Реферат обучение алгоритмизации и программированию в начальной школе

Обновлено: 05.07.2024

Теоретические основы развития алгоритмического мышления младших школьников на уроках информатики. Основные этапы решения задач с помощью обучающих программ. Способы описания алгоритмов. Компьютерные обучающие программы в жизни младшего школьника.

Рубрика	Педагогика
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	28.05.2015
Размер файла	862,8 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Раздел 1. Теоретические основы развития алгоритмического мышления младших школьников.

1.1 Основные характеристики алгоритма.

1.2 Основные характеристики алгоритма.

1.3 Способы описания алгоритмов.

1.4 Основные этапы решения задач с помощью обучающих программ

2.1 Языки программирования для младших школьников.

2.2 Компьютерные обучающие программы в жизни младшего школьника.

2.3 Развитие алгоритмического мышления на уроках информатики.

Любой человек ежедневно встречается с множеством задач: от самых простых и хорошо известных до очень сложных. Для многих задач существуют определенные правила (инструкции, предписания), объясняющие исполнителю, как решать данную задачу. Эти правила человек может изучить заранее или сформулировать сам в процессе решения задачи. Чем точнее и понятнее будут описаны правила решения задач, тем быстрее человек овладеет ими и будет эффективнее их применять. Источниками возникновения алгоритмов служат: наблюдение и эксперимент, научная теория, прошлый опыт и другое.

Решение многих задач человек может передавать техническим устройствам - ПК, автоматам, роботам и так далее. Применение технических устройств предъявляет очень строгие требования к точности описания правил и последовательности выполнения действий. Поэтому разрабатываются специальные языки для четкого и строгого описания различных правил.

Алгоритмизация это раздел информатики, изучающий методы и приемы построений алгоритма, а также их свойства, то есть алгоритмика задачи, построения модели и алгоритмизация.

Цель данной работы состоит в том, чтобы выявить и доказать необходимость и эффективность изучения алгоритмизации в начальной школе с применением компьютерных обучающих программ.

Предмет исследования: процесс алгоритмического развития мышления младших школьников на уроках информатики с помощью применения компьютерных обучающих программ.

Раздел 1. Теоретические основы развития алгоритмического мышления младших школьников

1.1 Определение и свойства алгоритма

Для решения задачи исполнителю необходимо указать последовательность действий, которые он должен выполнить для достижения цели - получения результата. Иначе говоря, исполнителю должен быть указан алгоритм решения задачи, представленный на понятном ему языке. Под исполнителем подразумевается как человек, так и вычислительная машина.

Перед решением любой задачи с помощью персонального компьютера (ПК) выполняются следующие этапы: постановка этой задачи, построением сценария и алгоритмизация.

Алгоритмизация задачи - процесс разработки (проектирования) алгоритма решения задачи с помощью ПК на основе ее условия и требований к конечному результату.

На этапе постановки задачи описываются исходные данные и предпосылки, формируются правила начала и окончания решения задачи (достижения цели), то есть разрабатывается информационная или эквивалентная ей математическая модель. Методом проб и ошибок ведется поиск метода решения задачи (метода вычислений, метода перебора вариантов, метода распознавания образов). На основании этого метода разрабатывается исходный алгоритм, реализация которого принципиально возможна с помощью ПК. При разработке исходного алгоритма и даже при выборе модели пользователь, т. е. человек, решающий конкретную задачу, должен иметь представление о математическом обеспечении ПК.

Алгоритм - понятное и точное предписание исполнителю совершить последовательность действий, направленных на достижение указанной цели или на решение поставленной задачи .

Алгоритм применительно к ПК - точное предписание, т.е. набор операций и правил их чередования, при помощи которого, начиная с некоторых исходных данных, можно решить задачу фиксированного типа. Команда алгоритма - предписание о выполнении отдельного законченного действия исполнителя.

Алгоритмы обладают целым рядом свойств: дискретностью, точностью, результативностью, массовостью.

Свойства алгоритма - набор свойств, отличающих алгоритм от любых предписаний и обеспечивающих его автоматическое исполнение.

Детерминированность (определенность, точность, однозначность). Это свойство заключается в том, что при задании одних и тех же исходных данных несколько раз алгоритм будет выполняться абсолютно одинаково и всегда будет получен один и тот же результат. Свойство детерминированности проявляется также и в том, что на каждом шаге выполнения алгоритма всегда точно известно, что делать дальше, а каждое действие однозначно понятно исполнителю и не может быть истолковано неопределенно. Благодаря этому свойству выполнение алгоритма носит механический характер.

