CC BY
6
DEVELOPMENT OF CREATIVE ABILITIES IN PRIMARY SCHOOL WITH THE HELP OF PROBLEM EDUCATION TECHNOLOGY
© 2014
N.V. Lifanova, primary school teacher, master Togliatti State University
Secondary School № 10, Zhiguliovsk (Russia)
Annotation: One of the requirements of the modern system of education is the formation of a creative personality. Using the problem education technology dynamically develops creative abilities of primary school pupils. It leads to effective knowledge, skills and cognitive abilities acquirement.
Keywords: creative activity, creative abilities, problem education technology, problem situation, knowledge discovery, teaching techniques, activity method, the structure of the lesson.
УДК 378.14
РОЛЬ УЧЕБНОЙ ТЕМЫ «ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТИПОВ И ДЕЙСТВИЯ НАД НИМИ» ПРИ ПОДГОТОВКЕ ВЫПУСКНИКОВ СЕЛЬСКИХ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ШКОЛ
К ЕГЭ ПО ИНФОРМАТИКЕ
© 2014
А.А. Миниахметов, заместитель директора, учитель информатики и ИКТ МБОУ СОШ№1, с.Аскино, Республика Башкортостан (Россия)
Аннотация: В статье рассмотрены преобразования типов и действия над ними на языке программирования Паскаль. Учителям предложены методические рекомендации и практические приемы по подготовке выпускников сельских общеобразовательных школ к ЕГЭ по информатике и ИКТ.
Ключевые слова: типы данных, язык, программирование, Паскаль, единый, государственный, экзамен, информатика, технологии, ИКТ, алгоритмы, сельская школа, переменные, процедуры, функции.
Постановка проблемы в общем виде и ее связь с важными научными и практическими задачами. Единый государственный экзамен (ЕГЭ) - это специальная форма объективной оценки качества подготовки выпускников общеобразовательных школ, освоивших обязательные образовательные программы среднего общего образования, с использованием особых видов заданий, так называемых контрольно измерительных материалов [1].
Как известно, ЕГЭ по информатике и ИКТ довольно сложный экзамен, особенно для выпускников из обычных сельских общеобразовательных школ с учебной нагрузкой одного часа в неделю (45 минут). Как правило, этого недостаточно для качественной подготовки к экзамену, в то время как, на высокие баллы пишут выпускники профильных и специализированных классов.
На сегодняшний день до сих пор не разработаны качественные методические пособия, учебники по информатике, опираясь на которые можно подготовить выпускника к экзамену по предмету, не прибегая к другим источникам.
Большая часть тем вообще не рассматривается в школьном курсе информатики и ИКТ, или изучается поверхностно, что затрудняет подготовку на высоком уровне учителем своих подопечных к экзамену.
Согласно демонстрационному варианту ЕГЭ-2015 по информатике [2], большая часть заданий рассчитаны на преобразования типов и действия над ними. Однако, многие учителя общеобразовательных школ не учитывают методических тонкостей данной темы при подготовке обучающихся к экзамену.
Анализ последних исследований и публикаций. Многие авторы предлагают различные методы и приемы подготовки обучающихся к ЕГЭ по информатике.
Современные авторы [3] предлагают учителям общеобразовательных школ совместно с преподавателями вузов проводить дополнительные занятия по подготовке выпускников к экзамену путем освещения теоретического материала, их закрепления практическими приемами решения задач.
Они грамотно излагают опыт работы в данном направлении, предлагают качественный список литературы и каталоги адресов цифровых ресурсов для эффективной подготовки выпускников к ЕГЭ по информатике.
Однако, не всегда учителя сельских школ могут сотрудничать со специалистами вузов из-за отдаленности от городов.
Другой автор [4] предлагает использование специ-
ализированных программных средств, с созданием дополнительных групп учебных заданий, включенных в электронный задачник по программированию Programming Taskbook.
Однако, такой подход неприемлем для обычных выпускников из сельских школ, у которых и представления не может быть о языках программирования высокого уровня. В основном, в сельских школах до сих пор преподают языки Паскаль, Бейсик, Алгоритмический язык.
Хотя, уже с этого учебного года в заданиях ЕГЭ дополнительно к языку высокого уровня Си, введен еще один - Питон.
В недавней работе [5] предпринята попытка показать значимость учебной темы «Типы данных» при подготовке обучающихся 11 классов к экзамену по информатике. Приведены методические рекомендации учителям сельских школ по разделу ЕГЭ-2015 «Элементы теории алгоритмов и программирование». Детально рассмотрены некоторые задания экзамена, приемы их решения и объяснения выпускникам. Автор указывает важнейшие элементы методического характера по данной учебной теме и разделу ЕГЭ-2015.
Формирование целей статьи. В связи с этим, целью данной работы явилось представление учителям сельских школ некоторых методов и приемов по подготовке обучающихся к выпускному экзамену в форме ЕГЭ по учебной теме «Преобразования типов и действия над ними» на примере языка программирования Паскаль и демонстрационного варианта ЕГЭ-2015.
Изложение основного материала исследования с полным обоснованием полученных научных результатов. В современных учебниках [6-8] последних лет изданий, довольно скудно описаны типы данных, иногда лишь в общем виде, не вдаваясь в мелкие детали и не учитывая язык программирования.
Обучающимся из сельской местности, которые вынуждены начать изучение информатики и ИКТ лишь в 10 классе, из-за нехватки грамотных учителей-предметников по предмету, совершенно непонятны эти учебники, рассчитанные на профильный уровень. Но задания предстоящего ЕГЭ-2015 по информатике уже мало охватывают базовый уровень сложности, больше уделяя внимание заданиям повышенного и высокого уровня сложностей.
Продолжая идею в [5], можно сказать, что тип переменной в заданиях ЕГЭ-2015 позволяет устанавливать не только длину ее представления изнутри, но и вести
контроль над действиями, выполняемыми над ней в программе.
В заданиях №№8, 11, 14, 19, 20, 21, 24, 25, 27 источника [2] строго используются типы данных Integer (целочисленный тип), Longint (целый знаковый тип без ограничений диапазона) и String (строковый тип). Обучающиеся не понимают, что в этих заданиях вообще не применяется тип данных Real (вещественный тип). Поэтому, учителю важно показать преимущество изучаемого в сельской школе языка программирования Паскаль перед другими языками, в которых есть учет ав-тематического преобразования типов.
Согласно [9], на языке программирования Паскаль, используемые переменные контролируются уже на этапе компиляции программы. Здесь практически исключены автоматические (неявные) преобразования типов. Обучающимся нужно объяснить, что исключение допускается только в отношении констант и переменных типа Integer (целый тип), которые разрешается использовать в выражениях типа Real (вещественный тип).
Выпускников в замешательство вводит новый тип заданий №21 того же источника [2], который введен с этого года, требующий подсчета различных значений входной переменной k, при которых программа выдает тот же ответ, что и при входном значении k = 64, причем переменная k типа Longint. var k, i: longint; function f(n : longint) : longint; begin f := n * n; end; begin readln(k); i := 12;
while (i > 0) and (f(i) >= k) do i := i - 1;
writeln(i);
end.
В заданиях такого типа можно было указать тип возвращаемого значения Integer. Обучающимся важно показать, что в Паскале функция располагается выше основной программы, а результат выполнения функции всегда записывается в специальную переменную, имя которой совпадает с именем самой функции, которую лишний раз объявлять нет необходимости.
Понятие функции в Паскале является близким к понятию процедуры. Функция, наравне с процедурой, вызывается заданным именем и может содержать любое число операторов языка Паскаль, а также внутренние процедуры и функции.
Учителю-предметнику важно акцентировать внимание обучающихся на том, что функция имеет свое собственное значение, которое может использоваться наравне с переменными в выражениях соответствующего типа.
