Управління освіти виконавчого комітету Нововолинської міської ради Міський методичний кабінет Нововолинська загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів № 2 Нововолинської міської ради Волинської області Комп’ютерний практикум Методичні рекомендації з використання програмного навчального засобу «Помічник юного програміста» при викладанні інформатики в загальноосвітніх закладах 2015
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Управління освіти виконавчого комітету
Нововолинської міської ради
Міський методичний кабінет
Нововолинська загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів № 2
Нововолинської міської ради Волинської області
Комп’ютерний практикум
Методичні рекомендації
з використання програмного навчального засобу
«Помічник юного програміста»
при викладанні інформатики в загальноосвітніх
закладах
2015
2
Делфі – сучасне середовище розробки програм, яке має велику кількість
інструментів та готових компонентів для створення програм. Головна мета
програмного засобу «Помічник юного програміста» - допомогти користувачу
опанувати основи роботи в середовищі Delphi, створюючи при цьому прості
проекти різного призначення. Помічник містить приклади навчальних проектів
веселого типу, а також покрокові інструкції щодо їх реалізації.
Програмний засіб навчального призначення «Помічник юного програміста»
рекомендовано до використання вчителями інформатики при вивченні теми
«Основи алгоритмізації та програмування» на уроках та для організації гуртків і
факультативів, а також учням, які роблять перші кроки у візуальному
програмуванні мовою Delphi.
Укладач:
Пучковська Тетяна Василівна, вчитель інформатики Нововолинської
загальноосвітньої школи І-ІІІ ступенів № 2 міста Нововолинська, вища категорія.
Рецензенти:
Кульба Оксана Володимирівна, методист міського методичного кабінету.
Киричук Андрій Михайлович, вчитель інформатики Нововолинської
загальноосвітньої школи І-ІІІ ступенів № 3 міста Нововолинська, голова міського
методичного об’єднання вчителів інформатики.
Програмний засіб навчального призначення розглянуто й схвалено на засіданні
методичної ради школи (протокол № 3 від 22.12.2015 року); ради міського
методичного кабінету (протокол № 4 від 29.01. 2015 року).
3
ЗМІСТ
ВСТУП …………………………………………………………………………………4
РОЗДІЛ І. ВИВЧЕННЯ ТЕМИ «ОСНОВИ АЛГОРИТМІЗАЦІЇ ТА
ПРОГРАМУВАННЯ» В СТАРШИХ КЛАСАХ ЗАГАЛЬНООСВІТНЬОЇ
ШКОЛИ …………………………………………………………………..…………. 6
.1. Особливості вивчення основ алгоритмізації в школі…….…..…..………… 6
1.2. Метод демонстраційних прикладів………………………….…..…..………... 9
1.3. Навчальні плани …………………….……………………….……..….……… 11
РОЗДІЛ ІІ. ПРОГРАМНИЙ ЗАСІБ НАВЧАЛЬНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ
«ПОМІЧНИК ЮНОГО ПРОГРАМІСТА»…..…………………..……….………15
2.1. Загальні відомості та функціональне призначення ……….…...……...….. 15
2.2. Основні інструменти програми ……………………………..……………..... 17
2.3. Веселі проекти програми ………………………………………..………….…23
ВИСНОВКИ ……………………………………………………………….…..…… 29
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ…………………………….………...…30
4
ВСТУП
Бурхливий розвиток комп’ютерної техніки, потреба в ефективних засобах
розробки програмного забезпечення привели до появи систем програмування, які
орієнтовані на так звану «швидку розробку». В основі ідеології систем швидкої
розробки (RAD-систем, Rapid Application Development – середовище швидкої
розробки програм) лежать технології візуального проектування та об’єктно-
орієнтованого програмування, суть якого полягає в тому, що саме середовище
розробки бере на себе більшу частину роботи, лишаючи програмісту роботу по
конструюванню діалогових вікон і створенню функцій обробки подій.
Серед RAD-систем особливо виділяється середовище Borland Delphi, яка
дозволяє створювати різноманітні програми: від простих одновіконних до
програм управління розподіленими базами даних. В якості мови програмування у
даному середовищі використовується мова Delphi, яка є прямим спадкоємцем
добре відомої усім програмістам світу мови Pascal.
Мова Delphi – це глибоко продумана, високоефективна та багатогранна мова
програмування, яка дозволяє створювати програми будь-якого рівня складності,
що призначені для роботи під керівництвом більшості сучасних операційних
систем.
У чому причина популярності мови Delphi? У неї багато переваг, та на
першому місці можна знаходиться – простота і доступність, за рахунок яких
досягається висока швидкість створення програм. Саме це найбільше подобається
програмістам-початківцям – кілька рухів мишкою і проста програмка готова.
Робота в середовищі Borland Delphi нагадує роботу з дитячим конструктором
- всі елементи є простими і їх можна бачити. Складність коду програми, яка
створюється, та набір використаних компонентів залежить тільки від поставленої
мети та винахідливості програміста.
Використання середовища візуального програмування вже при складанні
найпростіших програм надає можливість учням відразу спостерігати наслідки
своєї роботи, що особливо важливо на перших кроках навчання програмуванню.
Учні бачать результати роботи за створеною ними програмою, що дозволяє їм
швидко просуватися в навчанні.
При вивчені мови програмування Delphi для більшості учнів достатньо на
прикладі конкретних задач ознайомитися з теоретичним матеріалом (призначення
компонентів, подій та методів) для створення конкретних програм. Організація
самостійної роботи учнів над проектами починається з постановки задачі, яку слід
подати у вигляді проекту, при цьому методи розв'язування задачі учень може
вибрати самостійно. Свобода учнів у виборі методів розв'язування завдання
приводить до необхідності самонавчання та навчання один у одного.
5
Саме тому навчальна програма, яка містить не лише приклади готових
проектів, але й пояснення усіх етапів роботи над проектами та деякий довідковий
матеріал є потрібною та актуальною для усіх, хто робить перші кроки у вивченні
основ програмування.
