Программа по информатике для профильных классов

Место курса в образовательном процессе

Изменение взглядов на предмет информатики как науки, её место в системе научного знания требует существенных изменений в содержании образования по информатике. В связи с этим особую актуальность приобретают раскрытие личностных резервов учащихся и создание соответствующей среды.

Никакая система задач, какой бы хорошей она ни была, никакие тренинги памяти, внимания и т. п. не дают того эффекта, который возникает в случае, если учащиеся осознают необходимость решения тех или иных задач, если у них появляется острая необходимость к преодолению интеллектуальных трудностей, связанных с познанием, если они видят смысл в сотрудничестве с одноклассниками и учителем.

Содержание обучения, представленное в программе профильного курса для 10 классов, позволяет вести обучение школьников в режиме актуального познания. Практическая направленность курса на создание внешних образовательных продуктов - блок-схем, алгоритмов, исполняемых файлов - способствует выявлению фактов, которые невозможно объяснить на основе имеющихся у школьников знаний. Возникающие при этом познавательные переживания обусловливают сознательное отношение к изучению основных теоретических положений информатики.

Проявления трудолюбия, целеустремленности и одухотворённости, возникающие при воплощении замыслов учащихся в рамках профильного курса стимулируют развитие индивидуально-личностных качеств школьников.

Профильный курс информатики для 10 класса включён в школьный компонент учебного плана и является предметом по выбору для учащихся старшей ступени. При создании курса предполагалось, что учащиеся ранее не были знакомы с базовыми понятиями. Здесь они расширят и углубят свои навыки и умения работать с основными типами данных и операторов, познакомятся с построением графических изображений средствами языка Pascal.

Активизация познавательного процесса позволяет учащимся более полно выражать свой творческий потенциал и реализовывать собственные идеи в изучаемой области знаний, создаёт предпосылки по применению освоенных навыков программирования в других учебных курсах, а также способствует возникновению дальней мотивации, направленной на освоение профессий, связанных с разработкой программного обеспечения.

Курс служит средством внутрипрофильной специализации в области новых информационных технологий, что способствует созданию дополнительных условий для проявления индивидуальных образовательных интересов учащихся.

Общие требования к образованности учащихся

Для качественного обучения необходимо, чтобы учащиеся обладали базовыми знаниями по математике на уровне 9 класса и навыками работы в файловой системе Windows.

Также приветствуется умение учиться независимо от других, планировать и организовывать свою деятельность.

Концепция курса

Ключевой особенностью курса является его направленность на формирование у учащихся навыков поиска собственного решения поставленной задачи, составления алгоритма решения и реализации алгоритма с помощью средств программирования.

Для школьников, выбравших информационно-технологический профиль, этот элективный курс - возможность развить навыки программирования на языке Pascal. Программирование - это стержень как базового, так и профильного курсов информатики. В рамках предлагаемого элективного курса «Основы алгоритмизации и программирование на языке Pascal» изучение основ программирования на языке Pascal - это не столько средство подготовки к будущей профессиональной деятельности, сколько формирование новых общеинтеллектуальных умений и навыков: разделение задачи на этапы решения, построение алгоритма и др. Исключительно велика роль программирования для формирования мышления школьников, приёмов умственных действий, умения строить модели, самостоятельного нахождения и составления алгоритмов решения задач, умения чётко и лаконично реализовывать этапы решения задач. Использование этих возможностей для формирования общеинтеллектуальных и общеучебных умений школьников активизирует процесс индивидуально-личностного становления учащихся.

Общепедагогическая направленность занятий - гармонизация индивидуальных и социальных аспектов обучения по отношению к информационным технологиям. Умение составлять алгоритмы решения и навыки программирования являются элементами информационной компетенции - одной из ключевых компетенций современной школы. Умение находить решение, составлять алгоритм решения и реализовать его с помощью языков программирования - необходимое условие подготовки современных школьников. Особая роль отводится широко представленной в курсе системе рефлексивных заданий. Освоение рефлексии направлено на осознание учащимися того важного обстоятельства, что наряду с разрабатываемыми ими продуктами в виде программ на компьютере рождается основополагающий образовательный продукт: освоенный инструментарий. Именно этот образовательный продукт станет базой для творческого самовыражения учащихся в форме различных программ.

