ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ ПОДХОД В ПРОГРАММИРОВАНИИ
1.1 Основные понятияObject Pascal
1.2 Структура обработчика события на языке Object Pascal
1.3 Идентификаторы, зарезервированные слова и комментарии
1.4 Понятие синтаксиса
ГЛАВА II. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОБУЧЕНИЮ УЧАЩИХСЯПРОГРАММИРОВАНИЮ НА ПРОФИЛЬНОМ КУРСЕ
1.1 Цели профильного обучения.
1.2 Элективные курсы по информатике в системе профильногообучения
1.3 Элективный курс «Программирование в средеDelphi»
1.4 Методические материалы по изучению программирования наязыке Object Pascal в среде Delphi
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Информатика в силу значительной прикладнойсоставляющей содержания обучения представляет собой естественную сферудифференциации обучения. Профильное обучение информатике отвечает потребностямразличных направлений специализации в старших классах и именно поэтому ужедостаточно широко используется в школьной практике. Но наряду с очевиднымположительным опытом появляются и отрицательные тенденции в формированиисодержания профильного обучения.
Последние годы характеризовались уменьшениемколичества часов на изучение алгоритмизации и программирования в старшей школе,что было объективно связано с бурным развитием ИТ. Чрезмерное увлечение «пользовательскойкомпонентой» вытеснило изучение этих вопросов не только из некоторых профильныхкурсов, но даже из ряда учебников. При явном улучшении оснащения школкомпьютерной техникой уровень общеобразовательной подготовки выпускниковзаметно снизился.
Похожие проблемы появились во многих странах.
Исключение из учебной программы вопросов, связанныхс алгоритмизацией и программированием из-за плохого восприятия учащимися крайненеобоснованно. При профильном обучении не только содержание, но и методическиеподходы к изучению основ алгоритмизации и программирования должны бытьразличны. Эта необходимость вызвана направлением специализации, количествомчасов, психологическими особенностями мышления учащихся.
Современные требования концепции модернизациироссийского образования предполагают «ориентацию образования не только наусвоение обучающимся определенной суммы знаний, но и на развитие его личности,его познавательных и созидательных способностей. Общеобразовательная школадолжна формировать целостную систему универсальных знаний, умений и навыков, атакже опыт самостоятельной деятельности и личной ответственности обучающихся,т.е. ключевые компетентности, определяющие современное качество образования».
Такой подход позволяет:
· выстраиватьлогически связанную последовательность изучения содержания курса;
· реализоватьдеятельностный подход в изучении основных разделов теоретической информатики;
· осуществлятьподготовку учащихся к ЕГЭ.
Изучение основ алгоритмизации и программирования вбазовом курсе информатики осуществляется на структурных языках программированияBASIC и PASCAL. Но с развитием новых информационных технологий, основанных напринципах объектно-ориентированного программирования, становится актуальнымвопрос изучения объектно-ориентированного программирования в рамках профильныхкурсов.
Объектно-ориентированное программирование (ООП)– это методика разработки программ, в основе которой лежит понятие объекта какнекоторой структуры, описывающий объект реального мира, его поведение. Задача,решаемая с использованием методики ООП, описывается в терминах объектов иопераций над ними, а программа при таком подходе представляет собой наборобъектов и связей между ними. Другими словами можно сказать, чтообъектно-ориентированное программирование представляет собой методпрограммирования, который во многом напоминает наше поведение.
Объектный подход может и должен стать привычным впланировании учебной деятельности и организации занятий. Именно этот подходпозволяет перейти учителю с уровня простого исполнителя чьих-то глобальных замыслов- «винтика большой системы» на уровень стратега, создающего необходимые условиядля максимальной реализации способностей каждого ученика.
Возникает потребностьв элективном курсе, который предусматривает рассмотрение основных понятийобъектно-ориентированного программирования, работы большим числом готовыхкомпонентов и создание собственных, ознакомление с базисом языка визуальногомоделирования необходимых для выпускников, решивших связать свою дальнейшуюпрофессиональную деятельность с программированием.
Таким образом, актуальность исследованияопределяется современными тенденциями в развитии информатики как науки, вчастности, переходом к программированию на основе объектно-ориентированнойметодологии.
Объект исследования: процесс обучения учащихсяинформатике в общеобразовательной школе.
Предмет исследования: процесс обученияалгоритмизации и программированию на старшей ступени школы.
Цель исследования: разработка и теоретическоеобоснование методики обучения алгоритмизации и программированию в профильномкурсе информатики.
Гипотеза: методика обучения алгоритмизации ипрограммированию, основанная на применении технологии визуальногопроектировании в среде ObjectPascal, позволит повысить:
· уровень усвоенияоснов объектно-ориентированного программировании;
· эффективностьразвития мыслительной деятельности учащихся.
Для достижения цели исследования и проверки гипотезырешались следующие задачи:
1. Проведениеанализа состояния проблемы обучения алгоритмизации и ООП в школе и обоснованиецелесообразности изучения школьниками данного раздела с использованиемвизуального проектирования в профильном курсе информатики;
2. Определениеосновных принципов построения методической системы обучения ООП и технологиивизуального проектирования;
3. Изучить научную,учебно-методическую и психолого-педагогическую литературу по проблемеисследования;
4. Определить местоалгоритмизации и программирования в профильной школе и роль элективных курсов всистеме профильного обучения;
Практическая значимость исследования заключается вопределении содержания теоретического материала, направленного на формированиеспециальных знаний и умений при изучении темы «Алгоритмизация и программирование»в профильном курсе информатики.
ГЛАВАI.ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ ПОДХОД В ПРОГРАММИРОВАНИИ 1.1 Основныепонятия Object Pascal
Object Pascal создавалсясотрудниками компании Apple Computer (некоторые из которых были участникамипроекта Smalltalk) совместно с Никлаусом Виртом (Niklaus Wirth), создателемязыка Pascal. Object Pascal известен с 1986 года и является первымобъектно-ориентированным языком программирования, который был включен вMacintosh Programmer's Workshop (MPW), среду разработки для компьютеровMacintosh фирмы Apple.
