Предмет
Класс/уровень обучения

О некоторых трудных темах курса информатики

Масленникова Н,А. natalmas@mail.ru МОУ СОШ № 1 с углубленным изучением отдельных предметов город Фрязино

Сегодня в мире нет ни одной отрасли науки и техники, которая развивалась бы столь же стремительно, как информатика.

К профессиональной деятельности уже приступило поколение молодых людей, родившихся, выросших и получивших образование в эпоху персональных компьютеров. Этому поколению столь же невозможно представить мир без персональных компьютеров, как и без телевизора или автомобиля. Приемы эксплуатации этих устройств не меняются десятилетиями, а приблизительно двухлетний цикл обновления вычислительной техники сопровождается коренным изменением приемов и методов работы с ней.

Чтобы успевать за развитием средств вычислительной техники, необходимо непрерывное самообразование и самосовершенствование. А для профессионального применения вычислительной техники нужно нечто большее - личная целеустремленность и постоянное желание узнавать о том, что происходит в мире информационных технологий. Для этого есть только один способ - много читать, но этому должны предшествовать базовые знания, которые необходимо приобретать в школе.

Опираясь на историю развития вычислительной техники, выделяя методически правильные работы с ней и концентрируясь на тех сведениях, которые потребуются учащемуся в реальной работе, учитель должен найти правильный баланс между огромными ресурсами информации и ограниченным количеством учебных часов, отведенных на программу. Но следующие трудные темы должны оставаться в курсе информатики специализированных классов.

Тема Машинная арифметика заставляет учащихся задуматься о различных эффектах, возникающих при вычислениях. Учащиеся должны знать о конечности диапазона машинных чисел: т.е. числовая ось, так сказать, усекается с двух сторон от нуля в районе числа 215. Необходимо знать, что нельзя "безнаказанно" переставлять операции умножения и деления, сложения и вычитания, необходимо знать о точности компьютерных вычислений.

Тема Математическая логика рассматривает схематизированные и в известной степени идеализированные понятия. В логических задачах исходными данными являются не только числах, но и сложные и весьма запутанные высказывания. Курс построен так, чтобы приобретенные сведения можно было использовать для повышения эффективности программирования.

Тема Алгоритмизация проникает в содержание всех разделов предмета "Информатика". Попытки обойтись без нее и готовить "чистого" пользователя все равно приводят к необходимости какого-то способа записи алгоритмов его действий, причем это описание может быть достаточно сложным (описание логики поиска в базе данных). Реализация алгоритмов на компьютере ведется на одном из языков программирования. При изучении темы должен действовать подход "научить мыслить", а не подход "научить рефлекторно действовать". В школе необходимо учить детей умению логически мыслить, умению ставить задачи, которые подкидывает нам жизнь, и решать их - это пригодится в любой сфере деятельности. Постановке задач в школе учить нужно в любом случае, ибо в современном обществе человек очень часто в одиночку сталкивается не с проблемой решения задачи, а с проблемой выделения задачи из окружающей среды. Чтобы задачу решать, надо знать о ее существовании.

При изучении этих тем большую помощь оказывает использование образовательного комплекса "1С: Школа. Информатика, 10 класс".

Во 2-й главе "Информация. Представление различных видов информации в компьютере" хорошо изложен теоретический материал по теме "Представление чисел в компьютере. Целые числа и их компьютерный код", описывающий различное представление целых чисел в компьютере: знаковое и беззнаковое, описание недостатков прямого кода для представления отрицательных чисел, алгоритм построения дополнительного кода и и теоретический материал по теме "Представление вещественных чисел в компьютере", описывающий представление чисел в формате с фиксированной и плавающей запятой, правила выполнения арифметических операций над вещественными числами в формате с плавающей запятой.

В 3-й главе "Основы алгебры логики. Логические элементы компьютера" вводятся основные законы алгебры логики и правила преобразования логических формул, рассматривается три метода доказательства тождественности формул – с помощью логических рассуждений, с помощью тождественных преобразований и с помощью заполнения таблиц истинности. Хорошо излагаются логические законы и правила преобразования логических выражений, методы решения текстовых логических задач.

В 4-й главе "Основы алгоритмизации. Технология программирования" в доступной форме вводится понятие алгоритма, рассматривается отличие алгоритма от рецептов и инструкций, вводятся основные свойства алгоритмов (массовость, детерминированность, понятность, результативность, дискретность). Приводятся примеры различных способов записи алгоритма (текстовый, блок-схема, на алгоритмическом языке) и объясняются преимущества одних способов перед другими. Рассматриваются основные принципы программирования и модульный принцип написания программ.