Цели изучения курса:

• понять значение алгоритмизации как метода познания окружающего мира, принципы структурной алгоритмизации;

• овладеть базовыми понятиями теории алгоритмов;

• научиться разрабатывать эффективные алгоритмы и реализовывать их в виде программы, написанной на языке программирования Pascal.

Задачи курса:

• познакомиться с понятиями алгоритма, вычислимой функции, языка программирования;

• научиться составлять и читать блок-схемы;

• сформировать навыки выполнения технологической цепочки разработки программ средствами языка программирования Pascal;

• изучить основные конструкции языка программирования Pascal, позволяющие работать с простыми скалярными и составными (массивами, файлами, множествами, строками) типами данных;

• научиться работать с графическими средствами языка программирования Pascal;

• научиться применять подпрограммы при написании программ на языке программирования Pascal;

• научиться отлаживать и тестировать программы, делать выводы о работе этих программ.

Методы обучения

Отбор методов обучения обусловлен необходимостью формировать у старшеклассников информационную и коммуникативную компетентности, реализовывать личностно-ориентированное обучение, направлять их на самостоятельное решение разнообразных проблем, развивать исследовательские и творческие способности. Решение данных задач кроется в организации деятельностного подхода к обучению, в проблемном изложении материала учителем, в переходе от репродуктивного вида работ к самостоятельным, поисково-исследовательским видам деятельности. Поэтому основным методом обучения в данном элективном курсе является метод проектов, а основная методическая установка - обучение старшеклассников навыкам самостоятельной творческой деятельности.

Формы организации учебных занятий

Организация учебного процесса с использованием учебно-методического комплекта предусматривает наличие двух взаимосвязанных и взаимодополняющих форм:

• урочная форма, когда учитель во время урока объясняет новый материал и консультирует учащихся в процессе выполнения ими практических заданий на компьютере;

• внеурочная форма, когда учащийся вне уроков самостоятельно выполняет на компьютере практические задания.

Планируемые результаты курса

В рамках курса «Основы алгоритмизации и программирование на языке Pascal» учащиеся овладевают следующими знаниями, умениями и способами деятельности:

• умеют составлять алгоритмы для решения задач;

• умеют реализовывать алгоритмы на компьютере в виде программ, написанных на языке Pascal;

• владеют основными навыками программирования на языке Pascal;

• умеют отлаживать и тестировать программы, написанные на языке Pascal.

Способы оценивания уровня достижений учащихся

Предметом диагностики и контроля в курсе «Основы алгоритмизации и программирование на языке Pascal» являются внешние образовательные продукты учащихся (созданные блок-схемы, программы), а также их внутренние личностные качества (освоенные способы деятельности, знания, умения), которые относятся к целям и задачам курса.

Педагогическая ценность контроля заключается в том, что он даёт всестороннюю информацию о способностях учащихся к анализу или синтезу, оценочным суждениям и позволяет оценить эффективность учебного труда для каждого из них.

Диагностика и контроль - необходимые части учебного процесса, но увеличение их доли неизбежно приводит к сокращению времени на изучение материала. Контроль и диагностика должны быть действенными. Поэтому необходимо анализировать результаты проверки и принимать меры по коррекции образовательного процесса. От этого зависит, станут ли способы оценивания уровня достижений учащихся результативными.

Качество внешней образовательной продукции желательно оценивать по следующим параметрам:

• алгоритм должен быть оптимальным по скорости выполнения и максимально простым в реализации на языке программирования;

• программа должна выполнять поставленные задачи;

• по степени «читаемости кода» (должны быть соблюдены отступы, обязательное наличие комментариев к коду программы и т. д.).

Созданными внешними образовательными продуктами учащиеся могут пополнять собственные портфолио.

Проверка достигаемых учащимися результатов производится в следующих формах:

• текущий рефлексивный самоанализ, контроль и самооценка учащимися выполняемых заданий;

• текущая диагностика и оценка учителем деятельности школьников;

• публичная защита выполненных учащимися творческих работ (индивидуальных и групповых);

• итоговая оценка деятельности и образовательной продукции ученика в соответствии с его индивидуальной образовательной программой освоения курса;

• итоговая качественная оценка индивидуальной деятельности школьников учителем в виде отзыва или рекомендации.

