143. Цикли.Типи циклів.Поняття вкладеного циклу.

Визначення
Послідовність інструкцій, призначена для багаторазового виконання, називається тілом цикла. Одноразове виконання тіла циклу називається ітераціею. Вираз, що визначає чи буде вчергове виконуватися ітерація, чи цикл завершиться, називається умовою виходу або умовою завершення циклу (або умовою продовження в залежності від того, як інтерпретується його істинність — як ознака необхідності завершення або продовження циклу. Змінна, в якій зберігається номер поточної ітерації, називається лічильником ітерацій циклу або просто лічильником циклу. Цикл не обов'язково містить лічильник, також лічильник не забов'язаний бути одним — умова виходу із циклу може залежати від декількох змінюваних в циклі змінних, а може визначатися зовнішними умовами (наприклад, настанням певного часу), в останньому випадку лічильник взагалі не знадобиться.
Частинами виконання будь-якого циклу є початкова ініціалізауція змінних циклу, перевірка умови виходу, виконання тіла циклу і оновлення змінної циклу на кожній ітерації. Крім того, більшість мов програмування надають засоби для дострокового керування циклом, наприклад, оператори завершення циклу, тобто виходу з циклу незалежно від істинності умови виходу (в мові С — break) і оператори пропущення ітерації (в мові С — continue).

 Різновиди циклів

 Безумовні цикли

Іноді в програмах використовуються цикли, вихід з яких непередбачено логікою програми. Такі цикли називаються безумовними або нескінченними. Особливих синтаксичних засобів для створення таких циклів, через їхню нетиповість, мови програмування не передбачають, тому такі цикли створюються за допомогою конструкцій призначених для створення звичайних (або умовних) циклів. Для забезпечення нескінченного повторення перевірка умови в такому циклі відсутня (якщо дозволяє синтаксис, як, наприклад, у циклі LOOP…END LOOP мови Ада), або замінюється константним значенням (while true do … в Паскаль).

 Цикл з передумовою

Цикл з передумовою — цикл, що виконується доки істинна деяка умова, вказана перед його початком. Ця умова перевіряється до початку виконання тіла циклу, тому тіло може бути не виконане жодного разу (якщо умова з початку хибна). У більшості процедурних мов програмування здійснюється за допомогою інструкції while, звідси його друга назва — while-цикл. На мові Паскаль цикл з передумовою має наступний вигляд:

while <умова> do
begin 
  <тіло циклу> 
end;

На мові Сі:

while(<умова>)
{
   <тіло циклу>
}

Вкладені циклиІснує можливість утворити цикл всередині тіла другого циклу. Такий цикл зветься вкладеним циклом. Вкладений цикл щодо циклу в тіло якого він вкладений буде йменуватися внутрішнім циклом, і навпаки цикл в тілі якого ісеує вкладений цикл буде йменуватись зовнішнім щодо вкладеного. Всередині вкладеного циклу може бути наступний вкладений цикл, утворюючи наступний рівень вкладеності і так далі. Кількість рівнів вкладеності, як правило, не обмежується.

Повна кількість виконання тіла внутрішнього циклу не перевищує добутку кількості ітерацій внутрішнього і всіх зовнішніх циклів. Наприклад взяв три вкладених один в одного цикли, кожний по 10 ітерацій, отримаємо 10 виконань тіла зовнішнього циклу, 100 для циклу другого рівня і 1000 в найбільш вкладеному циклі.

Одна з проблем, пов'язаних із вкладеними циклами — організація дострокового виходу з них. В багатьох мовах програмуванняє оператор дострокового завершення циклу (break у Сі, exit у Паскалі, last в Perl і т. п.), але він, як правило, забезпечує вихід лише з циклу того рівня, звідки викликаний. Виклик його у вкладеному циклі призведе до завершення лиш цього вкладеного циклу, зовнішній цикл продовжить виконання. Проблема може здатися надуманою, але вона дійсно іноді виникає при програмуванні складної обробки даних, коли алгоритм вимагає негайного переривання за певних умов, наявність яких можна перевірити тільки в глубоко вкладеному циклі.

Розв'язків проблеми виходу з вкладених циклів декілька.


Найпростіший — використати оператор безумовного переходу goto для выходу в точку програми, наступну безпосередньо за вкладеним циклом. Цей варіант критикується прихильниками структурного програмування, як і всі конструкції, що вимагають використання goto. Деякі мови програмування, наприклад, Модула-2, просто, не має оператора безумовного переходу, і них подібна ситуація неможлива.
Альтернатива — використовувати штатні засоби завершення циклів, у випадку необхідності встановлюючи особливі прапорці, що вимагають негайного завершення обробки. Недолік — ускладнення коду, зниження виробності без яких-небудь переваг, окрім теоретичної «правильності» через відмову від goto.
Розташування вкладеного циклу в процедурі. Ідея полягає в тому, щоб всю дію, в якій може виникнути потреба дострокового переривання, оформити у вигляді окремої процедури, і для дострокового виходу викликати оператор виходу з процедури (якщо такий в наявності в мові програмування) В мові Сі, наприклад, можна побудувати функцію з вкладеним циклом, а вихід з нею організувати за допомогою оператора return. Недолік — виділення уривка коду в окрему процедуру не завжди обґрунговане, і не всі мови мають штатні засоби для дострокового завершення процедур.
Скористатись механізмом генерації і обробки виняткив (виняткових ситуацій), який зараз наявний у більшості мов високого рівня. В цьому випадку в нештатній ситуації код у вкладеному циклі створює виняткову ситуацію, а блок обробки винятків, в якому знаходиться вкладений цикл, перехоплює та обробляє його. Недолік — реалізація механізму обробки винятків у більшості випадків такова, що швидкість роботи програми зменшується. Правда, в сучасних умовах це не особливо важливо: практично втрата виробності так мала, що має значення лиш для зовсім небагатьох застосунків.
Насамкінець, існують спецальні мовні засоби для виходу з вкладених циклів. Так в мові Ада програміст може позначити верхній цикл позначкою, і в команді дострокового завершення циклу вказати цю позначку. Вихід відбудеться не з поточного циклу, а з усіх вкладених циклів до позначеного, включно.

1. Умови використання комп’ютерної техніки у початковій школі.

1. Умови використання комп’ютерної техніки у початковій школі.