Массовость - выражается в том, что с помощью алгоритма можно решать не одну конкретную задачу, а любую задачу из некоторого класса однотипных задач при всех допустимых значениях исходных данных.

Дискретность - означает, что алгоритм состоит из последовательности отдельных шагов - элементарных действий, выполнение которых не представляет сложности. Именно благодаря этому свойству алгоритм может быть реализован на ЭВМ.

Конечность (финитность) - заключается в том, что последовательность элементарных действий алгоритма не может быть бесконечной, неограниченной, хотя может быть очень большой (если требуется, например, большая точность вычислений).

Корректность - означает, что если алгоритм создан для решения определенной задачи, то для всех исходных данных он должен всегда давать правильный результат и ни для каких исходных данных не будет получен неправильный результат. Если хотя бы один из полученных результатов противоречит хотя бы одному из ранее установленных и получивших признание фактов, алгоритм нельзя признать корректным.

1.2 Основные характеристики алгоритма

Для решения одной и той же задачи, как правило, можно использовать различные алгоритмы. В связи с этим, возникает необходимость сравнивать их между собой, и для этого нужны определенные критерии качества алгоритмов.

Временные характеристики алгоритма определяют длительность решения или временную сложность .

Длительность решения часто выражается в единицах времени, но удобнее ее выражать через количество операций, так как количество операций не зависит от быстродействия конкретной машины.

Временной сложностью алгоритма называется зависимость времени счета, затрачиваемого на получение результатов от объема исходных данных.

Для сложных задач эта характеристика имеет большое значение, т.к. ее изменение значительно сильнее влияет на время решения, чем изменение быстродействия ПК. Например, при зависимости Дп) = 2п увеличение производительности в 10 раз увеличивает размерность задачи, решаемой за то же время, всего на 15% .

Объемные характеристики алгоритма определяют его информационную сложность. Информационная сложность связана со сложностью описания, накопления и хранения исходных, промежуточных и результирующих данных при решении определенной задачи.

Объем текста алгоритма (программы) определяется количеством операторов, использованных для записи алгоритма.

Объем внутренней и внешней памяти необходимой для хранения данных и программ при использовании данного алгоритма определяется на основании расчетов или опытным путем. При недостатке памяти носителей информации используется сегментация программ.

Сложность структуры алгоритма определяется количеством маршрутов, по которым может реализовываться процесс вычислений и сложностью каждого маршрута.

Очевидно, что при выборе алгоритмов нужно учитывать не только их характеристики качества, но и способ реализации алгоритма. Например, многие итерационные алгоритмы удобны для ПК, но слишком трудоемки для человека. Тип используемой ПК также может влиять на выбор алгоритма (иногда имеет место и обратный вариант, когда сначала определяется алгоритм и лишь затем способ реализации).

1.3 Способы описания алгоритмов

Для строгого задания различных структур данных и алгоритмов их обработки требуется иметь такую систему формальных обозначений и правил, чтобы смысл всякого используемого предписания трактовался точно и однозначно. Соответствующие системы правил называют языками описаний.

К средствам описания алгоритмов относятся следующие основные способы их представления:

1. Словесный, представляет собой описание структуры алгоритма на естественном языке. Например, к приборам бытовой техники, как правило, прилагается инструкция по эксплуатации, то есть словесное описание алгоритма, в соответствии с которым данный прибор должен использоваться.

2. Формульно-словесный, аналогично пункту 1, плюс параллельная демонстрация используемых формул.

В качестве примера можно привести ведение лекций преподавателем (словесный способ) с одновременной записью формул на доске (формульный).

3. Графический, то есть с помощью блок-схем.

Графический способ представления алгоритмов является более компактным и наглядным по сравнению со словесным. При графическом исполнении алгоритм изображается в виде последовательности связанных между собой блочных символов, каждый из которых соответствует выполнению одного из действий. Такое графическое представление называется схемой алгоритма или блок-схемой. В блок-схеме каждому типу действий (вводу исходных данных, вычислению значений выражений, проверке условий, управлению повторением действий, окончанию обработки ) соответствует геометрическая фигура, представленная в виде блочного символа. Блочные символы соединяются линиями переходов, определяющими очередность выполнения действий. Символы, наиболее часто употребляемые в блок-схемах.

