«Циклические операторы» программы курса информатики Матвеевой Н. В

" Циклические операторы" программы курса информатики Матвеевой Н.В.

«Идти от известного к неизвестному по аналогии»

Шарль Фурье

В ходе освоения курса «Информатика» важные фрагменты математических основ информатики, относящиеся к базовому человеческому знанию, осваиваются учащимися в наглядной графической и телесной форме. Математические основы информатики во многих отношениях являются естественным полем формирования общеучебных навыков и развития общих мыслительно-коммуникативных способностей ребенка. В основу построения теоретического курса положен ряд принципов:

· Ясные правила игры, одинаково понимаемые учителем и учеником;

· Графические и телесные объекты учебной деятельности;

· Введение всего спектра основных понятий современной компьютерной математики на материале наглядных примеров, а не в виде формальных определений для заучивания;

· Человеческие языки как основная область реальных приложений математических конструкций.

Курс «Информатика» для начальной школы интегрирует теоретическую информатику, социальную информатику и информационные технологии, дает учащимся навыки использования компьютера и другие информационно-технологические навыки, которые могут (и должны) немедленно использоваться учащимися при изучении различных предметов.

Программа курса соответствует «Обязательному минимуму содержания обучения образовательной области» Информатик для средних общеобразовательных учреждений", разработанному А. А. Кузнецовым, А. Л. Семеновым и А. Ю. Уваровым, и Рекомендациям ЮНЕСКО — ИФИП" Информатика в начальном образовании" .

Целью курсовой работы является изучение темы «Циклические операторы» программы курса информатики Матвеевой Н.В.

Задачами курсовой работы является:

— изучение программы курса информатики Матвеевой Н.В.(2−4 класс);

— определение класса, с которого начинают объяснять тему «Циклы» по программе Н. В. Матвеевой;

— ознакомиться с программой «Черепаха»;

— выявление особенностей применения циклических операторов при программирование движения Черепахи;

— изучить УМК Матвеевой Н. В. по теме «Алгоритмы»;

— разработать примерные задания для углубленного изучения курса информатики: задание на тему «Цикл типа повтори N разцикл с параметром», «Цикл с предусловием», «Цикл с постусловием».

Объектом курсовой работы является тема «Циклические операторы» программы курса информатики Матвеевой Н.В.

Глава 1. Обзор программы Матвеевой Н. В. 2−4 класс

Авторская программа по «Информатике» для 2−4 классов начальной школы Н. В. Матвеевой, Е. И. Челак, Н. К. Конопатовой Л. П. Панкратовой, Н. А. Нуровой соответствует федеральному государственному образовательному стандарту начального общего образования. Важнейшая цель начального образования — создание прочного фундамента для последующего образования, развитие умений самостоятельно управлять своей учебной деятельностью. Это предполагает не только освоение опорных знаний и умений, но и развитие способности к сотрудничеству и рефлексии.

Информатика рассматривается в общеобразовательной школе в двух аспектах.

Первый заключается в формировании целостного и системного представления о мире информации, об общности информационных процессов в живой природе, обществе, технике. На этом этапе обучения школьники получают первичные представления об информационной деятельности человека.

Второй аспект пропедевтического курса информатики — освоение методов и средств получения, обработки, передачи, хранения и использования информации, решение задач с помощью компьютера и других средств информационных и коммуникационных технологий. На этом этапе школьники учатся использовать учебные информационные ресурсы, выполняют творческие проекты, учатся и осваивают ИКТ.

Курс информатики Н. В. Матвеевой имеет комплексный характер. В соответствии с первым аспектом информатики осуществляется теоретическая и практическая бескомпьютерная подготовка, к которой относится формирование первичных понятий об информационной деятельности человека, об организации общественно значимых информационных ресурсов (библиотек, архивов и пр.), о нравственных и этических нормах работы с информацией. В соответствии со вторым аспектом информатики осуществляется практическая пользовательская подготовка — формирование первичных представлений о компьютере, в том числе подготовка школьников к учебной деятельности, связанной с использованием информационных и коммуникационных технологий на других предметах.

Рабочая программа курса информатики для начальной школы разработана в соответствии с требованиями. ФГОС начального общего образования и нацелена на обеспечение реализации трех групп образовательных результатов: личностных, метапредметных и предметных.

Поэтому предполагается, что содержательные линии обучения информатике в начальной школе соответствуют содержательным линиям изучения предмета в основной школе, но реализуются на пропедевтическом уровне. По окончании обучения учащиеся должны демонстрировать сформированные умения и навыки работы с информацией и применять их в практической деятельности и повседневной жизни.

Во 2 классе дети учатся видеть окружающую действительность с точки зрения информационного подхода. В процессе обучения в мышление и речь учеников постепенно вводятся термины информатики (источник/приемник информации, канал связи, данные и др.). Школьники изучают устройство компьютера, учатся работать с электронными документами.

В 3 классе школьники изучают представление и кодирование информации, ее хранение на информационных носителях. Вводится понятие объекта, его свойств и действий с ним. Дается представление о компьютере как системе. Дети осваивают информационные технологии: технологию создания электронного документа, технологию его редактирования, приема/передачи, поиска информации в сети Интернет. Учащиеся знакомятся с современными инструментами работы с информацией (мобильный телефон, электронная книга, фотоаппарат, компьютер и др.), параллельно учатся использовать их в своей учебной деятельности. Понятия вводятся по мере необходимости, чтобы ребенок мог рассуждать о своей информационной деятельности, рассказывать о том, что он делает, различая и называя элементарные технологические операции своими именами.