В молодшій школі рекомендується вивчення так званого “пропедевтичного” курсу інформатики. При вивченні пропедевтики курсу учні отримують елементи знань та вмінь роботи з комп’ютерними програмами, оволодівають навичками конструювання, керування різними об’єктами (даний вид роботи йде aу ігровій формі).

Практичні вміння та навички необхідно закріплювати та поглиблювати під час роботи на уроках математики, мови, малювання, музики. Якщо немає такої можливості, вчителю слід знайомити дітей з цими програмами на уроках інформатики.

Під час проведення уроків в комп’ютерному класі, особливо в молодшій школі, слід ретельно дотримуватися санітарно-гігієнічних норм, проводити на уроці фізкультхвилинки. Діти у цьому віці можуть на уроці працювати з комп’ютерними програмами 10-15 хвилин.

Діти від 7 до 10 років швидко оволодівають вміннями та навичками роботи з комп’ютером, у них розвивається образне мислення, під час навчання створюється комфортний емоційний фон, розвивається їх самостійність в пізнавальній роботі, підсилюється процес індивідуалізації навчання. Навчання у цьому віці повинно йти в ігровій формі. Хоча використання ігор під час навчання не викликає значного підвищення ефективності оволодіння інформаційною культурою, але створює позитивний емоційний фон, який необхідно зберегти и перенести для подальшого навчання.

У першому класі виправдовує наступна форма роботи:

Спочатку завдання виконує вчитель, потім завдання виконується разом усіма учнями (колективна фаза) під наглядом вчителя, і лише потім завдання виконується учнями самостійно. У другому, третьому класах колективна фаза виконання завдання існує лише тоді, коли програма або завдання складні в інформативному або в навчальному плані. Але поступово цю фазу слід виключати з роботи. Діти вже мають певні навички роботи з комп’ютером, мають деяку базу знань, тому навіть „середній” учень може виконати самостійно завдання після первинного ознайомлення з ним. В 4-5 класах можна поступово переходити до індивідуальної роботи учнів з комп’ютерними програмами. У зв’язку з розвитком психіки дитини, в цей період вона починає відчувати себе особистістю, дитині у цьому віці не байдуже думка про неї інших людей. Індивідуальна робота з комп’ютерними програмами знімає цей дискомфорт. Діалог ведуть двоє: учень та комп’ютер, тому помилку, якщо її допустив учень, ніхто, крім комп’ютера не побачить, і помилку легко виправити. Учень також має можливість працювати у власному темпі, який пов’язаний з рівнем наявних знань.

Етапи роботи з комп’ютером:

ü Знайомство з комп’ютером починається з знайомства з правилами поведінки у комп’ютерному класі, з організацією робочого місця, гігієни труда.

ü Знайомство на початковому рівні з принципами роботи комп’ютера, роллю обчислювальної техніки в повсякденному житті та виробництві.

ü Діти переходять до знайомства з правилами роботи з клавіатурою (використовуються різні клавіатурні тренажери), мишею (використовуються найпростіші програми, роботу яких можна керувати мишею).

ü Знайомство з графічним редактором (закріплення роботи з мишею, робота з інструментами).

ü Знайомство з простим дитячим музичним редактором.

ü Робота з програмними комплексами, які підтримують вивчення матеріалу з інших шкільних предметів.

ü Паралельно йде знайомство з поняттям об’єкту (ім’я об’єкту, його властивості, функції). Але це знайомство йде на інтуїтивному рівні без складних теоретичних викладок.

ü Розв’язування логічних задач (без використання комп’ютерних програм).

До програмних засобів, які використовуються особливо у молодшій школі висувається ряд вимог – це висока якість та відповідність психолого-дидактичним принципам. Техніка, яка використовується для дітей (особливо монітори) теж повинна відповідати високому технічному рівню.

Сьогодні існує комплекс „Сходинки до інформатики 2-4 класи” – підручникі, робочі зошити, диск (1-7 класи).

Ці програми розраховані на активізацію навчально-пізнавальної діяльності учнів, розроблені з врахуванням психологічних особливостей дітей. Кожна дитина має перед собою конкретну мету, може працювати зі швидкістю, яка відповідає рівню його особистого розвитку. Під час роботи з програмами діти не тільки отримують початкові знання з інформатики, але й розвивають пам’ять, фантазію, логічне мислення тощо.

Головна мета пропедевтичного курсу – подолання психологічного бар’єру між комп’ютером та дитиною та оволодіння простішими навичками роботи з комп’ютером.

Поряд з роботою дітей з прикладними програмами шкільна практика має приклади використання інтелектуальної навчаючої системи ЛОГО для розвитку алгоритмічного мислення.

Швейцарським психологом Ж.Піаже була висунута ідея навчання через відкриття. Особливу популярність ідеї Ж.Піаже отримали у комп’ютерному навчанні завдяки роботам С.Пейперта. Причиною створення С.Пейпертом своєї теорії з'явилося протиріччя між старими педагогічними засобами і новими технологіями, а також відсутність справжнього інтересу до навчання і формування побоювання у дітей перед новими для них відкриттями. С.Пейперт бачить причину цього в прийнятому розподілі людей на здатних і не здатних, на схильних до математичних наук і тих, що віддають перевагу гуманітарним знанням. С.Пейперт дотримується більш гуманної точки зору, згідно з якою всі люди однаково успішно можуть оволодіти знаннями з будь-яких галузей наук. Справа не в хисті, а в організації процесу навчання. Ним запропонована концепція школи майбутнього, в основі якої лежать природна допитливість дітей і засоби задоволення цієї допитливості. С.Пейперт висуває ідею середовища навчання. Вона базується не на підходах, при яких на комп'ютер намагаються перекласти функції вчителя або підручника, а заснована на концепції мікросередовищ, що являють собою деякі моделі реального світу, які з тим або іншим ступенем деталізації творить сама дитина. Це призводить до необхідності розробки комп'ютерних версій шкільних курсів.

Головне призначення предметних середовищ - збуджувати дитину активно брати участь в процесі конструювання так званих об'єктів, за допомогою яких можна думати. Це цілком особливі об'єкти, в яких зведені в єдине ціле ознаки культурного середовища, вбудована можливість персональної ідентифікації в процесі навчання. Причому методичне забезпечення не пригнічує, а швидше стимулює самостійність учня. При правильному застосуванні воно стає частиною середовища, забезпечуючи можливість досягнення мети без допомоги викладача. Найпростішими аналогами цих середовищ можуть виступати імітаційно-моделюючі програми і програмно-методичні комплекси з об’єктно-орієнтованим підходом.