4. Программный, то есть тексты на языках программирования. Алгоритм, предназначенный для исполнителя на компьютере записывается на языке программирования (языке, понятном ЭВМ). Сейчас известно несколько сот языков программирования. Наиболее популярные: Бейсик, Си, Паскаль, Пролог, ПЛ, Ада и так далее.

1.4 Основные этапы решения задач с помощью обучающих программ

Рекомендуется проводить занятия в кабинете вычислительной технике, активно используя имеющиеся компьютерное оборудование, стандартное программное обеспечение, а также СD - диск, входящий в поставочный комплекс.

Структура комплекса по учебной ступени 1-4-х классов содержит основные (взаимосвязанные) составляющие:

настоящие методические рекомендации, включающие программу курса и являющиеся самообразующим элементом программно - методического комплекса;

учебное пособие (учебник) для моделирования познавательной деятельности учащихся;

учебную тетрадь, включающую комплекс практических заданий;

электронное приложение, содержащее инструментарий для моделирования самостоятельной деятельности учащегося на компьютере и средства мониторинга этой деятельности учителем.

Качественная реализация программы курса возможна при наличии полного программно-методического комплекса, а также соответствующей подготовки педагогов к его применению в педагогической деятельности:

Решение каждой задачи необходимо начинать с ее анализа. Это самый важный момент.

Хотя в основу работы с рабочими тетрадями положена активность учащихся, тем не менее, при решении многих задач полезно использовать методическую помощь взрослых - родителей, учителя.

Некоторые дети не могут сами решать проблемы и подсматривают у соседа. Обратите на этих детей особое внимание. Вызывайте их почаще к доске, чтобы им пришлось самим решать поставленные перед ними задачи. Пересадите их, пусть они посидят некоторое время одни (только постарайтесь это сделать так, чтобы ребенок не подумал, что вы его наказываете), понуждайте их самих принимать решение, заставьте мыслить самостоятельно, пока они еще маленькие

Задания в обучающих программах заставляют учеников размышлять, рассуждать, искать и находить вариант решения, а затем доказывать свою правоту. Задания постепенно должны усложняться. Если ученики не справляются с задачей, нужно перейти к более простой.

При поиске решения задачи можно применить прием исполнения задачи учениками, что в некоторых случаях способствует лучшей усваиваемости материала.

2.1 Языки программирования для младших школьников

Алгоритмизация как часть программирования является основным, центральным элементом содержания курса информатики. Однако объём её изучения ее остается дискуссионным, что связано как с важностью осуществления фундаментализации курса, так и с необходимостью проведения профориентации на профессию программиста. Поэтому изучение алгоритмизации имеет два аспекта: развивающий и программистский. Развивающий аспект связан с необходимостью развития алгоритмического мышления учащихся как необходимого качества личности современного человека. Программистский аспект носит преимущественно профориентационный характер и связан с необходимостью показа учащимся содержания деятельности программистов. Учащиеся знакомятся с понятиями алгоритма и исполнителя алгоритмов.

Guido van Robot - роботом управляют с помощью программы (как в Karel J. Robot), за синтаксисом похожим на Python. Это свободно расширенная программа, работа с которой может быть началом к изучению любого языка программирования. Greenfoot - учебная, объектно-ориентированное Java-среду, разработанное прежде всего в учебных целях. Greenfoot позволяет разрабатывать программы для моделирования и диалоговые игры.

Little Wizzard - среда программирования для детей, предназначенное для изучения основных элементов программирования в начальной школе. Используя только мышку, дети получают возможность составлять программы и изучать такие понятия, как переменные, выражения, ветвления, условия и логические блоки. Каждый элемент языка программирования представляет собой интуитивно понятный символ.

Peter - средство визуального программирования, предназначенный для простого и быстрого создания приложений для Windows 95/98/NT/ME/2000/XP. Принцип работы похож на разработку графической презентации с созданием программной структуры для управления объектами. Составление программы несколько напоминает составление головоломки из отдельных частиц. Стрелка - программа - тренажер для развития алгоритмического мышления и формирования навыков составления управляющих алгоритмов.

К возможностям Scratch относится проекция его ресурсов в психолого-педагогический и методический планы, то есть те его свойства, которые напрямую проистекают из наличных ресурсов. Наиболее существенны, возможности Scratch направленные на: изучение основ алгоритмизации; изучение объектно-ориентированного и событийного программирования; знакомство с технологиями параллельного программирования; моделирование объектов, процессов и явлений; организацию проектной деятельности, как единоличной, так и групповой; организацию научно-познавательной деятельности; установление межпредметных связей в процессе проектной и научно-познавательной деятельности; организацию кружковой работы с направленностью на художественное творчество.