В этом языке нет методов класса, переменных класса,множественного наследования и метаклассов. Эти механизмы исключены специально,чтобы сделать язык простым для изучения начинающими «объектными»программистами.
В табл. 1 приведены общие характеристики ObjectPascal.
Таблица 1. Object Pascal.
Абстракции Переменные экземпляра Методы экземпляра Переменные класса Методы класса Да Да Нет Нет
Инкапсуляция Переменных Методов Открытые Открытые
Модульность Разновидности модулей Модуль (unit)
Иерархии Наследование Шаблоны Метаклассы Одиночное Нет Нет
Типизация Сильная типизация Полиморфизм Да Да (одиночный)
Параллельность Многозадачность Нет
Сохраняемость Долгоживущие объекты Нет
В последние годы этот язык стал очень популяренблагодаря системе Delphi фирмы Borland.
Знакомство учащихся 10 класса профильного курса с программированиемлучше начинать с языка ObjectPascal. Выбор именно этого языкаобусловлен несколькими причинами:
- языкизначально разрабатывался для обучения программированию;
- имеетсяочень эффективная система программирования на ObjectPascal– система Delphi.
Язык Pascalбыл предложен в 1970 г.швейцарским профессором Никлаусом Виртом (NiklausWirth) как язык для обученияпрограммированию как систематической дисциплине. Практически сразу большинствоуниверситетов перешли к преподаванию Pascal. Новый толчок к развитиюязык получил 20 ноября 1983 г. с появлением его первой реализации для IBMPC, разработанной фирмой Borland– TurboPascal. Полная версия системывмещалась тогда в 130 килобайт. Сам язык TurboPascalбыл несколько изменен посравнению с виртовским Паскалем, но не утратил при этом своей простоты и наглядности.Затем до 1992 г. TurboPascalуспешно развивался исовершенствовался и «дожил» до версии 7.0. Отметим главные достоинства языка Pascal:
- простота(в языке всего несколько операторов);
- строгийконтроль за программистом (на начальном этапе программирования это оченьполезно);
- гибкаясистема типов данных (практически любая структура может быть описана на Pascal);
- четкаяидеология структурного программирования.
Главный недостаток:
- из-занеобходимости описаний несколько завышен объем программы.
В начале 90-х годов стало ясно, что будущее за визуальнымисистемами вроде Windows. Borlandрешает кардинальноизменить свой TurboPascal, чтобы он позволял легкосоздавать программы под Windows. Было решено придерживаться принципов такназываемого «визуального» программирования: все элементы, из которых можностроить программу, должны быть показаны на экране, а программист с помощью мышиперетаскивает их в свою программу.
Оказалось, однако, что визуальное программирование очень трудно реализоватьв рамках структурного подхода. Поэтому стали придерживаться другого подхода –объектно-ориентированного. В результате внесения элементовобъектно-ориентированного программирования в язык Pascalполучился ObjectPascal. Кроме этого, программысделали событийно-ориентированными, что достаточно естественно при работе вграфической операционной системе, какой является Windows. Созданная визуальная системапрограммирования получила название Delphi. 1.2Структура обработчика события на языке Object Pascal
Программа на языке ObjectPascalсостоит из заголовка исекций описания. Обработчик события также состоит из заголовка и секцийописания.
Структура обработчика события на ObjectPascal:
Delphiсоздает нужные заголовка автоматически, и пока ихструктуру мы рассматривать не будем.
Пример заголовка обработчика события:
procedure TForral.ButtonlClick (sender:TObject);
Тело программы и обработчика события состоит из секций описания.Каждая секция описания начинается определенным зарезервированным словом.Возможны следующие секции описания:
•Секция констант. Начинается с зарезервированного слова const. В ней описываютсяконстанты – величины, которые в процессе работы программы не изменяются.Константы нужны для того, чтобы в программе не было «магических чисел» –непонятных значений, встречающихся в ее тексте. К примеру, если нужнопроизводить какие-то вычисления с количеством дней в неделе (7), то надообъявить константу, к примеру, DaysInWeek = 7, а не использовать в тексте программынепонятное «магическое число» 7. Пример секции констант:const DaysInWeek =7;
•Секция типов. Начинается с зарезервированного слова type. Как уже говорилосьвыше, в языке Pascalвсе должно быть описано. В том числе, должны бытьописаны все ячейки памяти, которые используются в программе. Такие ячейкипамяти называются переменными, Каждая переменная имеет тип, показывающий, чтоименно может в ней находиться, К примеру, переменная может иметь тип «целоечисло, либо «нецелое число», либо «строка» и т. д. В языке Pascalимеется много стандартныхтипов переменных (к примеру, все вышеперечисленные типы являются стандартными).Однако может возникнуть необходимость описать нестандартный, «пользовательский»тип. Поэтому данная секция применяется для описания нестандартных типов. Мыпока не знакомы даже со стандартными типами, поэтому пока эта секция нам непонадобится.
•Секция переменных. Начинается с зарезервированного слова var. Понятие переменной впрограммировании исключительно важно, поэтому этому понятию будет посвященотдельный раздел. Пока же определим применив следующим образом: переменная –это ячейка памяти, имеющая имя и тип и способная хранить некоторое значение.Еще раз подчеркнем, что все переменные, используемые в программе, должныбыть предварительно объявлены.
Пример секции переменных
var A:integer;
Секция пользовательских процедур и функций. Начинается содногоиз зарезервированных слов procedureлибо function. Вязыке ObjectPascalимеется большоеколичество стандартных функций: для вычисления квадратного корня, модуля, целойчасти числа, синуса, косинуса и так далее. Функция — это отдельная частьпрограммы, вычисляющая некоторое значение и возвращающая в программусоответствующий результат. Процедура напоминает функцию, но она тольковыполняет некоторые действия, не возвращая никакого результата. Мы покане знакомы со стандартными процедурами и функциями. Заметим, что обработчиксобытия является процедурой.
Секция операторов. Начинается с зарезервированного слова beginи заканчиваетсязарезервированным словом end. Данная секция описывает действия, выполняемыепрограммой либо обработчиком события.