Головна мета програмного засобу «Помічник юного програміста» -
допомогти користувачу опанувати основи роботи в середовищі Delphi,
створювати прості проекти різного призначення. «Веселі» завдання допоможуть
не сумувати і зберігати хороший настрій навіть тоді, коли щось не вдасться з
першого разу.
Вивчення мови Delphi може слугувати гарним стартом для вивчення основ
програмування: вироблення алгоритмічного мислення та набування навичок
створення простих програм.
Програмний засіб навчального призначення «Помічник юного програміста»
доцільно використовувати вчителями інформатики при вивченні теми «Основи
алгоритмізації та програмування» на уроках, для організації гуртків і
факультативів. Програму рекомендовано для учнів 8-9 класів, які вивчають
поглиблено інформатику та для учнів 10-11 класів, що навчаються за програмами
академічного та профільного рівнів.
Програмування – це точний та універсальний інструмент у руках
досвідченого майстра і створення простих одновіконних проектів – це лише ще
один крок до цього звання.
Рекомендується вчителям, учням та всім, хто бажає використовувати
комп’ютер як інструмент для творчості.
6
РОЗДІЛ І. ВИВЧЕННЯ ТЕМИ «ОСНОВИ АЛГОРИТМІЗАЦІЇ ТА
ПРОГРАМУВАННЯ» В СТАРШИХ КЛАСАХ
ЗАГАЛЬНООСВІТНЬОЇ ШКОЛИ
Одна з найскладніших тем, яку вивчають учні на уроках інформатики, –
це програмування. Здавалося б, що складного в тому, щоб навчитися створювати
послідовність дій, які комп’ютер перетворив би на програму? Адже
програмування, по суті, схоже на переклад. Програміст перекладає послідовність
дій у програму на одній з мов програмування. Що в цій схемі складного? Як не
дивно, та сама магічна «послідовність дій», що називається алгоритмом.
Алгоритм – це набір логічно пов’язаних, часто послідовних, дій, що
приводить до заданого результату. Щоб програмувати, необхідно знати і розуміти
логіку й логічне мислення. Щоб пояснити машині, що людина від неї очікує,
потрібно вміти складати правильні алгоритмічні структури.
Головна проблема шкільного навчання програмуванню – відсутність
системного підходу в цьому питанні. Часто в школі вчать не розробці програм, а
лише мові програмування. Шкільні уроки інформатики зводяться здебільшого до
засвоєння конструкцій мови і виконання будь-яких завдань на ці конструкції, але
не вчать набагато більш важливому вмінню – застосовувати їх для вирішення
практичних завдань, що виникають. Ті з учнів, хто має талант до програмування,
вчаться цьому самостійно, решта отримують уявлення про програмування як про
нудний урок.
Боротися з цим явищем можна і треба. Діти повинні відразу, з першого уроку
бачити перед собою правильні, гарні цілі та хороші приклади. Потрібно навчати
програмуванню, а не мові. Всі поняття, що даються дітям, виводяться як
інструмент вирішення проблеми. Наприклад: спочатку формулюється проблема,
дається можливість її «помацати» (побачити зразок виконання задачі), а потім
уже спробувати вирішити подібне завдання самостійно наявними засобами (в
якості домашнього завдання або разом з викладачем в класі).
Особливості вивчення основ алгоритмізації в школі
Мета навчання основ алгоритмізації - навчити застосуванню базових
алгоритмічних конструкцій при складанні описів алгоритмів розв'язування
різноманітних задач.
Під час вивчення основ алгоритмізації основна увага приділяється:
виявленню загальних закономірностей та принципів алгоритмізації;
аналізові поставленої задачі, методам формалізації та моделювання реальних
процесів та явищ;
7
добору виконавця поставленої задачі, виходячи з того, що він є також певним
об'єктом із притаманними йому властивостями та набором допустимих
операцій, які слід аналізувати з метою правильного та ефективного їх
використання;
методам та засобам формалізованих описів дій виконавця, сучасним
засобам їх конструювання та реалізації за допомогою комп'ютера.
Однією з проблем, яка постає перед учителями при вивченні цього розділу, є
поєднання досить консервативної алгоритмічної лінії курсу з динамічним
розвитком інформаційних технологій та появою нових мов програмування та
зручних середовищ програмування. [8]
Розділ «Основи алгоритмізації та програмування» шкільного курсу
інформатики має неабияке методологічне значення. Він розкриває важливість
алгоритмів, їх роль у функціональному зв'язку понять "інформація-алгоритм-
комп'ютер", що визначають процес автоматичного опрацювання інформації. На
прикладах демонструється створення програмного забезпечення, що дозволяє
учням краще розуміти роботу прикладного програмного забезпечення, з яким
вони стикаються щодня, працюючи за комп’ютером.
Поняття алгоритму відіграє провідну роль у формуванні операційного
мислення та уявлення учнів про можливість автоматизації різних видів діяльності
людини. Таким чином, етап опанування поняття «алгоритм» є першим етапом
формування в учнів уявлень про автоматичне опрацювання різноманітних даних
за допомогою комп'ютера. Варто також звернути увагу і на внутрішньо-предметні
зв'язки - алгоритм можна трактувати як повідомлення про те, як слід розв'язувати
задачу, подану у вигляді формально описаного впорядкованого набору вказівок
про порядок виконання операції для розв’язку задачі. Якщо поміняти порядок
виконання вказівок, то задача швидше за все не буде розв'язана або ж буде
розв'язана зовсім інша задача. Володіння поняттям алгоритму є одним із
найважливіших компонентів інформаційної культури.
Класифікацію виконавців алгоритмів подається так:
• людина;
• комп'ютер, що працює на основі використання компіляторів
(інтерпретаторів) мов різних рівнів.
Звідси випливає, що для вивчення алгоритмів передусім вибрати виконавця і
вивчити систему його вказівок (мову для запису алгоритмів), тобто набір
операцій, які може виконувати такий виконавець у зв'язку з задачею, яку
необхідно розв'язати.