Особую тревогу вызывают арифметические операции над переменными деление вещественное «/», деление целочисленное div и получение остатка от целочисленного деления mod. Например, обучающиеся не могут понять, что использование операции целочисленного деления div означает сознательное отбрасывание дробной части результата, а оператор mod забирает остаток от деления одного числа на другое число типа Integer.
Поэтому, при подготовке к ЕГЭ учителю необходимо научить обучающихся анализировать сложную программу, содержащую подпрограмму, циклы, ветвления. Как показывает опыт работы, особую трудность выпускников вызывает задание №20 источника [2], требующий указать наименьшее (наибольшее) из входного числа x, при котором алгоритм как протокол выдает два числа a и b.
var x, a, b : integer; begin readln(x); a := 0; b := 1;
while x > 0 do begin
a := a + 1; b := b * (x mod 10); x := x div 10; end;
writeln(a); writeln(b); end.
Для решения подобных заданий, учителю необходимо научить обучающихся применять метод индукции и дедукции при анализе программы. Необходимо начать с последних строк, в которых выводятся переменные a и b, чтобы определить их предназначение. После этого необходимо акцентировать внимание выпускников на первоначальные присваивания до начала цикла. Здесь, перед началом цикла переменная a равна нулю, а переменная b принимает значение 1.
Цикл while показывает, что на каждом шаге при выполнении указанного условия, происходит изменение всех трех переменных. Строка b := b * (x mod 10) означает, что переменная b умножается на (x mod 10), остаток от деления числа х на 10, что является последней цифрой десятичной записи числа х.
Только после этого, в строке x : = x div 10 происходит отсечение последней цифры в десятичной записи числа х. Здесь важно показать обучающимся, что такое отсечение происходит в конце каждого шага цикла while. Важно заметить, что цикл перестает работать тогда, когда перестает выполняться условие (x > 0) , означающий, что все цифры исходного числа уже отброшены. Таким образом, выполнение цикла происходит ровно столько раз, сколько цифр содержится в десятичной записи введенного с клавиатуры числа х.
Иногда в заданиях подобного типа применяется классический Алгоритм Евклида. По определению [10], Алгоритм Евклида - это алгоритм нахождения наибольшего общего делителя (НОД) двух целых неотрицательных чисел.
Учителю важно довести до обучающихся, что Алгоритм Евклида нахождения НОД, основан на главных свойствах этой величины:
1) Берутся одновременно отличные от нуля целые (тип Integer) неотрицательные числа x и y;
2) Обязательное условие (x > = у);
3) Если выполняется условие (у = 0), то значение НОД(х, у) = x;
4) Если выполняется условие (у <> 0), то для некоторых чисел x, у, r (остаток от деления x на у) выполняется равенство вида НОД(x, у) = НОД(у, r).
Огромное значение при подготовке выпускников к экзамену имеют операции отношения и логические отношения. Как известно, в заданиях ЕГЭ над данными Integer и String определены шесть видов операций отношения (сравнения).
Важно показать обучающимся, что в операциях сравнения должны участвовать однотипные операнды. В Паскале исключение составляют типы Real и Integer, которые можно сравнивать друг с другом. Результатом применения операции сравнения к любым однотипным операндам будет тип Boolean.
Иногда в заданиях типа №27 источника [2] нередко применяется сравнение двух строк. Здесь важно научить выпускников механизму правильного сравнения двух строк. Символы в строках сравниваются строго попарно друг с другом по следующему правилу. Первый символ первой строки String1 сравнивается с первым символом второй строки String2, второй символ первой строки - со вторым символом второй и т.д. Необходимо учитывать, что парные символы сравниваются только сравнением их кодов согласно кодовой таблице ASCII.
Выпускники забывают, что если одна строка оказывается короче другой, то недостающие символы заменяются нулями. Отношение первой несовпадающей друг с другом пары символов строго принимается за отноше-
ние двух строк.