Обратим внимание, что секций сописаниями четыре, а секция,задающая действия, только одна. Это одна из особенностей языка Pascal: правильные описанияважнее, чем действия, выполняемые программой.
Пример
Обобщим теперь то, что мы знаем про Pascal, в следующем обработчике:
Обработчик события с секциями описания;
procedure TForral.ButtonlClick(Sender:TObject); constDaysInWeek = 7; var A:integer; begin
AEdit.Text:='Vasya' end;
Это обработчик события «нажатие на кнопку с именем Buttonl». В нем описываетсяконстанта DaysInWeek и переменная А – При нажатии на кнопку Buttonl обработчик обращается кобъекту AEdit, который является текстовым редактором, и устанавливает текст внем в 'Vasya'.
1.3Идентификаторы, зарезервированные слова и комментарии
В предыдущей главе мы давали имена константе и переменной. В языкеPascalсуществуют четкие правилаотносительно того, какие имена можно использовать, а какие нет.
В языке Pascalлюбое имя называетсяидентификатором. Это может быть имя константы, типа, переменной, объекта и такдалее.
Перечислим правила, по которым создаются идентификаторы.
• Идентификатордолжен состоять из латинских букв, цифр и символов подчеркивания.
• Идентификатордолжен начинаться с буквы или символа подчеркивания.
• Идентификаторникогда не содержит пробелов.
• Идентификаторможет иметь любую длину, но учитываются только первые 255 символов.
• Вязыке Pascalпрописныеи строчные буквы не различаются. Поэтому идентификаторы Vasya, VASYA и vasya одинаковы.
• Хорошимтоном считается начинать идентификатор с прописной буквы, а остальные буквыделать строчными. Если же идентификатор состоит из нескольких слов, то каждоеслово начинается с прописной буквы. Например, идентификаторы DaysInWeek, А и AEdit соответствуют этойрекомендации.
Пример
procedureTForml.ButtonlClick(Sender:TObject); const First = 34;
Second = 2; varFirstVar:integer;
SecondVar:extended; begin
end;
В данном примере объявляются две константы и две переменные.Константы называются First и Second и равны соответственно 1 и 2. Переменныеназываются FirstVar и SecondVar и имеют типы integer и extended соответственно. Тип integer – это стандартный тип дляхранения целых чисел, а тип extended — для вещественных.
Заметим, что если в секции делается несколько объявлений, то повторятьначало секции (const, var и т. д.) второй раз не надо. Однако это не запрещено. Несколькопеременных одинакового типа можно объявить через запятую.
Количество и порядок секцийописания в языке ObjectPascal значения не имеют.
Заметим также, что каждое объявление заканчивается точкой сзапятой. Где они ставятся, а где нет, мы тоже поясним позже.
Кроме идентификаторов, в языке Pascalважны также зарезервированныеслова. Это слова, которым в языке придается самостоятельный смысл. Например, мыуже знаем зарезервированные слова const, type» var, procedure, function, begin, end. Всреде Delphiзарезервированные словавыделяются жирным шрифтом.
Отметим, что идентификатор не может называться так же, как зарезервированноеслово.
Мы не будем сейчас перечислять все зарезервированные слова, абудем их вводить по мере изучения языка.
Как мы уже говорили, в языке Pascalпрописные и строчныебуквы не различаются. Однако хорошим тоном считается зарезервированные словаписать строчными буквами.
Комментарий – это частьпрограммы, игнорируемая компилятором.
Комментарии пишутся программистами для хранения информации опрограмме прямо внутри программы. Выделим 2 основных вида комментариев:
• Вводныекомментарии. Хранят информацию о конкретном обработчике либо обо всей программецеликом: автор, дата создания, решаемая задача;
• Поясняющиекомментарии. Это комментарии, поясняющие конкретные действия программы.
В ObjectPascalесть 3 способа созданиякомментариев:
- комментарийзаключается в фигурные скобки: {комментарий}
- комментарийзаключается в скобки со звездочкой: (комментарий *)
- комментарийначинается с двух slash и длится до конца строки: // комментарий
Наиболее популярный способ – первый, использующийся с моментасоздания языка.
Писать комментарии очень желательно – это облегчает понимание программы.
Как мы уже упоминали, понятие переменной является исключительноважным в программировании, поэтому рассмотрим его подробнее.
Рассматривая структуру компьютера, мы видели, что вся информациянаходится в памяти. Однако в языке Pascalнельзя положитькакое-либо значение «просто в память». Есть четкое правило: все, чтоиспользуется, должно быть предварительно описано.
Поэтому любая используемая ячейка памяти требует описания. Приописании мы даем ячейке имя (идентификатор), по которому затем с ней будемработать, и тип, показывающий, какие значения могут находиться в данной ячейке.
Ячейка памяти, имеющая имя и тип, называется переменной.
Отметим, что термин «переменная» – исторический и не совсем точноотражает смысл этого понятия. Здесь может возникнуть путаница с математическимтермином «переменная», означающим «неопределенное значение». В программированииже «переменная», напротив, в каждый момент времени имеет четко определенноезначение, которое может быть изменено только явным указанием того, что значениенадо изменить. Возможно, термин «изменяемая константа» подошел бы больше, но впрограммировании за термином «константа» также закреплен четкий смысл: это значение,которое нельзя изменять.
Когда переменнаяобъявлена, в ней изначально находится «мусор»–произвольное значение. Нужно быть осторожным, чтобы не использовать этот мусорв вычислениях, а вовремя изменить значение переменной на правильное.
Для изменения значения переменной используется оператор присваивания. 1.4Понятие синтаксиса
Вкаждом естественном языке, таком как русский, английский, немецкийи т. д., у каждой конструкции есть синтаксис – это правила построенияэтойконструкции языка. Например, предложение в русском языке строится поопределенным правилам. Эти правила достаточно сложны, и вы изучаете их втечение многих лет на уроках русского языка.
В искусственных языках, таких как ObjectPascal, также имеется синтаксис,но он значительно проще. Но нужно помнить, что он есть, и его необходимопридерживаться при построении конструкций такого языка. Вы не можете на ObjectPascalписать так, как вамхочется, надо соблюдать синтаксис.