За державною програмою вчителю при вивченні теми «Основи
алгоритмізації та програмування» пропонується уникати використання штучних
навчальних або застарілих середовищ програмування. Усі програми, які
8
розроблятимуть учні, мають відповідати принципам функціонування сучасного
програмного забезпечення в середовищі операційної системи з графічним
інтерфейсом. Візуальне середовище програмування, яке рекомендується до
використання, - Visual Studio, Borland Delphi. [11] Однак, при вивченні основ
алгоритмізації будь-яку мову програмування слід розглядати лише як
інструментарій для реалізації розроблених алгоритмів. Саме тому в самій
програмі не конкретизовано, яку мову програмування слід визначити базовою.
Цей вибір віддається на розсуд учителя. [9]
При навчанні побудови алгоритмів перш за все необхідно разом з учнями
з'ясувати питання: в чому полягає процес побудови алгоритму.
Побудувати алгоритм - означає: 1) продумати план деякої майбутньої
діяльності; 2) зафіксувати його за допомогою деякої системи позначень,
використавши для цього одну з мов програмування.
Як правило, написанню програми деякою мовою програмування передує
розробка алгоритму. Алгоритм можна записувати навчальною алгоритмічною
мовою або відповідною реальною мовою програмування. При цьому першу
задачу з використанням нового типу алгоритму потрібно детально пояснити
учням, обговоривши разом усі етапи розв’язку задачі. Результатом вивчення
алгоритму повинна бути програма написана учнем.
Вчитель, який не зупиняється на місці, а намагається використовувати всі
можливості сучасних інформаційних технологій повинен у вивченні
алгоритмізації орієнтуватися на об'єктно-орієнтоване програмування та методи
роботи в об'єктно-орієнтованих системах візуального програмування.
Об'єктно-орієнтований підхід передбачає нове розуміння процесів обчислень,
а також структурування даних у пам'яті комп'ютера. Порівняно з традиційним
способом опису об'єктів, коли їхні властивості описуються у вигляді окремих,
структур (масивів, записів тощо), а програмні блоки, що маніпулюють цими
структурами, є значними за розмірами, об'єктно-орієнтований підхід надає новий
рівень інтеграції структурних і функціональних властивостей систем, які
моделюються.
В об'єктно-орієнтованому підході введено поняття об'єкта, що має певні
властивості та реагує на певні події.
Об'єкти в системах візуального програмування є базовими одиницями
програм. Використовуючи такий об'єкт (компонент) в програмі, учень повинен
виділити в ньому суттєві для використання властивості, що аналізуються,
характеристики об'єкта, опускаючи ті, які на даний момент несуттєві. При цьому
відбувається формування або вже застосування на практиці вміння учня
порівнювати, виділяти головне, узагальнювати. [10]
9
Загальновизнано, що людський мозок в основному орієнтований на візуальне
сприйняття і люди отримують інформацію під час розгляду графічних образів
швидше, ніж під час читання тексту. Отже, враховуючи особливості людського
сприйняття, слід зробити висновок про доцільність використання графічно-
структурованого подання алгоритмів. Це можна зробити за допомогою мов
візуального програмування.
Особливий інтерес представляє мова візуального програмування Borland
для тих, хто починає програмувати і має таким чином можливість вже з самого
початку відчути смак до створення прикладних програм з «професійним»
інтерфейсом, який створюється швидко вже з перших кроків навчання.
Використання середовища візуального програмування (наприклад, Borland
дозволяє звести воєдино «старий», математико-алгоритмічний, і «новий»,
інформаційно-технологічний, підходи до вивчення інформатики. Крім того,
системи візуального програмування пропонує користувачеві структуровану, а
також просту та зручну мову запису та налагодження програм.
Практика свідчить, що процес навчання програмуванню йде результативніше
і продуктивніше при використанні середовища візуального програмування, ніж на
основі процедурних мов програмування.
Робота в середовищі Borland Delphi нагадує роботу з дитячим конструктором
- всі елементи є простими і їх можна бачити. Складність коду програми, яка
створюється та набір використаних компонентів залежить тільки від поставленої
мети та винахідливості програміста.
Використання середовища візуального програмування вже при складанні
найпростіших програм надає можливість учням відразу спостерігати наслідки
своєї роботи, що особливо важливо на перших кроках навчання програмуванню.
Учні бачать результати роботи за створеною ними програмою, що дозволяє їм
швидко просуватися в навчанні. [4]
1.2. Метод демонстраційних прикладів
Специфіка теми стимулює вчителя вибрати так званий «задачний підхід» до
процесу навчання, який в основному проявляється в концепції «навчання через
задачі».
У конкретних методиках навчання через задачі розглядається в різних
формах. Наприклад, використання задач для мотивації деякої діяльності учнів, для
закріплення теоретичного матеріалу, а також для навчання учнів нового
теоретичного матеріалу.
Навчання через задачі» - це основний метод навчання, що відноситься до
проблемного навчання, яке відрізняється організацією роботи на уроці шляхом
10
самостійного одержання знань у процесі розв'язування навчальних проблем,
орієнтацією на творче мислення і пізнавальну активність учнів.
У практичній діяльності вчителя часто виникає необхідність використання
прикладів готових проектів, які показують спосіб розв’язання задачі. Учням
демонструється, як поступово створюється програма, йому надаються різні етапи
її створення, причому ці розробки демонструють метод поетапного уточнення
деталей.
Навчальні комп'ютерні моделі й навчальні інформаційні моделі одержали
назву демонстраційних прикладів.
Демонстраційні приклади при навчанні програмуванню подаються у вигляді
вихідних текстів програм мовами програмування, списком компонентів та описом
способу їх розміщення на формі. Важливо зазначити, що метод демонстраційних
прикладів найчастіше використовується для пояснення нового типу алгоритмічної
структури та проведення лабораторних робіт (лабораторного практикуму).
