Программа непрерывного курса информатики 5-11 классов естественно-научного лицея.

ПРОГРАММАНЕПРЕРЫВНОГО КУРСА ИНФОРМАТИКИ 5-11 КЛАССОВ
ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНОГО ЛИЦЕЯ.

Авторы: (Панкина И.В, Фадеев А.Ю учителя информатики.
Рецензент: Рабушко Г.Е. канд. тех. наук, доцент.

ОБЪЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

В настоящее время разработано достаточно большое количество программ, в которых за основу берутся программно-методические системы, например Роботландия, Кумир, Лого и др. Практически во всех программах просматриваются следующие цели: развитие алгоритмического подхода к решению задач, формирование представлений об информационной картине мира, практическое освоение компьютера как инструмента деятельности. Во многих курсах выделяются следующие направления:
- мировоззренческое;
- практическое;
- алгоритмическое;
- исследовательское.

В качестве основных компонентов содержания школьного образования по информатике можно считать следующие:
- информационные процессы;
- алгоритмы и программирование;
- компьютер и программное обеспечение;
- основы формализации и моделирование;
- информационные технологии.

И, наконец, анализ опыта преподавания курса информатики и вычислительной техники, новое понимание целей обучения инфор­матике в школе, связанное с углублением представлений об общеоб­разовательном, мировоззренческом потенциале этого учебного предмета, показывают необходимость выделения нескольких этапов в овладении основами информатики и формировании информационной культуры в процессе обучения:
- Первый этап ( 1 - VI классы) - пропедевтический;
- Второй этап ( VII - IX классы) - базовый курс;
- Третий этап ( VII - IX классы) - продолжение образования в области информатики как профильного обучения.

На данный момент существует три варианта базового курса информатики. Они носят условные названия:
Вариант 1 - « Информатика»;
Вариант 2 - Программа непрерывного курса информатики для средней школы;
Вариант 3 - Программа курса « Информационная культура».

Анализируя все перечисленные программы, можно замелить, что из года в год растет фактологическая насыщенность материала, увеличи­вается количество решаемых в курсе обучения задач, усложняется их содержание, расширяется круг прикладных применений ЭВТ с одновременной попыткой преподавания математической информатики. Информационная лавина усиливается еще и за счет достаточно широкого диапазона профаммного продукта. При построении программ или работе по ним можно выбирать альтернативные программы, инструментальные среды, информационные или программные оболочки. Соответственно возрастает количество и уровень требований к знаниям и умениям учащихся. По этой причине некоторые учебные заведения пошли по пути специализации, генерализации некоторых областей знаний. Можно выделить следующие направления:
- математическая информатика;
- практические навыки работы со средствами информационных технологий, в частности умение писать программы на каком-либо распространенном универсальном языке программирования;
-  информационная культура, т.е. общее представление об информационных процессах в окружающем мире, об источниках той или иной информации, средствах массовой информации, системе морально-этических и юридических норм, ценностная ориентация.

Однако, в конечном итоге, все приобретенные учащимися знания и умения, как правило, носят фрагментарный характер, достаточно дискретны, уровень - решение типовых учебных задач. Чаще всего это попытка «зарядить» ученика «на все случаи жизни». Нет цельности, ядра кристаллизации.

В этом плане интересной является идея профессора Масса-чуссетского технологического института Сеймура Пайперта, суть которой состоит в создании универсальной учебно-развивающей среды. Предполагается, что такой средой может стать Logo Writer или его приемник Micro Worlds. Потенциал Лого велик. Он позволяет расширить горизонты познавательной, проектно-конструкторской и исследовательской деятельности детей. Это происходи потому, что в данной среде учитывается тот факт, что "главным занятием детей является учение, думанье, игра и тому подобное, а вовсе не наши инструкции по поводу сложения и вычитания чисел, правил написания слов или информация о Французской революции". Надежды учителей, что из этих инструкций сложится нечто цельное, действительно важное и необходимое - утопия. Такое случается редко и чаще всего учителя здесь ни при чем. Естественный для детей путь учения включает ошибочные теории: сравнивая их между собой и подвергая логической и экспериментально-эмпирической проверке, они научаются распознавать истинные и неистинные моменты, содержащиеся в любой построенной ими теории. Почему бы специально не организовать для учащихся такую интеллектуальную среду, в которой критерии истинности и ложности не занимали бы доминирующего положения?

