Методика изучения программирования гуманитариями

Министерство образования и науки Российской Федерации Филиал ФГБОУ ВПО «Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. Ушинского» в г. Углич Ярославской области Кафедра Теории и методики профессионального образования Направление 50 100.62 «Педагогическое образование»

Профиль «Информатика и информационные технологии в образовании»

КУРСОВАЯ РАБОТА на тему: «Методика изучения программирования гуманитариями»

Работа выполнена студенткой группы УФ-37

Новиковой Валерией Александровной Научный руководитель:

Старший преподаватель, к.п.н.

Заводчикова Надежда Ивановна Углич

2013 г.

Введение

Глава 1. Особенности изучения темы «Программирование» учащимися гуманитарного профиля

1.1 Концепция профильного обучения на старшей ступени общего образования

1.2 Кто такие гуманитарии и их психологические особенности

1.3 Отражение темы в учебно-методической литературе Глава 2. Набор задач для изучения темы «Программирование» в старших классах гуманитарного профиля

2.1 Линейные алгоритмы

2.2 Алгоритмы с ветвлениями

2.3 Алгоритмы с повторениями Заключение Список литературы Приложение

Информатика в силу значительной прикладной составляющей содержания обучения представляет собой естественную сферу дифференциации обучения. Обучение информатике отвечает потребностям различных направлений специализации в старших классах и именно поэтому уже достаточно широко используется в школьной практике. Но наряду с очевидным положительным опытом появляются и отрицательные тенденции в формировании содержания обучения информатике.

Например, несмотря на перенасыщенность школ компьютерной техникой, на всеобщую доступность компьютеров и сети Интернет, нет положительных сдвигов в уровне общей подготовки учащихся. Полное отсутствие представлений об алгоритмизации и технологиях программирования у выпускников школ вызывает беспокойство учителей и приводит к изменению учебных планов в сторону продолжительности обучения на вводных курсах. По мнению зарубежных ученых и специалистов в области образования вопросы, связанные с алгоритмизацией и программированием являются фундаментальными и обязательно должны изучаться на вводных курсах информатики вне зависимости от дальнейшего профиля обучения.

Изучение алгоритмизации в программистском аспекте связано с введением группы понятий (в дополнение к алгоритмическим структурам): понятия величины, типа и структуры величины, константы и переменной, присваивания значения переменной, действия (операции) над величинами, выражения (арифметические, логические, строковые). При наличии небольшого объема учебного времени, программирование в базовом курсе может изучаться лишь на уровне введения. Основная задача ограничивается рамками все той же линии компьютера: раскрывается понятие программного управления работой компьютера. Изучение происходит на примерах из математики, геометрии, физики. Показывается, как организуется простейший диалог компьютера с человеком: компьютер спрашивает, ученик отвечает, компьютер реагирует на ответ в соответствие с его содержанием. Показывается, как организуются простейшие вычисления, например, складывают два числа, находят последовательность чисел Фибоначчи, находят объем, площадь, периметр геометрических фигур по некоторым известным данным, находят значения различных функций и т. п. И все! Этого вполне достаточно с точки зрения обучения школьников в не зависимости от их профиля.

Сегодня программирование на любительском уровне с практической точки зрения не представляет интереса. Используя прикладные программы можно сделать гораздо больше, чем с помощью языков программирования на ученическом уровне. Такую цель можно ставить только перед профильным или элективным курсом информатики математического, экономического и технологического профиля. В классах гуманитарного профиля необходимо продолжение изучения технологий программирования.

Ранее, в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом (далее ФГОС) первого поколения (2004 г.), тема программирование едва затрагивалась в курсе изучения информатики в общеобразовательной школе. С введением ФГОС второго поколения, в настоящее время на уроках информатики программированию уделяется более пристальное внимание. [13, 18] Здесь целесообразно построить обучение на простых примерах понятных гуманитариям (встречающихся в обыденной жизни). Показать, как организуются простейшие вычисления, например, вводится длина и ширина комнаты, выводится необходимое количество рулонов обоев; или вводятся предложение или слово, выводится количество гласных и согласных и т. п.

Таким образом, актуальность исследования заключается в необходимости подбора заданий по программированию для учащихся классов гуманитарного профиля.

Объект исследования: процесс обучения учащихся гуманитарного профиля по теме «Программирования» в старшем звене общеобразовательной школы.

Предмет исследования: набор заданий по теме «Программирование» в курсе информатики для учащихся гуманитарного профиля.

Цель исследования: разработать набор заданий для обучения программированию в курсе информатики учащихся гуманитарного профиля.

Для достижения цели исследования необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить действующие нормативные документы, регламентирующие процесс обучения информатике на старшей ступени общего образования

2. Рассмотреть психологические особенности учащихся с гуманитарными складом мышления.

3. Проанализировать «Программирование» в учебно-методической литературе;

4. Разработать набор задач для обучения программированию учащихся с гуманитарными особенностями мышления.

В работе использовались следующие методы исследования:

· изучение и анализ научно-методической, психолого-педагогической, учебной и специальной литературы по проблеме исследования;

· изучение и анализ учебников и учебных пособий по информатике для старшей школы;

· изучение и анализ педагогического опыта;

· изучение и анализ учебно-методической документации (учебных программ, планов, нормативных документов, методических руководств).

Научная новизна и теоретическая значимость заключается в исследовании учебно-методического материала по теме «Программирование» на уроках информатики в старшем звене общеобразовательной школы.