Еще одним важным моментом при решении заданий ЕГЭ является теоретическое знание и правильное практическое применение логических операций языка программирования Паскаль. В основном, в заданиях на программирование №21, 24, 25, 27 источника [2], применяются логические операции and (логическое И) и or (логическое Или).
Другие две логические операции not (логическое отрицание Не) и xor (исключающее Или) в заданиях подобного типа до сих пор не встречались.
В связи с этим, учителю важно довести до обучающихся, что логические операции применимы лишь к операндам целого и логического типа. Выпускники нередко забывают, что если операнды представлены как целые числа, то и результат логической операции тоже есть целое число.
В свою очередь, нельзя забывать, что логические операции над логическими данными, дают результат строго логического типа.
Данные правила очень хорошо прослеживаются в задании №25 источника [2], требующий описать на одном из языков программирования алгоритм, удовлетворяющий определенным условиям, которых может быть несколько. Вот фрагмент правильного содержания ответа задания №25 демонстрационного варианта ЕГЭ-2015 для языка программирования Паскаль.
k := 0;
for i := 1 to n-1 do
if ((a[i] + a[i + 1]) mod 2 <> 0) and (a[i] +
a[i + 1] >0) then k := k + 1;
writeln(k);
Здесь важно учителю акцентировать внимание обучающихся на том, что при вычислении выражений подобного вида приоритет вычислений строго определяется расставленными скобками, а при их отсутствии принятым стандартным приоритетом в информатике div, mod, and и or.
Поэтому, выпускникам следует учесть, что в отличие от многих других языков программирования, логические операции в Паскале имеют приоритет более высокий, чем обычные операции отношения. Они должны научиться в сложных логических выражениях правильно расставлять скобки, иначе, при запуске программы на исполнение, будет вызвана синтаксическая ошибка.
В заданиях подобного типа важно также учитывать условие четности, нечетности, кратности. Эти условия реализуются тремя простыми правилами.
1) Правило четности (a[i] mod 2 = 0).
2) Правило нечетности (a[i] mod 2 = 1) или (a[i] mod 2 <> 0).
3) Правило кратности (a[i] mod n = 0), где n - любое целое число.
Многие выпускники допускают грубые ошибки, забывая про указанный в задании диапазон, в котором находятся исходные числа. Дело в том, что на языке программирования Паскаль, остаток от деления отрицательного числа на положительное дает в ответе отрицательное число, например, запись следующего вида ((-5) mod 2 = -1). Поэтому учителю важно показать, что определять условие неделимости элемента массива, например, на число n нельзя с помощью стандартного условия (a[i] mod 2 = 1), так как программа не будет работать для отрицательных чисел. Необходимо использовать условие (a[i] mod 2 <> 0).
Таким образом, выпускнику при подготовке к экзамену, следует уделить повышенное внимание заданиям подобного типа. Необходимо понимать смысл арифметических операций над целыми числами mod. Запрещается использовать деление на нуль, так как результат операции не будет определен.
Приведенные примеры заданий с развернутым ответом проверяют умение выпускником не только читать, модифицировать, создавать и записывать программы на 86
определенном языке программирования, но и выполнять все шаги алгоритма последовательно, друг за другом, соблюдая логическую связь. Поэтому, для решения задач по данной учебной теме, требуется знание не только одного из языков программирования, а также основных управляющих конструкций и типов данных.
Выводы исследования и перспективы дальнейших изысканий данного направления. Демонстрационный вариант ЕГЭ-2015 не отражает полностью всех вопросов содержания курса информатики и ИКТ. Уже с этого года представлены по несколько вариантов отдельных заданий, хотя в реальных вариантах экзамена на каждую позицию будет определено строго одно задание.
Современному учителю информатики необходимо выработать собственную стратегию подготовки к ЕГЭ по предмету, только потом дать четкие представления выпускникам в развернутом виде, что из себя представляет то или иное задание контрольно измерительных материалов ЕГЭ-2015.