Итоговый контроль проводится в конце всего курса. Он организуется в форме защиты творческих работ. По усмотрению учащихся как сами работы, так и полученные отзывы могут использоваться для комплектации портфолио.

Состав учебно-методического комплекта

Учебно-методический комплект по курсу включает учебное пособие, содержащее необходимый теоретический материал, и рабочую тетрадь, в которую заносятся ход выполнения самостоятельных упражнений и заметки по ходу изучения теоретического материала.

Курс, имея собственную доминантную направленность, предполагает интеграцию с другими учебными предметами. Информационная составляющая этих предметов может использоваться школьниками в процессе разработки программ.

Аппаратное обеспечение:

1. IBM PC-совместимый компьютер.

2. Процессор не ниже Pentium-100.

3. Оперативная память не меньше 16 Мб.

Программное обеспечение:

1. Операционная система: Windows 2000 (или выше).

2. Одна из сред разработки:

Borland Pascal 7.0,

Turbo Pascal 7.0,

Free Pascal 2.0 (или выше),

TMT Pascal 3.9 (или выше).

Тематический план курса

Наименование разделов и тем

Количество

часов

Всего

Прак. занятия

Введение

2

1

Раздел 1. Основы языка

14

10

1. Структура программы на языке Pascal. Типы данных и операторы

4

3

2. Логический тип данных. Условный оператор. Составной оператор

5

5

3. Оператор выбора варианта. Символьный тип данных

3

2

Контрольная работа № 1

2

Раздел 2. Циклы и графика

15

11

1. Операторы цикла с условием

5

4

2. Оператор цикла с параметром

3

3

3. Построение графических изображений средствами языка Pascal

5

4

Контрольная работа № 2

2

Раздел 3. Сложные типы данных

16

10

1. Одномерные массивы

4

3

2. Многомерные массивы

4

3

3. Строковый тип данных

4

3

4. Множественный тип данных

2

1

Контрольная работа № 3

2

Раздел 4. Шаги к профессионализму

15

12

1. Комбинированный тип данных. Оператор присоединения

4

3

2. Подпрограммы

5

4

3. Работа с файлами

6

5

Индивидуальный проект

4

4

Резерв времени

4

ВСЕГО

68

48

Содержание курса

Введение

Учащиеся должны знать / понимать:

• понятие алгоритма;

• понятие исполнителя;

• свойства алгоритма;

• язык блок-схем.

Учащиеся должны уметь:

• записать алгоритм разными способами;

• определить исполнителя алгоритма.

Алгоритмы. Способы записи алгоритма. Исполнители алгоритма. История и классификация языков программирования. Программы.

Раздел 1. Основы языка

Тема 1.1. Структура программы на языке Pascal.

Типы данных и операторы

Учащиеся должны знать / понимать:

• общую структуру программы;

• типы данных;

• целые, вещественные типы данных и операции над ними;

• оператор присваивания;

• операторы ввода-вывода.

Учащиеся должны уметь:

• пользоваться интерфейсом среды программирования Turbo Pascal;

• использовать команды редактора;

• организовывать ввод и вывод данных;

• записывать арифметические выражения.

Язык программирования Pascal и его характерные особенности. Структура программы на языке Pascal. Простейшая программа. Тело программы. Среда программирования Turbo Pascal. Элементы языка Pascal. Создание и исполнение программ в среде программирования Turbo Pascal. Операторы ввода-вывода. Использование памяти. Переменные. Типы данных в языке Pascal. Простые типы данных. Целые и вещественные типы. Значения. Операторы присваивания. Операции, допустимые с переменными и значениями целого и вещественного типа.

Практическая работа: работа с системой Turbo Pascal. Составление программ. Задачи и упражнения разделов «Алгоритмы», «Способы описания алгоритмов», «Простые типы данных. Описание переменных», «Числовые типы данных. Выражения. Оператор присваивания. Процедуры ввода, вывода».

Тема 1.2. Логический тип данных. Условный оператор.

Составной оператор

Учащиеся должны знать / понимать:

• назначение условного оператора;

• способ записи условного оператора;

• логический тип данных;

• логические операторы OR, AND, NOT;

• операторные скобки BEGIN…END.

Учащиеся должны уметь:

• использовать условный оператор;

• создавать сложные условия с помощью логических операторов.

Логический тип данных. Логические выражения. Сложные условные выражения (логические операции and, оr, not). Условный оператор. Составной оператор.