Свої теоретичні положення С.Пейперт втілив у середовищі навчання
ЛОГО, що є прикладом нових технологій відкритого типу, використання якого змінює методику навчання математики, фізики і інших предметів. Особливістю середовища ЛОГО є установка на те, що дитина повинна сама “програмувати і навчати” комп'ютер в процесі природного “діалогу з машиною”, а в міру оволодіння засобом переходити до безпосереднього використання наукових ідей, математичних і лінгвістичних понять, залучатися до мистецтва інтелектуального моделювання.

Завдяки роботі в середовищі ЛОГО діти набувають впевненості в своїх силах і можуть висловлювати свої знання предмету у формі, яка відмінна від традиційно прийнятої при вивченні природничих наук.

Експериментальна перевірка ідей С.Пейперта показала, що їх реалізація не завжди приводить до автоматичного розвитку мислення. Основна увага в таких навчаючих системах звертається не на цілеспрямований пошук ефективних способів розв’язування задач, а на навчання шляхом спроб та помилок, що знижує дидактичні можливості моделей даного типу.

Тому багато дослідників відійшли від теорії учіння без навчання, і примушені були регламентувати навчальний процес. Мається на увазі не повернення до традиційної схеми навчання, а пошук шляхів більш повного використання комп’ютера як особливого засобу учбової діяльності.

3-6. Методика вивчення інформатики. Історія розвитку методики інформатики.

Методика навчання інформатики – це розділ педагогічної науки:

1)    об’єктом якої є процес навчання інформатики;

2)    предметом – проектування, конструювання, реалізація (впровадження в педагогічну практику), аналіз (педагогічний експеримент) і розвиток методичних систем навчання інформатики;

3)    одним з основних методів методики навчання інформатики є педагогічний експеримент.

Методику навчання інформатики як нову дисципліну почали викладати у вищих педагогічних навчальних закладах з 1987/88 навчального року. На той час існувало лише фрагментарне бачення предмета. Тому вивчення курсу розпочалося одночасно з його розробкою. Важливу роль при цьому відіграла концепція співпраці, спільного навчання, запропонована в галузі інформатики А.П.Єршовим. Вона виявилася продуктивною і після того, як проблему підготовки викладачів було частково вирішено.

За умов дефіциту в школах досконалої обчислювальної техніки, якісного програмного забезпечення і під впливом вузівських традицій навчання програмування курс методики навчання інформатики спочатку був орієнтований в основному на навчання розв’язування задач на алгоритмізацію з виконанням алгоритмів на дошці, що загалом відповідало і стану матеріально-технічного забезпечення шкільного курсу інформатики.

Лише поступово були:

1)    сформульовані цілі вивчення інформатики в школі;

2)    виділені рівні роботи з комп’ютером;

3)    конкретизовані принципи загальної дидактики щодо навчання інформатики;

4)    переусвідомлені фундаментальні поняття комп’ютерної грамотності й інформаційної культури;

5)    розкриті способи формування стійкого інтересу учнів до предмета на основі системи вимог до формування особистості;

6)    розглянуті проблеми поєднання нових і традиційних дидактичних засобів навчання інформатики;

7)    систематизовані організаційні форми навчання для комп’ютерних і звичайних занять;

8)    проаналізовані методи навчання, зокрема форми і методи розумової діяльності учнів, які працюють з комп’ютером.

Нарешті, стало зрозуміло, що основні труднощі виникають у вчителя-початківця, а часом і в досвідченого вчителя саме через недостатність системного бачення предмета інформатики і методики його навчання.

У педагогічному плані слово ,,методика,, найчастіше вживається у трьох значеннях:

1)    методика як педагогічна наука, яка має, з одного боку, характеристики, притаманні будь-якій науці (теоретичний фундамент, експериментальну базу, робоче поле для перевірки науково обґрунтованих гіпотез), а з другого, - специфічні об’єкти дослідження, що зумовлені як особливостями самого предмета, так і шляхами оволодіння ним;

2)    методика як сукупність засобів, організаційних форм, методів і прийомів роботи вчителя, це - ,,технологія,, професійної практичної діяльності;

3)    методика як навчальна дисципліна.

Методика навчання інформатики – наука про інформатику як навчальний предмет та закономірності процесу навчання інформатики учнів різних вікових груп.

Методика навчання інформатики визначається як наукова дисципліна, що займається дослідженням і розробкою відповідного до цілей і змісту навчання програмного, технічного, навчально-методичного, організаційного, психолого-педагогічного забезпечення застосування комп’ютерних технологій у шкільному навчальному процесі.

Методика навчання інформатики як наука тісно пов’язана з концепцією навчального процесу, його основними компонентами, які й становлять сукупність об’єктів вивчення та дослідження. До основних компонентів навчального процесу належать:

1)    навчаюча діяльність вчителя;

2)    навчальна діяльність учнів;

3)    організація навчання.

Процес навчання – це процес спільної діяльності вчителя та учнів. Обидві сторони – і вчитель і учень – беруть активну участь у цій діяльності, але кожен по-своєму:

·        учитель здійснює навчаючі дії, спрямовуючи навчальні дії учнів;

·        учитель мотивує навчальну діяльність учнів. спонукає їх до навчання;

·        учитель організовує навчальні дії учнів таким чином, щоб вони давали максимальний ефект. Ця організація проходить на рівні кожного окремого учня;

·        учитель дає учням матеріал для засвоєння та орієнтири для їх навчальної діяльності;

·        учитель здійснює контроль за ефективністю засвоєння знань.

Спочатку навчаючі дії вчителя превалюють. Однак вони обов’язково спрямовані на формування в учнів різноманітних навчальних умінь – умінь самостійної пізнавальної діяльності. Поступово частка ,,участі,, вчителя в спільній діяльності зменшується, а учнів – зростає. Зростає і якість навчальних дій – дії учнів стають більш активними, творчими й самостійними, а роль вчителя зводиться до управління цією активною і самостійною діяльністю учнів.

Під ,,організацією,, в широкому розумінні цього терміна маються на увазі такі фактори: мета навчання, його зміст, методи та прийоми, а також засоби навчання.

Без тісних взаємозв’язків між усіма компонентами навчальний процес не може бети ефективним, а в окремих випадках стає і неможливим.