2.2 Компьютерные обучающие программы в жизни младшего школьника

Информационные технологии уже так крепко вошли в наш мир, что мы, пожалуй, и не представим себе жизнь свою без компьютеров, мобильных телефонов, бытовой техники, автоматизирующей практически все наши рутинные обязанности и т.д. Вот добрались технологии и до той сферы жизнедеятельности, которые многие из нас считают если не главной в жизни, то уж очень важной, это точно - до обучения детей. Многим от этого страшно становится, другие же, напротив, - несказанно этому рады. Классифицировать обучающие детские программы, с точки зрения пользователя, можно по огромному множеству критериев, которые необходимо учитывать при выборе программы. Это и сложность, и возрастная категория, и направление, в котором будет обучаться ребенок и так далее. Специалисты же, как правило, из всех предпочитают следующие 5 направлений:

Профильный курс изучения основ программирования предполагает развитие объектного стиля мышления на базе изучения объектно-ориентированных языков программирования. Задача основного курса - изучение основ алгоритмизации и программирования, являющихся подготовительным этапом к профильному курсу. На этом этапе возможно развитие алгоритмического, логического мышления учеников, а также формирование операционного типа мышления.

В связи со спецификой этапа основного образования как самого продолжительного в структуре основного курса информатики выделяются две последовательные части: вводная (5-6-й классы), одной из целей которой является пропедевтика понятий базового курса информатики, и базовая (7-9-й классы) [1].

К настоящему времени в школьной информатике имеются значительные учебно-методические наработки для разных возрастных групп учащихся, изданы учебники и учебные пособия.

Методика обучения основам алгоритмизации и программирования представлена в рамках курсов широко известных авторских коллективов:

Рассмотрим подробнее курсы этих авторов.

Обучение школьников основам алгоритмического мышления базируется на понятии Исполнитель. Главные действующие лица программы – исполнители: Робот, Черепаха, Водолей, Кузнечик и другие. Каждый из них понимает несколько простых команд, с помощью которых ими можно управлять. В каждой конкретной задаче требуется заставить исполнителя совершить те или иные действия. Так, Роботу может быть дано задание пройти лабиринт, обходя препятствия и закрашивая по пути отмеченные заранее клетки, Черепахе – нарисовать сложную фигуру, Водолею – отмерить нужное количество воды, имея только емкости определенного размера. Решение задачи, как правило, заключается в составлении программы для исполнителя. Исполнители курса традиционны. Исключение составляет Исполнитель Директор строительства. То одна из первых попыток познакомить школьника с понятием параллельного программирования.

Общая схема подачи материала в курсе следующая: от частного к общему, от примера к понятию. В курсе осваиваются понятия Исполнитель, среда Исполнителя, система команд, алгоритм, цикл; рассматриваются задачи всех алгоритмических конструкций без использования переменных.

Изучение данного курса развивает: ясность и четкость мышления; способность предельно уточнять предмет мысли; внимательность, аккуратность, обстоятельность, убедительность в суждениях; умение абстрагироваться от конкретного содержания и сосредоточиться на структуре своей мысли [2].

В 5-м классе предполагается выделение 16 часов на изучение тем алгоритмы и исполнители. Рассматриваются все типы алгоритмических конструкций, их словесное описание и запись в виде блок-схем. Основные исполнители: Чертежник – строит фигуры по координатам, Колобок – движется по клетчатому полю и по команде оставляет цветок в клетке, Робик – знает алфавит, умеет считать, выполнять арифметические действия, сравнивать числа в массиве заданного размера и др. Решение задач заключается в составлении алгоритмов в словесной форме записи, в виде блок-схем, а также написании программ исполнителям.

В 6-м классе предполагается выделение 8 часов на изучение тем Visual Basic – переменные и постоянные величины, элементы управления, линейные алгоритмы, алгоритмы с ветвлением, алгоритмы с циклами и создание простых проектов.

Данный курс способствует развитию алгоритмического мышления, развивает умение читать алгоритмы по их блок-схемам, умение составить алгоритм для различных жизненных ситуаций и анализировать обстоятельства.