Этапы решения задачи на ЭВМ.

Практическая работа: решение задач по теме «Условный оператор». Упражнения и задачи разделов «Логический тип данных. Конструкции ветвления», «Этапы решения задач на ЭВМ».

Тема 1.3. Оператор выбора. Символьный тип данных

Учащиеся должны знать / понимать:

• назначение оператора выбора варианта;

• организацию таблицы ASCII-кодов;

• операции, допустимые над данными символьного типа.

Учащиеся должны уметь:

• правильно применять оператор выбора варианта;

• описывать данные символьного типа;

• определять код символа и символ по заданному коду;

• использовать основные функции для символьного типа данных.

Оператор выбора. Символьный тип данных. Организация таблицы ASCII-кодов. Операции над данными символьного типа.

Практическая работа: решение задач по теме «Оператор варианта». Упражнения и задачи раздела «Символьный тип данных. Оператор варианта».

Контрольная работа № 1.

Раздел 2. Циклы и графика

Тема 2.1. Операторы циклов с условием

Учащиеся должны знать / понимать:

• циклы с условием и их виды;

• различие между циклами с предусловием и постусловием;

• правила записи циклов с предусловием и постусловием;

• примеры использования циклов различных типов.

Учащиеся должны уметь:

• определять вид цикла, наиболее удобный для решения поставленной задачи;

• использовать цикл с предусловием;

• использовать цикл с постусловием.

Понятие цикла. Тело цикла. Условия выполнения тела цикла. Циклы с условием и их виды. Оператор цикла с предусловием, блок-схема оператора. Оператор цикла с постусловием. Отличия циклов с предусловием от циклов с постусловием. Вложенные циклы. Бесконечные циклы.

Практическая работа: решение задач по теме «Оператор цикла с предусловием и с постусловием». Упражнения и задачи раздела «Операторы циклов» из рабочей тетради.

Тема 2.2. Оператор цикла с параметром

Учащиеся должны знать / понимать:

• назначение и особенности использования цикла с параметром;

• формат записи цикла с параметром;

• тип данных параметра цикла.

Учащиеся должны уметь:

• определять целесообразность применения цикла с параметром для решения поставленной задачи;

• использовать цикл с параметром.

Оператор цикла с параметром. Правила записи параметра цикла. Вложенные циклы.

Практическая работа: решение задач по теме «Оператор цикла с параметром». Упражнения и задачи раздела «Операторы циклов» из рабочей тетради.

Тема 2.3. Построение графических изображений

средствами языка Pascal

Учащиеся должны знать / понимать:

• основные принципы построения графических изображений;

• способ инициализации графического режима работы;

• процедуры и функции модуля Graph.

Учащиеся должны уметь:

• инициализировать графический режим работы;

• использовать для построения графических изображений процедуры и функции модуля Graph.

Подключение модулей. Работа с модулем Graph. Графический режим работы монитора. Переключение монитора в графический режим. Координаты. Подпрограммы вывода графических изображений. Пиксель. Вывод пикселя. Создание простейших графических изображений.

Практическая работа: построение графических изображений средствами языка Pascal. Упражнения и задачи раздела «Графика» из рабочей тетради.

Контрольная работа № 2.

Раздел 3. Сложные типы данных

Тема 3.1. Одномерные массивы

Учащиеся должны знать / понимать:

• сложные типы данных;

• назначение массивов;

• способ описания одномерного массива;

• операции, выполняемые с массивами;

• способ доступа к элементам массива;

• алгоритмы поиска минимального и максимального элементов массива.

Учащиеся должны уметь:

• описывать массивы;

• вводить элементы массива;

• выводить элементы массива;

• находить минимальный и максимальный элементы массива.

Сложные типы данных. Массивы. Одномерные массивы. Ячейки массива. Индексы. Описание одномерных массивов. Ввод, вывод массивов. Работа с массивами: поиск элемента в массиве, поиск минимума и максимума, нахождение суммы элементов массива и т. д.

Практическая работа: решение задач по теме «Некоторые составные типы». Упражнения и задачи раздела «Регулярные типы (массивы)» из рабочей тетради.

Тема 3.2. Многомерные массивы

Учащиеся должны знать / понимать:

• назначение многомерных массивов;

• способ описания многомерных массивов;

• способ доступа к элементам многомерного массива.