Використання методу демонстраційних прикладів при навчанні
програмування базується на концепції відомого методиста в навчанні
програмування Н. Вірта: «Програмування — це мистецтво конструювання. Як
можна навчити конструкторській, винахідницькій діяльності? Існує такий метод:
виділити найпростіші будівельні блоки із багатьох вже існуючих програм і дати їх
систематичний опис... Але програмування являє собою велику і різнопланову
діяльність, яка часто потребує складної розумової праці. Помилково вважати, що її
можна звести лише до використання готових рецептів. За метод навчання нам
лишається обрати ретельний добір і розгляд характерних прикладів. Зрозуміло, не
слід вважати, що вивчення прикладів всім однаково корисно. При цьому підході
багато залежить від кмітливості й інтуїції учня...». [10]
Для реалізації цього методу навчання пропонується програмний засіб
навчального призначення «Помічник юного програміста», до якого входить:
завдання жартівливого характеру;
стислий опис теорії (понять і алгоритмів), яка необхідна для виконання
завдання;
демонстраційні приклади, які містять опис етапів роботи над проектом,
компоненти, що виносяться на форму, лістинг програми;
опис компонентів та їх властивостей, які використані в проектах;
завдання для самостійного виконання.
Вчитель може використовувати демонстраційні приклади не лише для
формування вмінь та навичок учнів, а й при вивченні нового теоретичного
матеріалу, узагальненні й систематизації знань і для підсумкового контролю.
11
Використання методу демонстраційних прикладів дозволяє інтенсифікувати
спілкування учнів між собою та з вчителем, демонструвати один одному готові
проекти, аналізувати їх, модифікувати тощо.
1.3. Навчальні та календарні плани
«Навчальна програма для учнів 10-11 класів загальноосвітніх навчальних
закладів. Академічний рівень»
Укладачі: І.О. Завадський, Ю.О. Дорошенко, Ж.В. Потапова [11]
7. Основи алгоритмізації та
програмування (28 год.)
7.1. Базові поняття
програмування.
Засоби візуальної розробки
програм (9 год.)
Поняття моделі. Типи моделей.
Моделювання як метод
дослідження об’єктів.
Поняття алгоритму, властивості
алгоритмів. Форми подання
алгоритмів. Графічне подання
алгоритмів.
Поняття мови програмування,
програмного коду, середовища
розробки програм, компілятора.
Етапи розв’язування задач з
використанням комп’ютера.
Поняття програми як
автоматизованої системи. Складові
програми: дані, логіка, інтерфейс.
Поняття об’єкта у програмуванні.
Властивості об’єкта. Елементи
інтерфейсу користувача як об’єкти.
Поняття події та обробника події.
Поняття про методи об’єкта.
Принципи роботи у візуальному
середовищі розробки програм.
Програмний проект і файли, що
входять до його складу. Відкриття
програмного проекту, його
компіляція, збереження, виконання.
Структура й складові елементи
програм, записаних певною мовою
Учень
пояснює:
поняття програми;
поняття даних, їх роль та способи зберігання;
поняття програмної логіки та інтерфейсу;
поняття об’єкта, властивостей і методів об’єкта;
поняття події й обробника події;
поняття програмного проекту;
поняття змінної, імені та значення змінної;
поняття константи;
поняття типу даних;
називає:
призначення основних файлів, з яких складається
проект;
описує:
поняття моделі, об’єкта, предметної галузі;
типи моделей, їх характеристики;
властивості алгоритмів;
призначення середовища розробки програм;
етапи розв’язування задач з використанням
комп’ютера;
інтерфейс середовища візуального
програмування;
послідовність дій зі створення, збереження,
компіляції та виконання програмного проекту;
послідовність дій для створення та редагування
коду опрацювання події;
призначення таких елементів керування як напис,
поле, поле зі списком, кнопка, поле для
зображення;
призначення вікон повідомлень та спосіб їх
відображення;
синтаксис оголошення змінної;
12
програмування.
Редагування коду обробників подій,
пов’язаних з елементами
управління. Створення
найпростішого програмного
проекту.
Поняття оператора. Різновиди
операторів. Виведення даних.
Використання вікон повідомлень.
Конструювання інтерфейсу
користувача. Надання значень
властивостям елементів
управління. Відтворення на формах
зображень.
Поняття змінної. Оголошення
змінної. Типи даних. Оператор
надання значень. Змінювання
значень властивостей елементів
управління в ході виконання
проекту. Константи. Введення
даних.
Поняття операції та виразу.
Основні правила запису,
обчислення та використання
виразів. Надання значень виразів
змінним. Пріоритет операцій.
Арифметичні операції.
Покрокове виконання та аналіз
роботи готових програм. Розробка
власних програм на обчислення
значень виразів. Використання
налагоджувача програм. Різновиди
помилок, методи їх пошуку та
виправлення. Коментарі у
програмному коді.
Практична робота №5. Створення
й виконання програмного проекту.
Використання елементів
управління.
Практична робота №6. Введення
й виведення даних, робота зі
змінними.
Практична робота №7.
Налагодження програм.
синтаксис і семантику оператора надання значень;
поняття синтаксичної та логічної помилки;
способи виявлення та виправлення помилок;
спосіб перегляду значень змінних під час
виконання програми;
наводить приклади:
мов програмування;
середовищ розробки програм;
елементів управління;
властивостей елементів управління та їх значень;
подій для таких елементів управління, як кнопка,
поле, поле зі списком;
типів даних;
розрізняє:
коментарі та код у тексті програми;
файл вихідного коду програми від виконуваного
файлу програми;
вміє:
будувати інформаційну модель задачі;
відкривати середовище розробки програм;
створювати новий проект, відкривати, зберігати й
закривати проект;
компілювати й запускати на виконання проект;
відкривати й закривати вікна й панелі
інструментів, що є у середовищі розробки
програм;
додавати до форми елементи управління;
надавати значення властивостям елементів
управління за допомогою коду та візуальних
засобів;
відкривати вікно опрацювання події, пов’язаної з
елементом керування;
створювати та редагувати код опрацювання події;
створювати код для виведення текстових
повідомлень у вікнах повідомлень;
оголошувати змінні;
надавати змінним значення властивостей
елементів управління, інших змінних та констант;
надавати властивостям елементів управління
значення змінних, інших властивостей та констант;
здійснювати обмін значеннями між змінними;
розробляти програми, в яких дані вводяться і
виводяться з використанням елементів управління;
відображувати на формі зображення, що
13
зберігаються у файлах;
виконувати програму у покроковому режимі;
локалізувати помилки за допомогою компілятора;
встановлювати точки переривання й виконувати
програму до цих точок;
вилучати точки переривання;
переглядати значення змінних під час виконання
програми та надавати їм нові значення у вікні
налагоджувача;
записувати арифметичні вирази засобами мови
програмування;
розробляти алгоритми для обчислення значень
арифметичні виразів.