УМК по курсу Информатика и ИКТ, автор Босова Л.Л., 5-й, 6-й, 7-й классы

В данном курсе изучение тем алгоритмики и программирования планируется в 6-м, 7-м классах.

В 6-м классе выделено 9 часов на изучение понятий алгоритм, исполнитель, система команд исполнителя, линейного алгоритма, алгоритма ветвления и циклического алгоритма в безкомпьютерном варианте с использованием заданий в рабочей тетради. Также в курсе рассматриваются задачи построения различных фигур графическими исполнителями DRAW, LINE, CIRCLE в среде программирования QBasic.

Данный курс способствует развитию алгоритмического мышления, позволяет подготовить учащихся к дальнейшему изучению среды программирования QBasic.

В 5-м классе данного курса рассматриваются понятия алгоритма, последовательного (линейного) и циклического алгоритмов. Данные понятия изучаются на примерах построения графических объектов в прикладной среде Paint. В каждой конкретной задаче разрабатывается алгоритм и в соответствии с ним создается графический объект. На изучение данной темы выделяется 10 часов.

В 6-м классе изучается курс программирование и моделирование в среде ЛогоМиры. Целью этого курса является развитие алгоритмического и логического мышления, творческого потенциала учащихся. Учащиеся осваивают азы программирования, выполняя сюжетные задания.

Учащиеся знакомятся с понятием команды и входных параметров, понятием программы и организацией конечного цикла в среде ЛогоМиры, исполнителем среды Черепашкой, основными объектами среды: бегунками, кнопками и др., датчиками, определяющими состояние Черепашки, датчиком случайных чисел. Среда ЛогоМиры представляет возможность моделировать движение Черепашки, создавать анимационные проекты. Мультимедийные возможности ЛогоМиров позволяют создавать проекты с мультипликацией, видеофрагментами и звуковым сопровождением. Изучение данной темы требует 24 часа.

Курс развивает алгоритмическое мышление, умение составлять алгоритмы и позволяет увидеть их реализацию, способствует повышению творческого потенциала учащихся.

Методика разработки простейших программ в среде ЛогоМиры позволяет развить у школьников навыки решения задач с применением алгоритмического, системного и объектно-ориентированного подходов к решению задач; формирует алгоритмическое и логическое мышление; способствует развитию интереса школьников к обучению и повышению их творческого потенциала.

В основе базового варианта изучения основные понятия алгоритма, его свойств, исполнителя, его систем команд рассматриваются с использованием алгоритмического языка – (АЯ). Изучаются темы: язык блок-схем, линейные, ветвящиеся и циклические алгоритмы, вспомогательные алгоритмы, метод пошаговой детализации. Также кратко изучаются языки программирования высокого уровня (ЯПВУ).

В курсе предполагается решение большого количества задач, позволяющих усвоить учащимися основы алгоритмизации и программирования на высоком уровне. Задачник-практикум дает обширный материал для организации практической работы на уроках и домашней работы учащихся. Большое число разнообразных заданий предоставляет учителю возможность варьировать содержание курса по времени и уровню сложности.

При изучении данного курса учащиеся смогут: выполнять трассировку заданных простых алгоритмов; строить блок-схемы несложных алгоритмов; использовать школьный алгоритмический язык для описания алгоритмов;работать с готовой программой на одном из языков программирования высокого уровня; составлять несложные программы решения вычислительных задач; осуществлять отладку и тестирование программы.

При изучении данного курса учащиеся смогут объяснить структуру основных алгоритмических конструкций и использовать их для построения алгоритмов; определить основные типы данных и операторы; разработать и записать на языке программирования типовые алгоритмы; создавать проекты с использованием визуального объектно-ориентированного программирования.

Объектно-ориентированный подход к решению задач позволяет сформировать у учащихся объектный стиль мышления и способствует подготовке учащихся к дальнейшему изучению среды программирования Visual Basic.

Большая часть курса посвящена изучению темы алгоритмизации, которая включает в себя подтемы: понятия алгоритма и исполнителя, переменная в алгоритмах и типы данных.

В курсе также рассматриваются метод нисходящего проектирования программ, реккурентные соотношения, задачи планирования, символьные переменные, массивы. Задачи курса описаны на понятном учащимся языке.

Учащиеся знакомятся со способами представления алгоритмов; основными алгоритмическими конструкциями (ветвления, циклы и т. д.), правилами их записи и особенностями исполнения; системами допустимых действий учебных исполнителей алгоритмов; основными способами организации данных.