Учащиеся должны уметь:

• использовать многомерные массивы;

• приводить примеры использования многомерных массивов.

Многомерные массивы. Описание многомерных массивов. Ввод, вывод массивов. Работа с массивами: поиск элемента в массиве, поиск минимума и максимума, нахождение суммы элементов массива и т. д.

Практическая работа: решение задач по теме «Некоторые составные типы». Упражнения и задачи раздела «Регулярные типы (массивы)» из рабочей тетради.

Тема 3.3. Строковый тип данных

Учащиеся должны знать / понимать:

• назначение строкового типа данных;

• способы описания строк;

• операторы для работы со строками;

• процедуры и функции для работы со строками;

• операции со строками.

Учащиеся должны уметь:

• описывать строки;

• соединять строки;

• находить длину строки;

• вырезать часть строки;

• находить подстроку в строке;

• находить количество слов в строке.

Строки. Строковый тип данных. Описание строк. Ввод, вывод строковых переменных. Операции со строками: конкатенация, сравнение. Функции и процедуры для работы со строками: определение длины строки, удаление подстроки, вставка подстроки.

Практическая работа: решение задач по теме «Строковый тип». Упражнения и задачи раздела «Строковый тип данных» из рабочей тетради.

Тема 3.4. Множественный тип данных

Учащиеся должны знать / понимать:

• понятие множества;

• способы описания множества;

• операторы работы с множествами.

Учащиеся должны уметь:

• описывать множества;

• задавать константы-множества;

• определять принадлежность элемента множеству;

• вводить элементы множества;

• выводить элементы множества.

Множества. Множественный тип данных. Описание множеств. Операции, допустимые над множествами: объединение, пересечение, разность, включение. Оператор определения принадлежности элемента множеству.

Практическая работа: решение задач по теме «Множественный тип». Упражнения и задачи раздела «Комбинированный тип данных (запись)» из рабочей тетради.

Контрольная работа № 3.

Раздел 4. Шаги к профессионализму

Тема 4.1. Комбинированный тип данных. Оператор присоединения

Учащиеся должны знать / понимать:

• понятие записи;

• назначение записи;

• способ описания записи;

• обращение к полю записи;

• оператор присоединения.

Учащиеся должны уметь:

• разрабатывать программы, использующие записи;

• использовать оператор присоединения.

Комбинированный тип данных. Записи. Поля записей. Описание записей. Способы обращения к полям записи. Оператор присоединения.

Практическая работа: решение задач по теме «Комбинированный тип (запись)». Упражнения и задачи раздела «Комбинированный тип данных (запись)» из рабочей тетради.

Тема 4.2. Подпрограммы

Учащиеся должны знать / понимать:

• понятие подпрограммы;

• способы описания процедуры;

• способы описания функции;

• отличия функций от процедур;

• принципы структурного программирования;

• понятие локальных переменных подпрограмм;

• понятие формальных и фактических параметров подпрограмм;

• способ передачи параметров.

Учащиеся должны уметь:

• создавать и использовать процедуры;

• создавать и использовать функции;

• использовать механизм параметров для передачи значений в подпрограмму.

Подпрограммы. Цели и преимущества использования подпрограмм. Виды подпрограмм. Процедуры. Описание процедур. Функции. Описание функций. Параметры подпрограмм. Формальные и фактические параметры. Область действия переменных. Параметры-переменные, параметры-значения. Передача параметров по значению. Передача параметров по ссылке.

Практическая работа: решение задач по теме «Подпрограммы». Упражнения и задачи раздела «Подпрограммы» из рабочей тетради.

Тема 4.3. Работа с файлами

Учащиеся должны знать / понимать:

• понятие файловой переменной;

• способы описания файловых переменных;

• отличия типизированных файлов от текстовых;

• последовательность работы с файлом на диске.

Учащиеся должны уметь:

• инициализировать файловую переменную;

• открывать файл для чтения или записи;

• производить чтение или запись данных в файл.

Файловый тип данных. Файловые переменные. Типизированные файлы. Текстовые файлы. Основные операции с файлами.

Практическая работа: решение задач по теме «Файловые типы». Упражнения и задачи раздела «Файловые типы» из рабочей тетради.

Индивидуальный проект.