Организация такой среды Сеймуром Пайпертом и его после­дователями предполагалась на базе одной универсальной программы, обладающей свойствами дополняемости - конструктор, преемственности - полиморфизм. Ученики могут создавать объекты и экспериментировать с ними, выходя на закономерности.

Мы считаем, что более приемлем вариант применения системы, интегрированной оболочки, состоящей из нескольких программ, каждая из которых может изучаться по уровням без разрушения их целостности. Этот подход позволяет в определенной степени дифференцировать вход в систему, т.е. дети, начинающие заниматься позже, безболезненно втягиваются в среду обучения на другом уровне. Каждая из программ, входящая в систему может использоваться индивидуально, для решения частных задач. По мере изменения требований к уровню подготовки, можно динамично менять составные элементы-программы, контролируя соответствие входных и выходных характеристик на «стыках».

Основная цель, которую мы ставим перед собой, - это научить детей программировать компьютер так, чтобы через исследование самих себя, своих возможностей, через проверку своих идей прийти к исследованию окружающего мира, явлений и законов природы и общества.

СТРУКТУРА КУРСА ИНФОРМАТИКИ

5 класс - введение в элементарную практику общения с компьютером, формирование умения создавать алгоритмы и модели, понятие об исполнителях и способах их управления, распознавание закономерностей и исследование алгоритмов, изучение сложных редакторов (текстового, графического, музыкального), понятия «файл», «файловая система», «файловая организация», практическая работа с интегрированной оболочкой с целью создания проекта обучающей программы. Итог - самостоятельная работа по созданию обучающей программы. На этом этапе происходит исследование самого процесса учения с использованием информационных средств.

6  класс - Совершенствование умений работать со сложными исполнителями. Основной целью является свободная ориентация в сложных средах, в файловых системах, самоорганизация при выполнении сложных видов деятельности при проектировании, планировании работы, технической реализации проста. Создание простейших информационных и математических моделей. Организация диалога с информационным контролем. Создание контролирующих программ. Развитие математического аппарата позволяет создавать управляющие программы. На этом этапе происходит с одной стороны углубление знаний о структуре самого исполнителя, методах его управления, а с другой стороны формируется более развитая система ориентации в плане применимости полученных знаний и умений.

7 класс - Язык программирования. Кумир - алгоритмический язык, с достаточно развитой системой команд, хорошо структурированный. На этом этапе у детей продолжается формирование умения поэтапного решения задачи, включающего в себя постановку задачи, построение математической   модели,   детализации,   создание   алгоритма, трансформации его в программу на конкретном языке программи­рования, отладку и анализ результата или тестирование. Очень важный момент - структурирование программы, детализация, поэтапность. Информация упорядочивается, подчиняется, становится управляемой для ученика. Ребенок видит, что информационные потоки подвластны ему. Возникает возможность поиска оптимальных вариантов решения задачи. На этом этапе очень важно не только уметь программировать типовые задачи, но в большей степени ориентироваться в методах их решения. Не только применить силу, но и точно определить точку ее приложения.

8 класс. Характерной чертой этого этапа является выход на изучение операционных систем. Управление файлами. То есть просматривается выход на второй уровень управления, с управления внутри программы на управление системой программ. В пятом классе дети уже работали с файловыми системами на уровне чтение - навигация - запись и наоборот - запись - навигация- чтение. На втором уровне дети учатся систематизировать,  фильтровать,  классифицировать, удалять, архивировать   информацию,  защищать,  создавать  каталоги   и целесообразно формировать «деревья» каталогов. На этом этапе учащиеся учатся работать с надстройками операционных систем оболочками. Это позволяет им понять суть взаимодействия информационной и аппаратной части компьютера, осознать его не просто как решатель задач, а как информационное средство оптимальной организации деятельности для решения задач.