Практическая значимость исследования заключается в разработке набора заданий, для освоения учащимися темы «Программирование» гуманитарного профиля Курсовая работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложения. В первой главе представлены теоретические сведения о психологических особенностях гуманитариев, концепция профильного обучения на старшей ступени общего образования и анализ учебно-методической литературы по технологии программирования в школе. Вторая глава работы посвящена разработке набора заданий различного уровня сложности по программированию гуманитарного профиля.

профильный обучение программирование алгоритм

Глава 1 Особенности изучения темы «Программирование» учащимися гуманитарного профиля

1.1 Концепция профильного обучения на старшей ступени общего образования

Согласно «Концепции профильного обучения на старшей ступени общего образования» 2010 года, построенной с опорой на отечественные теоретические разработки в области дифференциации обучения и зарубежный опыт профилизации общего образования, структура содержания образования в рамках профильного обучения представлена тремя типами курсов: базовыми общеобразовательными, профильными общеобразовательными, элективными курсы. Такая структура при соблюдении других организационно-педагогических условий предоставляет возможность построения комбинаций различных учебных курсов, которые обеспечивают гибкую систему профильного обучения. Одним из таких дополнительных условий является отражение трёхчастной структуры ПО в Государственном образовательном стандарте (ГОС) среднего (полного) общего образования. Отметим, что это условие соблюдено в действующем ГОС (Федеральный компонент государственного стандарта общего образования. Часть II. Среднее (полное) общее образование), при этом в условиях введения ПО данный стандарт выполняет следующие основные функции:

— выступает инструментом уровневой дифференциации содержания среднего (полного) общего образования;

— служит основой для построения базовых и профильных курсов по всем примерным профилям;

— обеспечивает преемственность требований «выхода» общеобразовательной школы и требований «входа» профессиональной школы;

— содержит требования к минимально допустимым результатам общего образования, выступать гарантией защиты от учебных перегрузок и сохранения здоровья учащихся на старшей ступени общеобразовательных школ.

Охарактеризуем далее основные компоненты структуры профильного обучения.

Базовые общеобразовательные предметы — курсы, обязательные для изучения школьниками во всех профилях обучения. Состав базовых общеобразовательных предметов, обеспечивающих минимальный уровень общего образования для каждого старшеклассника, должен отражать общепризнанные взгляды на цели, задачи, функции общего образования. Отечественная практика показывает, что оптимальным является следующий набор обязательных общеобразовательных предметов: математика, русский язык и литература, иностранный язык, история, физическая культура, а также интегрированные курсы обществознания для естественно-математического, технологического профилей, естествознания — для гуманитарного, филологического, социально-экономического профилей. Сказанное не означает, что отвергается возможность изучения на базовом, минимальном уровне тех общеобразовательных учебных предметов (информатика, география, искусство и др.), которые не вошли в указанный выше список. Они не являются обязательными для всех профилей, но каждый из них может войти в содержание того или иного профиля в зависимости от специализации образования в нем. Например, курс географии на базовом уровне предусмотрен в содержании социально-экономического профиля, а на профильном уровне в одном из вариантов естественнонаучного профиля.

Профильные общеобразовательные предметы — курсы повышенного уровня (углубленные, профессиональноили вузо-ориентированные курсы), определяющие специализацию каждого конкретного профиля обучения. Так, физика, химия, биология — профильные предметы в естественнонаучном профиле; литература, русский и иностранные языки — в филологическом профиле и т. д.

Состав базовых и профильных общеобразовательных предметов определяет состав федерального компонента БУП. Другие компоненты БУП (региональный и школьный) на старшей ступени школы представлены в нем «рамочно» — с указанием только числа часов, отводимых на их изучение (подробнее см. приложение «Примерные учебные планы для некоторых возможных профилей»).

Базовые и профильные предметы, выполняя различные функции в системе профильного обучения, имеют и ряд различий, как в целях, так и в содержании.

Различия на уровне состава предметов. Во-первых, в состав профильных входят только те предметы, которые углубляют содержание базовых общеобразовательных предметов. Во-вторых, на профильном уровне базовые предметы (образовательные области) могут быть представлены совокупностью отдельных профильных предметов. Например, образовательная область «Естествознание» на профильном уровне может быть представлена совокупностью естественнонаучных курсов: физики, химии, биологии, физической географии. Обществознание — курсами экономики, права, социологии, культурологии и т. д. В третьих, некоторые учебные предметы могут быть не представлены в рамках федерального компонента БУПа на профильном уровне. К их числу следует, видимо, отнести ОБЖ и физическую культуру (помимо специальных спортивных школ). Одновременно такой учебный предмет, как технология, на наш взгляд, не может быть представлен в старшем звене школы единым базовым, т. е. инвариантным по содержанию, курсом. При этом ЕГЭ по названным выше учебным предметам (ОБЖ, технология, физическая культура) не проводятся.

Различия на уровне целей базовых и профильных предметов. Хотя оба типа предметов носят общеобразовательный характер, они ориентированы на приоритетное решение разных комплексов задач.

Базовые предметы в большей степени связаны с мировоззренческими, воспитательными и развивающими задачами общего образования. Их содержание включает основные достижения и ценности отечественной и мировой культуры, определяющие мировоззренческие позиции человека, самоопределение личности в окружающем мире, ее социализацию. К числу основных задач базовых предметов следует отнести формирование общеучебных, обще интеллектуальных умений, способности к самостоятельности, самоорганизации, готовности к сотрудничеству, толерантности, умение вести диалог и т. д. Эти умения носят междисциплинарный, надпредметный характер и овладение ими может быть описано как овладение ключевыми компетенциями (именно ключевыми, а не множеством узкопредметных, как это сделано в действующей версии стандартов).

