Особенности изучения программирования на Паскале в гимназии с позиции новых образовательных технологий

ФИО учителя:

Троегубова Светлана Викторовна

Место работы:

Муниципальное буджетное образовательное учреждение гимназия №80 города Нижнего Новгорода

Должность: учитель информатики

Особенности изучения программирования на Паскале в гимназии с позиции новых образовательных технологий

Современный учитель, работая в условиях реформирования образовательной системы, внедрения новых образовательных стандартов (сейчас по ним уже обучаются учащиеся начальной школы), вступления в силу нового закона об образовании РФ понимает необходимость анализа своей педагогической деятельности, включения в свою практику новых методов, приёмов, средств обучения, применения интересных форм организации деятельности учащихся, новых педагогических технологий.

Новый образовательный стандарт требует от учащихся формирования не только предметных результатов, но и метапредметных. Рассмотрим некоторые из них:

умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач;

умение соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения результата, определять способы действий в рамках предложенных условий и требований, корректировать свои действия в соответствии с изменяющейся ситуацией;

умение оценивать правильность выполнения учебной задачи, собственные возможности её решения;

владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности.

Отметим, что данные результаты достаточно эффективно можно формировать в рамках изучения тем «Алгоритмизация» и «Начала программирования».

Начало формирования таких общеучебных умений, как умение действовать по инструкции, алгоритму, умение составлять алгоритмы действий происходит в 8-9 лет и продолжается до 15-16 лет.Основы программированияизучаются в 9 классе (возраст обучающихся 14-15 лет). Данный возраст относится к подростковому. Особенностями самосознания личности в подростковом возрасте являются неадекватная самооценка, самосознание через сравнение себя с другими, потребность быть взрослым. Отношение к себе как взрослому является центральным новообразованием данного возраста. Подросток претендует на равноправие в отношениях со старшими, чувство взрослости проявляется в стремлении к самостоятельности. Характерными особенностями подросткового возраста являются также развитие самосознания, критичность мышления, склонность к рефлексии, повышенная эмоциональность, возбудимость, потребность в самоутверждении, в деятельности, имеющей личностный смысл, развитие волевых качеств.

Ведущей деятельностью подростка становится общение со сверстниками. Общение рассматривается как специфический вид межличностных отношений, формирующий у подростков навыки социального взаимодействия, а также как вид эмоционального контакта, дает чувство принадлежности к группе, а также самоуважения, эмоционального благополучия.

Исходя из выше сказанного, учитель может предлагать учащимся данного возраста учебно-практические задачи, направленные на формирование навыка коммуникации, требующие создания письменного или устного текста, высказывания с заданными параметрами (например, пояснения, инструкции и т.п.), а также задачи на формирование навыка сотрудничества, требующие совместной работы в парах или группах с распределением ролей, функций и разделением ответственности за конечный результат.

В этом возрасте продолжает развиваться теоретическое и рефлексивное мышление, творческие способности. Некоторые ребята благодаря этим изменениям в интеллектуальной сфере самостоятельно справляются со школьной программой, другие - наоборот, испытывают трудности в учебе, и она становится второстепенным видом деятельности. Таким образом, в данном возрасте особую актуальность приобретают самостоятельное приобретение, перенос и интеграция знаний путем сравнения, анализа, синтеза, обобщения, интерпретации, оценки, классификации. Возможно разрешение учащимися проблемных ситуаций на уроке, требующих принятия решения в ситуации неопределённости, например, выбора или разработки оптимального либо наиболее эффективного решения, создания или исследования новой информации, преобразования известной информации, представления её в новой форме.

Подросток стремится получить признание других людей, внутреннюю уверенность в своих умениях, жаждет личностного проявления и признания этого проявления сверстниками и взрослыми, поэтому так необходимо межличностное взаимодействие, опосредованное предметным материалом, соревновательность в предмете, возможность публичного предъявления учащимся результата своей деятельности.

Подростку свойственны беспокойство, тревога, повышенная возбудимость, частая смена настроений, неуровновешенность, агрессивность, противоречивость чувств, снижение работоспособности, меланхолия и т. д. Общение с учащимися на уроке на основе сочетания высокой требовательности с безусловным уважением к личности ученика позволяет создать психологически комфортную обстановку на уроке и избежать прогрессирования негативных проявлений подросткового возраста.