Особливість методики навчання інформатики виявляється в тому, що інформатика, як наука і як навчальний предмет, бурхливо розвивається. У зв’язку з цим існує потреба постійно узгоджувати зміст навчання з досягненнями у розвитку науки і техніки. За таких умов вимушеним (і плідним) рішенням є максимальне спирання на результати загальної дидактики та психології, на конкретні методики навчання інших дисциплін, зокрема математики й фізики. Звідси випливає також вимога добору такого змісту навчання інформатики, який за можливості якомога менше залежав би від типів комп’ютерів та їхнього програмного забезпечення. Зрозуміло, процес навчання неминуче реалізується із застосуванням деяких конкретних програмних і технічних засобів, але вони повинні розглядатися лише як окремі зразки різного комп’ютерного обладнання, як можливі засоби унаочнення і дидактичного супроводу навчального матеріалу, а також технічної підтримки навчально-пізнавальної діяльності. Слід формувати найбільш загальні, фундаментальні знання, за можливості уникаючи машинозалежних знань і умінь, які можуть виявитися непридатними до використання і навіть шкідливими для учнів у новій ситуації, під час роботи на інших типах комп’ютерів, з іншою операційною системою та прикладним програмним забезпеченням або іншою мовою програмування.

Методика навчання інформатики сьогодні інтенсивно розвивається. Багато положень у ній сформувалися зовсім недавно і не мають ще ні глибокого теоретичного обґрунтування, ні експериментальної перевірки.

4. Дидактичні особливості уроку інформатики.

4. Дидактичні особливості уроку інформатики.

Уроки інформатики мають свої особливості.

1.     Найважливіша особливість постановки курсу інформатики на базі комп'ютерного класу — це систематична робота учнів з комп'ютером на кожному уроці інформатики.

2.      З поширенням ідеології комп'ютерно-орієнтованого навчання, що передбачає використання педагогічних програмних засобів, стає актуальним питання про зміну ролі і обов'язків учителя за умов роботи в комп'ютерному класі. Практика свідчить, що провідна роль учителя зберігається і навіть посилюється і за умов комп'готерно-орієнтованого навчання, а комп'ютер у всіх випадках залишається надійним і ефективним засобом діяльності вчителя і учня. Використання комп'ютера разом з методично доцільними педагогічними програмними засобами дозволяє вдосконалити стиль та прийоми роботи вчителя за рахунок перекладання на комп'ютер рутинних операцій і забезпечення вчите­леві творчого підходу до розв'язування завдань навчання і виховання. Такі важливі компоненти навчально-виховного процесу, як з'ясування можливих навчальних проблем і питань, які виникають у ході навчан­ня, ведення дискусій, заохочення міркувань, підтримка дисципліни, вибір необхідного рівня деталізації при поясненні матеріалу для різних учнів та інші моменти міжособистісного спілкування учнів і вчителя та учнів між собою найефективніше організовувати і проводити може лише вчитель, можливо і використовуючи комп'ютер для підтримки тих чи інших дій. Оскільки при використанні комп'ютерно-орієнто­ваних систем навчання навчально-пізнавальна діяльність значно ін­тенсифікується, учні встигають розв'язати значно більше різних задач, то, природно, при цьому виникає значно більше проблемних ситуацій і запитань, у з'ясуванні яких повинен брати участь учитель. Тому при використанні комп'ютерів в навчально-виховному процесі роль учи­теля не лише не зменшується, а значно зростає. Крім того, комп’ютер ніколи не замінить особистісного спілкування вчителя з учнем і батьками.

3.     Розвиток комп'ютерної техніки, засобів телекомунікацій та від­повідного програмного забезпечення дає можливість учителю вико­ристовувати нові форми навчання учнів: телекомунікаційні проекти, практикуми, бінарні уроки.

4.     Міжпредметний характер змісту навчання інформатики дозволяє розглядати цю навчальну дисципліну не лише як ще один новий шкіль­ний предмет у навчальному плані, а й як інтеграцію та узагальнення вже вивчених учнями основ наук.

5.     Навчання учнів за умов систематичного доступу до комп'ютера, як правило, проходить при підвищеному емоційному стані учнів. Пояснюється це, зокрема, тим, що при правильному формулюванні завдання для виконання з використанням комп'ютера учні одержують наочні результати своєї роботи, що додає їм впевненості в своїх силах. У школяра виникає природне прагнення поділитися своїми знаннями та результатами роботи зі своїми товаришами.

Заняттям характерна більша, ніж на інших звичайних уроках, свобода спілкування учнів на уроці. Така система стосунків згуртовує колектив у досягненні спільної навчальної мети.

6.     На уроках інформатики створюється благодатний грунт для відтворення такої організації навчання і контролю знань, при якій заздалегідь найбільш успішно працюючі учні, що визначаються вчителем, виконують роль помічників учителя. За рахунок цього на уроках інформатики впроваджується система взаємної допомоги учнів.

Чинник обміну знаннями, передавання знань від більш компетент­них менш компетентним починає виступати як дієвий засіб підвищен­ня ефективності навчально-виховного процесу. При цьому враховування особливостей змісту навчання дозволяє широко використовувати колективну та групову навчальну діяльність учнів, що має вагоме соціальне значення за умов створення та розвитку інформаційного суспільства.

7.     Систематичне використання комп'ютера для розв'язування на­вчальних задач створює передумови для копіювання учнями дій педа­гога. Принцип «виконуй як я» при збільшенні масштабів підготовки не втратив свого значення. Можливості використання локальної мережі дозволяють у багатьох випадках ефективно застосовувати ідею «копі­ювання» в навчанні, причому вчитель одержує можливість одночасної роботи із всіма учнями при збереженні принципу індивідуальності.

8.     Різна базова підготовка учнів до сприймання матеріалу та різна освіченість учнів з предметної галузі призводить до того, що на уроках інформатики дидактичне завдання реалізації принципу диференціації та індивідуалізації навчання стає першочерговим.

9.     Необхідність ефективного використання сучасних комп'ютерно-орієнтованих систем навчання для забезпечення гармонійного розвит­ку, навчання і виховання дітей, потребують від вчителя високої профе­сійної компетентності.

10.              Динамічність змісту навчання, програмного забезпечення, яке використовується та вивчається на уроках інформатики, потребує від вчителя постійної роботи над собою, підвищення професійного рівня за Рахунок самоосвіти і самовдосконалення.