Ряд общеобразовательных функций и задач для базовых предметов на старшей ступени школы уходят на второй план, реализуются опосредованно. Среди таких задач можно назвать задачи профориентации, подготовки к профессиональной деятельности, последующему профессиональному образованию.

Задачи профильных предметов во многом определяются основным мотивом учащихся, поступающих в профильную школу, — это подготовка к поступлению в вуз, получение высшего профессионального образования. По данным социологических опросов, 95−96% школьников именно в этом видят смысл обучения в X-XI классах.

Наконец, ограничивая задачи базовых предметов формированием обще учебных умений, ключевых компетенций, мы тем самым существенно снижаем требования к регламентации содержания обязательного минимума, увеличиваем рамки его вариативности. Поэтому для описания этого содержания можно существенно укрупнить дидактические единицы. Напротив, для профильного уровня (учитывая, в частности, его тесную связь с ЕГЭ и требованиями к абитуриентам вузов разных специальностей) уровень детализации имеет большое значение как для минимума содержания, так и особенно для требований к результатам обучения.

Элективные курсы — обязательные курсы по выбору учащихся, входящие в состав профиля обучения на старшей ступени школы. Как отмечается в письме Департамента общего и дошкольного образования Минобразования РФ «Об элективных курсах в системе профильного обучения на старшей ступени общего образования», элективные курсы играют важную роль в системе профильного обучения на старшей ступени школы. В отличие от факультативных курсов, существующих ныне в школе, элективные курсы обязательны для старшеклассников. Они тесно связаны с удовлетворением индивидуальных образовательных интересов, потребностей и склонностей каждого школьника. Именно они по существу и являются важнейшим средством построения индивидуальных образовательных программ, так как в наибольшей степени связаны с выбором каждым школьником содержания образования в зависимости от его интересов, способностей, последующих жизненных планов. Элективные курсы как бы «компенсируют» во многом достаточно ограниченные возможности базовых и профильных предметов в удовлетворении разнообразных образовательных потребностей старшеклассников .

Элективные курсы выполняют четыре основные функции.

? Они могут быть «надстройкой» профильного предмета. Тогда такой дополненный профильный предмет становится в полной мере углубленным, а школа (класс), в котором он изучается, превращается в традиционную спецшколу с углубленным изучением отдельных учебных предметов.

? Элективные курсы могут развивать содержание одного из базовых предметов, изучение которого в данной школе (классе) осуществляется на минимальном общеобразовательном уровне. Это позволяет, во-первых, поддерживать изучение смежных учебных предметов на профильном уровне и, во-вторых, интересующимся школьникам удовлетворить свои познавательные потребности и получить дополнительную подготовку, например, для сдачи ЕГЭ по выбранному предмету на профильном уровне. Примером таких элективных курсов могут служить курсы: «Математическая статистика» для школьников, выбравших экономический профиль, «Компьютерная графика» для индустриально-технологического профиля или «Алгоритмизация и программирование» для гуманитарного профиля.

? Еще один тип элективных курсов может быть ориентирован на приобретение школьниками образовательных результатов для успешного продвижения на рынке труда. Примером подобных курсов могут служить курсы «Делопроизводство» или «Деловой английский язык», курсы по подготовке к работе в сфере обслуживания и т. д.

? Элективные курсы, ориентированные на познавательные интересы отдельных школьников, выходящие за рамки традиционных школьных предметов и распространяющиеся на области деятельности человека вне круга выбранного ими профиля обучения. Примером подобных курсов могут служить элективные курсы типа «Основы рационального питания», «Подготовка автолюбителя» или «Основы программирования». [15]

Таким образом, элективные курсы во многом восполняют «пробелы» базовых и профильных предметов. В этой связи, помимо уже названных выше функций, они направлены на формирование умений и способов деятельности (ключевых компетенций), связанных с решением практических задач, на получение дополнительных знаний, интегрирующих полученные ранее в единую научную картину мира, на приобретение образовательных результатов, востребованных на рынке труда.

Оценивая возможность и педагогическую целесообразность введения тех или иных элективных курсов следует помнить и о таких важных их задачах, как формирование при их изучении умений и способов деятельности для решения практически важных задач, продолжение профориентационной работы, осознание возможностей и способов реализации выбранного жизненного пути и т. д.

Элективные курсы реализуются в образовательном учреждении за счет времени, отводимого на школьный компонент.

1.2 Кто такие гуманитарии и их психологические особенности

На самом деле гуманитарий — не тот, кто любит читать хорошие книжки. Любить читать должен каждый нормальный человек, обладающий воображением. Великий физик Альберт Эйнштейн восхищался Достоевским. Генеральный конструктор космических кораблей Сергей Павлович Королев регулярно перечитывал «Войну и мир» и знал наизусть многие стихи Есенина. Но это не сделало их гуманитариями.

Бывает и хуже: последние годы «гуманитариями» корректно называют тех, кто, отсидев 10 лет в школе, не может посчитать площадь квадрата и не помнит таблицу умножения. Как правило, это обычные лентяи. Но слово «лентяй» обидное, а «гуманитарий» — нет.

Конечно, гуманитарные науки отличаются от точных. Но совсем не так, как кажется многим. Дело в том, что естественные (точные) науки стремятся к построению объективной картины мира. Гуманитарные же имеют дело с человеческим сознанием. А оно, во-первых, всегда нелинейно, во-вторых, тяжело поддается формализации, а в-третьих, очень субъективно. Психологи говорят, что у любого явления есть как минимум семь объяснений, а в любой ситуации — семь способов действия. Поэтому главная задача гуманитария — увидеть многозначность и сложность явлений, их принципиальную не замкнутость.