Изучение данного курса дает возможность учащимся: составлять и записывать алгоритмы для учебных исполнителей с использованием соответствующих алгоритмических конструкций; составлять протоколы исполнения алгоритмов; распознавать необходимость применения той или иной алгоритмической конструкции при решении задачи; использовать готовые вспомогательные алгоритмы при создании нового алгоритма; организовывать данные для эффективной алгоритмической обработки.

Говоря о необходимости развития алгоритмического мышления ребенка, а также реализации его творческих способностей, следует признать, что для этого необходимо создать ему соответствующие условия и предоставить возможность участвовать в проектной деятельности. Некоторые из рассмотренных курсов предоставляют эту возможность в среде ЛогоМиры или Visual Basic.

Выбор среды ЛогоМиры обоснован достоинствами языка Лого:

близость синтаксиса к естественному языку;
программа в языке Лого имеет четко выраженную структуру (процедуры, условные операторы и операторы цикла), в среде ЛогоМиры реализованы отдельные элементы объектно-ориентированного программирования;
интерактивный режим;
мультимедийные возможности.

Информатизация начального образования на современном этапе является актуальным социально-востребованным процессом, важнейшим элементом изменяющейся парадигмы начального образования. Алгоритмизация как часть программирования является основным, центральным элементом содержания курса информатики. К возможностям Scratch относится проекция его ресурсов в психолого-педагогический и методический планы, то есть те его свойства, которые напрямую проистекают из наличных ресурсов.

Задачи обучения информатике в школе

формирование стиля мышления учащихся и
совершенствование частных предметных методик.

Что такое логическое мышление?

Анализ психолого-педагогической литературы показал, что во многих работах логическое мышление характеризуется способностью к оперированию понятиями, суждениями и умозаключениями, а его развитие сводится к развитию логических приемов мышления. Логическое мышление определяется как способность и умение ребенка младшего школьного возраста самостоятельно производить: простые логические действия: анализ, синтез, сравнение, обобщение; составные логические операции: построение отрицания, доказывание как построение рассуждения, опровержение как построение рассуждения; использование для выполнения этих операций индуктивных и дедуктивных логических схем.

Как развить логическое мышление у младшего школьника?

Изучение психолого-педагогической литературы дало основание сделать вывод, что, хотя проблема организации формирования и развития логико-алгоритмического мышления в педагогической и психологической теории до сих пор не нашла единого решения, практически все исследователи единодушны в том, что в практике обучения целенаправленная работа по формированию и развитию логико-алгоритмического мышления младших школьников необходима и должна носить системный характер. Для эффективного формирования и развития логико-алгоритмического и алгоритмического мышления на уроках информатики учеников начальных классов необходимо использовать специальную систему заданий, которую можно включать в учебный процесс при изучении различных учебных предметов дополнительно к учебникам. При этом сама система заданий должна учитывать специфику восприятия и мышления детей младшего школьного возраста. Только в этом случае можно говорить о том, что она соответствует личностно ориентированному подходу к обучению.

Роль информатики в начальной школе

В современной психологии отмечается значительное влияние изучения основ алгоритмизации на развитие у обучаемых логического, алгоритмического (операционного) и творческого мышления. Информатика вместе с математикой и лингвистикой закладывает в образовании как бы опорный треугольник главных проявлений человеческого интеллекта: способность к обучению, рассуждению и действию. Важнейшую роль в курсе информатики играет развитие у обучаемых способности к действию на основе сформированного у него алгоритмического стиля мышления. Человек, живущий в современном информационном обществе, должен обладать алгоритмическим мышлением. Формирование алгоритмического мышления всегда было важнейшей задачей курса информатики Следует отметить, что многие видят в информатике предмет, в котором преподаватель должен научить обучаемых пользоваться современными информационными технологиями. Несомненно, что это очень важно. Но при изучении основ алгоритмизации формируется системно-информационная картина мира, формируются навыки выделения объектов, процессов и явлений, понимания их структуры, и, что самое главное, вырабатывается умение самостоятельно ставить и решать задачи.