Хорошо изложенный материал позволяет учащимся самостоятельно изучать темы, а хорошая подборка практических и проверочных заданий позволяет учащимся закрепить и проверить полученные знания. При необходимости учащийся может повторить темы, которые он не до конца понял.

При изучении этих тем необходимо ставить следующие цели:

  • Выработать алгоритмическое мышление в качестве обязательного инструмента, применяемого при любом размышлении. И даже в быту. Развилки со сравнением, циклы, альтернативные последовательности, оценка динамического "образа будущего" в статическом "сейчас" - это все должно работать в мозгу любого человека абсолютно автоматически при решении любых задач. Умение алгоритмически мыслить должно быть таким же "фоновым", незаметным и полезным, как и умение читать.
  • При изучении информатики компьютер является инструментом. И нужно объяснить границы применимости этого самого универсального в мире инструмента. Для этого нужно объяснить, как устроен этот инструмент и что "умелость" этого инструмента зависит от умения человека писать большие и сложные компьютерные программы. Компьютеров становится все больше и все больше людей сталкивается с ним в повседневной жизни. Научиться общаться с каждым конкретным компьютером - невозможно.

Курс информатики должен разъяснить принципы работы компьютера, из которых следуют принципы работы с компьютером. Необходимо показать общее во всех компьютерах. Все программы и устройства не выучишь, через несколько лет все поменяется, да и "номенклатура товаров" слишком велика - но принципы работы программы и устройств нужно объяснять.

После курса информатики ученик должен уметь формулировать потенциально возможные компьютерные приложения для возникающих перед ним задач - для самостоятельного ли программирования, для заказа у профессионального программиста или просто для поиска по каталогу и покупки в магазине. Все люди так или иначе становятся сейчас пользователями. Хороший пользователь может пользоваться любыми программами и компьютерами, которые ему подвернутся под руку - а не только теми, которым его специально научили. А для этого нужно хотя бы в общих чертах представлять устройство того, чем пользуешься.

Невозможно писать программы (планы) и не делать при этом ошибки. Но жизненный опыт утверждает: за ошибки наказывают. И поэтому ошибаться не только не любят, но и начинают бояться. А за страхом обычно следует не систематический поиск и исправление ошибок, а либо бездействие, либо новая ошибка.

Задачей курса информатики как раз и должно являться обучение не только не бояться делать ошибки, но и радоваться им, поскольку каждая найденная ошибка уменьшает количество еще не найденных. Информатика - предмет, который "положительно окрашивает" ошибку! Необходимо научить разумно и быстро отлаживать свою программу, иначе говоря, "по симптомам ставить диагноз", а это необходимо и следователю, и врачу, и политику, и журналисту, и экономисту - и вообще любому человеку. Поиск ошибки в программе позволяет многократно предполагать диагноз и безопасно самостоятельно его проверять. Обучение отладке - это отдельное направление, которое никак не совпадает с обучением думать алгоритмически, но отладка людей, которые умеют думать алгоритмически, обычно много эффективнее.

Хорошо, если бы после школьного курса информатики ребята приобретали следующие умения:

  • умение использовать технологии написания программ. Оно дает возможность решать задачи другого уровня сложности, которые просто нельзя решать без технологии проектирования и написания программ.
  • умение моделировать окружающий мир. Моделировать - это находить в мире существенные черты и строить информационную модель - программу. Это умение формулировать (формализовать) задачу.
  • конструирование сложных структурных объектов, а также конструирование языков. Именно на этом этапе ученик учится расширять "родной" язык программирования и проектировать набор исполнителей, необходимых для эффективного решения конкретной задачи.

Принципиальным положением организации школьного образования по информатике становится дифференциация обучения. Это означает, что, осваивая общий курс, одни ребята достигают уровня обязательной подготовки, а другие в соответствии со своими наклонностями и способностями хотели бы достичь более высокого уровня.

В изучении этих тем большую помощь оказывает использование образовательного комплекса "1С:Школа. Информатика, 10 класс".

Литература

  1. 1С:Школа. Информатика, 10 кл. 2-е изд. исправ. и перераб. / 1С. – М.: "1С-Паблишинг". http://obr.1c.ru/product.jsp?id=1175.
  2. 1С:Школа. Информатика, 11 класс / 1С. – М.: "1С-Паблишинг", 2012. http://obr.1c.ru/product.jsp?id=1199.
  3. Угринович Н.Д. Информатики и ИКТ. 10-11класс. Профильный уровень. / Н.Д. Угринович. -3-е изд. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. - 387 с.
  4. Федеральная целевая программа развития образования на 2011-2015 годы.