Основной конструкцией ObjectPascal, так же как и многихдругих языков программирования, является оператор. Оператор – это аналогпредложения в естественном языке. Он выражает некоторое действие, которое необходимовыполнить. Операторы разделяются точкой с запятой.
У каждого оператора ObjectPascalесть строго определенныйсинтаксис- правила построения. При описании оператора мы будем обязательно приводитьего синтаксис. При описании синтаксиса мы будем использовать следующие условныеобозначения:
– то, что указано в угловых скобках, должно здесьобязательно находиться;
[ ] – то, что указано в квадратных скобках, может здесьнаходиться, но не обязательно находится.
Синтаксис оператора присваивания:
Итак, перейдем к синтаксису оператора присваивания
:=;
Оператор присваивания работает следующим образом: сначала вычисляетсявыражение в правой части, а затем результат вычисления кладется в переменную,стоящую в левой части.
• Приприсваивании производится жесткий контроль: переменная
• ивыражение должны быть обязательно одного типа!
Примеры присваивания
А: =10; – В данном случае в переменную А кладетсязначение10.
В:=А; – В данном случае в переменную В кладется то же самое значение,что и было в переменной А, т. е. 10.
Это происходит потому, что при присваивании сначала вычисляетсяправая часть, а затем результат кладется в переменную, что стоит слева. Праваячасть в данном примере очевидно равна 10, это значение и кладется в переменную,стоящую слева, т. е. в переменную В.
В: =А+1; – В данном случае в переменную В кладется11, а значение А не изменяется.
Это происходит по той же причине: вычисляется выражение справа,оно равно 11, и это значение кладется в переменную, стоящую слева, т. е. в переменнуюВ.
Значение переменной, участвующей в вычислении выражения, не меняется.Значение переменной может измениться, только если она находится в левой частиоператора присваивания.
А:=А+1; – В данномслучае А становится равно 11.
Это происходит в точности по той же причине, что и в предыдущемпримере.
Целые и вещественные типы
Приступим теперь к изучению типов, которые есть в языке ObjectPascal. Начнем с типов,используемых для хранения чисел.
Числовые типы данных в языке ObjectPascalделятся на 2 группы:целые и вещественные. Целые типы – это типы для переменных, хранящих целые числа,а вещественные — это типы для переменных, хранящих нецелые числа. Все типы языка ObjectPascalделятся нафундаментальные и адаптивные. Фундаментальные типы не изменятся в будущихверсиях Delphi. Адаптивные типы могут в будущих версиях Delphiизмениться. Целых типов в ObjectPascalмного: их 9. Различаютсяони количеством памяти, которую занимают, и диапазоном значений. Мы рассмотримподробнее тип integer.
Тип integer занимает в памяти 4 байта, диапазон его значений примерно от-2*109 до 2*109. Тип является адаптивным. Это связано стем, что с изменением разрядности процессора (размера чисел, которые процессорспособен обработать за одну операцию) меняется и размер типа integer, чтобы наиболееэффективно использовать процессор.
Пример
В данном примере внутри обработчика событий объявлены две переменныеА и В, имеющие тип integer.
procedure TForml.ButtonlClick (Sender:TObject);
var A,B:integer; begin
end;
Все переменные, объявляемые внутри обработчика, существуют толькопока этот обработчик работает, а потом уничтожаются. Такие переменные будемназывать «локальными».
Приведем операции, которые можно выполнять с переменными целоготипа.
+ – Сложение.
— – Вычитание либо изменение знака числа (например:-5).
* – Умножение.
/ – Деление. Заметим, что результат деления двух целых чисел имеетвещественный тип, даже если получается целое число.
Div – Целая часть от деления двух чисел (дробная часть просто отбрасывается).
Mod – Остаток от деления двух целых чисел (например, остаток от деления26 на 7 равен 5).
Обратим внимание на приоритеты операций. Они точно такие же, как ив математике: сначала выполняются изменения знаков чисел, затем по порядкуумножения и деления, а затем сложения и вычитания. Для изменения приоритетаопераций используются скобки.
Примеры
А:=10;{А равно 10}
В:=А*2;{В равно 20}
А:=В+А*2;{А равно 40}
А:=А+1;{А равно 41}
В:=(А+В) div4; {3 равно 15}
А:=А mod 4;{А равно 1}
Переменные вещественных типов предназначены для хранения нецелыхчисел. В языке ObjectPascalимеются нескольковещественных типов, мы рассмотрим подробнее тип extended.
Переменная типа extended занимает в памяти 10 байтов. Диапазон значенийданного типа .6 * 10 4961… 1.1* 104932, что покрывает все разумные пределы для чисел.Точность типа 19 – 20 цифр. Тип является фундаментальным.
Следует иметь в виду, что значения в переменных вещественного типахранятся приближенно. Это значит, что переменная вещественного типахранит ограниченное количество значащих цифр (для типа extended 19 – 20 цифр на целую идробную части в сумме), что может приводить к ошибкам округления.
При записи вещественных чисел в языке Pascalцелаячасть отделяется отдробнойс помощью точки.
Рассмотрим теперь некоторое вещественное число, скажем, 2.37 * 1017.Это число состоит из двух частей: мантиссы, равной в данном случае 2.37,и порядка, равного 17. Поэтому при задании вещественного числа в языке Pascalмы вынуждены отдельнозадавать мантиссу, а отдельно порядок.
Такой способ задания вещественного числа называется экспоненциальнымформатом
Формат задания вещественного числа следующий:
Е
Пример В:=2.37Е17;
Очевидно, что в данном случае В – переменная одного извещественных типов.
Над вещественными типами определены 4 операции: сложение,вычитание, умножение и деление. Операции div и mod над вещественными типамизапрещены.
Пример
procedure TForral.ButtonlClick {Sender:TObject);
var C,D:extended;
begin
C:=10.28;
D:=3.14E-17 + С / 1Е-15 {экспоненциальный формат} end;
Если есть выбор: пользоваться целым типом или вещественным, тонадо стараться пользоваться целым. Целые переменные быстрее обрабатываются (таккак не надо обрабатывать мантиссу вместе с порядком), представляются в памятиточно, а не приближенно, и занимают меньше места в памяти. Например, дляхранения денежных сумм применяется не вещественный тип, а целый, а суммыумножаются на 10 000, чтобы обходиться только целыми числами.
Как мы уже говорили, операция присваивания требует, чтобы тип переменнойв левой части совпадал с типом выражения в правой части. Однако из данногоправила существует исключение:
•Вещественной переменной разрешено присваивать значения целоготипа, например:
var А:integer;
В:extended;
В:=А;
•Целой переменной нельзя присваивать значение вещест венного типа:
var A:integer; В:extended;
А: =В – нельзя!
А: =А/10– тоже нельзя, так как в правой части – выражениевещественного типа А:=100/10 – и даже вот так нельзя
А:=А div 10 – можно только так
Длявыполнения данного присваивания надо воспользоваться одной из функций Round или Trunc.
Выводы. Использование ЭОР «Программирование в среде ObjectPascal» и лабораторногопрактикума в профильном обучении информатике на основе технологии визуальногопроектирования способствует совершенствованию процесса обучения и повышениютворческой и познавательной активности учащихся.
ГЛАВАII. МЕТОДИЧЕСКИЕРЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОБУЧЕНИЮ УЧАЩИХСЯ ПРОГРАММИРОВАНИЮ НА ПРОФИЛЬНОМ КУРСЕ 2.1 Целипрофильного обучения
Отечественнаясистема образования является важным фактором сохранения места России в рядуведущих стран мира, ее международного престижа как страны, обладающей высокимуровнем культуры, науки, образования. Нашему обществу нужны современнообразованные, нравственные, предприимчивые люди, которые могут самостоятельнопринимать ответственные решения в ситуации выбора, прогнозируя их возможныепоследствия, способны к сотрудничеству, отличаются мобильностью, динамизмом,конструктивностью, обладают развитым чувством ответственности за судьбу страны.
Практическивсе, кто работает или работал в школе, знают, что, начиная с 8го класса, оченьнебольшое количество детей имеет одинаково хорошие успехи в изучении всехпредметов программы, равное желание и стремление овладеть знаниями поматематике и литературе и, что самое главное, равные для этого возможности. Новсе равно учительская точка зрения 'мой предмет самый главный и нужный, я лучшезнаю насколько он вам понадобится в жизни', приводит к проблеме прогрессирующейперегрузки учеников, внутреннему сопротивлению обучающегося. И как следствие нежеланиеучащихся продолжать обучение; стрессы; и т.д.
Выход визменении отношения к ситуации в образовательном процессе. Именно с этой цельюв школах вводятся элективные курсы в старших классах, предусматривающиеорганизацию профильного обучения по гуманитарному, естественно-математическому,технологическому и общеобразовательному направлениям. Последний призванобеспечить более глубокую универсальную подготовку тем старшеклассникам,которые еще не окончательно определились в своем выборе.
На старшей ступениобщеобразовательной школы ставятся задачи создания системы специализированнойподготовки (профильного обучения) в старший классах общеобразовательной школы,ориентированной на индивидуализацию обучения и социализацию обучающихся, в томчисле с учетом реальных потребностей рынка труда, отработки гибкой системыпрофилей и кооперации старшей ступени школы с учреждениями высшего профессиональногообразования.
Прежде всего,необходимо уяснить понятие профильное обучение. Профильное обучение – средстводифференциации и индивидуализации обучения, позволяющее за счет изменений вструктуре, содержании и организации образовательного процесса более полноучитываются интересы, склонности и способности учащихся, создавать условия дляобучения старшеклассников в соответствии с их профессиональными интересами инамерениями в отношении продолжения образования.
Профильноеобучение направлено на реализацию личностно-ориентированного учебного процесса.При этом существенно расширяются возможности выстраивания учеником индивидуальнойобразовательной траектории.
Переход кпрофильному обучению преследует следующие основные цели:
- обеспечитьуглубленное изучение отдельных предметов программы полного общего образования;
- создатьусловия для существенной дифференциации содержания обучения старшеклассников сширокими и гибкими возможностями построения школьниками индивидуальныхобразовательных программ;
- способствоватьустановлению равного доступа к полноценному образованию разным категориямобучающихся в соответствии с их способностями, индивидуальными склонностями ипотребностями;
- расширитьвозможности социализации учащихся, обеспечить преемственность между общим ипрофессиональным образованием, более эффективно подготовить выпускников школы косвоению программ высшего профессионального образования.2.2 Элективные курсы по информатике в системе профильногообучения
Винформационном письме Департамента общего и дошкольного образования обэлективных курсах в системе профильного обучения на старшей ступени общегообразования № 14-51-277/13 от 13.11.2003 отмечается: «Элективные курсы(курсы по выбору) играют важную роль в системе профильного обучения на старшейступени школы. В отличии от факультативных курсов, существующих раньше в школе,элективные курсы – обязательны для старшеклассников…
Элективныекурсы связаны, прежде всего, с удовлетворением индивидуальных образовательныхинтересов, потребностей и склонностей каждого школьника. Именно они по существуи являются важнейшим средством построения индивидуальных образовательныхпрограмм, т.к. в наибольшей степени связаны с выбором каждым школьникомсодержания образования в зависимости от его интересов, способностей,последующих жизненных планов. Элективные курсы как бы „компенсируют“во многом достаточно ограниченные возможности базовых и профильных курсов вудовлетворении разнообразных образовательных потребностей старшеклассников.
По назначениюэлективные курсы подразделяются на: предметные (дополняющие профильные предметыили позволяющие достичь повышенного уровня базовых предметов); межпредметные(»Издательское дело", «Компьютерная графика»); курсы,ориентированные на приобретение школьниками образовательных результатов дляуспешного продвижения на рынке труда («Компьютерноеделопроизводство», «Оператор ПК»); внепредметные илинадпредметные (предназначены для реализации познавательных интересовстаршеклассников за рамками традиционных школьных предметов, в областидеятельности человека вне круга выбранного ими профиля обучения, например,«Основы рационального питания» или «Подготовкаавтолюбителя»).
