Курсовая с практикой на тему Формирование понятия «алгоритм» на уроках информатики в средней школе

Содержание:

Введение. 3

Глава 1. Теоретические основы формирования понятия «алгоритм»
на уроках информатики в средней школе. 7

1.1. Сущность понятия «алгоритм». 7

1.2. Особенности информатики как науки и как учебного
предмета. 9

1.3. Специфика преподавания информатики в курсе средней школы.. 13

Глава 2. Практика формирования понятия «алгоритм» на уроках. 18

2.1. Диагностика сформированности понятия «алгоритм» у
учеников МБОУ СОШ №16. 18

2.2. Методика формирования понятия «алгоритм» на уроках
информатики. 24

2.3. Оценка эффективности деятельности по формированию
понятия «алгоритм» в МБОУ СОШ №16. 25

Заключение. 30

Список
используемой литературы.. 31

Введение:

Актуальность исследования
обусловлена тем, что в настоящее время информация, информационные процессы и технологии
являются важнейшими составляющими жизни человека, что определяет становление информационного
общества, обуславливает усиление мировоззренческого потенциала информатики.

Жизнь
в современном обществе выдвигает новые требования к социализации учащихся и их
профессиональной ориентации. В повседневном окружении человека стало появляться
все больше разнообразных программируемых устройств, например, бытовая техника,
кофейные автоматы, телевизоры, терминалы для оплаты услуг и многое другое.
Широкий круг использования информационных систем и технологий приводит к тому,
что множество профессий компьютеризируется.

Перед
преподавателем информатики стоит непростая задача. В первую очередь, ученикам
необходимо предоставить такое знание, чтобы они с уверенностью могли быть
готовы к подобранному профессиональному направлению, продолжить обучение на
протяжении своей жизни, жить и работать в информационном обществе. Во вторую
очередь, требуется подготовить школьников к ЕГЭ, основной целью введения
которого значится приобретение объективных оценок качества подготовки учащихся
в основной школе. Ориентируясь в первую очередь на потребности семьи, личность
ребенка, а также на запросы общества и государства, был разработан федеральный
государственный образовательный стандарт нового поколения. Введение ФГОС по
предмету «Информатика и ИКТ» привело к пересмотру содержания обучения.
Первостепенным осталось освоение информационно-коммуникационных технологий. Но
также внимание уделяется кодированию и обработке информации. Последнее
обусловило актуальность разработки методик, с использованием новых средств
обучения. Мировоззренческий потенциал современного
школьного курса информатики, прежде всего, связан с формированием у учащихся
представлений о системно-информационной картине мира, об общих закономерностях
протекания информационных процессов в системах различной природы и реализуется,
прежде всего, при изучении понятий линии «Информация и информационных
процессы». Формирование основ научного (информационного) мировоззрения,
становление личностной картины мира учащихся, информационной культуры обуславливает
необходимость всестороннего изучения учащимися понятий содержательной линии «Информации
и информационный процессы» в рамках базового курса информатики. Таким образом, эффективное
усвоение школьниками понятий рассматриваемой линии, среди которых ведущим является
понятие «алгоритм», в рамках базового курса информатики и ИКТ необходимо рассматривать
как одну из приоритетных задач современного школьного образования.

В педагогической науке сложились
определенные теоретические предпосылки решения этой задачи. В учебно-методических
работах Угринович Н.Д., Макаровой Н.В., Кузнецовой А.А., Апатовой Н.В. и др. подчеркивается
ключевая роль школьного курса информатики, в частности содержательной линии «Информация
и информационные процессы», в формировании современной научной картины мира школьников,
указывают на фундаментальный характер основных понятий информатики, как науки об
информации и информационных процессах в природе, обществе и технике.

Одновременно с теоретическими формировались
и практические предпосылки решения задачи разноаспектного изучения учащимися понятий
рассматриваемой линии в рамках базового курса информатики и ИКТ, связанные с потребностью
в педагогах, способных реализовывать на практике потенциал рассматриваемой линии,
пронизанной мировоззренческими взглядами, которые находят свое отражение
в стандарте основного общего образования по информатике и ИКТ.