9 класс. - Изучение языка высокого уровня. В настоящее время мы ориентируемся на Turbo Paskal 7. Проводиться эксперимент по введению в курс обучения языка программирования TurboProlog, которому предшествует курс "Математическая логика".

Цель изучения языка программирования - освоение его как вида деятельности и средства для выполнения:
- моделирования процессов и явлений;
- проведения вычислительного эксперимента;
-  изучения математических и информационных методов решения задач;
- оптимизация расчетных частей прикладных задач (лабораторных, практических работ, опытов, экспериментов);
- формализации и детализации процесса решения сложных задач;

10 класс. - Основной задачей этого этапа обучения является озна­комление учеников с современными методами обработки, хранения, поиска, представления информации. Мотивируется это необходимостью выполнения учебной исследовательской работы на более высоком уровне, и с точки зрения содержательной части и с позиции формы представления.

Предлагается следующий перечень инструментальных средств: - интегрированная среда Works под DOS, Microsoft Office, СУБД Access, . под Windows-95, включающие в себя: = текстовый процессор; = электронные таблицы; = система управления базами данных; = система организации информационных коммуникаций.

11  класс. - Учащимся предлагается обобщенный курс «Инфор­мационная картина мира», в котором все узловые темы рассматриваются на более высоком уровне во взаимосвязи друг с другом и с характерис­тиками объектов и явлений окружающего мира. На этом этапе изучения информатики учащиеся выполняют учебную исследовательскую работу, используя освоенный инструментарий и методологический аппарат информационных технологий. Информатика - уже по сути - интегри­рованный предмет, где и математические и информационные методы обработки информации аппаратная часть и программное обеспечение очень тесно взаимосвязаны и взаимозависимы.

Умение использовать интегрированный инструмент познания на решение конкретных задач - так же носит интегрированный характер, позволяющее планировать и выполнять достаточно сложные виды деятельности, вплоть до исследовательской.

Более подробно рассмотрим "базовый" этап, обеспечивающий обязательный минимум подготовки школьников по информатике. Одной из задач этого этапа является знакомство учащихся со следующими понятиями:
1) алгоритмы (понятие, выполнение, поиск ошибок, формы записи, ветвления, циклы, переменные и массивы в алгоритмах);
2)  логика (формальная логика, высказывания, отрицание, логичес­кие операции, булева алгебра, таблицы состояния). Модуль «Лог ические основы персонального компьютера» целесообразно изучать в 9-ом классе, т.к. в 8-ом классе учащиеся закончили изучение разветвленных программ и для построения более сложных алгоритмов и программ им необходимо владеть аппаратом логики.

Основная задача - дать представление о сферах применения алге­бры логики как в области программирования, так и в области построения функциональных схем устройств персонального компьютера. Так как творческое мышление человека в значительной степени определяется такими составляющими как: знание фактов, правил (законов) и логики, то целью обучения по линии логических моделей является развитие у школьников устойчивых навыков решения задач с применением такого метода как применение формальной логики при решении задач (построение выводов путем применения к известным утверждениям логических операций («или», «и», «не») и ознакомление с общими приемами решения логических задач (поиск закономерностей, рассуждения по аналогии, индукция и дедукция). Данная программа рассчитана на использование языка логического программирования "Пролог", который является средством решения логических задач моделирования деятельности по оптимизации поиска решения сложных задач на ЭВМ.

СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ

в 9 классе (64 часа)

ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА.

В этом разделе рассматриваются следующие вопросы: понятие о логике как науке, этапы развития логики; высказывания (истинные и ложные, простые и сложные); связки И, ИЛИ, и частица НЕ: алгебра логики, основные понятия и область применения; логические функции, таблицы истинности, элементарные логические операции; законы алгебры логики, упрощение логических выражений; логические элементы персонального компьютера: И, ИЛИ, НЕ; построение функциональных схем по логическим функциям.