Особенности преподавания информатики в начальной школе

Методики обучения программированию в начальной школе

Далее рассмотрим более подробно существующие методики обучения программированию учащихся начальной школы. Алгоритмизация как часть программирования является основным, центральным элементом содержания курса информатики. Однако объём её изучения ее остается дискуссионным, что связано как с важностью осуществления фундаментализации курса, так и с необходимостью проведения профориентации на профессию программиста. Поэтому изучение алгоритмизации имеет два аспекта: развивающий и программистский. Развивающий аспект связан с необходимостью развития алгоритмического мышления учащихся как необходимого качества личности современного человека. Программистский аспект носит преимущественно профориентационный характер и связан с необходимостью показа учащимся содержания деятельности программистов. Учащиеся знакомятся с понятиями алгоритма и исполнителя алгоритмов.

Язык программирования ЛОГО

Ещё в конце 1960 годов американским педагогом и программистом С.Пейпертом для обучения детей алгоритмизации был разработан специальный учебный язык программирования ЛОГО, в состав которого входил исполнитель Черепашка, позволявший изображать на экране компьютера чертежи и рисунки, состоящие из отрезков прямых линий. Система команд Черепашки включала в себя команды: вперед, назад, налево, направо, поднять хвост, опустить хвост (Черепашка рисует хвостом, когда он опущен). Язык ЛОГО имел основные структурные команды и позволял обучать структурной методике программирования. Большим методическим достоинством исполнителя Черепашка являлась его наглядность в процессе выполнения команд.

Язык программирования Робик

Группой академика А.П. Ершова для обучения программированию был разработан язык Робик, в котором использовалось несколько различных исполнителей. Дальнейшее развитие идей академика А.П. Ершова по обучению алгоритмизации нашло в учебнике А.Г. Кушниренко, в котором основным методическим приёмом стало использование учебных исполнителей Робота и Чертежника. Робот предназначен для перемещения по полю из клеток с разными стенками и выполнению при этом различных заданий: закрашивать клетки, измерять температуру и радиацию. Причем Робот управляется компьютером, который подает ему управляющие команды, и получает от него ответы на запросы о текущей обстановке. Таким способом осуществляется идея обратной связи, что позволяет создавать для управления работой исполнителя алгоритмы сложной структуры, содержащие циклы и ветвления. Чертежник предназначен для выполнения в системе координат чертежей, графиков, рисунков, состоящих из прямолинейных отрезков. Его работа во многом подобна действиям Черепашки. Языком описания для этих исполнителей является учебный алгоритмический язык, основы которого разработал академик А.П. Ершов.

Обзор российских учебников информатики

В качестве исполнителя алгоритмов используется ГРИС. Иной подход к изучению линии алгоритмизации принят в учебниках, выпущенных под редакцией профессора Н.В. Макаровой. Алгоритмизации и программирование изучаются в них на примере работы в среде ЛогоМиры, которая представляет собой систему программирования, специально созданную для обучения младших школьников. В ней используется язык ЛОГО, а в качестве исполнителя – знакомая нам Черепашка.

Языки программирования для школьников

Guido van Robot – роботом управляют с помощью программы (как в Karel J. Robot), за синтаксисом похожим на Python. Это свободно расширенная программа, работа с которой может быть началом к изучению любого языка программирования. Greenfoot – учебная, объектно-ориентированное Java-среду, разработанное прежде всего в учебных целях. Greenfoot позволяет разрабатывать программы для моделирования и диалоговые игры.

Little Wizzard – среда программирования для детей, предназначенное для изучения основных элементов программирования в начальной школе. Используя только мышку, дети получают возможность составлять программы и изучать такие понятия, как переменные, выражения, ветвления, условия и логические блоки. Каждый элемент языка программирования представляет собой интуитивно понятный символ.

Peter – средство визуального программирования, предназначенный для простого и быстрого создания приложений для Windows 95/98/NT/ME/2000/XP. Принцип работы похож на разработку графической презентации с созданием программной структуры для управления объектами. Составление программы несколько напоминает составление головоломки из отдельных частиц. Стрелка – программа – тренажер для развития алгоритмического мышления и формирования навыков составления управляющих алгоритмов.[21]

ответственность и адаптивность;
коммуникативные умения;
творчество и любознательность;
критическое и системное мышление;
умения работать с информацией и медиа средствами;
межличностное взаимодействие и сотрудничество;
умения ставить и решать проблемы; направленность на саморазвитие; социальная ответственность.

МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ОСНОВАМ ПРОГРАММИРОВАНИЯ УЧАЩИХСЯ МЛАДШИХ КЛАССОВ

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Современный этап развития общества характеризуется внедрением информационных технологий во все сферы человеческой деятельности. Новые информационные технологии оказывают существенное влияние и на сферу образования. Происходящие фундаментальные изменения в системе образования вызваны новым пониманием целей, образовательных ценностей, а также необходимостью перехода к непрерывному образованию, разработкой и использованием новых технологий обучения, связанных с оптимальным построением и реализацией учебного процесса с учетом гарантированного достижения дидактических целей.