7.2. Основи структурного
програмування (19 год.)
Основні поняття математичної
логіки: логічні константи, логічні
змінні, логічні вирази. Логічні
операції: кон’юнкція, диз’юнкція,
заперечення. Логічні формули.
Табличні істинності.
Запис логічних виразів мовою
програмування. Операції
порівняння. Алгоритмічна
конструкція розгалуження та її
графічне подання. Оператори
розгалуження. Прапорці та групи
перемикачів. Реалізація
розгалужень з використанням
прапорців та груп перемикачів.
Поняття підпрограми та її
аргументів. Поняття локальних і
глобальних змінних. Формальні і
фактичні параметри підпрограм.
Стандартні підпрограми та
підпрограми користувача.
Створення і виклик підпрограм.
Алгоритмічна конструкція
повторення та її графічне подання.
Оператори циклів. Складання та
програмна реалізація алгоритмів з
циклами.
Учень
пояснює:
форми подання алгоритмів;
поняття підпрограми;
поняття аргументів підпрограми;
описує:
поняття логічної константи, логічної змінної та
логічного виразу;
синтаксис та семантику операцій порівняння;
синтаксис та семантику операторів розгалуження;
призначення таких елементів управління як
прапорець та група перемикачів;
семантику алгоритмічної структури повторення;
синтаксис та семантику операторів циклів з
лічильником, з передумовою та післяумовою;
синтаксис виклику підпрограми й передавання
аргументів за значенням;
різницю між локальними і глобальними змінними;
різницю між формальними і фактичними
параметрами підпрограм;
синтаксис оголошення і виклику процедур та
функцій;
графічні позначення лінійних алгоритмів,
алгоритмічних конструкцій розгалуження та
повторення;
вміє:
складати та записувати мовою програмування
алгоритми, в яких використовуються структури
розгалуження та повторення, зокрема вкладені
одна в одну;
записувати мовою програмування складені логічні
14
Поняття масиву. Оголошення
одновимірного масиву. Індексація
елементів масиву. Введення даних у
масив та відображення його вмісту.
Використання багаторядкових
текстових полів для введення даних
у масив та їх відображення. Пошук
даних у масиві. Обчислення
підсумкових показників для
числового масиву. Обчислення
підсумкових характеристик для
елементів, що задовольняють
певним властивостям. Вибирання
елементів з масиву за певним
критерієм. Сортування масивів.
Пошук елементів у відсортованому
масиві.
Практична робота №8.
Складання програм з
розгалуженнями.
Практична робота №9.
Використання підпрограм.
Практична робота №10.
Програмування циклічних
обчислень.
Практична робота №11.
Опрацювання одновимірних
масивів.
вирази;
розв’язувати задачі, де передбачається вибір
варіанта обчислень залежно від істинності
складеної умови;
використовувати в програмах оператори циклу з
лічильником, передумовою та післяумовою;
вибирати оператор циклу, що є найбільш
доцільним для розв’язування певної
обчислювальної задачі;
розв’язувати задачі на обчислення сум, добутків,
середніх значень для наборів чисел, які вводить
користувач;
розв’язувати задачі на обчислення кількості
елементів із заданою властивістю та виконання
різноманітних операцій для наборів однотипних
даних, які вводить користувач;
створювати та викликати процедури та функції,
зокрема з аргументами;
визначати повторювані обчислення, що
потребують створення підпрограм;
застосовувати стандартні процедури та функції для
перетворення типів, генерування випадкових чисел
та ін.;
графічно подавати лінійні алгоритми, алгоритми з
розгалуженнями та з циклами.
використовувати стандартні функції сортування
масивів.
шукати елементи впорядкованого масиву за
певними критеріями.
15
РОЗДІЛ ІІ. ПРОГРАМНИЙ ЗАСІБ НАВЧАЛЬНОГО
ПРИЗНАЧЕННЯ «ПОМІЧНИК ЮНОГО ПРОГРАМІСТА»
2.1. Загальні відомості та функціональне призначення
Робота являє собою навчальний програмний продукт, який створений
засобами об’єктно-орієнтованого програмного середовища Delphi.
Програмний засіб «Помічник юного програміста» для творчих вчителів та
учнів. Він допоможе при вивченні навчального матеріалу теми «Основи
структурного програмування» як приклад успішної реалізації проекту.
Приклади проектів та детальні інструкції щодо їх створення навчать учнів
основним принципам роботи в середовищі програмування Delphi. Програма не
має на меті охопити весь курс мови Delphi, основне призначення програми –
служити прикладом, довідником успішного проекту, на основі якого вчитель
може наочно показати усі етапи створення програми, а учень спробувати створити
свій проект.
Головне вікно програми
Зазвичай, вивчення будь-якої мови програмування ведеться за певним
планом: спочатку вивчаються алфавіт та основні поняття мови, потім оператори
(команди, вказівки), логічні структури та типи програм (рекурсія, програми з
графіком, мультиплікацією тощо).
16
За таким же принципом побудовано роботу із програмою. Перші проекти
знайомлять учнів із середовищем програмування, наступні з основними
операторами, останні – показують роботу програм, які використовують рекурсію,
графіку, анімацію. Проекти підібрано таким чином, щоб охопити увесь матеріал,
який вивчається за державною програмою. А також, щоб ознайомити учнів із
деякими темами, які можна вивчати поглиблено.
Вивчення основ програмування часто є досить важким, тому для досягнення
результату учні повинні відразу, з першого уроку бачити перед собою правильні,
гарні цілі та хороші приклади. Потрібно навчати програмування, а не мові. Всі
поняття, що даються школярам, виводяться як інструмент вирішення проблеми.
Наприклад: спочатку формулюється проблема, дається можливість її «помацати»
(побачити зразок виконання задачі), а потім уже спробувати вирішити подібне
завдання самостійно наявними засобами (в якості домашнього завдання або разом
з викладачем в класі). Саме як приклад успішного першого проекту може
використати вчитель програму «Помічник юного програміста» на своїх уроках.
Головне меню програмного засобу «Помічник юного програміста»:
Перші кроки – проста програма, яка допомагає зрозуміти поняття
«програми», побачити можливості середовища програмування.
Введення/виведення – демонстрація властивостей основних компонентів
середовища Borland Delphi.
Арифметичні операції – виконання обчислень у мові Delphi.
Цілочисельне ділення – особливості ділення з використанням величин цілого
типу.
Розгалуження неповне – використання оператора розгалуження, неповна
форма.
Розгалуження повне – використання оператора розгалуження, повна форма.
Вибір CASE – використання у проектах оператора вибору case.
Цикл FOR – особливості використання оператора з параметром for.
Цикл WHILE – використання оператора циклу з передумовою while.
Цикл REPEAT – використання оператора циклу з післяумовою repeat.
Масиви одновимірні – проекти для обробки табличних даних, лінійні
масиви.
Масиви двовимірні – обробка табличних даних, матриці.
Підпрограми – використання у проектах підпрограм користувача (функцій).
Рекурсія – програма рекурсивного типу.
Рядки – обробка рядків, текстових даних.
Графіка – графічні програми.
Анімація – анімація у проектах.
17
2.2. Основні інструменти програми
Роботу над проектами пропонуємо проводити за такими етапами:
- оголошення умови (вибір потрібної керуючої кнопки);
- ознайомлення з готовим проектом (кнопка "Запустити програму");
- аналіз та обговорення етапів роботи над проектом (основне вікно
програми);
- створення словесного чи математичного алгоритму (допомога -
"Пояснення до алгоритмів");
- створення форми та розміщення на ній компонентів (перелік компонентів
подано в основному вікні програми);
- написання тексту програми на вкладці Code (лістинг програми);
- запуск програми;
- виконання завдання для самостійної роботи;
- збереження проекту.
Програмний засіб містить такі елементи:
приклади проектів;
детальні інструкції щодо їх реалізації;
пояснення до алгоритмів;
лістинг програм;
характеристика використаних компонентів;
завдання для самостійного виконання.
Приклад сторінки з поясненнями до проекту «Царівна Несміяна»
Права частина вікна програми є основною: пояснення до основних етапів
роботи можна прочитати у частині «Хід роботи»; компоненти, які виносяться на
18
форму перераховано під заголовком «Використані об’єкти»; лістинг процедури,
яка запускається керуючою кнопкою «Виконати» подано у частині «Текст
програми». Якщо текст програми досить великий, то він відкриється в окремому
вікні після натискання кнопки "Текст програми".
Кожна сторінка з поясненнями, крім покрокового пояснення та інструкції,
містить кнопку для запуску програми проекту "Запустити програму" і кнопку
"Завдання для самостійного виконання".
Ліва частина вікна програми – кнопки, які надають змогу вибрати тип
проекту чи оператор, який використовується для написання програми. Перехід
між вкладками також можливий за допомогою меню вікна «Пояснення до
проектів» та за назвою вкладки внизу вікна програми.
Меню вікна програми містить такі пункти:
Пояснення до проектів.
Пояснення до алгоритмів.
Опис компонентів.
Завдання для самостійної роботи.
Довідка.
Про програму.
По кожному проекту дається інформація щодо ідей розв’язання та основні
відомості по алгоритмізації. Після вибору потрібного пункту меню, відкривається
вікно, яке може слугувати довідкою по програмуванню, підказкою.
Приклад вікна із основними поняттями мови програмування до проекту
Після ознайомлення із готовими проектами, учням пропонується завдання
для самостійного виконання. Завдання згруповані за темами і містять такі пункти:
Перші кроки.
19
Введення/виведення.
Арифметичні операції.
Цілочисельне ділення.
Розгалуження.
Вибір.
Цикл.
Масиви одновимірні.
Масиви двовимірні.
Підпрограми.
Рекурсія.
Рядки.
Вибрати завдання можна за допомого меню вікна та кнопки «Завдання для
самостійної роботи» на кожній сторінці проектів.
Приклад вікна програми із завданнями
Виконати програму, опис якої наведений на вибраній сторінці проектів
можна за допомогою пункту меню вікна «Вибір проекту» та кнопки «Запустити
програму» кожної сторінки. Усі проекти відкриваються в окремому вікні, мають
класичний вигляд. У полях введення потрібно написати числові дані, які
необхідні для виконання програми і отримання результату. Щоб зацікавити учнів
підібрані завдання гумористичного типу. Та, незважаючи на «веселу» тематику
задач, для їх розв’язку потрібно мати певні знання з математики та знати правила
побудови основних алгоритмічних структур мов програмування Delphi.
20
Перелік проектів
Список проектів:
Царівна Несміяна (Перші кроки).
Зодіак (Введення/виведення).
Сашко-невдаха (Арифметичні операції).
Вареники (Цілочисельне ділення).
Змій Горинич хворіє (Неповне розгалуження).
Ох, це ж дерево (Повне розгалуження).
Чистота (Вибір CASE).
Молоді бабусі (Цикл FOR).
Хитра Василина (Цикл WHILE).
Капосний папуга (Цикл REPEAT).
Малята на прогулянці (Масиви одновимірні).
Студенти (Масиви двовимірні).
Закохані барани (Підпрограми).
Шукач скарбів (Рекурсія).
Задача про вірус (Рядки).
Ялинка (Графіка).
Кульки (Анімація).
У проектах використовуються лише кілька компонентів із величезного
набору інструментів, які пропонуються середовищем програмування Delphi.
Пояснення до кожного із використаних компонентів та характеристика їх
основних властивостей відкривається в окремому вікні та вибирається у меню
вікна програми «Опис компонентів».
21
Серед компонентів, які використані у веселих проектах та описані у
програмі, є такі:
форма Form;
керуюча кнопка Button;
поле введення Edit;
картинка Image;
мітка Label;
блок GroupBox;
панель Panel;
радіо-кнопки RadioGroup;
поле Memo;
таблиця StringGrid;
фігура Shape;
таймер Timer.
Перелік компонентів
22
Приклад вікна – основні характеристики компоненту Button
У програмі є довідка, де коротко описані основні прийоми роботи з
інструментами програми. А також перелік літератури та Інтернет-джерел,
використаних для створення даної програми.
Вікно довідки програми
23
2.3. Веселі проекти програми
Список проектів, які виконані у програмі [6]:
Царівна Несміяна
У царівни Несміяни кругле
обличчя, радіус якого R. Визначте,
яку сторону повинно мати
квадратне дзеркало, щоб, коли
Несміяна милується собою, її
відображення поміщалося у
дзеркалі.
Зодіак
Використання основних компонентів
середовища та їх властивостей.
Основи роботи з програмою.
Створіть програму, яка показує
інформацію про знаки зодіаку.
Сашко-невдаха
Учень-невдаха Сашко сів виконувати
домашнє завдання і просидів за столом
2 години. З них x хв. він чухав
потилицю і дивився у вікно, у хв.
шукав у письмовому столі гумку, щоб
стерти у підручнику з англійської мови
карикатуру на свого товариша, на
малювання якої він витратив перед цим
z хв. Решту часу Сашко перекладав
англійські слова. Скільки слів він встиг
перекласти, якщо переклад одного
слова у нього займав 5 хв.?
24
Вареники
Три дні триває пошук групи
злочинців, які, погрожуючи зброєю,
викрали зі столу депутатів сільської
ради дві миски вареників. До
розшуку підключені особливі
підрозділи МВС та СБУ України.
Відповідальність за вчинене і
зобов'язання повернути тарілки
взяла на себе група „Голодні куми
села Петрівка”. Допожіть слідчим
органам порахувати вагу вкраденого. В мисці х шт. вареників, один вареник
важить у г. Якою була вага усіх викрадених вареників у кілограмах?
Ох, це ж дерево
Велосипедист Микола, стартувавши
у точці (x0; y0) та рухаючись по
прямій A (x - x0) + B (y - y0) + C = 0,
мріє про те, як він покатає на своєму
велосипеді сусідку Катрусю. Чи
здійсняться мрії Миколи, якщо
недалеко, у точці (n; m), росте
дерево?
Змій Горинич хворіє
Змій Горинич застудився. Для його
одужання потрібно не менше 10 та
не більше 15 кг вітаміну С або
більше 20 літрів гарячого чаю. Змій
з’їв х яблук (по 0,05 вітаміну С в
кожному) та випив у склянок чаю
(по 200 г кожна). Визначити, чи
одужає Змій Горинич. Якщо ж ні, то
скільки літрів чаю йому не
вистарчило для цього?
25
Чистота
Щоб завжди бути чистою, людині
треба від 24 до 50 шматків мила на
рік. Оленка також хоче бути чистою,
але часто лінується і миє лише деякі
частини тіла. Дівчинка порахувала,
якщо мити лише п'яти, то мила
знадобиться у 12 разів менше, а тільки
вуха - ще на один шматок менше.
Допоможемо Оленці порахувати,
скільки мила їй необхідно на певну
кількість років?
Молоді бабусі
Компанія бабусь поїхала на
мотоциклах на курси з комп’ютерної
грамотності. Попереду на мотоциклі
без глушника їхала одна бабуся, за
нею – дві, потім – три і т.д. Скільки
бабусь їхало на заняття, якщо
приголомшені пішоходи всього
нарахували х рядів? Чи змогли бабусі
зайняти всі місця в класі, якщо там
стояло у рядів по с комп’ютерів в
кожному? Скільки вільних місць
залишилося?
Хитра Василина
Коли Василині Премудрій
виповнилося 18 років, Чахлик
Невмирущий вирішив взяти її заміж.
Василина запитала Чахлика, скільки у
нього скринь із золотом. Чахлик
сказав, що в нього зараз х скринь і
кожний рік додається ще по у скринь.
Василина пообіцяла, що вийде заміж
тоді, коли у Чахлика буде k повних
скринь із золотом. Скільки років буде
у цей час нареченій?
26
Капосний папуга
Капосний папуга навчився
висмикувати у дідуся Василя
волосся, яке ще залишилося у того
на голові. Почавши з однієї
волосини, він кожен день збільшував
порцію удвічі. Через скільки днів
дідусеві не знадобиться гребінець,
якщо на початку в нього на голові
було аж N волосин?
Малята на прогулянці
Середню групу дитячого садочка
вивели на прогулянку. Скільки
дівчаток і скільки хлопчиків видно з-
за паркану, якщо зріст хлопчиків
задається у сантиметрах від'ємними
числами, а дівчаток — додатними у
вигляді цілих значень α1,α2,…, αN ?
Окрім того, у всіх дівчаток на
голівках зав'язані бантики заввишки
10 см, а висота паркану h см.
Студенти
Студенти Микола та Степан весело
прогуляли навчальний семестр,
тому невесело здали сесію. У нас є
оцінки 5 студентів (серед них і наші
друзі) із 8 предметів (5-бальна
система). Визначте студентів, які не
мають та мають право на отримання
стипендії (право на отримання
стипендії мають студенти з середнім
балом 4 і більше). Дізнаймося в
якому списку будуть наші знайомі.
27
Закохані барани
Стадо баранів закохалося в одну і ту саму вівцю. Два сусідніх стада побачили це, і
собі закохалися в цю ж вівцю. Барани першого стада, в якому було n баранів,
зізнавалися вівці в коханні відповідно по a1, a2,… аn хвилин, барани другого
стада, де значилося t баранів, зізнавалися по b1, b2, … bm хвилин, а барани
третього стада, в якому змучена
вівця нарахувала k баранів,
розливалися в коханні c1, c2, … ck
хвилин. Яке стадо закоханих
баранів робило щасливою вівцю
своїми зізнаннями найдовший час?
У якому стаді знаходився найбільш
закоханий баран?