Однако анализ реальной образовательной практики
в общеобразовательной школе показал, что существующее обучение информатике учащихся
школ пока не ориентировано на реализацию мировоззренческого потенциала линии «Информация
и информационные процессы» в связи недостаточной разработки методических основ изложения
системы понятий рассматриваемой линии в контексте формирования информационной картины
мира, информационной культуры и основ научного мировоззрения учащихся общеобразовательной
школ.

Проблема исследования состоит в необходимости
обоснования методических аспектов изучения понятия «алгоритм» в средней образовательной
школе, что и предопределило выбор темы исследования — «Формирование понятия «алгоритм» на
уроках информатики в средней школе». Необходимость решения данной проблемы
определяется выявленным ранее противоречием между большим мировоззренческим потенциалом
понятия «алгоритм», его ролью в становлении информационной картины мира учащихся
и недостаточной разработанностью адекватных методик формирования этого понятия на
уроках информатики и  ИКТ.

Объект исследования — обучение учащихся информатике
и ИКТ в общеобразовательной школе.

Предмет исследования – формирование
понятия «алгоритм» на уроках информатики в средней школе.

Цель исследования состоит в анализе
механизмов формирования понятия «алгоритм» на уроках информатики в средней
школе.

В соответствии с целью были сформулированы задачи исследования:

1. Исследовать сущность понятия
«алгоритм».

2. Изучить особенности
информатики как науки и как учебного предмета.

3. Проанализировать специфику
преподавания информатики в курсе средней школы.

4. Провести диагностику
сформированности понятия «алгоритм» у учеников МБОУ СОШ №16.

5. Описать методику формирования
понятия «алгоритм» на уроках информатики.

6. Оценить эффективность
деятельности по формированию понятия «алгоритм» в МБОУ СОШ №16.

Методологической основой исследования являются:

̶ философские, психологические и
педагогические исследования по исследования по проблеме формирования
информационной картины мира (Р.Ф. Абдеев, В.А. Извозчиков, К.К. Колин, Н.Н.
Моисеев, М.Н. Потемкин, А.В. Смирнов, А.П. Суханов и др.);

̶ основные положения теории и
методики обучения информатике (С.А. Бешенков, Я.А. Ваграменко, А.П. Ершов, В.А.
Каймин, К.К. Колин, Т.А. Кувалдина, А.А. Кузнецов, В.С. Леднев, М.П. Лапчик,
А.В. Могилев, В.М. Монахов, Н.И. Пак, Е.А. Ракитина и др.);

̶ исследования по вопросам
формирования информационной культуры и информационного мировоззрения личности
(Ю.С. Брановский, Е.В. Данильчук, В.Л. Извозчиков, К.К. Колин, С.Н. Касьянов и
др.).

В качестве методов исследования использовались теоретический анализ
философской, психолого-педагогической и методической литературы; моделирование;
анализ и обобщение педагогического опыта.

Теоретическая значимость результатов
исследования обусловлена разработкой и теоретическим обоснованием методики формирования понятия «алгоритм» на уроках информатики
в средней школе.

Практическая значимость результатов
исследования заключается в возможности использования разработанного в исследовании
учебно-методического обеспечения (комплексы учебных ситуаций, методические рекомендации,
системы уроков и т.д.) в практике работы преподавателей информатики общеобразовательных
школ.

Объем и структура работы определены
логикой исследования и последовательностью решения его задач. Курсовая работа
состоит из введения, двух глав, объединяющих шесть параграфов, заключения и
списка использованных источников.

Заключение:

Проанализировав
особенности преподавания темы «Основы алгоритмизации и программирования» в
школьном курсе информатики и наиболее часто используемые учебники с точки
зрения изложения данной темы, обобщив полученные результаты , используя опыт
преподавания в среднеобразовательной школе, можно сделать следующие выводы:

1.
Алгоритмы и исполнитель Чертёжник являются удобным и наглядным средством для
обучения учащихся программированию.