5. Мета, завдання і зміст методики вивчення комп. техніки в поч. класах.

5. Мета, завдання і зміст методики вивчення комп. техніки в поч.  класах.

Створення та розвиток методичної системи інформатики відіграє ключову роль у становленні шкільного курсу інформатики. Тому актуальним є аналіз компонентів методичної системи. Сьогодні можна виділити другий етап у розвитку методичної системи навчання інформатики і порівняти зміну її основних компонентів (табл. 1).

Місце і зміст шкільного предмета “Інформатика” значною мірою залежить від рівня інформатизації навчального процесу, розробки інформаційно комунікаційних технологій  навчання (ІКТН) та їх використання при вивченні різних навчальних предметів, змістового наповнення інших навчальних предметів у різних освітніх галузях.

Мета навчання шкільного курсу інформатики – формування основ інформаційної культури школярів, тобто формування сукупності знань, умінь, навичок, які забезпечують учням можливість застосовувати комп’ютерну техніку в навчальній, а згодом у професійній діяльності.

Основною метою предмета “Інформатика” є:

1)    сформувати знання, уміння і навички, необхідні для раціонального використання засобів сучасних інформаційно-комунікаційних технологій при розв’язуванні задач, пов’язаних з опрацюванням інформації, її пошуком, систематизацією, зберіганням, поданням, передаванням;

2)    ознайомити учнів із роллю нових інформаційно-комунікаційних технологій у сучасному виробництві, науці, повсякденній практиці, з перспективами розвитку комп’ютерної техніки;

3)    започаткувати основи інформаційної культури учнів.

Зміст курсу інформатики включає сукупність двох взаємопов’язаних компонентів: теоретичного і практичного. Теоретична частина курсу спрямована на формування в учнів основ інформаційної культури, навичок аналізу і формалізації предметних задач, ознайомлення з такими поняттями як інформатизація, повідомлення, властивості інформації, інформаційні процеси, алгоритм, виконавець алгоритму, структура алгоритму, величина, типи величин. Практичний аспект пов’язаний з виробленням навичок роботи з готовим програмним забезпеченням, написанням програм однією з конкретних мов програмування, використання глобальної мережі Інтернет для обміну інформацією та повідомленнями, її пошуку. Необхідність вироблення практичних навичок і умінь роботи на комп’ютері передбачає значне підвищення питомої ваги практичних занять (порівняно з іншими предметами) у загальній структурі курсу, надаючи  курсу інформатики специфічні риси, які відрізняють його від інших предметів.

Завдання курсу методики навчання інформатики.

Методична система навчання інформатики повинна розглядатись як цілісна система цілей, змісту, методів, засобів і організаційних форм навчання.

Відповідно до загальних цілей курс методики навчання інформатики повинен забезпечувати розв’язування таких основних завдань:

1.     Визначити та обґрунтувати  конкретні цілі навчання інформатики та зміст відповідного загальноосвітнього предмета середньої школи.

2.     Розробити найбільш раціональні методи й організаційні форми навчання, спрямовані на досягнення поставленої мети.

3.     Розглянути необхідні засоби навчання та розробити рекомендації щодо їх застосування в навчальному процесі.

Тобто методика навчання інформатики, як і будь-яка інша предметна шкільна методика, повинна забезпечувати розв’язування традиційної тріади питань:

1)    Навіщо вивчати інформатику? (Мета навчання інформатики.)

2)    Що саме слід вивчати? (Зміст навчання.)

3)    Як треба навчати інформатики? (Засоби, методи, організаційні форми навчання.)

До основних завдань теоретичного курсу “Методика навчання інформатики” належать такі:

·        показати основні компоненти теорії сучасного навчання інформатики у середніх навчальних закладах і на цій основі навчити студентів використовувати теоретичні знання для вирішення практичних завдань;

·        ознайомити студентів із сучасними тенденціями в навчанні інформатики;

·        розкрити суть складових частин і засобів сучасної методики як науки; спрямувати студентів на творчій пошук під час практичної діяльності у школі;

·        сформувати в студентів під час виконання практичних і лабораторних занять професійно-методичні вміння, необхідні для плідної роботи в галузі навчання інформатики;

·        залучити майбутніх учителів до опрацювання спеціальної науково-методичної     літератури, що має стати джерелом постійної роботи над собою з метою підвищення рівня професійної кваліфікації.

Зміст курсу “Методика навчання інформатики” становлять питання її загальних теоретичних основ (загальна методика навчання інформатики) і питання вивчення окремих розділів, тем (часткова або спеціальна методика навчання інформатики).

До основних вимог до знань майбутніх вчителів інформатики у галузі методики навчання інформатики можна віднести:

·        розуміння місця і значення методики навчання в професійній підготовці вчителя інформатики;

·        знання основних компонентів методичної системи навчання інформатики в школі та їх взаємозв’язків у навчальному процесі;

·        знання основних компонентів концепції навчання інформатики, а також програм і підручників, розроблених на їх основі; розуміння суті й призначення освітніх стандартів навчання; знання змісту стандартів з інформатики;

·        володіння методикою навчання окремих тем і питань шкільного курсу інформатики;

·        уміння використовувати програмну підтримку курсу і оцінювати її методичну доцільність;

·        знання принципів диференціації навчання інформатики, володіння методикою навчання одного-двох профільних курсів інформатики, що відповідають спеціалізації освіти на старшому ступені в конкретній школі;

·        уміння планувати навчальний процес з інформатики, вибирати організаційні форми і методи, адекватні змістові матеріалу, що вивчається;

·        знання функцій, видів контролю і оцінки результатів навчання, уміння розробляти і використовувати засоби перевірки, об’єктивно оцінювати знання і вміння учнів, коригувати методику навчання за результатами різних видів контролю знань;

·        знання сучасних тенденцій у навчанні інформатики.

9-10.Урок інформатики

9-10.Урок інформатики

Основною формою організації навчально-виховної роботи з учнями з інформатики в сучасній школі залишається урок, що є основою клас­но-урочної системи навчання, характерними ознаками якої є постійний склад навчальних груп учнів; строге визначення змісту навчання в кожному класі; певний розклад навчальних занять; поєднання інди­відуальної і колективної форм роботи учнів; провідна роль вчителя; систематична перевірка і оцінювання знань учнів.