Например, литературный текст для гуманитария — это способ познания мира. Могут познавать себя с помощью текста, анализировать взаимоотношения героев, рассматривать, как и из чего текст сделан. Изучать, каким образом человек (в данном случае автор) составляет модель, которая начинает жить собственной жизнью. Если человеку интересно смотреть на эту многозначность и вертеть ее, как калейдоскоп, — он гуманитарий. [4]

Что делает человека технарем или гуманитарием? Поговорим о том, что стоит за этими определениями, и каковы действительные возможности людей с четко определенным типом.

Обычно свидетельством того, что ребенок гуманитарий или технарь считаются его успехи в соответствующих дисциплинах в сочетании с его интересами и некоторыми чертами характера. Существуют стереотипные образы гуманитариев и технарей, но индивидуальность определенного человека далеко не всегда вписывается в эти рамки. Считается, что яркий гуманитарий может иметь практически любую оценку по математике или физике, ему даже в каком-то смысле положено успевать не больше, чем на «4». И даже тройка для него вполне простительна, поскольку принято полагать, что гуманитарии совершенно не имеют способностей к математике. Их успехи лежат в области изучения языков, литературы и истории. Они, как правило, увлекаются искусством, любят театр или кино, часто легко выступают публично, так как «хорошо говорят». Их высокая чувствительность позволяет им глубоко переживать сюжеты классической литературы и заниматься творческой деятельностью. Они ранимы, эмоциональны, склонны к романтическому восприятию действительности. У них развиты воображение и образное мышление. Иногда ещё говорят, что у гуманитариев доминирует правое полушарие, а у технарей — левое.

В противоположность гуманитариям, технари часто считаются более приземленными, более энергичными и активными. Им свойственны целеустремленность и настойчивость, им часто приписывают более высокую уверенность в себе. Их мышление отличается четкостью, последовательностью и высокой скоростью. В школе они успешны в области информатики, математики и физики, очень легко работают с компьютером. Несмотря на уверенность в себе, они не очень любят общаться либо предпочитают живому общению Интернет.

Успешность в школьных дисциплинах и предпочтение одних предметов другим вовсе не всегда связано со способностями. В школе интерес к предмету легко формируется личностью учителя. Хороший учитель создает в классе творческую атмосферу, подходящую для развития даже очень скромных задатков ребенка. А отсутствие интереса и любви к предмету часто губит даже блестящие дарования. Может получиться так, что зона успеха ребенка не совпадает с его потенциалом. Очень важно убедиться в том, что ученик действительно имел возможность попробовать свои силы на всех фронтах.

Любая деятельность человека опирается на целый комплекс способностей. Математические способности, конечно, имеют большое значение для успешности человека в технических специальностях, но нельзя забывать о том, что для большинства этих профессий не менее необходимы хороший пространственный интеллект и высокий уровень развития внимания. Да и собственно математическое мышление опирается не на одну способность, а на комплекс их: аналитические, комбинаторные, арифметические. У разных людей они могут быть выражены неодинаково. Таким образом, строится индивидуальный стиль мышления. Математик, инженер, программист и специалист по энергетике должны иметь разные типы способностей. То же самое можно сказать о гуманитариях: успешность в этой сфере не обеспечивается просто способностями к речи и языку. Для одних профессий очень важны хорошая память и способность к анализу (например, для юриста или ученого-историка), а для других — хорошо выстроенная речь и яркое воображение (для журналиста, писателя, педагога). Кроме того, существуют профессии, в которых самое блестящее развитие способностей не даст успеха, если нет необходимых свойств характера. Это такие профессии как психолог, логопед, философ или искусствовед.

Так же существуют люди, сильные стороны которых охватывают и гуманитарную и техническую деятельность или лежат несколько в других сферах. Людям со смешанными способностями подходит работа в междисциплинарной сфере. Изучение лингвистики и социологии требует способностей к математике и языку, а для преподавания технических дисциплин необходимы гуманитарные способности. Для освоения экономических специальностей, в основном, нужны оба типа в той или иной степени выраженности.

Психологические особенности каждого из типов тоже не так определенны, как рисует стереотип. Часто можно встретить разные уровни общительности, уверенности в себе, практичности или эмоциональной чувствительности. [3]

Склад ума может быть гуманитарный, синтетический и аналитический. Данные виды имеют разное содержание и свои особенности функционирования. Аналитический склад ума позволит человеку анализировать и рассматривать подробно ситуации, выстраивая их в виде четкого целостного образа. Как правило, мыслительные процессы таких людей происходят непрерывно, успешно выявляя существенные отношения и связи между разнообразными элементами в любой информации. Данные аналитические способности являются близкими к математическим или техническим. Гуманитарный склад ума обрабатывает информацию несколько иначе. Человеку необходимо сначала все прочувствовать и представить. Данный метод опирается на эмоциональный способ познания окружающего мира.

1.3 Отражение темы в учебно-методической литературе

Для того чтобы определить, какие возможности на самом деле помогают освоить алгоритмизацию и программирование рассмотрим учебно — методическую литературу обучения данной темы.