Шукач скарбів
Угорі, на східцях у загадкове підземелля, знаходиться відомий шукач скарбів,
який починає спускатися по них донизу. Та в підземеллі багато пасток, тому
досліднику треба поспішати і він
може ступати на наступну сходинку,
через одну або через дві. Тобто якщо
шукач скарбів знаходиться на 10-й
сходинці, то він може опуститися на
9-ту, 8-му або 7-му. Обчисліть число
всіх можливих "маршрутів"
дослідника з вершини східців донизу
у підземелля.
Задача про вірус
Миколка та Петрик спілкуються між
собою за допомогою Інтернету. Аж
ось одного разу вони "зустріли"
комп'ютерний вірус, який поміняв
певне слово (та всі такі ж слова) на
інше слово. Допоможіть хлопцям
відновити текст, порахуйте кількість
проведених замін.
28
Ялинка
Створіть проект із новорічною ялинкою.
Кульки
Задача на створення об’єктів, що літають по вікні програми.
У програмному засобі «Помічник юного програміста» включено 17
проектів. У кожному з них крок за кроком описано дії з проектування форми,
наповнення її необхідними компонентами, подано усі необхідні пояснення щодо
розв’язку задачі та лістинг програм.
За допомогою даного порадника учень може вивчити основи
програмування на відносно простих і зрозумілих прикладах. Вчитель же зможе
урізноманітнити подання навчального матеріалу веселими задачами, які
допоможуть зробити кожен урок та курс програмування в цілому більш цікавим
та надати поштовх до майбутніх професійних успіхів учнів.
29
ВИСНОВКИ
Інформатика – один з найсучасніших предметів в шкільній програмі і,
зазвичай, є найцікавішим для учнів. Проте інтерес дитини до предмета повинен
залежати не лише від інструмента навчання (комп’ютера та програмного
забезпечення), а й від методики викладання інформатики, яку використовує
вчитель у своїй щоденній роботі.
Елементи гри або навіть просто цікаві завдання можуть значно підвищити
зацікавленість учнів в навчальному процесі і повинні бути включені в методику
викладання інформатики у школі. Це може бути й успішний приклад-зразок
готового проекту, який вчитель демонструє за допомого програмного засобу
«Помічник юного програміста». На основі цікавого яскравого прикладу учні
створюють свій проект, використовуючи для його створення не лише свої знання
з основ програмування, але й творчість та фантазію. Заохоченням для дітей не
завжди є лише оцінка, а й визнання збоку однокласників та вчителя – звання
«найкращий програміст класу» може мотивувати не гірше, ніж «12» у шкільному
щоденнику.
Цікаві наочні матеріали дуже важливі, адже дітям зазвичай важко уявити
готове вікно виконуваної програми, маючи перед очима лише завдання та
відомості про вхідні й вихідні дані задачі. Різноманітні навчальні приклади
допоможуть учням засвоїти матеріал краще, а також відчути себе творцем.
Не слід забувати, що інформатика – молода наука, яка розвивається дуже
швидкими темпами. Вона твориться руками сучасників. Використання певних
цікавих тенденцій, новинок, власних робіт вчителя може заохотити учнів до
навчання більше, ніж матеріал з підручника.
30
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Бублик В. В. Створюємо проекти мовою Delphi. / В. В. Бублик – К.:
Редакція газет природничо-математичного циклу, 2013. – 128 с.
2. Гуржий А. М. Інформатика і школа: проблеми, перспективи / А. М. Гур-
жий, Ю. О. Жук // Комп'ютер у школі та сім"ї. - 1998. - № 1. - С. 8-10
3. Дідковський В. Л. Олімпіадна інформатика / В. Л. Дідковський. – Х.: Вид.
група «Основа», 2012. – 239 с.
4. Дорошенко Ю. О. Технологічне навчання інформатики: Навчально-
методичний посібник / Ю. О. Дорошенко, Т. В. Тихонова, Г. С. Луньова.
– Х.: Вид-во «Ранок», 2011. – 304 с.
5. Забарна А. Візуальне програмування у DELPHI: Практикум / А. Забарна,
О. Войченко – К.: Вид. дім «Шкіл, світ»: Вид. Л. Галіцина, 2006. – 128 с.
6. Завадський І. О. Інформатика. Навчальна програма для учнів 10-11
класів загальноосвітніх навчальних закладів. Академічний рівень /
І. О. Завадський, Ю. О. Дорошенко, Ж. В. Потапова.
7. Ривкінд Й. Я. Інформатика: Підручник для 11 кл. загальноосвітніх
навчальних закладів: академічний рівень, профільний рівень / Й. Я. Рив-
кінд, Т. І. Лисенко, Л. А. Чернікова, В. В. Шахотько; за загальною
редакцією М. З. Згуровського. – К.: Генеза, 2011. – 304 с.
8. Караванова Т. П. Інформатика: основи алгоритмізації та програмування.
777 задач з рекомендаціями та прикладами. / Т. П. Караванова, М. З. Згу-
ровська – К.: Генеза, 2006. - 286 с.
9. Кащеєв Л. Б. Інформатика. Основи візуального програмування:
Навчальний посібник / Л. Б. Кащєєв, С. В. Коваленко, С. М. Коваленко –
Х.: Веста, 2011. – 192 с.
10. Кузьбит І. М. Основи роботи в середовищі програмування Delphi. /
І. М. Кузьбит // Інтернет-сайт «Українське програмував». – 2012. – Режим
доступу до сайту: http://programming.in.ua
11. Мельник В. І. Інформатика. Олімпіадні задачі / В. І. Мельник. – Х.: Вид.
група «Основа», 2010. – 159 с.
Морзе Н. В. Методика навчання інформатики: Посібник для студентів
педагогічних університетів / Н. В. Морзе - К.: Курс, 2002. - 895 с.
Морзе Н. В. Метод демонстраційних прикладів при навчанні інформатики
/ Н. В. Морзе // Комп'ютерно-орієнтовані системи навчання: 36 наукових
праць - К.: НПУ ім. М. П. Драгоманова. - Вип. 5. - 2002. - С.44-54
14. Осіпов Д. Л. Delphi XE2 / Д. Л. Осіпов – СПб.: БХВ-Петербург, 2012. –
912 с.
Related Documents