2.
Преподавание темы «Основы алгоритмизации и программирования» требует
тщательного подбора содержания, средств и методов обучения, то есть применения
эффективной методики.

3.
Изучение алгоритмизации и программирования будет более эффективным, в том
случае когда:

—
перед введением понятия программы проведена достаточно широкая пропедевтическая
работа алгоритмами;

—
алгоритм рассматривается как последовательность команд, исполнителем которых
может быть как компьютер так и человек;

—
составление программ осуществляется после исследования алгоритмов различных
видов.

Фрагмент текста работы:

Глава 1.
Теоретические основы формирования понятия «алгоритм» на уроках информатики в
средней школе 1.1.
Сущность понятия «алгоритм» Понятие «алгоритм» является центральным в информатике. Указание на
выполнение каждого отдельного действия названо командой, а «совокупность
команд, которые могут быть выполнены исполнителем, называются системой команд
исполнителя». В качестве основного свойства алгоритма подчеркивается формальный
характер работы исполнителя при его выполнении. Отсюда делается вывод о том,
что исполнителем может быть автомат (машина, робот). На этой идее основан
принцип программного управления работой компьютера, поскольку программа — это и
есть алгоритм, представленный на языке, «понятном» компьютеру — на языке
программирования.

Основными
целями изучения алгоритмизации и программирования являются:

̶ развитие
алгоритмического и логического мышления учащихся;

̶ приобретение
навыков работы с различными моделями;

̶ обеспечение
прочного и сознательного освоения основ информатики;

̶ овладение
элементарными навыками использования компьютерных технологий.

В изучении
алгоритмизации и программирования можно выделить следующие этапы:

1. Первое
знакомство с основами алгоритмизации и программирования. На этом этапе
обучающиеся знакомятся с понятием алгоритма и его исполнителем. Рассматривают
виды алгоритмов и способы их записи. Учатся составлять алгоритмы.

2. Знакомство
со средой программирования Pascal ABC и простейшими операторами и функциями.
Первоначальное знакомство с графическими возможностями языка программирования.

3. Ввод
понятия массива и его свойств. Составление и реализация программ с
использованием массивов.

4. Систематизация
и расширение знаний о среде программирования.

Таким образом,
изучая алгоритмы и программы, обучающиеся лучше начинают разбираться в сущности
самого программирования. Они начинают осознавать, что исполнителем алгоритма
может быть не только чертёжник, но и непосредственно сам компьютер и даже
человек.

Алгоритмическая
линия включает в себя обязательный минимум содержания учебного материала,
который должен быть усвоен учащимися полностью.

Изучение
учебного материала данной содержательной линии курса обеспечивает учащимся
возможность:

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

̶ освоить основные алгоритмические
конструкции (цикл, ветвление, процедура), применять алгоритмические конструкции
для построения алгоритмов решения учебных задач;

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

̶ получить представление об одном из языков
программирования (или учебном алгоритмическом языке), использовать этот язык
для записи алгоритмов решения простых задач.

В
образовательном стандарте также сформулированы основные требования к уровню
подготовки учащихся.

Учащиеся
должны:

̶ понимать сущность понимания алгоритма,
знать его основные свойства, иллюстрировать их на конкретных примерах
алгоритмов;

̶ понимать возможность автоматизации
деятельности человека при исполнении алгоритмов;

̶ знать основные алгоритмические конструкции
и уметь использовать их для построения алгоритмов;

̶ определять возможность применения
исполнителя для решения конкретной задачи по системе его команд, построить и
исполнить на компьютере алгоритм для учебного исполнителя (типа “черепахи”,
“робота” и т.д.);

̶ записать на учебном алгоритмическом языке
(или языке программирования) алгоритм решению простой задачи. 1.2.
Особенности информатики как науки и как учебного предмета Основные
характеристики информатики как отрасли соответствующих научных знаний
обусловливают особенности информатики как учебной дисциплины и влияют на
формирование адекватной частичной методики и на систему методической подготовки
будущих учителей информатики.