Изучение информатики и информационно-коммуникационных технологий (далее ИКТ) на базовом уровне среднего (полного) общего образования, по стандарту 2004 года направлено на рассмотрение вопросов связанных именно с ИКТ, а тема «Алгоритмизация и программирование», в данном разделе обучения не затрагивается Стандарт среднего (полного) общего образования по предмету Информатика и информационно-коммуникационные технологии (профильный уровень) в качестве целей изучения предмета содержит следующие:

· освоение и систематизация знаний, относящихся к математическим объектам информатики…;

· овладение умениями строить математические объекты информатики, в том числе логические формулы и программы на формальном языке, удовлетворяющие заданному описанию; создавать программы на языке программирования по их описанию…;

· развитие алгоритмического мышления, способностей к формализации, элементов системного мышления.

Тема «Алгоритмизация и программирование», входящая в стандарт как дидактическая единица, как нельзя лучше подходит для достижения поставленных целей. Содержание, особенности умственной деятельности учащихся в процессе ее изучения направлены на развитие системного, алгоритмического мышления, на формирование тех его качеств и особенностей, которые, в последствии, помогут выпускникам школы строить свою профессиональную деятельность наиболее эффективным образом. Учащийся, у которого сформированы определенные навыки алгоритмического мышления, способен:

· рассуждать, используя приемы анализа и синтеза, соблюдая законы логики;

· четко формулировать свои мысли, используя формальный язык изложения;

· предсказывать варианты будущих событий как последствия спланированных им сейчас, в данный момент, действий;

· составлять алгоритмы решения задач с учетом ограничений исполнителя;

· пользоваться возможностями интеллектуального моделирования.

Отмеченные качества дисциплинируют мышление школьника, помогают ему при решении задач различного содержания, оценивая возможность их алгоритмического построения. Особенности компонентов, образующих алгоритмическую культуру состоят в том, что они не имеют узкой ориентации исключительно на взаимодействие школьника с компьютером, а имеют независимое от программирования более широкое значение. Говоря иными словами, алгоритмическая культура школьника обеспечивает некоторый начальный уровень грамотности школьника не только для его успешной работы в системе «ученик — компьютер», но и создает операционное наполнение, которое обслуживает деятельность школьника в рамках учебных дисциплин за пределами компьютера. Как отмечал академик Е. П. Велихов в связи с введением в школу предмета Основы информатики и вычислительной техники, «информатика является частью общечеловеческой культуры, не сводящейся к использованию компьютеров, а в равной степени относящейся, скажем, к умению объяснить приезжему дорогу». Таким образом, образовательная линия «Алгоритмизация и программирование», являясь неотъемлемой частью содержания предмета Информатика и ИКТ, предполагает прямое влияние на развитие мышления школьников и поэтому имеет большое образовательное и воспитательное значение.

В связи с этим ФГОС 2010 года результатом освоения темы «Алгоритмизация и программирование» считает «развитие алгоритмического мышления, необходимого для профессиональной деятельности в современном обществе; развитие умений составить и записать алгоритм для конкретного исполнителя; формирование знаний об алгоритмических конструкциях, логических значениях и операциях; знакомство с одним из языков программирования и основными алгоритмическими структурами — линейной, условной и циклической; формирование информационной и алгоритмической культуры; формирование представления о компьютере как универсальном устройстве обработки информации; развитие основных навыков и умений использования компьютерных устройств» необходимым уже на базовом уроне обучения.

Анализирую школьные учебники и задачники таких авторов как Поляков К. Ю., Семакин И. Г., Макарова Н. В., Угринович Н. Д., Фиошин М. Е. Можно сделать вывод, что большинство считает достижение целей, стоящих перед изучением раздела «Алгоритмизация и программирование» происходит через рассмотрение вопросов теории алгоритмов, освоение конкретного языка программирования, формирование умений и навыков его использования для написания программ решения различных задач. Учитывая специфику материала, а также уровень требований, предъявляемых к его освоению, желаемый результат можно достичь, соблюдая следующие условия:

· при отборе теоретического материала: для каждого типа и структуры данных языка программирования выделять для изучения набор базовых алгоритмов работы с ними;

· при отборе практического материала: использовать специальным образом подготовленный «задачный» материал;

· при распределении учебного времени: отдавать предпочтение формированию практических навыков составления алгоритмов и программ решения задач;

· при отборе форм, методов и приемов обучения: использовать деятельностные формы работы с учащимися, обеспечивающие поэтапное овладение умениями и навыками;

· при определении успешности обучения, отслеживании результатов обучения: обязательно проводить мониторинг уровня усвоения каждого нового вида задач.

Попытаемся определить, какими должны быть задачи для того чтобы с их помощью можно было эффективным образом сформировать алгоритмическое мышление учащихся с гуманитарным уклоном. Введем уровни задач по программированию на основе систематизации, предложенной Д. Толленгеровой [16]:

· задачи, требующие только воспроизведения известного базового алгоритма, его мнемоническое воспроизведение;

· задачи, требующие внесения незначительных изменений в базовый алгоритм и совершения для этого несложных мыслительных операций;

· задачи, требующие значительных изменений в базовом алгоритме и совершения для этого более сложных мыслительных операций, предполагающих анализ ситуации;

· задачи, требующие логически обоснованного сочетания различных базовых алгоритмов, синтез известных алгоритмов и сложных мыслительных операций;

· задачи, в постановке которых содержатся описание реальных ситуаций, требующих разрешения (задачи творческого уровня, выполняемые в форме проекта).