Характерні ознаки уроку такі:

-     наявність певних освітніх, виховних і розвивальних завдань;

-     добір конкретного навчального матеріалу і рівнів його засвоєння відповідно до поставлених завдань;

-       досягнення поставлених цілей шляхом добору відповідних засобів і методів навчання;

-     організація відповідної навчальної діяльності учнів.

Виходячи із загальної ідеї сучасних наукових уявлень про урок, його мета носить триєдиний характер і поєднує три взаємопов'язані аспекти-пізнавальний, розвивальний і виховний. Розглянемо кожний з них.

Пізнавальний аспект пов'язаний із забезпеченням таких вимог:

1.  Вчити та навчити кожного учня самостійно опановувати знання.

2.  Забезпечити виконання головних вимог до опанування знаннями: повнота, глибина, свідоме володіння та застосування знань, систем­ність, систематичність, гнучкість, оперативність, міцність знань.

3.  Формувати навички безпомилкового виконання дій, які доведені до автоматизму завдяки багатократним повторенням.

4.  Формувати вміння — поєднання знань і навичок, які забезпечують успішність діяльності.

5.  Формувати знання — те, що учень повинен знати і вміти в результаті роботи на уроці.

Для розв'язання пізнавальних завдань уроку дії вчителя повинні бути такими:

1.  Визначити зміст програмних знань учнів, які формуються на уроці.

2.  Виявити підсумкові рівні сформованості знань, що виділені в програмі відповідно до Державних стандартів.

3.  Конкретизувати одержані відомості з урахуванням підготовленості класу і місця уроку в системі уроків за темою, що вивчається.

Розвивальний аспект — це найбільш складний для вчителя аспект досягнення мети, з яким він майже завжди пов'язує певні ускладнення. Це пояснюється тим, що один і той самий розвивальний аспект мети уроку може бути сформульований для триєдиних цілей кількох уроків, а іноді й для уроків цілої теми. Розвивальний аспект пов'язаний з роз­витком мислення, мови, сенсорної та рухової сфери.

Виховний аспект пов'язаний з формуванням відношень учнів з на­вколишнім світом, їх соціалізацією. Процес виховання на уроці пови­нен бути неперервним. Учитель повинен здійснювати цілеспрямований вплив на учнів, виходячи з особливостей класу, тобто управляти вихо­вним процесом. Для цього в одних випадках буває необхідним зверну­ти особливу увагу на виховання дисциплінованості, в інших — охайно­сті, в третіх — наполегливості в навчанні та ін. Опис саме цих направ­ляючих впливів, які за формою збігаються з назвою окремих складових елементів виховання, і фіксується як виховні завдання уроку.

Поєднання таких функцій повинно враховуватися як при доборі змісту, так і методів, засобів, організаційних форм, за допомогою яких у процесі навчання передається і засвоюється зміст освіти. Відповідно до цієї ідеї повинен конструюватися і здійснюватися кожний урок. Практично на кожному уроці реалізуються всі три цілі комплексно. Одна з них, як правило, виступає в ролі основної, а утримання в полі зору і досягнення двох інших в той же час допомагає досягненню головної, ведучої мети.

Будь-який урок має свій зміст і свою структуру. Загальна дидактич­на структура уроку характеризується такими компонентами:

1) актуалізацією попередніх знань і способів дій;

2) формуванням нових знань і способів дій;

3) застосуваннями знань, тобто формуванням умінь.

Типологія уроків

Урок здавна був об'єктом класифікації, але остаточно ця проблема не вирішена, і в педагогіці єдина типологія уроків відсутня.

Класифікацію типів уроків (або фрагментів уроків) можна здійсни­ти, використовуючи різні критерії. Головна ознака уроку — його ди­дактична мета, що визначає, до чого повинен прагнути вчитель. Кла­сифікація за метою уроку розроблена ще К.Д. Ушинським, і в ній, ви­ходячи з цієї ознаки, виділяються такі типи уроків:

1)  урок подання нових знань;

2)  урок розвитку і закріплення навичок і умінь (тренувальний урок);

3)  урок повторення, систематизації й узагальнення вивченого;

4)  урок перевірки та оцінювання знань, умінь і навичок.

У більшості випадків учитель має справу не з однією з названих дидактичних цілей, а з кількома (і навіть з усіма відразу), тому на прак­тиці широко розповсюджений так званий комбінований урок, на якому ставляться різні цілі, поєднуються різні види навчальної роботи (робо­та щодо закріплення вивченого раніше, засвоєння нового навчального матеріалу, вироблення практичних навичок та ін.). Комбінований урок може мати різну структуру, а тому низку переваг: забезпечувати бага­торазову зміну видів діяльності, що створює умови для швидкого за­стосування нових знань, забезпечує зворотний зв'язок і управління пе­дагогічним процесом, можливість реалізації індивідуального підходу в навчанні.

В основу іншої поширеної класифікації типів уроків покладено способи їх проведення. При цьому виділяють: уроки повторення, уроки-бесіди, контрольні роботи, лабораторні роботи, комбіновані уроки.

У методиці навчання інформатики використовують обидві класи­фікації уроків, до кожної з яких додають ще й уроки за способами використання комп'ютера:

1)  демонстрація;

2)  фронтальна практична робота;

3)  лабораторна робота;

4)  практикум;

5)  навчально-дослідницька робота (робота над проектом);

6)  контрольна або самостійна робота;

7)  екскурсія.

Ці види робіт з використанням комп'ютерної техніки розрізняються за тривалістю і за співвідношенням ролей викладача та учнів.

Демонстрація — робота на комп'ютері, яку проводить учитель Учні спостерігають за його діями через демонстраційний екран або відтворюють ці дії на своїх робочих місцях.

У деяких випадках учитель пересилає через комп'ютерну мережу на робочі станції спеціальні демонстраційні програми, а учні працюють з ними самостійно, або спостерігають за розповіддю вчителя, яка супро­воджується виконанням на комп'ютері вчителя конкретних операцій за допомогою відповідного програмного забезпечення. Основна дидак­тична функція демонстрації — повідомлення учням нової навчальної інформації.

Фронтальна практична робота —- порівняно короткий час само­стійної, але синхронної роботи учнів з навчальним програмним засо­бом, яка спрямована або на його засвоєння, або на закріплення матері­алу, який пояснює вчитель, або на перевірку засвоєння набутих знань або операційних навичок.

