CC BY
78
Вьюга Е.Н.
Государственное бюджетное образовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №618, г.Санкт-Петербург, Россия (ГБОУ СОШ № 618), sl vyuga@ mail .ru
МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА В СРЕДНЕЙ ШКОЛЕ ПО ПРЕДМЕТУ «ИНФОРМАТИКА И ИКТ» С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Образовательный процесс, электронные средства обучения, языки программирования, учебно-методические ресурсы, электронное учебное пособие, экспертная система, обучающий тренажер
АННОТАЦИЯ
Продвижение ИТ в образовательную среду и ограничения учебного времени делают актуальной разработку и внедрение новых программных и аппаратных средств для повышения эффективности компьютерных классов в учебном процессе. Стремительное развитие операционных систем, расширение и усложнение функциональной составляющей прикладного программного обеспечения, увеличение числа языков программирования в образовательной сфере приводит к появлению учебно-методических ресурсов нового поколения поддержки учебного процесса по предмету «Информатика и ИКТ». Учебно-методические ресурсы, используемые на практических занятиях, включают экспертные системы, электронные сборники упражнений, компьютерные тренажеры и т.д.
На протяжении ряда лет автор разрабатывает электронные сборники заданий и тестов для проведения практических занятий по информатике в старших классах. В настоящей статье представлен учебно-методический материал по разделам информатики: системы счисления, кодирование информации, логика высказываний. Разработанные электронные сборники упражнений применяются на практических занятиях по информатике в основной и старшей школе базового обучения. Сборники разрабатываются в среде Microsoft Visual Studio Express 2005, Web 2013 (Basic, Asp.Net(C#)).
Особенностью современного образовательного процесса является быстрая модификация информационных технологий, постоянно меняющееся системное программное обеспечение, что влечёт за собой изменение среды разработки и прикладного программного обеспечения.
Разнообразие компьютерных средств обучения в различных предметных областях существенно расширяет возможности совершенствования форм учебной деятельности. Прогрессивное развитие программного обеспечения с одной стороны приводит к возрастающей роли информационных технологий, с другой стороны — к постоянному пересмотру, доработке методической сос-тавляющей обучения. Нет ни одной предметной области, где развитие содержательной части предметной области и увеличение её объема было бы столь же быстрым и значительным. Это характеризуется:
- эволюцией операционных систем
- расширением множества языков программирования, используемых в сфере образования
- развитии прикладного программного обеспечения
- наращивании функциональной составляющей программного обеспечения
- становлении игровой и виртуальной компонент
В соответствии с ФГОС (от 17 декабря 2010 г. № 1897) в основе процесса обучения лежит системно-деятельностный подход, предполагающий активную учебно-познавательную позицию обучаемых, учёт индивидуальных и возрастных психологических особенностей, своевременную адаптацию детей к быстроменяющейся программной ауре.
Значимое место в школьном курсе «Информатики и ИКТ» занимает раздел «Алгоритмизация и Программирование». На смену консольному программированию пришло объектно-ориентированное — поддерживаются консольные проекты и проекты Windows приложений. В настоящее время система вводных курсов по информатике в школе включает такие объектно-ориентированные языки программирования, как PascalABCNet, Microsoft Visual Basic Express Edition 2005-2013, Microsoft C# Express Edition 2005-2013, Microsoft Visual C++Express Edition 2005-2013.
Автор данной статьи на протяжении нескольких лет использовал три языка на платформе .NET в среде общеязыковой функциональности (CLR — Common Language Runtime) С++, С#, VB. Язык Basic и его модификации широко использовались и продолжают использоваться в индустрии встроенного программного обеспечения: Microsoft Office, геоинформационные системы (MapBasic), поддержка СУБД.
Вопрос выбора программного продукта С++, С# или Visual Basic в качестве учебного в линейке Express Edition не является столь существенным, поскольку в CLR-среде выполнения приложений функционально эквивалентны. Важно отметить, что все три языка программирования используются в современной индустрии на технологической платформе .NET [1], являющейся средой поддержки жизненного цикла прикладных систем. Знакомство с основами объектно-ориентированных языков формирует у школьников структурное мышление. С помощью визуального ООП учащиеся старших классов создают модели, визуализирующие простые физико-химические процессы (например, броуновское движение), строят графики зависимостей, создают анимационные геометрические 3D — модели и т.д.