Формирование творческого мышления учащихся возможно при условиях, которые позволяют отрабатывать такие качества ума, как глубина, гибкость, устойчивость, а также осознанность своей мыслительной деятельности и самостоятельность при приобретении и оперировании новыми знаниями. Теперь воспользуемся исследованием С. Окулова, который определил три уровня развития мышления ученика, занимающегося изучением программирования: алгоритмический, структурный, эвристический. Алгоритмический позволяет написать алгоритм, составить план будущей деятельности, записать с использованием формальной системы обозначений с ограниченными возможностями. Умение делить задачу на подзадачи определяет наличие структурного уровня мышления. Характерные черты этого стиля: простота и ясность; использование только базовых (основополагающих) конструкций. Умение находить истину, доказывать факт правильности решения задачи (работы программы) он называет эвристическим стилем мышления. Факторами успешной эвристической деятельности являются умение оценивать рациональность действий, оптимальность составленного алгоритма. Для определения, какие мыслительные операции присуще каждому типу задач, воспользуемся систематикой, предложенной Б. Блумом:

1 уровень: знание на уровне запоминания специфичной информации, понимание этого материала не зависимо от другого, умение использовать данный материал в новых ситуациях;

2 уровень определяется умением анализировать информацию;

3 уровень определяется умением составлять целое из отдельных частей, придумывать, создавать; уметь давать сравнительную оценку в соответствии с определенными ценностями по заданным стандартам и критериям;

4 уровень соответствует проявлению исследовательских умений и навыков, творческой активности, интеллектуальной инициативы, самостоятельной проработки материала.

Таким образом, мы получаем соответствие между уровнем задач, уровнем алгоритмического мышления и характерными мыслительными операциями при их решении (Табл. 1).

Табл. 1

Пытаясь ответить на вопрос, от чего зависит успешность освоения, учеником с гуманитарным уклоном мыслительной деятельности, рассматриваемой темы, обратимся к мнению А. П. Ершова, который, рассуждая об особенностях процесса программирования, отмечал следующее: те, кто занимается этой деятельностью «непосредственно упираются в пределы человеческого познания в виде алгоритмически неразрешимых проблем и глубоких тайн работы головного мозга». Что достаточно легко дается гуманитариям, так как у них более развито умение составлять план будущей деятельности, находить истину, доказывать факт правильности решения проблемы, умение оценивать рациональность действий, оптимальность составленного плана. А цель учителя — вывести ученика на максимально возможный для него уровень овладения изучаемым материалом, что становится реальным при поэтапном усвоении базовых алгоритмов и формировании умений строить с их помощью решения различных задач. Данная схема изучения показана на рисунке и содержит 2 этапа:

1 этап: Теоретическое занятие, на котором учащихся знакомят с очередным типом данных. Обычно необходимый для ознакомления материал излагается за 1−2 учебных часа.

2 этап. Разбор одного за другим базовых алгоритмов и их отработка на определенном для каждого алгоритма наборе задач.

Глава 2 Набор задач для изучения темы «Программирование» в старших классах гуманитарного профиля

2.1 Линейные алгоритмы

1. Опишите алгоритм ваших действий в течение дня.

2. Выполнить алгоритм замены одной букву слова на другую что бы результатом являлось другое слово, в котором ни одна буква начального слова не присутствовала. Причем за один шаг можно поменять, только одну букву. (Чаша — Мирт (название растения); Пора — Жабо (отделка блузки))

3. Опишите алгоритм фонетического разбора слова.

4. Известны количество жителей в государстве и площадь его территории. Определить плотность населения в этом государстве.

5. Напишите программу, вычисляющую и выводящую на экран число бит, если задано число Мбайт.

6. Цех по ремонту бытовой техники имеет ежедневно прибыль Р, с которой платит налог 70%. Из оставшейся доли прибыли 30% идет на развитие производства, а остальное — на заработную плату 8 работникам. Какова среднемесячная зарплата работника, если в месяце 26 рабочих дней?

7. Запросите у пользователя курсы доллара и евро на сегодняшний день и имеющуюся у него рублевую сумму, и рассчитайте сколько долларов и сколько евро он может купить на эти деньги

8. Запрашивайте у пользователя размер наследства, которое Вы бы хотели получить (в рублях), и сумму денег, которую вы собираетесь тратить в месяц. Выведите на экран время (в годах), на которые хватит этого наследства

9. Рассчитайте количество часов, которое вы тратите на выполнение домашнего задания в день, если среднее количество предметов в день и среднее время (в минутах), затрачиваемое на подготовку к каждому предмету, запрашивается у пользователя вашей программ

10. Рассчитайте и выведите на экран количество рабочих часов в месяце, если продолжительность рабочего дня равна 8 часам в день, а число рабочих дней в месяце запрашивается у пользователя вашей программы

11. Напишите программу, вычисляющую какую сумму денег нужно платить за электроэнергию, если у пользователя программы запрашивается количество КВт электроэнергии, которое было израсходовано за расчетный месяц, и какова плата за 1 КВт электроэнергии

12. Чтобы вылечиться от простуды, нужно 20 таблеток «Колдрекса» либо 30 таблеток аспирина упса. Сколько порций эскимо можно купить на сэкономленные деньги, если соблюдать правила личной гигиены и закаливаться (то есть не болеть)?

13. За год квартплата повышалась дважды. Первый раз на 30%, а второй на 40%. Год назад семья Березовских платила квартплату 80 рублей в месяц. Сколько они платят сейчас.

14. Бабушка вяжет в неделю 3 пары детских носков, пару женских и пару мужских и продает их. Считая, что в месяце 4 недели, определить, какую прибыль бабушка имеет за месяц.