Важным требованием к уроку в таком классе становится организация учителем образовательного процесса в соответствии с психосберегающими, здоровьесберегающими и здоровьеразвивающими технологиями. Это совокупность приемов, мето­дов, методик, средств обучения и подходов к образова­тельному процессу, при котором выполняются как мини­мум четыре требования:

учет индивидуальных:интеллектуальных, эмоцио­нальных, мотивационных и других особенностей ребен­ка, его темперамента, характера восприятия им учебного материала, типа и возможностей его памяти, характера фун­кциональной асимметрии полушарий головного мозга и т.п.;

недопущение чрезмерной, изнуряющей интеллекту­альной, эмоциональной, нервной нагрузки при освоении учебного материала;

обеспечение такого подхода к образовательному про­цессу, который гарантировал бы поддержание только бла­гоприятного морально-психологического климата в класс­ном коллективе, безусловное сохранение, поддержание и укрепление психического здоровья детей, всемерное ис­ключение любых факторов, могущих негативно повлиять на психическое состояние ребенка

Информация о обученности, обучаемости, реальных учебных и воспитательных возможностях учащихся, особенностях восприятия, усвоения, интерпретации учебного материала, состоянии здоровья учитель может получить у классного руководителя или у психолога, а также благодаря своим собственным наблюдениям.

Изучение и понимание человека, учет его особенностей при построении отношений с ним лежит в основе технологии дифференцированного обучения.

В основе такой дифференциации лежит учет особенностей (социально-демографических, социально-психологических, индивидуально-личностных, экзистенциально-личностных, биоэнергетических) учащихся, воспитанников, влияющих на эффективность усвоения учебной информации в течение урока, занятия. Для оптимизации образовательного общения учителю важно знать особенности темперамента своих учеников (сангвиник, флегматик, холерик, меланхолик) и другие характеристики обучающихся, например полезной для учителя может оказаться информация о доминирующем канале восприятия учебного материала учащихся (модальности учащихся по М.Гриндеру):

преимущественно визуал

предикаты: смотреть, видеть, наблюдать, ясный, картина

смотрит вверх, когда учитель говорит

читает сам, если учитель читает

хмурит брови, щурит глаза, мигает

осмотрительный, спокойный

хорошо запоминает картинки, плохо - словесные инструкции

не отвлекается на шум. Видит слова «глазами мозга»

в чтении силен, успешен, скор

в книге обращает внимание на декорации, описания природы

внешне и в вещах аккуратен

преимущественно аудиал

предикаты: слушать, ритм, подобные звуки

проговаривает про себя, разговаривает с собой

легко повторяет услышанное

шевелит губами, ушами, издает «а», «м». . .

разговорчивый, любит дискуссии

помнит то, что обсуждал, реагирует на словесные инструкции.

в письменных работах более слаб, чем в устных ответах.

особенности памяти: «последовательность» и «целые звенья»

любит музыку, отвлекается даже на шепот

хороший имитатор, легко осваивает языки

в книге обращает внимание на диалоги

отлично слушает других

преимущественно кинестетик

предикаты: схватывать, чувствовать, трогать, придерживаться мнения

говорит медленно, множество движений от шеи и ниже

раннее физическое развитие

подбородок вниз, голос низкий

сильный интуитор, слаб в деталях, вовлекает других в проекты, игры

обучается, делая, запоминает движения

много жестикулирует

хорошо работает с карточками, манипулирует

любит книги, ориентированные на сюжет

стоит близко, касается людей

Для аудиалов применительны словесные методы обучения (рассказ, беседа, лекция), визуалов – наглядные (презентации, демонстрации и т.п), кинестетики воспринимают информацию путем практических упражнений, лабораторных работ и т.п.). Например, при изучении способов сортировки одномерного массива группе учащихся с преобладающим визуальным типом восприятия нового материала можно предложить познакомиться с процессами сортировки «пузырьком», выбором, вставкой с помощью наглядной демонстрации венгерского народного танца (http://habrahabr.ru/post/117200/). Учитель может предложить учащимся поработать самостоятельно с интерактивным flash-фильмом, в котором демонстрируются также три способа сортировки массивов: сортировка методом обмена ("пузырек"); методом "выбора" и методом "счетчика", для каждого метода отображается код программы на языке Pascal ( http://www.in4teka.com/demolaunch.php?sourceid=9)

В группе учащихся с преобладающим аудиальным типом восприятия материала учитель может организовать дискуссию, беседу, обсуждение (достаточно эффективным для учащихся при таком обсуждении является разбор выполнения программы по шагам), например:

на доску выводится программа, содержащая ошибки, ребятам требуется их обнаружить, отредактировать, добиться конечного результата (такая работа может быть организована с помощью фронтального обсуждения, возможно редактирование программы, предложенной учителем со своего рабочего места, например с помощью беспроводной клавиатуры)