В процессе разработки различных компьютерных моделей под руководством автора данной статьи школьники определяют алгоритм решения задачи и его кодирование в объектно-ориентированной форме на основе объектов и элементов управления формы, задавая свойства и реализуя методы обработки объектов в составе модели.
ФГОС «Информатика и ИКТ» содействует развитию личностных универсальных учебных действий (УУД), поскольку формирует целостное мировоззрение, информационные компетенции, активный подход к анализу и обобщению информации, саморазвитию, мотивации. Практическому изучению учебных программ способствует наличие учебно-методического материала в виде прикладного программного обеспечения (ППО) как известных фирм-разработчиков [2-3], так и оригинальное, создаваемое для узкого круга тематических задач.
Как правило, оригинальная программа представляет собой электронное учебное пособие, экспертную систему или обучающий компьютерный тренажер с проверкой правильности решений. Формирование мотивации школьников к учебной деятельности происходит благодаря использованию электронных практикумов в сочетании с индивидуальной и групповой формами организации деятельности на уроках информатики.
Индивидуальная форма предусматривает самостоятельное выполнение учеником схожих по содержанию, но отличных по форме дидактических заданий. Преимущество здесь в том, что ученик активно применяет приобретённые знания и умения, вместе с тем проверяя себя. При групповой работе ученики обмениваются опытом, что позволяет им быстрее ориентироваться, творчески работать в коллективе.
Актуальность создания электронных дидактических систем контроля знаний, используемых в индивидуальных и групповых формах организации обучения определяется следующими факторами:
• уменьшение количества часов по данной теме в старшей школе;
• повышение индивидуальной составляющей обучения;
• своевременная адаптации детей к быстроразвивающемуся программному обеспечению;
• обучение, тренировка и самоподготовка в удобное для учащихся время.
Одним из наиболее распространенных видов ППО при проведения практических занятий по информатике являются электронные практикумы с контролем правильности результатов. На протяжении ряда лет автор разрабатывает электронные средства для проведения практических занятий на уроках информатики в основной и старшей школе. Автором создан ряд электронных сборников, задания которых имеют обратную связь с теорией и сопровождаются справочной информацией. Электронные практикумы используются и в базовом и в профильном обучении. Для осмысления и закрепления материала используется текущий контроль в форме электронного тестирования и промежуточного оценивания. Текущий контроль включает в себя следующие тренирующие упражнения:
• обучающий тренинг по системам счисления [4] (Рис.3)
• экспертная система «Электронный сборник упражнений по основам элементарной
логики» [5] (Рис.2)
• электронный сборник упражнений по кодированию текстовой информации [4-5] (Рис.5)
• сайт — практикум по непозиционным системам счисления http: // digit. famsl.ru/
• Пакет «Тестирование» по разделам «Информатики и ИКТ» (Рис.4).
Промежуточное оценивание приобретённых учащимися знаний по темам проводится на уроке в форме контрольного тестирования, структура которого основана на учебно-методических материалах и регламентирована общепринятыми стандартами. Для такой формы тестирования автором разработан пакет "Тестирование" по школьному курсу информатики и ИКТ
гПрактикумы по Г -Ч
системам 7-10 классы
счисления L J
г 1 Практикум по элементарной логике
9-11 классы
Электронные практикумы
г
Практикум по кодированию информа ции в 8-10 класс Ь__ _jà
ь. J
Тематическое дида ктическое Тестирование
8-11 классы
Рис.1 Применение электронных практикумов
Электронные практикумы в основном реализованы автором как Desktop — приложения, в последнее время практикум по непозиционным системам счисления разрабатывается автором в виде Web — приложения с использованием среды Microsoft Visual Studio Express 2013 для Web Asp.Net (C#).
Информационная структура, описывающая содержательную часть электронных
Позиционные системы счисления Непозиционные системы счисления
Темы Уточнения Римская система счисления Содержание: 1. Краткая историческая справка 2. Алфавит 3. Интегрированная среда выполнения заданий 4. Контроль выполнения заданий
Переводы из 10-й системы счисления в Р-ю систему счисления и наоборот 10 « Р, Р = 2,...,16 Кириллическая система счисления
Переводы 2 « 2П , п=3,4 2 16 ♦ 8 Ясачная система счисления
Арифметические операции в различных системах счисления Сложение Вычитание Умножение Деление Другие системы счисления
Перевод дробной части 10 ^ P
Табл.1. Содержательная часть электронных практикума по системам счисления
Тип электронного практикума
Электронный сборник упражнений по основам элементарной логики 1.Таблицы истинности двух переменных
2.Таблицы истинности трех переменных
З.Таблицы истинности в режиме ввода
4.Законы логики
Электронный сборник «Тестирование» Информация и информационные процессы
Представление информации
Технология обработки числовой информации
Моделирование и формализация
Графическая и мультимедийная информации
Алгоритмизация и ОПП
Основы логики и логические основы компьютера
Коммуникационные технологии. Сети ЭВМ
Хранение, поиск, сортировка информации. Базы данных MS Access
Электронный сборник упражнений «Кодирование информации» Перестановочный шифр
Шифр Цезаря
Шифр Тритемиуса
Табл.2. Содержательная часть электронных практикумов
ГЛлдакглиосгн ? | Г «виде ьсг*+юсУ | тхтм \ Стоиоеда | 0 гигрм« |
Запалим и. паля шйпнц нпиинки ДИ ■ трек ЛОПРЧИВКИК im.ptlHL'HHUK. А. В. С
•(AvB)vC
4*fLH ИГР -ppaL Щ ГП^Л |
Е.*. """""
4 2_|
9 |ч>и: " I
n " I
' 1 " I
8 1 " I
«I 1 " I
II |
A vBvC
А л В л С
Лг.» гС
м - ДI
А В -у С
A\BvC
(A j S)\iC
(А л В) л С
AvBvC
A vB/\C
(/Г «-> И) w С
(А лВ)+*С
Л -+(ВлС)
(AvB)vC
• Л В)лС
И-» щ-
с > /Л ■■ С
><£ - г4)
i
U л й ) ++ С
(jI R) v с
{А о В) л С
Прении пагтрвчши таблиц нстнннасис яря » ийащ* - 241,
«■Н-: J foomCTK
i-wwKcre-s eimw-rsinmpiMwetta * штпиапмн опфсвй
3 ПорлДОЕМпмшгнкхаперидей нкхрснх. к
1а4Пиа.'.уАД
4 BdfHiiM rrtrCuLU и4i>|iiAun» №агд(вйа«;<т» il
J. Oiowawwwr Истина Ложь
® РАДОЙОГЧ*. 9И/'1 Е Ч ■ тирилмк г Слжт-Пегербй*
Рис.2 Интегрированная среда «Электронный сборник упражнений по основам элементарной логики»
-!□! к
Операции СЛОЖЕНИЕ к ВЫЧИТАНИЕ Осяовшне лвевлкихерячвэй сяпош счисления - 12 Алфавит л<еныштрнчмой (нстекн счисления сострит из цифр 0. ], 2, 3, 4, 5. б, 7.3, 9, А. В
Вькод
aa* si ш 11« 1" П II 1 ГЦ 1 "Ь I Г1й [ ч и Тс ч V 2 < Ш 9 J I '-il
2 шш е 7 8 9 10
27Q1 | |Снстди счисления яиенллимсрнчиая Рмупы 1 г
|42ЭА
B5S
Проверить
2666
Поли пля гъгчнсясннй
п -
I 2 7 9 1
II III В 5 9
2 6 6 6
LeJ 4 2 9 А
©200? Cauff-U-ftaptypi Paq>a£pr<dui< Вьюга ВН. - учитель ынфоу-мл икы
Рис.3 Интегрированная среда «Системы счисления»
•тетдецня -Алгоритмы | д*нны* | Ло«иг& | КедирманивЮ | Коянро1аним§- 91 мадйлира^ние | 1 С-^и | Гезф^н | Итфг
I. Найдите соответствия между: понятиями и их определения ми. Обозначения Основные алгоритмические структуры - ОАО.
1. Алгоритм
4. Детерминированная последовательность действий _1]
ОЙрнЙйТкм 11Г1I н н:I нйчйП1.нйГй шсгаммнк ч
конечное с помощью понятных исполнителю команд.