После изучения предложенного материала учащиеся должны знать: -общие логические принципы построения ЭВМ; уметь охарактеризовать функции основных устройств; логическую основу построения ЭВМ; базовые логические элементы; и уметь: строить простые функциональные схемы устройств ЭВМ;

СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ.

В этом разделе предусмотрены следующие темы: история возник­новения и развития систем счисления (системы счисления анатоми­ческого происхождения, шестнадцатеричная и Римская системы счис­ления, алфавитные и «машинные» системы счисления); классификация систем счисления (позиционные и непозиционные системы счисления); представление информации в ЭВМ, арифметические действия в двоич­ной системе счисления; представление чисел в «машинных» системах счисления; преобразования чисел «машинной» группы систем счисления (сложение и вычитание в восьмеричной и шестнадцатеричной системах счисления, переводы чисел из одной системы счисления в другую).

После изучения предложенного материала учащиеся должны знать: понятие «основание системы счисления», алгоритм перевода чисел из одной системы в другую; формы представления числовых данных в ЭВМ; и уметь переводить целые числа из одной системы в другую; производить арифметические действия в «машинных» системах счисления;

ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ «ПРОЛОГ».

Раздел предусматривает изучение следующих тем: синтаксис и унификация переменных и программ на «Прологе»: арифметические выражения и арифметические операторы, вычисление арифметических выражений; ввод и вывод данных; создание баз знаний; метод математи­ческой индукции; рекурсия (стратегия «разделяй и властвуй», восходящая стратегия, рекурсивные графические построения); структуры данных -списки.

После изучения предложенного материала учащиеся должны знать: основные понятия языка - факт, правило, цель; атрибуты пере­менных, способы задания языка, допустимые операции: стандартные функции; правила записи и порядок выполнения арифметических и логических выражений: правила описания и создания массивов данных; и уметь: исполнять алгоритмы, находить в них ошибки; организовать ввод/вывод данных; описывать формы операторов, обеспечивающих графическое изображение на экране; владеть простейшими приемами отладки программ.

ЛИТЕРАТУРА

1.  Абрамов С.А., Зима Е.В. Начала программирования на языке Паскаль. М.: Наука, 1987.
2. Банди Б. Основы линейного программирования: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1989.
3.  Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1988.
4. Брундо А.Л. Программирование в содержательных обозначениях. М.: Наука, 1968.
5.  Ван Тассел Д. Стиль, разработка, эффективность, отладка и испытание программ: пер. с англ. - 2-е изд., испр. М.: Мир, 1985.
6.  Вирт Н. Систематическое программирование: Пер. с англ. М.: Мир, 1977.
7.  Горелов И.Н. Разговор с компьютером: Психолингвистический аспект проблемы. М.: Наука, 1987.
8.  Гудман С, Хидетниеми С. Введение в разработку и анализ алгоритмов: пер. с англ. М.: Мир, 1975.
9.  Дал У., Дейкстра Э., Хоор К. Структурное программирование: Пер. с англ. М.: Мир, 1975.
10. Зинц Р. Обучение и память: Пер. с нем. Минск, 1984.- Извозчиков В.А. дидактические основы компьютерного обучения физике. Учебное пособие. ЛГПИ, 1987.
11.  Иодан Э. Структурное программирование и конструирование программ. Пер. с англ., М.: Мир, 1979.
12.  Кернман Б., Плоднер Ф. Элементы стиля программирования: Пер. с англ.: М.: Радио и связь, 1984.
13. Мичи Д., Джонстон Р. Компьютер-творец: Пер. с англ. М.: Мир, 1987.
14. Основы компьютерной грамоты / А.Н. Жигарев, Н.В. Макарова. М.А.
15. Путинцева; Под общ. ред. Н.В. Макаровой. Л. Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1987.
16.  Персонапьный компьютер в играх и задачах /   Автор предисл. И.М. Макаров. М.: Наука, 1988.
17.  Персональный компьютер. Информатика для всех. М.: Наука, 1987.
18.  Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователей. М.: Финансы и статистика, 1990.

Вернуться к списку инновационных образовательных программ

Сайт обновлен: 11.03.2013