Официальнопрофильное образование было введено в образовательных учреждениях России ссентября 2006 г.
Программыпрофильных курсов по информатике, как впрочем, по любому предмету, являютсяфедеральными и менять содержание этих программ учитель не сможет. Основнаяпричина – необходимость сохранения единого образовательного пространства встране, подготовка школьников к сдаче единого государственного экзамена. А вотэлективные курсы будут самыми разнообразными, следовательно, их должно бытьмного. Какими же элективные курсы еще могут быть? Предлагаются следующиеэлективные курсы для естественно-математической, информационно-технологическойпрофили:
1. «Основыинформационного моделирования» Захарова Т.Б. «Компьютерноематематическое моделирование» Шестаков А.П., Хеннер Е.К. (136 час.)
2. «Программирование наязыке Паскаль» Семакин И.Г., Шестаков А.П. (68 час.)
3. «Основыобъектно-ориентированного программирования» А.Б.Кузнецов (34 час.)
4. «Основыпрограммирования на Delphi» И.В.Половина (34 час.) «Языкпрограммирования Пролог» В.Каймин, Ю.Завальский (36 час.)
5. «Логика и языкпрограммирования Пролог» В.Каймин, Ю.Завальский (136 час.)
6. «Языкпрограммирования Пролог» М.А.Южаков (68 час.)
Такимобразом, можно подвести итоги, уже сейчас существует множество элективныхкурсов по информатике. Задача учителя – изучить программы и предложить учащимсякак можно больше таких курсов, чтобы удовлетворить самые разнообразные интересышкольника в области информатики и информационных технологий.2.3 Элективный курс «Программирование в средеDelphi»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Одной из трех основных целей изучения информатики вшколе является развитие мышления школьников.
Развитие интеллекта рассматривается как составнаячасть развития личности в целом. При этом выделение проблемы развитияинтеллекта из всех остальных проблем и задач образования не говорит об ихигнорировании. Интеллект не сводится к умственным способностям человека, ахарактеризует некую совокупность его возможностей, в том числе в творческойдеятельности, рассматривается как способность человека к восприятию информации.Именно интеллект определяет культурный уровень человека.
В информатике базовым инструментом развитияинтеллектуальных способностей ребенка является программирование.
Данный курс предусматривает программирование в средеDelphi по следующим соображениям:
Delphi можно изучать и использовать на несколькихуровнях:
1)Работа с визуальными объектами практически безпрограммирования.
2)Работа в консольном приложении с программой (безсоздания визуальной формы).
Эти две возможности работы в среде Delphi позволяют“развести” овладение алгоритмом написания программ и алгоритмом созданиявизуальных форм (что отсутствует в среде Visual Basic).
Здесь представлен годовой курс (по 1 часу в неделю)по изучению программирования на языке ObjectPascal фактически с “нуля” в 7 – 8математических классах.
В начале рассматривается программирование на языкеObjectPascal (в консольном приложении среды Delphi), и лишь после изученияосновных приемов программирования (циклы, массивы, сортировка, многомерныемассивы, процедуры и функции) рассматривается работа с визуальными объектами.Заоснову был принят полугодовой курс, предложенный на сайте www.olympiads.ruдля 8 математического класса. Была частично изменена структура курса (убранатема “графы” и добавлено визуальное программирование в среде Delphi). Задачииспользовались как с данного сайта, так и из других источников – книг исеминарских занятиях по информатике в МГОУ. Курс завершается разработкой игры.
Программное обеспечение:свободно распространяемая версия объектно-ориентированной средыпрограммирования Delphi.
Методы обучения: метод проектов,лекции, проблемный метод, частично-поисковый метод.Контрользнаний и умений: текущий контроль уровня усвоения материалаосуществляется по результатам выполнения учащимися практических заданий.Итоговый контроль реализуется в форме защиты проекта (разработка игры).
Программа элективного курса
Классы: 7-8.
Количество учебных часов:34.
Образовательная область:информатика.
Профиль:естественно-математический.
Цели курса:
- развитиеинтеллектуального, образного и алгоритмического мышления школьников;
- формированиепрактических навыков работы с интегрированной средой программирования Delphi;
- формированиеумения планировать свою деятельность, критически оценивать результаты своейработы, готовности исправлять свои ошибки, настойчивости и целенаправленности вдействиях;
- подготовкаучащихся к олимпиаде по информатике.
Тематическое планирование курсаТеория Форма занятий 1. Введение в объектно-ориентированное программирование. Лекция 2. Общий синтаксис программы на языке Object Pascal. Константы и переменные. Лекция 3. Типы данных и операторы в Object Pascal. Семинар 4. Условный оператор If… Датчик случайных чисел. Семинар 5. Вложенный оператор If-Then-Else. Задача о Гарри Потере. Практика 6. Оператор case. Программа “меню”. Семинар 7. Циклы. Цикл for. Лекция 8. Цикл while. Практика 9. НОД и НОК чисел. Алгоритм Евклида. Практика 10. Цикл repeat. Вложенные циклы. Практика 11. Массивы. Лекция 12. Поиск в массиве. Практика 13. Подсчет элементов в массиве. Практика 14. Слияние и разбивка массивов. Семинар 15. Решение олимпиадных задач. Задача Иосифа Флавия. Практика 16. Игра “Программист”
Практика
Итоговая работа за полугодие 17. Сортировка массивов. Семинар 18. Определение сложности алгоритма сортировки. Практика 19. Многомерные массивы. Лекция 20. Формирование элементов матриц. Практика 21. Задачи с двумерными массивами. Практика 22.Подпрограммы. Процедуры. Лекция 23.Функции. Рекурсия. Семинар 24. “Тур коня”. Практика 25. “Тур коня” Практика 26. Объектно-ориентированное программирование. Лекция 27. Система объектно-ориентированного программирования Delphi. Семинар 28. Классы Delphi Лекция 29. Компоненты Delphi Лекция 30. Проект “Калькулятор”. Практика 31. Игра Баше. Практика 32. Игра Баше. Практика 33. “Честная” игра Баше
Практика
Итоговая работа за год 34. Решение олимпиадных задач Практика
2.4 Методические материалы по изучению программирования наязыке Object Pascal в среде Delphi
Урок 1.