.II
2 Прогропно
5. Алгоритм, записанный на поня т ноет компьютеру языке программирования
3. Исполнитель
А Типы ОДС
2. Объект., выполняющий действия, предписанные алгоритмом.
"3
1. Линейный алгоритм, иийир. цикл,
ветвление, множественный
Б Блок-схемы
3. Специальные графические функциональные блоки, 2
л
позволяющие понятно представить последовательность действий.
ОТВЕТ
-л
м
> Санкт-Петербург Учитепь информатики Вьюга Е.Н.
Рис.4 Интегрированная среда «Тестирование»
Пдакт^нл № те-нкКод^ров-ам'гй тенчтмшлкнфармацем
ГЩжетмв<г»»й | Ци«> ивмрч ШитеТмгь-ы^а | Раскодировать сообщение. закодированное с поноси ши<фрд"ПР14ТЕмИУСАеклвчом 'ФОКУС
Кй№чйСТВй О-^г.в и крнЩйГрйппЁ- 24 |1еорнамт
ЮьсЫберкэщщимжывршьщйешгэфДГы 4 1110Й0ИАН1
III ВСрНОНТ
Шифр |уСвривм_I
Ключ Алфавит Уииипиг
Разность Д | её "чЧеэриант |
|о |1 2 |3 а 5 VII варчонт |
Ключ к Ь И ■ 1 1 ЧЛмщиащ |
Разность Iе 8 |9 ю 11 К вариант
Шифр но 90 ^ с X вариант
Ключ ¡12 |13 14 |15 Ц 17
Разность ф"ЕГ| ^
Шифр 20 |21 22 23
Ключ и) Щ Ь |ы| П и *
Разность 24 ¡25 26 |27 28 29 |эо |31
^П] к]
Рис.5 Интегрированная среда «Кодирование текстовой информации» Автор на протяжении нескольких лет использует компьютерные практикумы на уроках
информатики. В условиях дефицита времени в старшей школе применение ЭП в базовом обучении оказывается эффективным. Опыт применения компьютерных средств обучения показывает необходимость создания прикладных программ — задачников, тренингов по предмету "Информатика и ИКТ" как универсальной составляющей образовательного процесса.
Литература
1. Документация. MSDN Веб — Узел https://msdn.microsoft.com/en-us/vstudio/aa496123.aspx
2. Моделирование процесса обучения. В. Б. Кудрявцев, П. А. Аисейчик, К. Вашик, Ж. Кнапп, А. С. Строгалов, С. Г. Шеховцов. Фундаментальная и прикладная математика, 2009, том 15, № 5, с. 111—169. 2009г. Центр новых информационных технологий МГУ Издательский дом «Открытые системы». http://mech.math.msu.su/~fpm/ps/k09/k095/k09507.pdf.
3. Система управления курсами Moodle https://moodle.org/.
4. Вьюга Е.Н. Опыт использования электронных средств обучения по информатике и ИКТ. Материалы V Международной конференции. Информационные технологии для новой школы. Том 4. — СПб: ГБОУ ДПО ЦПКС СПб «Региональный центр оценки качества образования и информационных технологий», 2014. — 219с.
5. Вьюга Е.Н. Электронные практикумы по информатике в старшей школе. Сборник трудов. Часть II. Информационные технологии в образовании. XXI Международная конференция — выставка. М: Издательский отдел факультета ВМК МГУ имени М.В. Ломоносова. 1-3 ноября 2011г. -92 с.