заполнен массив, программа откомпилирована, требуется ввести на компьютере учителя дополнительные операторы в готовую рабочую программу, которые позволят найти сумму, прозведение, число элементов, удовлетворяющих какому-либо условию (программу составляем все вместе, вместе ищем ошибки, затем анализируем результаты)

Для обучения кинестетиков можно применять достаточно подробные описания действий, которые они должны выполнить. При изучении работы циклического оператора таким ребятам можно предложить развернутый план решения задачи заполнения экрана горизонтальными линиями, в результате чего ученик осуществляет переход от линейного алгоритма к реализации повторяющихся действий с помощью структуры цикла.

С помощью очень простого упражнения (скрещивания рук в замок) можно различить учеников по функциональной асимметрии полушарий головного мозга:

левополушарный

видит символы (слова, буквы);

преуспевает в чтении, алгебре, языке;

любит информацию в письменной форме;

испытывает дискомфорт с неясными незавершенными инструкциями;

повторяет фактическую информацию;

любит проверять работу;

фокусирован вовнутрь;

анализирует от части к целому;

предпочитает сначала чтение, потом фильм;

сосредоточен;

реагирует на словесные замечания;

обработка вербальной информации (языковые способности, речь, чтение, письмо, музыкальная грамота), запоминание фактов, имен, дат и их написание; последовательная обработка информации;

аналитическое мышление;

буквальное понимание слов, понятийное мышление;

математические способности (числа, символы, знаки);

классификация цветов;

контроль за движением правой половины тела.

Правополушарный

видит конкретные объекты;

преуспевает в геометрии;

любит информацию в виде графиков, карт, демонстраций, наукоемких таблиц

не принимает авторитарность;

любит самостоятельный выбор;использует интуицию;

не любит проверять работу;

фокусирован на внешнее;

анализирует от целого к части;

любит смотреть фильм до чтения книги;

отвлекается;

реагирует на невербальные сообщения при дисциплинировании (на мимику, жесты, взгляд);

обработка невербальной информации в основном в виде образов, параллельная обработка информации (одновременное, целостное рассмотрение разнообразной информации и проблем, распознавание лиц, способность воспринимать музыку);

пространственная ориентация;

понимание метафор, иносказательной речи, не буквально сказанного

художественные способности, мечты, воображение, фантазии, мистика, эмоции;

геометрия, игра в шахматы;

контроль за движением левой половины тела.

Гимназия как образовательное учреждение ориентировано на изучение иностранных языков, литературы, истории, обществознания, предметов гуманитарного цикла. Поэтому неудивительно, что у нас преобладают учащиеся с выраженным правополушарным восприятием. Именно поэтому при изучении темы «Программирование циклических алгоритмов» активно применяю графические возможности языка Паскаль. Благодаря своим геометрическим способностям, пространственной ориентации ребята достаточно легко справляются с подобными задачами:

написать программы, которые с помощью цикла FOR или WHILE выводят веер линий, линии, скользящие по направляющим, концентрические окружности, концентрические прямоугольники, «ракушку», «рог изобилия», «сдвигающиеся квадраты», «крылья» и др;

написать программы, которые с помощью циклаREPEAT заполняют экран окружностями, закрашенными кругами, разбросанными разноцветными кубиками, шариками, снежинками, реализуют движение окружности, прямоугольника по горизонтали, вертикали, диагонали;

написать программы, которые в случайных местах экрана выводят точки белого или разных цветов( «звездное небо», «фейерверк»); окружности фиксированного радиуса со случайным центром; окружности случайного радиуса со случайным центром; прямые линии со случайными концами; прямоугольники случайного размера и расположения; прямоугольники фиксированного размера и случайного расположения; закрашенные прямоугольники случайного размера и расположени, закрашенные прямоугольники фиксированного размера и случайного расположения; закрашенные окружности фиксированного радиуса со случайным центром;закрашенные окружности случайного радиуса со случайным центром; линии, у которых один конец находится в фиксированной точке (например, в центре экрана), а другой — в случайной; вертикальные линии, у которых один конец находится в верхней строке экрана (координаты (X, 0), а второй — в случайной точке, лежащей точно под верхней (координаты (X, Y).

Решение графических задач на заполнение экрана сеткой из небольших окружностей, квадратов, крестиков и т.п. хорошо способствует пониманию учащимися работы вложенных циклов.