Данный курс посвящен изучению программирования наязыке Object Pascal в среде Delphi.
Напомню, что назначение программирования –разработка программ управления компьютером с целью решения различныхинформационных задач. Все программы составляются на каком-либо языкепрограммирования.
Язык программирования – это фиксированная системаобозначений для описания алгоритмов и структур данных.
Вы уже сталкивались с программированием – писалипрограммы на языке Qbasic. В рамках этого курса мы будем использовать языкObject Pascal и среду Delphi. Чем же отличаются друг от друга языкипрограммирования?
Существуют различные парадигмы (методологии)программирования:
· «Спагетти». Выполнениешагов программы один за другим. Основное использование получает оператор go to.
· Структурноепрограммирование. Языки программирования имеют определенные структурныеединицы, позволяющие организовывать процесс программирования таким образом, чтопрограмма имеет ясную и понятную структуру (используются условные операторы ициклы).
· Модульноепрограммирование. Программа разбивается на отдельные части – модули, которыемогут программироваться независимо. Конечная программа – объединениеразработанных модулей (используются процедуры и функции).
· Объектно-ориентированноепрограммирование. Это целая философия, совершенно особый подход кпроектированию приложений. В основе ООП лежит такое понятие, как класс. Любойкласс имеет поля, методы и свойства.
Сейчас мы не будем останавливаться на этом. Мыпоговорим об этом позднее, когда перейдем к программированию в среде Delphi.
Сначала мы будем работать с вами на языке OPAscal вконсольном приложении среды Delphi. Позже мы перейдем к ООП с использованием интерфейсапрограммы.
Знакомство с языком OPascal мы начнем с написанияпервой программы. Вы должны ощутить уверенность в себе, понять, что раз высмогли написать одну программу, сможете написать и другие.
Итак. Нашей первой программой будет программа – приветствие.Она выведет на экран текст и завершит свою работу.
Открываем: Delphi – File– New – Other – Consol Application.
У вас открылось окошко, в котором уже написаныключевые слова. Ваша задача – написать действия, которые должна выполнить этапрограмма. Назовем ееFirst.
ProgramFirst;
UsesSysUtils;
Begin
Write (‘Hello, ’);
Writeln (‘friends!’)
End.
Запуск программы– F9.
Успели что прочитать? Но программа была выполнена!Чтобы была возможность прочитать надпись на экране, надо в программу добавить однустрочку:
Begin
Write (‘Hello, ’);
Writeln (‘friends!’);
Readln
End.
На этом наш первый урок закончен. Надеюсь, вампонравилось!
Урок 2.
Программа работает с величинами. При использовании впрограмме много раз величины одного и того же значения (числа или строки),лучше употреблять константы.
Константы – имена для фиксированных значений, ссылкана которые используется в программах.
Константы позволяют обращаться к значениям по имени,а не использовать числа.
Пример описания констант: Const Pi = 3.14;
Значение константы – число или результат вычисленийс использованием других констант.
Имя константы может состоять из латинских букв, цифри знаков подчеркиваний, но не может начинаться с цифры. Регистр значения неимеет, то есть имена X_time и x_TimE считаются одинаковыми.
Переменные – именованный объект данных заранееопределенного типа.
Переменная имеет три важные характеристики:
1. Имя – дает способссылаться на уникальное место в памяти, которое занимает переменная.
2. Тип – определяет,сколько памяти отводится для переменной, какие значении она может принимать икакие операции можно с ней производить.
3. Значение – любаяинформация, которая в настоящий момент хранится в занимаемой переменной областипамяти.
Объявление переменных:
Var a, b, c: Тип1;
Sum1: Тип2;
Переменная величина получает значение в результатеприсваивания. Например: a := 1.
Основные свойства присваивания:
1. Значениепеременной неопределенно, если ей не присвоено никакого значения.
2. Новое значение,присеваемое переменной, заменяет ее старое значение.
Общий синтаксис программы на языке Opascal выглядитследующим образом:
Program ;
Uses ;
Type ;
Const ;
Var ;
;
begin
end.
Важно: точку с запятой (;) можно не ставить толькоперед словом end, в остальных случаях отсутствие этого знака считается ошибкой.
Теперь попробуем написать программу, которая меняетместами значения переменных.
Алгоритм:
a
b Было 1 2 стало 2 1
1) Нужно взять дополнительную переменную, поместитьтуда временно одно из значений: оператор
a
b
c
a ® c c := a 1 2 1
b ® a a := b 2 2 1
c ® b b := c 2 1 1
2) Без использования дополнительнойпеременной:
a
b 1 2 a := a + b 3 2 b := a – b 3 1 a := a – b 2 1
Program Obmen;
UsesSysUtils;
Vara, b: Integer;
Begin
Write(‘a = ’);
Readln(a);
Write (‘b= ’);
Readln(b);
a := a + b;
b := a – b;
a := a – b;
Writeln(‘a = ’, a, ‘; b = ‘, b);
Readln
End.
Домашнее задание: Написать программу обмена значенийтрех переменных (А à В àС à А).
Выводы:
Выбирая стратегию преподавания информатики в школе,необходимо учитывать, что задача общеобразовательного курса – это в большойстепени выработка определенного стиля мышления, формирование наиболее общихнавыков, умений и представлений, нежели освоение тех или иных конкретных языкови технических средств программирования. В то же время такой курс должен служитьбазой для последующего профессионального изучения программирования в высшейшколе или старших классах средней школы (в рамках профессионального обучения).
Тенденция понижения роли алгоритмизации ипрограммирования в современном курсе информатики является основной проблемой.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Основная идеяобновления старшей ступени общего образования состоит в том, что образованиездесь должно стать более дифференцированным, индивидуализированным,функциональным и эффективным.