Представленный набор заданий на решение задач по программированию с помощью линейных алгоритмов содержит 2 уровни формирования алгоритмического мышления учащихся гуманитарного профиля, а именно:

2.2 Алгоритмы с ветвлениями

1. Прочитайте отрывок из стихотворения Дж. Родари «Чем пахнут ремесла?» и перефразируйте информацию о профессиях с помощью слов «если … то».

У каждого дела запах особый:

В булочной пахнет тестом и сдобой.

Мимо столярной идешь мастерской ;

Стружкою пахнет и свежей доской.

Пахнет маляр скипидаром и краской.

Пахнет стекольщик оконной замазкой.

Куртка шофера пахнет бензином, Блуза рабочего — маслом машинным.

2. Опишите алгоритм перехода улицы по светофору.

3. Известен рост трех человек. Определить, одинаков ли их рост.

4. Известно количество градусов на улице. Определить сегодня тепло или холодно.

5. Опишите алгоритм определения размера стихотворения.

6. Известны два расстояния: одно в километрах, другое — в футах (1 фут = 0,45 м). Какое из расстояний меньше?

7. Имеется стол прямоугольной формы размером а х b (а и b — целые числа, а > b). В каком случае на столе можно разместить большее количество картонных прямоугольников с размерами с х d (с и d — целые числа, с > d): при размещении их длинной стороной вдоль длинной стороны стола или вдоль короткой. Прямоугольники не должны лежать один на другом и не должны свисать со стола.

8. Год является високосным, если его номер кратен 4, однако из кратных 100 високосными являются лишь кратные 400 (например, 1700, 1800 и 1900 — невисокосные года, 2000 — високосный). Дано натуральное число п. Определить, является ли високосным год с таким номером.

9. Работа светофора для пешеходов запрограммирована следующим образом: в начале каждого часа в течение трех минут горит зеленый сигнал, затем в течение двух минут — красный, в течение трех минут — опять зеленый и т. д. Дано вещественное число t, означающее время в минутах, прошедшее с начала очередного часа. Определить, сигнал какого цвета горит для пешеходов в этот момент.

10. В чемпионате по футболу команде за выигрыш дается 3 очка, за проигрыш — 0, за ничью — 1. Известно количество очков, полученных командой за игру. Определить словесный результат игры (выигрыш, проигрыш или ничья).

11. Составить программу, которая в зависимости от порядкового номера месяца (1, 2, …, 12) выводит на экран количество дней в этом месяце. Рассмотреть два случая: а) год не является високосным; б) год високосный (информация об этом вводится с клавиатуры).

12. В старояпонском календаре был принят 60-летний цикл, состоящий из пяти 12-летних подциклов. Подциклы обозначались названиями цветов: зеленый, красный, желтый, белый и черный. Внутри каждого подцикла годы носили названия животных: крыса, корова, тигр, заяц, дракон, змея, лошадь, овца, обезьяна, курица, собака и свинья. Например, 1984 год — год начала очередного цикла — назывался Годом Зеленой Крысы. Составить программу, которая по заданному номеру года нашей эры п печатает его название по старо японскому календарю.

13. Известны год, номер месяца и число дней рождения двух человек. Определить возраст каждого человека (число полных лет). Определить, кто из них старше.

Представленный набор заданий на решение задач по программированию, с помощью алгоритмов с ветвлениями, содержит все 3 уровня формирования алгоритмического мышления учащихся гуманитарного профиля, а именно:

2.3 Алгоритмы с повторениями

1. Описать алгоритм выкапывания картошки.

2. Описать алгоритм сбора яблок с дерева.

3. Описать алгоритм проверки учителем пачки тетрадей. В систему команд входит: проверить работу; взять тетрадь из пачки; выставить оценку; выяснить, остались ли еще не проверенные тетради.

4. Составить алгоритм нахождения количества гласных букв в слове.

5. Описать алгоритм нахождения: а) количество слов, начинающихся с буквы «н»; б) количество слов, оканчивающихся буквой «т».

6. Одна штука некоторого товара стоит 20,4 руб. Напечатать таблицу стоимости 2, 3, …, 20 штук этого товара.

7. Известны показания термометра за неделю. Определить когда стало холодно.

8. В подъезде жилого дома имеется п квартир, пронумерованных подряд, начиная с номера а. Определить, является ли сумма номеров всех квартир четным числом.

9. Одноклеточная амеба каждые 3 часа делится на 2 клетки. Определить, сколько клеток будет через 3, 6, 9, …, 24 часа, если первоначально была одна амеба.

10. В области 12 районов. Известны количество жителей каждого района (в тыс. чел.) и плотность населения в нем (тыс. чел./км2). Определить самый густонаселенный район области.

Задание повышенной сложности

11. Известны данные о росте 15 юношей класса, упорядоченные по убыванию. Нет ни одной пары учеников одинакового роста. В начале учебного года в класс поступил новый ученик. Какое место в перечне ростов займет рост этого ученика? Известно, что его рост не совпадает с ростом ни одного из учеников класса, превышает рост самого низкого ученика и меньше роста самого высокого.

12. Известна масса каждого человека из некоторой группы людей. Людей, имеющих массу более 100 кг, будем условно называть большими (известно, что в группе есть по меньшей мере один такой человек). Определить среднюю массу больших людей и среднюю массу остальных людей.

13. В некоторой стране используются денежные купюры достоинством в 1, 2, 4, 8, 16, 32 и 64. Дано натуральное число п. Как наименьшим количеством таких денежных купюр можно выплатить суммы га, п + 1, …, п + 10? (Указать количество каждой из используемых для выплаты купюр.) Предполагается, что имеется достаточно большое количество купюр всех достоинств.

