Transcript Особенности преподавания информатики на профильном уровне

Особенности методики
обучения информатике на
профильном уровне
Иванова Н.Г., Мартынова И.Н.,
Семакин И.Г.
Профессии (специальности) в IT- отрасли:
программист,
системный архитектор,
специалист по информационным
системам,
системный аналитик,
специалист по системному
администрированию,
менеджер информационных
технологий,
менеджер по продажам решений
и сложных технических систем,
специалист по информационным
ресурсам,
администратор баз данных
Знаниево – компетентностный характер
содержания ПС:
Владение фундаментальными
систематическими знаниями и
профессиональными навыками
в области информатики и
информационных технологий
Личностные качества,
способствующие
социальной и
профессиональной
мобильности специалистов
Раздел «Саморазвитие» содержит компетенции:
универсальные:
общенаучные,
инструментальные, социальноличностные и общекультурные
профессиональные:
проектная, аналитическая,
производственно-технологическая,
организационно-управленческая,
научно-исследовательская
Проекты нового ФГОС среднего (полного) общего
образования
Компетенции, отмеченные в ПС и ФГОС:
Личностные:

готовность и способность обучающихся к саморазвитию и
личностному самоопределению,

готовность к обучению на протяжении всей жизни,

ответственность, креативность, дисциплинированность,
инициативность и др. социально значимые качества;
Метапредметные:

умения самостоятельно ставить цели, планировать и
реализовывать учебную и профессиональную деятельность,
нацеленную на достижение результата;

умение анализировать, систематизировать, критически
оценивать и интерпретировать информацию, логически мыслить,
формулировать и аргументировать свои мысли;

эффективно работать в команде, понимая и принимая других
людей,

ответственность за результаты своей деятельности, обладание
коммуникативными навыками, способность обучать и
консультировать других, владение навыками исследовательской
и проектной деятельности.
Методические приёмы обучения
направлены на дальнейшее развитие:
• теоретического мышления и
практических навыков учащихся,
•на формирование и развитие
способностей и компетенций,
необходимых старшеклассникам для
продолжения обучения в системе
высшего профессионального
образования на IT-ориентированных
специальностях
1. Создание проблемных
познавательных ситуаций


эффективно воздействует на интерес к
изучаемому материалу,
побуждает учащихся к поиску новых
знаний и способов их получения
Для разрешения проблем применяются дискуссии,
поисковый и частично-поисковый методы,
исследования, в которых учащиеся приобретают
наибольшую самостоятельность.
Пример 1.1
Занятие по теме «Кодирование
информации» :
2-байтовая ячейка памяти содержит код:
11110110 10111101. Какая информация
здесь закодирована?

Пример 1.2

К занятию по представлению целых чисел:
Program square;
Var A, B:integer;
Begin
A:=20000;
B:=sqr(A);
Writeln(‘число ’, А , ‘, возведённое в квадрат, равно ’, B)
End.
Результат:
число 20000,возведённое в квадрат, равно -31744
Пример 1.3

К занятию по теме «Представление
вещественных чисел»:
program checking;
Предлагается
var x:real; i:integer;
проанализировать
begin
текст программы и
x:=0.5;
высказать
предположение о
for i:=1 to 5 do
результате её
x:=x-0.1;
выполнения.
writeln(x=0, x)
end.
Учащиеся, как правило, утверждают, что должно быть выведено
значение TRUE и 0.
На самом деле, на экране появляется ответ
FALSE 2.77555756156289E-17.
2. Метод эвристических («ключевых»)
вопросов


!
Применяется для сбора дополнительной
информации, подсказывает новые стратегии и
тактики решения, развивает интуицию, логику,
мышление
мотивирует учащихся на активную
познавательную деятельность, результатом
которой должно стать «присвоенное»,
собственное знание, ценное для
обучающегося.
Большое количество проблемных вопросов и заданий
предлагается авторами курса в учебнике и практикуме
Пример 2.1


задание № 3 после § 1.7.1 учебника:
Как вы думаете, справедливо ли
утверждение «Синтаксический
контроль транслятором текста
программы предназначен для
проверки соблюдения свойства
понятности алгоритма»?
Приведите примеры,
подтверждающие или
опровергающие это утверждение.
Пример 2.2
Задание №5 § 1.7.2
«Проанализируйте применительно к
программам для машины
Тьюринга выполнение основных
свойств алгоритма:
дискретности, понятности,
точности, конечности,
массовости»

Подобные задания способствуют не формальному, а более
глубокому изучению понятий, заставляет учеников задумываться
над сутью изучаемой теории, её связи с практикой, способствуют
развитию аналитического мышления.
3. Исследование как способ
получения нового знания
«Доводы, до которых человек додумывается
сам, обычно убеждают его больше, нежели те,
которые пришли в голову другим».
Б. Паскаль
Содействует развитию способности:
 ставить вопросы и находить на них ответы,
 анализировать информацию,
 критически относиться к получаемым результатам,
 устанавливать причинно-следственные связи
 делать выводы
Пример 3.1
Раздел «Измерение информации» (§1.2.3). Лабораторная
работа по теме «Измерение информации»:
(1)
На основании таблицы 1.1 учебника вычислить информационные веса
символов латинского алфавита: a, r, z. Сделать выводы относительно
зависимости их информационных весов от частотной характеристики.
(2)
На основании таблицы 1.2 вычислить веса символов русского алфавита: ф, а, п.
Сделать выводы относительно зависимости их информационных весов от
частотной характеристики.
(3)
Доказать, что формула Шеннона при равной вероятности появления символа в
тексте тождественна формуле Хартли.
(4)
Рассчитать информационный объем одного и того же текста (взять из учебника
любые 3 предложения на русском языке) по формулам Хартли и Шеннона.
Сравнить результаты и сделать выводы.
Пример 3.2
Тема «Обработка информации» (§ 1.5.4). Сравнение
алгоритмов с точки зрения «временной сложности».
Критерии оценки алгоритмов
Программа русского метода
N=32
Количество повторений цикла
5
Программа метода
Аль-Хорезми
N=1024
10
N=32
2
N=1024
4
Количество
вычислительных
операций в теле цикла
4
4
6
6
Количество
вычислительных
операций в циклической
части программы
5*4=20
40
2*6=12
24
Вывод:
Работает быстрее в 2 раза
Пример 3.3