В одних випадках дії учнів можуть бути синхронними (наприклад, при роботі з однаковими педагогічними програмними засобами), але не виключаються і ситуації, коли різні учні за допомогою комп'ютера розв'язують задачі в різному темпі або навіть з різними програмними продуктами.

Роль учителя під час фронтальної практичної роботи полягає у забезпеченні синхронності дій учнів і надання оперативної допомоги з ініціативи учнів.

Учні можуть працювати парами або по одному за комп'ютерами, залежно від мети проведення, складності роботи і оснащеності комп'ю­терного класу. При тривалій роботі вдвох можливий стійкий розподіл ролей «виконавець-спостерігач» з різними результатами навчання. В міру зростання впевненості і компетентності учнів потрібно перейти до індивідуальної роботи за комп'ютером.

Помічено, що учні при проведенні фронтальних практичних ро­біт спочатку групуються і лише поступово розходяться по окремих робочих місцях. Останніми відділяються найслабкіші й ті, хто пропу­стив заняття. Але якщо з'являється досить складна проблема, знов виникають пари, угрупування, що взагалі є природним типом пове­дінки людей.

При проведенні практичних робіт оцінювання роботи кожного учня не обов'язкове для вчителя, але бажане для учнів.

На лабораторних роботах передбачається самостійне виконання кожним учнем індивідуального завдання. Мета їх проведення — пе­ревірка і оцінювання навичок та вмінь учнів, що передбачає оціню­вання роботи кожного. Бажано, щоб для проведення лабораторних робіт учителем були розроблені спеціальні інструкції, в яких були о викладені: мета роботи, перелік необхідних знань та вмінь, стислий теоретичний матеріал, приклад виконання завдання з поясненням виконання кожного окремого кроку, індивідуальні завдання, запитання для самоконтролю та вимоги щодо звітності виконання лабораторної роботи.

Практикум — виконання тривалої самостійної роботи з комп'ю­тером у межах одного-двох уроків за індивідуальними завданнями, орієнтованими на використання комп'ютера для виконання окремих громіздких операцій стосовно пошуку потрібних даних, графічних по­будов, обчислень. Робота потребує синтезу знань і вмінь з цілого роз­ділу або теми курсу. В цьому випадку вчитель головним чином здійс­нює індивідуальний контроль за роботою учнів.

Практикум проводиться два-чотири тижні. Вчитель ділить учнів класу на невеликі групи по два-три учні. Кожна група учнів виконує відмінну від інших лабораторну або практичну роботу. Для створення відповідних умов внутрігрупової диференціації діяльності учнів важ­ливо уважно віднестися до складу груп і розподілу обов'язків всере­дині них.

Проведенню практикуму передують вступні лекції й інструктивні заняття. В процесі проведення практикуму застосовуються прийоми актуалізації опорних знань учнів.

Засобом управління діяльністю учнів під час практикуму служать інструкції, які містять правила і послідовність дій школярів, інфор­мацію про повторення необхідного матеріалу, опис і зображення лабо­раторного обладнання, принципів його дії та способів використання, порядок виконання завдань, контрольні запитання з теми і список Додаткової літератури. В ході практикумів учні розв'язують задачі творчого характеру.

Учні самі вирішують, коли їм скористатися комп'ютером, а коли попрацювати з підручником або зробити необхідні записи в зошиті. В ході практикуму вчитель спостерігає за успіхами учнів, надає їм допомогу. При необхідності запрошує всіх до обговорення загальних питань, які виникають у учнів, звертає увагу на характерні моменти чи помилки.

При проведенні практикумів, лабораторних та практичних робіт за комп'ютером учителю необхідно з'ясувати причини помилок учнів, Що виникають при розв'язуванні практичних завдань, і знайти пра­вильний шлях виправлення кожної з них, спробувати самому внести відповідні зміни у програмі, що складається учнем мовою програмування або при роботі в середовищі прикладного програмного забез­печення загального чи спеціального призначення. Враховуючи, що пошук помилок — це, як правило, серйозна головоломка, і що без допомоги вчителя більшість учнів не може знайти помилку і тим більше відшукати спосіб виправлення, завершення самостійного на­лагодження програм та виправлення помилок у відведений час стає серйозною проблемою.

Навчально-дослідницька робота або робота над проектом - виконання тривалої самостійної роботи з комп'ютером у межах кількох уроків за індивідуальними завданнями чи завданнями для груп, орієнтованими на використання комп'ютера для виконання окремих громіз­дких операцій стосовно пошуку потрібних даних, графічних побудов обчислень; робота потребує синтезу знань і умінь з усього курсу інформатики чи її окремого розділу. Вчитель, головним чином, здійснює індивідуальний контроль за роботою учнів, але при цьому особливої уваги потребує постановка завдання, методичне його пояснення та чі­ткі вимоги до виконання й одержання остаточних результатів.

Контрольні і самостійні роботи — проведення контролю знань умінь і навичок в процесі самостійного розв'язування задач різного характеру і рівня складності. До форм проміжного контролю доцільно віднести роботу з тестами, основною метою застосування яких є пере­вірка та оцінювання репродуктивних знань з курсу.

Екскурсія. Можна сформулювати кілька основних цілей екскурсії: показати шляхи використання засобів та методів інформатики як науки в управлінні або на виробництві; зорієнтувати учнів щодо професій, пов'язаних з використанням нових комп'ютерних технологій. Екскур­сія може проводитися до і після вивчення всього курсу інформатики. У першому випадку одна з її цілей — формування інтересу до предмета, в другому — узагальнення знань, їх систематизація, зв'язок з прак­тикою. Екскурсія повинна бути обов'язково підготовленою вчителем: йому потрібно заздалегідь пройти маршрутом екскурсії, з'ясувати і до­мовитися, що і як буде показано, хто конкретно коментуватиме показ. Метою спостереження є конкретна, практична діяльність людей з вико­ристанням комп'ютера під час роботи. Корисно при цьому підготувати перелік запитань, на які учні мають відповісти після екскурси.

До основних етапів уроку інформатики, як правило, належать такі:

1.  Постановка мети уроку.

2.  Ознайомлення з новим матеріалом.

3.  Закріплення нового матеріалу: а) на рівні відтворення інформації і способів діяльності; б) на рівні творчого застосування і відкриття нового.

4.  Перевірка та оцінювання знань, навичок і вмінь.