Учебная тема по преобразованию типов играет важную роль при подготовке выпускников к ЕГЭ. Правильное использование типизированных переменных, количество идентификаторов, их точное описание при решении заданий на программирование, дает гарантию правильного составления алгоритма, выдающего верное значение при его запуске.
У выпускника в ходе экзамена формируется свой, личный замысел программы, соответствующий условию задачи, что позволяет минимизировать возможность допущения синтаксических ошибок (например, использование неверного типа данных). При этом, экзаменуемый может предложить в целом верное решение, не содержащее технических ошибок написанного алгоритма.
Для того, чтобы программа была эффективной по времени, выпускник уже будет четко определять для каждой входной переменной возможное минимальное и максимальное значения согласно указанному диапазону.
Огромное значение имеет не только эффективность программы по времени, но и по памяти. Неэффективность памяти означает, что выпускник использует память, пропорциональную объему исходных данных. Конечно, все зависит еще и от условия задачи. Поэтому, чтобы грамотно построить программу, эффективную по памяти, достаточно при обработке очередного элемента входных данных использовать как можно меньшее значение, который и будет храниться в памяти. Реализация своей идеи возможна по-разному, сохраняя исходное содержание программы, с учетом аккуратности входных данных.
На основе написанных научных статей в данной области исследования, идет создание учебно-методического комплекса с рекомендациями по подготовке обучающихся средних общеобразовательных школ сельской местности к выпускному экзамену в форме ЕГЭ по информатике. В данном пособии будут собраны задачи в тематические блоки, соответствующие реальным заданиям ЕГЭ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Спецификация контрольно измерительных материалов для проведения в 2015 году единого государственного экзамена по информатике и ИКТ. // URL: http://new. fipi.ru/ege-i-gve-11/demoversii-specifikacii-kodifikatory/ ИНФ_СПЕЦ_2015^ (дата обращения 10.10.2014).
2. Демонстрационный вариант ЕГЭ 2015. Информатика и ИКТ, 11 класс. // URL: http://new.fipi.ru/ ege-i-gve-11/demoversii-specifikacii-kodifikatory/ ИНФ_ ДЕМО 2015.pdf (дата обращения 10.10.2014).
3. Немчинова Т.В., Тонхоноева А.А. Эффективные приемы подготовки школьников к ЕГЭ по информатике и ИКТ // Вестник Бурятского государственного университета. - Улан-Удэ, 2013. - Выпуск №15. - С.54-57.
4. Абрамян М.Э. Использование специализированного программного обеспечения при подготовке к ЕГЭ по
информатике. // Информатика и образование. - М., 2012. - №6. - С.91-93.
5. Миниахметов А.А. Роль типов данных при подготовке выпускников сельских школ к ЕГЭ по информатике и ИКТ. // Научно-методический и теоретический журнал "Социосфера". Раздел «Педагогика». - Пенза, 2014. - №4. - С.96-99.
6. Семакин И.Г., Хеннер Е.К. Информатика и ИКТ. Базовый уровень. учебник для 10-11 класса. - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2012. - 249 с.
7. Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ. Профильный
уровень. Учебник для 10 класса. - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2010. - 387 с.
8. Поляков К.Ю., Еремин Е.А. Информатика. Углубленный уровень. Учебник для 11 класса. В 2-х частях. - Часть II. - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2013. - 307 с.
9. Фаронов В.В. Турбо Паскаль 7.0. Начальный курс. Учебное пособие. - М., 2001. - с.29-34.
10. Чернов А.А. Конспекты уроков информатики в 9-11 классах. Практикум по программированию. В помощь преподавателю. - Волгоград, 2004. - с.38-39.
THE ROLE OF THE TOPIC "TRANSFORMATION OF TYPES AND OPERATIONS ON THEM" WHILE TRAINING RURAL STUDENTS FOR USE ON IT
© 2014
A.A.Miniakhmetov, headmaster's assistant, teacher of IT
Secondary school №1, Askino, Republic of Bashkortostan (Russia)
Annotation: The article dwells on transformation of types and operations on them on Pascal. The article contains recommendations and techniques for IT teachers while training rural students for USE.