Тема занятия «Особенности целочисленной и вещественной
арифметики. Типы данных в языке Паскаль».
Текст задания
Дана программа. Сформулируйте, какие действия выполняет программа. Проведите
численный эксперимент, объясните результат.
Program Test;
Var X, Step : Real;
Begin X := 0;
Step := 0.1;
Repeat
X := X + Step;
Writeln(X)
Until X = 1E2
End.
Какие изменения необходимо внести в программу?
Составьте программу проверки закона ассоциативности: (x + y) + z = x + (y + z).
Подберите такие вещественные значения переменных, при которых закон не
выполняется. Например, проверьте для x:=Pi/20; y:=Pi/200; z:=Pi/300, введите
свои данные. Объясните результаты.
4. Разработка проектов
развивает общеучебные умения учеников, необходимые для
будущей социализации и профессиональной деятельности
старшеклассников:
Теоретическое
мышление:
Критическое
мышление:
Регулятивные
умения:
анализ,
синтез,
обобщение,
систематизация
информации,
определение и
классификация
понятий
умение отличать
факты от мнений,
определять
достоверность
источника,
оценивать
информацию
Определение
целей,
планирование,
выбор тактики, контроль,
анализ и коррекция
своей деятельности,
 генерирование
вопросов, необходимость
приводить аргументацию
Обязательные компоненты проекта:
стратегия реализации (мотив, цель, организацию действия, результат и его
анализ), исследовательская и проектировочная компоненты.
5. Формирование представлений об
универсальных методах обработки
информации (на основе ЭТ)
Электронные таблицы в профильном курсе:

для решения вычислительных задач
теоретических разделов,

как способ моделирования
информационных процессов и мощный
инструмент обработки информации

как методический приём обучения
алгоритмизации
6. Контекстный метод обучения
программированию.
Сквозная линия программирования способствует решению
ряда педагогических задач:

поддержать деятельностную компоненту обучения;

продолжить развитие алгоритмического мышления и
навыков программирования, начатых в основной школе;

организовать дифференцированное обучение;

показать вариативность практических методов решения.
Благодаря введению новых элементов языка и приемов
программирования в непосредственной связи с
содержанием изучаемого материала, освоение
теоретического материала, основ программирования
происходит более эффективно и осознанно.
7. Самостоятельная работа учащихся
Развивает навыки:
 целеполагания
 актуализации необходимых
знаний и способов
деятельности,
 планирования
образовательной
деятельности,
 критического осмысления
своих результатов
обучения
Виды самостоятельных работ:
Изучение нового материала
Работа с электронными
образовательными ресурсами (в
том числе авторскими)
Практические
работы
с
использованием
ЭТ
по
конструированию
и
моделированию,
по
изучению
моделей (н-р, машин Тьюринга и
Поста)
Проведение
численных
экспериментов
Программирование решения задач
и т.д.
Способствует преодолению разноуровневой подготовленности
учащихся
8. Системный подход к решению задач
информационного моделирования,
программирования
Этапы:
 Постановка задачи
 Формализация
 Анализ математической задачи
 Построение алгоритма
 Программирование
 Тестирование (включая разработку плана
тестирования)
9. Групповой метод решения задачи,
проблемы, реализации проекта,
исследования
 создает оптимальные
 развиваются навыки:
командного
сотрудничества,
самообучения и обучения
других,
коммуникативные
способности,
чувство ответственности
за результат

условия для
самореализации личности
старшеклассника,
высокий уровень усвоения
знаний и формирования
умений
Литература





Профессиональные стандарты в области информационных
технологий – М.: АП КИТ, 2008.-616 с.
Семакин И.Г., Шеина Т.Ю., Шестакова Л.В. Информатика и
ИКТ. Профильный уровень: учебник для 10 класса – М.:
БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010.
Мартынова И.Н., Семакин И.Г. Содержание школьной
информатики и профессиональные стандарты. М.:
Информатика и образование, №7 – 2010, с.12-15.
Федеральный государственный стандарт общего
образования. Среднее (полное) общее образование. Проект.
– М.: ИСИО Российской академии образования, 2011. – 41 с.
http://mon.gov.ru/files/materials/7956/11.04.19-proekt.10-11.pdf
Федеральный государственный стандарт общего
образования. Среднее (полное) общее образование. Проект.
– М.: Российская академия образования, 2011. – 38 с.
http://mon.gov.ru/files/materials/7956/11.04.11-proekt.10-11.pdf