Информатика,
как и любая другая наука, может быть определена различными способами и через
разные понятия. Отсутствие на сегодняшний день общепризнанного сжатого
определения информатики как науки связано с бурным процессом ее развития, в
результате которого определение, которое кажется корректным сегодня, становится
неудовлетворительным уже в ближайшем будущем.

Под
информатикой понимают науку о методах накопления, передачи, хранения
информации. В последнее время некоторыми авторами особый акцент делается на
процессы обработки знаний. Роль теории искусственного интеллекта в информатике
была обоснована академиком М.С. Поспеловым [21], в связи с этим В.Д.Ильин [11]
предлагает предметом информатики как науки считать процесс создания, накопления
и применения знаний, а К.К.Колин определяет информатику как общенаучную
дисциплину, которая изучает свойства, закономерности, процессы, методы и
средства формирования, хранения и распространения знаний в природе и обществе.

Многие
американские ученые характеризуют информатику как часть теоретической
математики, которая породила переход в информатику через понятие алгоритма.
Одно из самих развернутых определений информатики как научной дисциплины дано в
отчете группы американских экспертов, в котором под Discipline of Computing
понимается систематическое изучение алгоритмических процессов, предназначенных
для описания и преобразования информации, их теории, анализа, проектирования,
эффективности, выполнения и использования.

Анализируя
содержание каждого из аспектов процессов накопления, хранения, передачи и
обработки информации, можно заметить, что он связан с определенным аспектом
формализма. Задача накопления и хранения информации связана с задачей ее
знакового представления. Обработка информации основана на возможности
формального преобразования знакових систем. Наконец, коммуникативный аспект
информации связан с задачей интерпретации этих систем.

Учитывая
вышесказанное можно дать такое определение: Информатика – это фундаментальная
естественная наука, объектом которой являются процессы в окружающем мире,
предметом — формальные системы, моделирующие информационные системы, и
отражение формальных систем на архитектуру компьютерных систем с помощью
построения информационных моделей, методологией является вычислительный
эксперимент.

Под
формальными системами будем понимать точные математические объекты,
исследование которых можно вести математическими методами. Особенность
формальных систем, задающих алгоритмы, заключается в том, что в них
обеспечивается однозначность (детерминированность) алгоритма.

Возможность
применения четких правил на каждом шагу делает формальные системы удобным
средством для описания различных множеств. Множество, порождаемое формальной
системой, — это множество объектов, которые получаются с начальных с помощью
всех возможных последовательностей применений правил.

Под
архитектурой компьютерных систем понимают

1)
общую схему информационных связей и связей управления, способы организации
вычислительного процесса в компьютерных системах:

2)
совокупность свойств и основных характеристик компьютерных систем, наиболее
существенных для пользователя.

Под
вычислительным экспериментом будем понимать человеческую деятельность,
связанную с решением задач с помощью компьютера.

Термин
«информационные технологии» ввел Глушков в [37], там же даны определение:
«Информационные технологии — процессы, связанные с обработкой информации".
При таком подходе становится очевидным, что в обучении информационные
технологии использовались всегда, потому что обучение является процессом
передачи информации от учителя к ученику. Каждая методическая система, будучи
отделенной от своего автора и воспроизведенной некоторой другим человеком,
превращается в технологию, потому что она описывает, как обработать,
преобразовать и передать информацию для лучшего усвоения учеником. Это касается
как частных методик, которые относятся к любому предмету или теме, так и общих,
таких, как проблемное обучение, программированное обучение, и тд.

Большинство
авторов склонны к выводу, что информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) —
информационные технологии на базе персональных компьютеров, компьютерных сетей
и средств связи, для которых характерно наличие среды работы пользователя.
Таким образом,  информатика — комплексная
научная и инженерная дисциплина:

̶ объектом
которой являются процессы любой природы;

̶ предметом
является информационно-коммуникационные технологии, реализуемые с помощью
вычислительных систем;

̶ методом
является вычислительный эксперимент.