Одной из дидактических задач образовательного учреждения является формирование мышления учащегося, развитие его интеллекта. Важной составляющей интеллектуального развития человека является алгоритмическое мышление. Наибольшим потенциалом для формирования алгоритмического мышления школьников среди естественнонаучных дисциплин обладает информатика. Анализ развития стандарта образования по информатике позволяет сделать вывод: формирование алгоритмического мышления школьников - важная цель школьного образования на разных ступенях изучения информатики.

Цель исследования: разработать сценарий урока с учетом методик преподавания основам программирования учащихся младших классов.

Основные понятия, с которыми учащиеся знакомятся в курсе изучаемого раздела это - алгоритм, исполнитель алгоритма, система команд исполнителя, способы записи алгоритма, формальное исполнение алгоритма, алгоритмический язык, блок схема, линейный, разветвляющийся, циклический, и вспомогательный алгоритмы, системы программирования.

В обыденной жизни дети не встречаются с этими понятиями дословно, но они находят применение алгоритмов в различной деятельности человека, о чем важно сообщить детям на первом же уроке и подтвердить это примерами. Современные профессии становятся все более интеллектоёмкими, требующими 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. Наиболее доступный материал для развития мышления – это изучение темы "Алгоритмы" и обучение построению алгоритмов при решении любой задачи. Алгоритмическое мышление является необходимой частью научного взгляда на мир. В то же время оно включает и некоторые общие мыслительные навыки, полезные и в более широком контексте. К таким относится, например, разбиение задачи на подзадачи[2].

Обучение школьника основам алгоритмического мышления базируется на понятии исполнителя. Основой для введения исполнителей служат задачи. Исполнители, используемые в курсе, традиционны. Единожды введенные исполнители в дальнейшем активно используются на протяжении всего курса. Общая схема подачи материала в курсе следующая: от частного к общему, от примера к понятию. Подача материала допускает шесть форм - стадий:

манипуляция с физическими предметами;

манипуляция с объектами на экране компьютера;

командный режим управления экранными объектами;

управление экранными объектами с помощью линейных программ;

продвинутое программирование с использованием процедур и

других универсальных конструкций.

Разнообразие форма уроков способствует повышению уровня обученности учеников. Уроки в форме игры, практических заданий, применение заданий разноуровневых, дифференцированных заданий, организация конкурсных заданий вызывает интерес к предмету. Задания для самоконтроля, взаимоконтроля, работа группами решает проблему организации работы, как со слабоуспевающими учениками, так и с одаренными. Применение знаний, полученных на уроке информатики, во внеклассной деятельности позволяет углубить знания детей в этой области, проявить творчество, изобретательность, развить способности.

Стандартом предусмотрены следующие требования к подготовке учащихся в рамках указанной линии учащиеся должны:

понять на основе анализа примеров смысл понятия алгоритма, знать свойства алгоритмов, понять возможность автоматизации деятельности человека при использовании алгоритмов;

освоить основные алгоритмические конструкции, применять алгоритмические конструкции для построения алгоритмов решения задач;

получить представление о библиотеке алгоритмов, уметь использовать библиотеку для построения более сложных алгоритмов;

получить представление об одном из языков программирования, использовать этот язык для записи алгоритмов решения задач.

Учащиеся должны уметь:

записывать алгоритмы решения простых задач;

использовать библиотеку алгоритмов для построения более сложных алгоритмов;

использовать основные алгоритмические конструкции при построении алгоритмов;

записать на учебном алгоритмическом языке алгоритм простой задачи.

Угринович, Н.Д. Информатика и ИКТ. Базовый курс. Учебник для 9 класса / Н.Д. Угринович. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007.

Гейн А. Г., Сенокосов А. И., Шолохович В.Ф. Информатика: Классы 7-9. -М.: Дрофа, 1998. Ч

Информатика: Учеб.пособие для 10- 11 кл. общеобразоват. учреждений / Л.З. Шауцукова. - М.: Просвещение, 2000.

Немцова Т.И. Практикум по информатике. [Текст] / Т.И. Немцова, Ю.В. Назарова – Москва: Форум, Инфра-М, 2006 г.- 320 с.

Читайте также: