе являются учебные исполнители алгоритмов. Например, КУКАРАЧА из Роботландии, МУРАВЕЙ Г. Н. Гутмана, КЕНГУРЕНОК, реализованный фирмой КУДИЦ. Вообще говоря, подходит любой исполнитель, который удовлетворяет следующим условиям:
это должен быть исполнитель, работающий в обстановке;
этот исполнитель должен имитировать процесс управления некоторым реальным объектом (роботом и пр.);
в системе команд исполнителя должны быть все структурные команды управления (ветвления, циклы);
исполнитель позволяет использовать вспомогательные алгоритмы (процедуры).
Последние два пункта означают, что на данном исполнителе можно обучать структурной методике алгоритмизации. Всякое педагогическое средство должно соответствовать поставленной учебной цели. Главной целью раздела алгоритмизации является овладение учащимися структурной методикой построения алгоритмов.
Каким бы исполнителем ни пользовался учитель, рекомендуется следовать единой методической схеме обучения. При описании любого исполнителя алгоритмов необходимо выделять следующие его характеристики; среда, режимы работы, система команд, данные. Совокупность таких характеристик можно назвать архитектурой исполнителя.
Рассмотрим в качестве примера описание архитектуры широко известного исполнителя КЕНГУРЕНОК (аналогом является исполнитель Чертежник к учебнику [12, с. 43]). Авторы программы КЕНГУРЕНОК назвали своего героя Ру (Roo) - по имени персонажа мультфильма. Мы также будем пользоваться этим именем.
.2.1 Архитектура учебного исполнителя
1.2.1.1 Среда исполнителя
На экране присутствуют три основных элемента среды учебного исполнителя: строка меню, поле программы и поле рисунка, на котором находится Кенгуренок. На поле рисунка неявно (т.е. ее не видно) нанесена прямоугольная сетка. Длину стороны одной квадратной ячейки этой сетки назовем шагом. Размер всего поля - 15 шагов по горизонтали и 19 шагов по вертикали.
.2.1.2 Режимы работы
Режим работы - это определенное состояние учебного исполнителя, в котором могут выполняться определенные действия. Необходимо в наглядной форме представить ученикам все возможные режимы работ используемого исполнителя. Для исполнителя Кенгуренок вся система режимов работы отражена на рис. 2.
Рис. 2. Система режимов работы исполнителя Кенгуренок
Кенгуренок может работать в режиме прямого управления: команда - исполнение (в схеме это названо ручным управлением), и в режиме программного управления: программирование - автоматическое исполнение программы. Программный режим устанавливается тогда, когда текстовый курсор находится на поле программы. Если его вывести за границу поля программы, то установится режим прямого управления.
Реализация этих двух режимов очень полезна с методической точки зрения, в контексте темы управления. Работа Кенгуренка в режиме прямого управления имитирует ситуацию ручного управления объектом со стороны человека. Человек отдает только простые команды (шаг, поворот, прыжок), а управляющие решения принимает сам, анализируя обстановку на поле исполнителя.
.2.1.3 Режим программного управления
Режим программного управления следует трактовать как имитацию ситуации, когда объектом управляет компьютер. Роль человека - составление алгоритма, ввод программы и инициализация ее исполнения компьютером.
В свою очередь, в режиме программного управления имеются следующие режимы (подрежимы) работы:
установка исходного состояния: стирается рисунок с поля Кенгуренка, устанавливается исходное положение и направление Кенгуренка (этот режим работает и при ручном управлении);
программирование: набор программы на программном поле;
исполнение: работа Ру по заданной программе.
И, наконец, исполнение может проходить в трех режимах:
в автоматическом режиме (на экране сразу появляется результат выполнения программы);
в автоматическом пошаговом режиме (Кенгуренок демонстрирует выполнение каждой команды);
в отладочном режиме (исполнение каждой команды запускается отдельно и подробно комментируется мультипликационными ?/p>