Многолетняяпрактика убедительно показала, что, как минимум, начиная с позднегоподросткового возраста, примерно с 15 лет, в системе образования должны бытьсозданы условия для реализации обучающимися своих интересов, способностей идальнейших (послешкольных) жизненных планов. Социологические исследованиядоказывают, что большинство старшеклассников (более 70%) отдают предпочтениетому, чтобы знать основы главных предметов, а углубленно изучать только те,которые выбираются, чтобы в них специализироваться. Иначе говоря, профилизацияобучения в старших классах соответствует структуре образовательных и жизненныхустановок большинства старшеклассников. При этом традиционную позицию как можноглубже и полнее знать все изучаемые в школе предметы (химию, физику,литературу, историю и т.д.) поддерживают около четверти старшеклассников.
К 15 – 16годам у большинства учащихся складывается ориентация на сферу будущейпрофессиональной деятельности. Так, по данным социологических опросов,проведенных в 2002 году Центром Социологических исследований МинобразованияРоссии, профессиональное самоопределение тех, кто в дальнейшем намерен учитьсяв ПТУ или техникуме (колледже), начинается уже в 8-м классе и достигает своегопика в 9-м, а профессиональное самоопределение тех, кто намерен продолжитьучебу в вузе, в основном складывается в 9-м классе. При этом примерно 70 – 75%учащихся в конце 9-го класса уже определились в выборе возможной сферыпрофессиональной деятельности. Большинство профессий в данное время связаны скомпьютерами и программированием, поэтому широко распространяются элективныекурсы по информационным технологиям, в том числе и по программированию, окоторой шла речь в нашей работе. Выбор языка программирования Object Pascal обусловлено рядом их преимуществ:
1. Object Pascalпозволяет справляться со сложностью. Первое важное преимуществообъектно-ориентированных систем вытекает из природы их связи с реальным миром.
2. Object Pascalпредназначен для изменений. Второе преимущество объектно-ориентированных системобусловлено способом взаимосвязи объектов через сообщения.
3. Объекты могутиспользоваться несколько раз. Третье преимущество объектно-ориентированныхсистем заключается в том, что классы могут наследовать процедуры от другихклассов. Компания может составить библиотеки наиболее часто используемыхклассов, содержащих процедуры, предназначенные для специфических нужд и применяющихсяв последующих прикладных задачах.
4. Object Pascalлегко поддерживается. Четвертое преимущество заключается в способекомплектования объектно-ориентированных программных модулей.
Вследствие этихпреимуществ, а также еще ряда причин, ООП является в настоящее время самымперспективным, распространенным и эффективным направлением в программировании.
СПИСОКЛИТЕРАТУРЫ
1.Ваграменко Я.А., Зобов Б.И., Осипов А.П. «Педагогическийвиртуальный университет: основные задачи, принципы построения, структураинформационных ресурсов. // „Педагогическая информатика“, 1, 2002г.
2.Гусева О.Л., Гусев Е.В., Миронова Н.Н. Одна задача — дварешения. — М.: „Информатика и образование“ — 2000.
3.Захарова Т.Б. Профильная дифференциация обучения информатикев старшей ступени школы.-М.: МЦНТИ, 1997
4.Информатика. Систематический курс. 10 класс / Бешенков С.А,Ракитина Е.А. .- М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004.
5.Кузнецов А.А. Смекалкин Д. Проверка и оценка знаний и уменийшкольников по основам ИВТ. // Информатика и образование. 2003.
6.Лапчик М.П. и др. Методика преподавания информатики: Учебноепособие для студентов педагогических вузов/М.П.Лапчик, И.Г.Семакин, Е.К.Хеннер;под общей редакцией М.П.Лапчика. — М.: Издательский центр „Академия“,2001.- 624 с.
7.Макарова Н.В. Информатика (объектно-информационная концепция):Программа для учащихся с 6-го или 7-го по 11-й класс. — СПб.: Питер, 1999.
8.Макарова Н.В. Методология обучения новым информационным технологиям.- СПб.: Изд-во СПбУЭФ, 1992.
9.Методическое письмо „Об использовании результатовединого государственного экзамена 2007 года в преподавании информатики в среднейшколе“
10.Примерная программа основного общего образования поинформатике и информационным технологиям ИнФО, N4, 2004.
11.Примерная программа среднего (полного) общегообразования по информатике и информационным технологиям. Базовый уровень ИнФО,N4, 2004.
12.Примерная программа среднего (полного) общегообразования по информатике и информационным технологиям. Профильный уровеньИнФО, N4, 2004.
13.Семакин И.Г., Хеннер Е.К. Информатика. 10 класс.-М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005.
14.Семакин И.Г., Хеннер Е.К. Информатика. 11 класс.-М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005.
15.Соловьева Е.Г. О межпредметных связях математики иинформатики. // „Педагогическая информатика“, 1, 1997 г.
16.Стандарт основного общего образования по информатике иинформационным технологиям ИнФО, N4, 2004.
17.Стандарт среднего (полного) общего образования поинформатике и информационным технологиям. Базовый уровень. ИнФО, N4, 2004.
18.Стандарт среднего (полного) общего образования поинформатике и ИКТ. Профильный уровень. ИнФО, N4, 2004.
19.Угринович Н.Д. и др. Практикум по информатике иинформационным технологиям. Учебное пособие. — М.: БИНОМ, 2003-2006.
20.Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ Учебник для 10 класса.Профильный уровень — М.: БИНОМ, 2007.
21.Угринович Н.Д. Информатика и информационныетехнологии. 10-11. Учебник для 10-11 классов. — М.: БИНОМ, 2006.
22.Угринович Н.Д. Компьютерный практикум на CD-ROM. — М.:БИНОМ, 2004-2005.
23.Угринович Н.Д. Преподавание курса „Информатика иИКТ“ в основной и старшей школе: Методическое пособие для учителей. — М.:БИНОМ, 2004-2006.
24.Унт И. Э. Индивидуализация и дифференциация обучения.- М., 1990.
25.Федеральный базисный учебный план для образовательных учрежденийРоссийской Федерации, реализующих программы общего образования (утвержденприказом 1312 Министерства образования РФ от 09.03.2004).