Отметим, что написать программу, исправить в программе ошибки для некоторых учащихся достаточно тяжело, занимает много времени, поэтому рекомендуется создание и сохранение образцов программ, которые затем открываются и дополняются учащимися

Проследим использование различных методов обучения на разных этапах урока:

1 этап: организационный момент (первые 7 минут урока) характеризуется рассеянным вниманием учащихся, требует определенных усилий со стороны учителя на его концентрацию. Возможны применение наглядных, словесных методов, демонстраций, разбор несложных задач на повторение предыдущего материала (например, задачи на анализ программы из второй части ГИА), проверка домашнего задания. На данном этапе актуальны методы стимулирования мотивации к учению:неожиданность, занимательность, пародоксальность, создание ситуаций новизны, успеха. Можно использовать это время для сообщений учащихся, которые они самостоятельно могут подготовить, например, связанные с предстоящим для изучения материалом, жизнедеятельностью известных программистов, интересными фактами о языках программирования http://paskal.xe0.ru/page/interesnye-fakty-pascal. Это способствует переключению учащихся, погружению их в информационное поле урока, положительному психологическому климату. Заканчивается этап формулировкой учителем или самими учащимися темы урока, а также предстоящего плана действий.

2 этап: введение и закрепление нового материала, практическая деятельность учащихся, осуществление контроля, осуществление коррекции (8-23 минуты урока, период наибольшей устойчивости и концентрации внимания учащихся). На данном этапе учитель может применять активные познавательные методы обучения: иллюстративно-объяснительные (презентация нового материала на интерактивной доске), репродуктивные (создание программы вместе с учащимися, параллельная работа учителя и учащихся по вводу операторов, тестированию, отладке, сохранению программы, актуально на первых уроках данной темы), проблемные, частично-поисковые методы при решении различных задач, самостоятельная работа учащихся с электронно-образовательными ресурсами: ресурсы самопроверки освоения системы понятий изученной темы, демонстрации к лекции, тренировочные тесты, демонстрационные примеры, практические задания, работа с программами-тренажерами (учитель копирует файлы в сетевую папку, дифференцированно предлагает разным учащимся поработать с тем или иным ресурсом, возможна работа сильных учеников на опережение материала).

На данном этапе можно решать учебные задачи, требующие от учащихся синтеза, анализа, сравнения, обобщения, классифкации, систематизации, отрабатывать главный, существенный материал по теме. Учащиеся могут формулировать затруднения и осуществлять коррекцию самостоятельно или вместе с учителем. На компьютерах учащихся и учителя можно установить программмное обеспечение, которое позволит получить доступ к экрану учеников и вывод результатов их работы на общий экран (например,http://www.teamviewer.com/ru/index.asPX). Средняя продолжительность и частота чередования различных видов учебной деятельности – 7-10 минут, число видов учебной деятельности, используемых учителем не должно превышать 4-7 видов за урок. К 24 минуте урока устойчивость внимания падает, увеличивается колебание внимания, количество ошибок. На этом этапе требуется снижение напряжения работы, расслабление, физкультминутка. Иногда мы с ребятами просто на несколько минут закрываем глаза и слушаем шум прибоя, дождя, пение дельфинов, голоса леса ( в кабинете имеется подборка звуков природы).При интенсивной работе за компьютером необходимы упражнения для глаз. После отдыха продолжаем работу.

3 этап: оценивание учащихся, подведение итогов урока – учащиеся могут дать оценку своей деятельности самостоятельно, оценить результаты деятельности товарищей, учитель выясняет, что учащиеся запомнили, подводит итог урока, предлагает ссылки на электроные материалы единой коллекции образовательных ресурсов, знакомит с источниками дополнительной информации по теме, предлагает учащимся осуществить самостоятельный выбор задач для домашней работы, создает мотивацию для следующего урока: а это мы узнаем на следующих уроках…

В конце урока можно предложить учащимся ответить на вопросы по рефлексии своей деятельности:

Какие задания вызвали наибольший интерес и почему?

Как я выполнял задания, какими способами? Что я чувствовал при этом?

Каковы мои главные результаты, что я понял, чему научился?

Каковы были основные трудности и как я их преодолевал?

Замечания и предложения на будущее (себе, учителям, одноклассникам)?

К современным образовательным технологиям, которые может применить учитель на уроке программирования можно отнести технологию проблемного обучения. Создание под руководством учителя проблемных ситуаций и активную самостоятельную деятельность учащихся по их разрешению при изучении программирования способствует творческому овладению знаниями, навыками, умениями, развитию мыслительных способностей.

