VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Познавательные универсальные учебные действия обеспечивают способность к познанию окружающего мира: готовность осуществлять направленный поиск, обработку и использование информации.

На основе анализа классификации познавательных универсальных учебных действий (УУД) Асмолова А.Г., мы выбрали следующие виды общеучебных и логических УУД, в развитии которых у программирования как учебной темы школьного курса информатики есть определенный потенциал (рис. 1).

Рис. 1. Классификация познавательных УУД

Определим вклад программирования в развитии выделенных УУД.

Общеучебные универсальные учебные действия

1. Постановка цели. Ученик при решении задач по программированию должен не только уметь сам решать задачу, но и уметь объяснить её компьютеру. Цель для решения задач по программированию должна быть достаточно конкретной и формализованной, для того чтобы её можно было достичь средствами языка программирования.

Постановка цели задачи является стандартным этапом решения задач на компьютере и включает в себя:

1. Сбор информации о задаче;

2. Формулировка условия задачи;

3. Определение конечных целей решения задачи;

4. Определение формы выдачи результатов;

5. Описание данных (их типов, диапазонов величин, структуры и т. п.).

Пример задания

Задача №1

Улитка ползёт по вертикальному шесту высотой h метров, поднимаясь за день на a метров, а за ночь спускаясь на b метров. На какой день улитка доползёт до вершины шеста?

Сформулируйте цель задачи по следующей схеме:

1. Входные данные;

2. Суть действия программы;

3. Выходные данные;

4. Пример входных и выходных данных.

Формулирование чётких целей помогает ученикам правильно составить алгоритм решения задач. Это поможет им не только на уроках программирования, но и на других предметах, а также в повседневной деятельности.

2. Поиск и выделение информации. Ученики должны уметь выделять основную конструкцию из условия задачи. Для выделения алгоритмических структур учащиеся должны знать ключевые слова, которые могут быть выражены в явной или неявной форме.

Ключевые слова для выявления структуры ветвления:

1.  

   1. Если, тогда (то), иначе

   2. При (условие 1) (условие 2)

   3. Определить (условие 1) или (условие 2)

   4. Какое из (условие 1) или (условие 2)

   5. Верно ли (условие 1) или (условие 2)

   6. Выяснить (условие 1) или (условие 2)

   7. Проверить (условие 1) или (условие 2)

   8. Является или нет (условие 1) или (условие 2)

   9. Принадлежит или нет

   10. Можно или нет (условие 1) или (условие 2)

Ключевые слова для выявления структуры цикла с параметром:

1.  
   1.  

      1. Для, до, шаг.

      2. Для всех.

      3. От, до.

      4. Каждый.

      5. Следующий.

      6. Через.

      7. Повторить алгоритм.

      8. Дана последовательность.

Ключевые слова для выявления структуры цикла с условием:

1.  
   1.  

      1. Пока.

      2. До.

Пример задания

Задача №2

Найдите все целые решения уравнения ax³+ bx²+ cx + d = 0 на отрезке [0,1000] и выведите их в порядке возрастания. Если на данном отрезке нет ни одного решения, то ничего выводить не нужно.

Выделите, какие алгоритмы конструкции нужно использовать для решения следующей задачи.

3. Самостоятельное создание алгоритмов деятельности при решении проблем. Ученики должные уметь не только применять уже известные алгоритмы, но и составлять их самостоятельно.

Пример задания

Задача №3

Действие алгоритма представлено в виде черного ящика (рис. 2). По входным и выходным данным опишите действие алгоритма. Также составьте свой алгоритм шифрования информации и запишите его на языке программирования.

Рис. 2. Действие алгоритма в виде черного ящика

4. Выбор наиболее эффективных способов. Ученики должны находить не один путь решения, а несколько и выбрать из них наиболее благоприятный для исходной задачи.

Пример задания

Задача №4

Вычислить факториал числа n!. Решите задачу с использованием цикла и рекурсии. Оцените эффективность алгоритма и выберите оптимальный из них.

Логические универсальные учебные действия

1. Работа с понятиями. Каждый ученик должен уметь раскрывать сущность/значение установленного термина.

Пример задания

Задача №5

С помощью кругов Эйлера изобразить соотношение понятий «функция», «математическая функция» и «функция пользователя».

2. Анализ объектов и выделение признаков. Ученики должны уметь анализировать любые объекты и/или понятия и выделять существенные признаки.

Пример задания

Задача №6

Подчеркните существенные признаки понятия.

• Алгоритм (цикличность, конечность, результативность, рекурсивность);

• Исполнитель (робот, среда, сенсоры, система команд);

• Язык программирования (семантика, библиотека данных, алфавит, визуальная среда, синтаксис);

• Массив (индекс, запись, элемент, число, символ);

• Ветвление (логические операторы, условие, действие при выполнении условия, действие при невыполнении условия).

3. Классификация. Ученик должен уметь распределять объекты по группам в соответствии с основаниями, принципами деления.

Пример задания

Задача №7

Классифицируйте понятия: исполнитель, калькулятор, исполнитель-вычислитель, компьютер, робот-пылесос, робот-манипулятор. Какое основание для классификации вы выбрали?

4. Синтез. Учащиеся должны уметь составлять целое из частей, в том числе самостоятельно достраивать с восполнением недостающих частей.

Пример задания

Задача№8

Даны три функции на языке программирования Pascal.

procedure krug(x,y, a: integer);

begin

Circle(x,y,a);

end;

procedure kvadrat(x1,y1,x2,y2: integer);

begin

Rectangle(x1,y1,x2,y2);

end;

procedure triangle(x1,y1,x2,y2,x3,y3: integer);

begin

MoveTo(x1,y1);

lineTo(x2,y2);

lineTo(x3,y3);

lineTo(x1,y1);

end;

Составьте программу, которая будет рисовать на экране следующую фигуру (рис. 3). Раскрасьте полученную фигуру средствами Pascal.

Рис. 3. Фигура, полученная в результате вызова процедур

Описанные в статье задания использовались в процессе обучения программированию в 9-х классах. Динамика развития познавательных УУД представлена на рис. 4.

Рис. 4. Динамика развития познавательных УУД

Список использованной литературы

1. Гребнева Д.М., Башкирова Е.А. К проблеме изучения абстрактных понятий на уроках информатики // Успехи современного естествознания. – 2013. – № 10 . – С. 97-99; URL: www.rae.ru/use/?section=content&op=show_article&article_id= 10002164 (дата обращения: 13.02.2015).

2. Сулейманов, Р. Р. Методика решения учебных задач средствами программирования / Р. Р. Сулейманов. – М: Бином, 2010. – 188 с.

6

Код для цитирования: Скопировать