Ke)/words: data types, programming, language, Pascal, the USE, algorithm, rural school, informatics, technologies, variables, procedure, functions.
УДК 378(07)
РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО И ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКОГО КОМПОНЕНТОВ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ БУДУЩЕГО
УЧИТЕЛЯ ИНФОРМАТИКИ
© 2014
М.Г. Мухидинов, кандидат педагогических наук, доцент кафедры «Математики» Дагестанский государственный институт народного хозяйства, Махачкала (Россия)
Аннотация. Внедрение ФГОС кардинально меняет представление о целях и приоритетах общего образования и ориентирует на достижение новых образовательных результатов, что обуславливает необходимость совершенствования структурных и функциональных компонентов педагогической системы и соответствующих корректив в содержании компонентов профессиональной деятельности учителя. В этом аспекте в статье рассмотрены вопросы развития технологического и психолого-педагогического компонентов профессиональной деятельности учителя информатики.
Ключевые слова: модернизация образования, образовательные результаты, компоненты профессиональной деятельности учителя информатики, средства информационных и коммуникационных технологий (ИКТ), информационно-коммуникационная образовательная среда (ИКОС).
Введение. В условиях смены образовательной парадигмы (информатизация образования, реализация ФГОС) кардинально меняются представления о целях и ценностях общего образования и, следовательно, о том, что должны представлять собой современные образовательные результаты на всех ступенях непрерывного образования. Необходимым компонентом практической готовности учителя информатики к профессиональной деятельности, становятся алгоритмы инновационной деятельности в современной общеобразовательной школе.
Наша постановка проблемы заключается в исследовании теоретических оснований и методических аспектов совершенствования содержания подготовки будущего учителя информатики. Современное содержание профессиональной и методической подготовки учителя информатики недостаточно ориентировано на формирование личности учителя способного к профессиональной деятельности в условиях развития новой ИКОС, поскольку в должной мере не учитывает новую роль и назначение учителя информатики [2]. В этой связи процесс формирования умений и навыков внедрения и развития средств ИКТ должен «целенаправленно осуществляться в контексте будущей профессиональной деятельности учителя с учетом перспектив развития содержания компонентов профессиональной и педагогической деятельности» [1, с. 133].
Основная часть. Модернизация образования влечет за собой обновление содержания традиционной системы обучения и развитие компонентов профессиональной деятельности учителя в условиях реализации новых образовательных стандартов. Особую значимость приобретают инновационные средства обучения, которые
обновляются в динамическом режиме на базе средств ИКТ. Поэтому меняющаяся система общего образования формирует новые образовательные потребности учителя, что приводит к закономерным изменениям на всех ступенях системы непрерывного образования.
Средства ИКТ, являясь технико-технологической основой создания новой ИКОС каждой предметной области, «предопределяют изменение иерархии целей и структуры образования, содержания обучения, форм и методов обучения» [1, с. 133]. Соответственно, готовность учителя к профессиональной деятельности характеризуется умением эффективно использовать средства ИКТ, т.к. «новые образовательные результаты не могут быть эффективными и полноценно сформированы в рамках прежней образовательной среды, поэтому одним из путей модернизации образования, является создание новой образовательной среды» [12, с. 140].
Под ИКОС (А.А.Кузнецов, С.В.Зенкина) понимается совокупность субъектов (преподаватель, обучаемые) и объектов (содержание, средства обучения и учебных коммуникаций, прежде всего, функционирующих на базе ИКТ и т.д.) образовательного процесса, обеспечивающих эффективную реализацию современных образовательных технологий, ориентированных на повышение качества образовательных результатов и выступающих как средство построения личностно-ориентированной педагогической системы.
Как отмечает, А.Ю. Кравцова, И.И. Трубина и М.Г. Победоносцева подготовка будущего учителя информатики определяется:
- знанием теоретико-методологических основ информатизации образования, которое направлено на понима-