Залежно від мети уроку послідовність цих етапів може бути різною або деякі можуть бути відсутніми. Проте для кожного уроку обов'язко­вий перший етап — постановка мети, зокрема і перед учнями.

Структура комбінованого уроку характеризується постановкою і досягненням кількох дидактичних завдань. Традиційною для нього є така структура:

- ознайомлення з темою уроку; постановка його цілей і завдань;

- перевірка домашнього завдання;

- перевірка знань і вмінь учнів з пройденого матеріалу;

- подання нового матеріалу;

-первинне закріплення матеріалу, що вивчався;

-підведення підсумків уроку і постановка домашнього завдання.

Структура уроку подання нових знань визначається його основною фактичною метою (введення понять, встановлення властивостей об'єктів, що вивчаються, побудова правил, алгоритмів, програм) та включає такі пункти:

•   повідомлення теми, мети, завдань уроку і мотивація навчальної діяльності;

•   підготовка до вивчення нового матеріалу за допомогою повторення і актуалізації опорних знань;

•   первинне осмислення і закріплення нового матеріалу;

•   постановка домашнього завдання;

•   підведення підсумків уроку.

Основна дидактична мета уроку розвитку і закріплення умінь та навичок — формування певних умінь і навичок. Структура даного уроку:

•   перевірка домашнього завдання; уточнення напрямів актуалізації матеріалу, що вивчався;

•   узагальнення теми, мети, завдань уроку і мотивація навчальної діяльності;

•   відтворення матеріалу, що вивчався, та його застосування в стан­дартних умовах;

•   перенесення одержаних знань і їх первинне застосування в змі­нених умовах з метою формування вмінь і навичок;

•   підведення підсумків уроку;

•   постановка домашнього завдання.

Структура уроку систематизації і узагальнення знань:

•   постановка мети уроку і мотивація навчальної діяльності учнів;

•   відтворення і корекція опорних знань;

•   повторення і аналіз основних алгоритмів, означень, правил;

•   узагальнення і систематизація понять, засвоєння системи знань і їх застосування для пояснення нових фактів і виконання практич­них завдань;

•   засвоєння основних ідей і теорій на основі широкої системати­зації підсумків уроку.

Ефективність уроку визначається мірою адекватності остаточних результатів і мети. Важливо оцінити не тільки знання, вміння і навич­ки як такі, а й шляхи їх здобуття: шляхом передавання навчальної інфо­рмації з подальшим закріпленням учителем або навчання дітей власної діяльності щодо оволодіння змістом навчального предмета на основі їхньої самостійної діяльності.

Вибір методів навчання, організаційних форм і засобів залежить від поставлених цілей уроку. При цьому кожному методу і прийому мають відповідати певні організаційні форми діяльності учнів на уроці.

Зразкова структура і методика проведення уроку засвоєння нових знань.

1.     Перевірка домашнього завдання, актуалізація опорних знань.

2.     Повідомлення теми, мети, задач уроку та мотивація навчальної діяльності учнів.

3.     Подання нового матеріалу. Сприймання і первинне усвідомлення нового матеріалу, осмислення зв'язків і відношень між об'єктами вивчення.

4.     Узагальнення і систематизація знань.

5.     Підведення підсумків уроку і повідомлення домашнього завдання.

Перевірка домашнього завдання.

-       Наявність і охайність перевіряється під час обходу класу;

-       Зміст роботи, її результати перевіряються фронтально, при активній участі всього класу;

-       Більш докладно аналізують тяжкі і недосяжні для багатьох завдання;

-       Письмові завдання оцінюються вчителем після уроку - фронтально або вибірково;

-       На початку уроку короткочасні письмові роботи, тестові завдання, програмоване опитування (машинний або без машинний варіанти), використання комп'ютерних програм тренувального типу;

-       Усне опитування.

В багатьох випадках опорними для засвоєння нових знань є поняття, які були засвоєнні на попередньому уроці. Важливо зосередити увагу учнів на тих особливостях засвоєних понять, на які спирається вчитель при поясненні нового матеріалу.

Повідомлення теми, мети, задач уроку і мотивація навчальної діяльності учнів.

Тему уроку вчитель звичайно повідомляє на початку заняття або при переході до роботи над новим матеріалом. При цьому повідомляється план роботи або основні питання, що підлягають засвоєнню.

В дидактичній літературі рекомендується повідомляти мету і задачі кожного уроку, щоб учень уявляв передбачуваний результат або який звіт може зажадати від нього вчитель, і вмів спланувати свою роботу.

Прийоми повідомлення мети уроку:

-  Водночас з оголошенням теми;

- В вигляді проблемного завдання або евристичного питання, пізнавальної задачі, що створюють проблемну ситуацію і викликають бажання подолати протиріччя, виникле при цьому;

-  Заздалегідь записати і повісити в кабінеті.

Мотивація навчання може не складати окремого етапу уроку, а вестися на протязі всього заняття, а може бути реалізована в вигляді постановки цікавої задачі, проблеми, прикладу з життєвої практики, що призводить до проблеми, розв'язати яку можна тільки після вивчення нового матеріалу.

Прийоми мотивації:

- Показ практичної значущості теми;

- Створення проблемної ситуації;

- В кінці вивчення нового матеріалу вчитель створює ситуацію успіху на етапі засвоєння нового матеріалу.

Викладення нового матеріалу.

По оцінкам психологів для повноцінного засвоєння матеріалу учні повинні зустрітися з матеріалом в різноманітних ситуаціях і комбінаціях не менш 6 раз.

Прийоми: усне викладення, бесіда, проблемне викладення, самостійна робота по підручнику, спостереження, лабораторний досвід, аналіз експериментального матеріалу, різноманітні демонстрації, використання НІТ.

Узагальнення і систематизація знань

Задача цього етапу - приведення в єдину систему засвоєні на уроці поняття з вивченими раніше знаннями.

Прийоми узагальнення і систематизації:

- Порівняння;

- Зіставлення;

- Укладання таблиць, що систематизують знання;

Для цього етапу виділяють 3-7 хв.

Підведення підсумків уроку:

1.     Вчитель стисло повідомляє, що нового дізналися учні на уроці;

2.     Як працював весь клас і окремі учні;

3.     Оцінює роботу учнів на уроці;

4.     Повідомляє домашнє завдання, пояснює зміст домашньої роботи, прийоми і послідовність її виконання і оформлення.