Представленный набор заданий на решение задач по программированию, с помощью циклов, содержит так же все 3 уровня формирования алгоритмического мышления учащихся гуманитарного профиля, а именно:

Заключение

Цель нашего исследования достигнута, так как в курсовой работе разработаны и представлены задания для обучения программированию в курсе информатики учащихся гуманитарного профиля.

Для достижения вышеуказанной цели был рассмотрен ряд обусловленных ею задач.

В первой главе отображены психологические особенности учащихся с гуманитарным складом мышления, выявлены основные проблемы, возникающие при изучении информатики, а так же изучены действующие нормативные документы, регламентирующие изучение информатики на старшей ступени общего образования.

Так как контингент учащихся, рассматриваемых в работе, является гуманитариями, которые в силу своих психологических особенностей требуют специфических методов организации обучения, основной идеей является создание адаптированных программ обучения для данной категории учащихся.

Во второй главе представлен набор задач для обучения программированию учащихся с гуманитарным складом мышления.

Представленные разработки позволят педагогу более эффективно и доходчиво проводить курс обучения информатики, дают возможность учащимся успешно осваивать материал на уроках информатики, способствуют приобретению ими навыков программирования.

1. Босова Л. Л. Информатика и ИКТ: учебник для 6 класса /Л.Л. Босова — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. — 208 с.: ил.

2. Велихов Е. П. Новая информационная технология в школе [Текст] // ИНФО. — 1986. — № 1

3. Владимирская А. Б. Кто такой гуманитарий? Кто такой технарь? Мифы и реальные истории о профессиональных типах. [Электронный ресурс] // АННОО «УВК «Лучик»: 29 ноября 2011 - http://www.lychik.ru/articles/231/ - (5.10.2013)

4. Воронцова Т. В. Что значит «быть гуманитарием» [Электронный ресурс] // Москва: Образовательная компания «МастерВУЗ» 2009;2013 — http://ege-study.ru/ege-literatura/chto-znachit-byt-gumanitariem/ - (5.10.13)

5. Демченкова Е. П. Особенности интеллекта учеников специализированных классов (гуманитарного и математического) [Электронный ресурс] // Псков ООО «Зубрилка» 03.12.2012 http://zybrilka.ru/kyrsovaya/ 10 217. html — (14.12.2013)

6. Ершов А. П. О человеческом и эстетическом факторах в программировании [Текст] / Информатика и образование. 1993. № 6. С. 3−7.

7. Ефремова Т. Ф. Современный толковый словарь русского языка Ефремовой [Электронный ресурс]: Гуманитарий / толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. Академик 2008 - .http://dic.academic.ru/dic.nsf/efremova/156 274/%D0%93%D1%83%D0%BC%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%B0%D1%80%D0%B8%D0%B9 — (25.09.2013)

8. Задачи по теме «Линейные алгоритмы» [Электронный ресурс]: — http://403school.ucoz.ru/publikation/zadachi_na_linein_algoritmi.pdf — (25.09.2013)

9. Златопольский Д. М. Я иду на урок информатики Задачи по программированию. 7−11 классы [Текст]: Книга для учителя. — М.: Издательство «Первое сентября», 2001. — 208 с: ил.

10. Линейные алгоритмы [Электронный ресурс]: Задачи для самостоятельного решения / Copyright KUPI 29.03.2011 — http://www.urok-informatiki.ru/blog/zadachi_k_linejnym_algoritmam/2011;03−29−18 — (25.09.2013)

11. Окулов С. М. Информатика: Развитие интеллекта школьников [Текст] / С. М. Окулов. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. — 212 с., ил.

12. Поляков К. Учебник «Информатика» [Электронный ресурс]: 10−11 классы (ФГОС, углублённый уровень) / сост.К.Поляков; 2000 — 2013 — http://kpolyakov.narod.ru/school/probook.htm — (19.12.2013)

13. Российский образовательный портал [Электронный ресурс]: Государственные образовательные стандарты / INTmedia.ru — http://www.school.edu.ru/dok_edu.asp — (07.12.2013)

14. Семакин И. Г. Информатика и информационно-комуникационные технологии. Базовый курс: Учебник для 9 класса / И. Г. Семакин, Л. А. Залогова, С. В. Русаков, Л. В. Шестакова. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. — 371 с.: ил.

15. Структура профильного обучения [Электронный ресурс]: // Copyright 1998 — 2013 «profile-edu» All Rights Reserved. — http://www.profile-edu.ru/struktura-profilnogo-obucheniya-page-70.html — (12.12.2013)

16. Толлингерова Д. Психология проектирования умственного развития детей. [Текст] — М.:Прага, 1994.-48с.

17. Угринович Н. Д. Информатика и ИКТ: учебник для 9 класса / Н. Д. Угринович. — 6-е изд. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. — 295 с.: ил.

18. ФГОС основное общее образование [Электронный ресурс]: федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования / Издательство «Просвещение» 2011 — http://standart.edu.ru/catalog.aspx? Catalogid=2588 — (07.12.2013)

19. Фиошин М. Е. Информатика и ИКТ. 10 — 11 кл. Профильный уровень. В 2 ч. Ч. 2: 11 кл.: учеб. Для общеобразоват. Учреждений / М. Е. Фиошин, А. А. Рессин, С. М. Юнусов, — М.: Дрофа, 2008. — 271, [1]с.

Приложение

1 Примерные учебные планы для некоторых возможных профилей Естественно-математический профиль