По степени проблемности различают три основных уровня проблемных ситуаций:

проблемное изложение, при котором сам преподаватель ставит проблему и находит ее решение;

проблемная ситуация, при которой преподаватель ставит проблему, а поиск ее решения осуществляется совместно с учащимися;

творческое обучение, предполагающее активное участие учащихся в формулировании проблемы и поиска ее решения. Эта форма обучения наиболее целесообразна при организации и проведении учебно – исследовательских и научных работ.

Проблемные ситуации могут возникнуть при переходе от линейного алгоритма к алгоритму с проверкой условия, обработке больших чисел (введение типов переменных LongInt,Int64); анализе повторяющихся действий и замене их на более короткую и эффективную структуру цикла; выборе подходящей структуры цикла; составлении программы по готовой блок-схеме и наоборот и др.

Актуально предложить учащимся в качестве домашнего задания запрограммировать решение жизненных проблемных ситуаций (из сборника задач И.Семакина):

Вычислить стоимость покупки, состоящей из нескольких тетрадей, нескольких ручек и нескольких карандашей.

В аэробусе, вмещающем 160 пассажиров, три четверти мест находятся в салонах экономического класса и одна четверть мест — в салоне бизнес-класса. Стоимость билета в салоне бизнес класса составляет х рублей, что в два раза выше стоимости билета в салонах экономического класса. Разработайте программу, которая вычислит сумму денег, полученную авиакомпанией от продажи билетов на этот рейс, если известно, что остались нераспроданными а- билетов бизнес-класса и b билетов экономического класса. Выделите все этапы решения этой задачи и опишите свои действия на каждом из них.

Ежемесячная стипендия студента составляет А руб., а расходы на проживание превышают стипендию и составляют В руб. в месяц. Рост цен ежемесячно увеличивает расходы на 3% . Составьте программу расчета необходимой суммы денег, которую надо единовременно попросить у родителей, чтобы можно было прожить учебный год (10 месяцев), используя только эти деньги и стипендию.

Уличный продавец газет получает а рублей с продажи каждой из первых 50 газет. С продажи каждой из остальных газет он получает на 20% больше. Разработайте программу, которая вычислит заработок продавца, если он продаст за день 200 газет. Зафиксируйте свои действия на каждом из этапов решения этой задачи.

В небоскребе N этажей и всего один подъезд; на каждом этаже по 3 квартиры; лифт может останавливаться только на нечетных этажах. Человек садится в лифт и набирает номер нужной ему квартиры M. На какой этаж должен доставить лифт пассажира?

Составить программу для определения подходящего возраста кандидатуры для вступления в брак, используя следующее соображение: возраст девушки равен половине возраста мужчины плюс 7, возраст мужчины определяется соответственно как удвоенный возраст девушки минус 14.

Покупатель должен заплатить в кассу 8 руб. У него имеются 1, 2, 5, 10, 50, 100, 500 руб. Сколько купюр разного достоинства отдаст покупатель, если он начинает платить с самых крупных?

Каждый солнечный день улитка, сидящая на дереве, поднимается вверх на 2 см, а каждый пасмурный день опускается вниз на 1 см. В начале наблюдения улитка находилась в А см от земли на В-метровом дереве. Имеется 30-элементный массив, содержащий сведения о том, был ли соответствующий день наблюдения пасмурным или солнечным. Написать программу, определяющую местоположение улитки к концу 30-го дня наблюдения.

Секретный замок для сейфа состоит из 10 расположенных в ряд ячеек, в которые надо вставить игральные кубики. Но дверь открывается только в том случае, когда в любых трех соседних ячейках сумма точек на передних гранях кубиков равна 10 (игральный кубик имеет на каждой грани от 1 до 6 точек). Напишите программу, которая разгадывает код замка при условии, что два кубика уже вставлены в ячейки.

У прилавка магазина выстроилась очередь из n покупателей. Время обслуживания i-го покупателя равно t_i (t=1, …..n). Определить время С_i пребывания i-го покупателя в очереди.

У вас есть доллары. Вы хотите обменять их на рубли. Есть информация о стоимости купли-продажи в банках города. В городе N банков. Составьте программу, определяющую, какой банк выбрать, чтобы выгодно обменять доллары на рубли.

Литература:

http://standart.edu.ru/

Поташник М.М. Требования к современному уроку. Методическое пособие.-М.:Центр педагогического образования, 2013.-272 с.

Информатика и ИКТ. Задачник-практикум: в 2 т., Т.1 , Л.А.Залогова и др.; под ред. И.Г. Семакина, Е.К.Хеннера. – М.:Бином. Лаборатория знаний, 2011

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/42467-osobennosti-izuchenija-programmirovanija-na-p