В 4 классе рассматриваются темы «Мир понятий» и «Мир моделей», формируются представления учащихся работе с различными научными понятиями, также вводится понятие информационной модели, в том числе компьютерной. Рассматриваются понятия исполнителя и алгоритма действий, формы записи алгоритмов. Дети осваивают понятие управления собой, другими людьми, техническими устройствами (инструментами работы с информацией), ассоциируя себя с управляющим объектом и осознавая, что есть объект управления, осознавая цель и средства управления. Школьники учатся понимать, что средства управления влияют на ожидаемый результат, и что иногда полученный результат не соответствует цели и ожиданиям.

В процессе осознанного управления своей учебной деятельностью и компьютером школьники осваивают соответствующую терминологию, грамотно выстраивают свою речь. Они учатся узнавать процессы управления в окружающей действительности, описывать их в терминах информатики, приводить примеры из своей жизни.

Школьники учатся видеть и понимать в окружающей действительности не только ее отдельные объекты, но и их связи и отношения между собой, понимать, что управление — это особый, активный способ отношений между объектами. Видеть отношения между объектами системы — это первый активный шаг к системному взгляду на мир. А это, в свою очередь, способствует развитию у учащихся начальной школы системного мышления, столь необходимого в современной жизни наряду с логическим и алгоритмическим. Логическое и алгоритмическое мышление также являются предметом целенаправленного формирования и развития в 4 классе с помощью соответствующих заданий и упражнений.

Сама рабочая программа Н. В. Матвеевой 2−4 класс рассчитана на 34 учебных часа в год, т. е. всего 105 часов. Текст программы напечатан в Приложении № 1.

К каждому году обучения прилагается учебник, разделённый на две части (для удобства и уменьшения веса портфеля ребенка). К каждому учебнику прилагаются рабочие тетради, которые используются на усмотрение учителя. Так же УМК содержит электронное пособие на CD-ROM и комплект плакатов.

УМК обеспечивает пропедевтическое обучение информатике, цель которого — сформировать представление учащихся об основных понятиях информатики на основе их жизненного опыта и знаний, полученных при изучении других школьных дисциплин, а также развить начальные навыки работы на компьютере.

Содержание курса информатики Н. В. Матвеевой в начальной школе (2—4 классы) Изучение курса информатики во 2 классе начинается с темы «Человек и информация», при изучении которой внимание ребенка обращается на феномен информации, подчеркивается ее роль в жизни человека. Затем выделяются виды информации по способу восприятия ее человеком, вводятся понятия источника и приемника информации на простых примерах, обсуждается компьютер как инструмент, помогающий человеку работать с информацией.

Содержание второй главы естественно является «связкой» между информацией и компьютером.

Содержание третьей главы формирует понимание и представления школьников о том, что компьютер обрабатывает не информацию (информацию обрабатывает человек), а данные, т. е. закодированную информацию. Дается представление о видах данных (закодированной информации), что очень важно для того, чтобы младшие школьники поняли, почему существуют разные прикладные программы: текстовые и графические редакторы, электронные таблицы и др. — для обработки разных типов данных требуются соответствующие программы. В этой главе начинается серьезный разговор о двоичном кодировании.

Содержание четвертой главы направлено на формирование и развитие понятие документа, на способы его создания, поскольку понимание того, что такое данные, для второклассника еще не очень актуально. А вот понятие документа актуально во всех смыслах, так как дети уже постоянно имеют дело с разными бумажными и электронными документами (со свидетельством о рождении, заявлениями, справками, файлами и пр.).

В 3 классе происходит повторение и развитие учебного материала, изученного во втором классе.

Глава вторая — о действиях с информацией. Школьники через разговор о действиях с информацией готовятся к пониманию понятия информационного процесса. Кульминационным моментом содержания в 3 классе является понятие объекта. Формируется представление об объекте как предмете нашего внимания, т. е. под объектом понимаются не только предметы, по и свойства предметов, процессы, события, понятия, суждения, отношения и т. д. Такой подход позволит уже в начальной школе серьезно рассматривать такие объекты, как «алгоритм», «программа», «исполнитель алгоритма», «модель», «управление» и иные абстрактные понятия. Такой методический прием позволяет младшему школьнику рассуждать о свойствах алгоритма, свойствах исполнителя алгоритма, свойствах процесса управления и т. д., что составляет содержание курса в 4 классе.

Уже в 3 классе начинается серьезный разговор о компьютере как системе, об информационных системах.

Содержание 4 класса — это то, ради чего информатика должна изучаться в школе, и, в частности, в начальной школе: ради формирования и развития понятий о моделировании, модели и процессе управления. Тема управления является важнейшей с точки зрения ФГОС — стандарта второго поколения, поскольку в начальной школе необходимо научить детей управлять не только компьютером и своим временем, но и собой.

информатика циклический оператор алгоритм

Глава 2. Циклические операторы в программе Черепаха

Пояснительная записка

Исполнители занимают особое место в курсе информатики Н. В. Матвеевой и др. (2−4 классы). Это инструмент освоения понятия «алгоритм». Освоение алгоритмических разделов строится на основе решения сначала простых задач линейной структуры (2−3 класс), затем, в 4 классе, изучаются основные алгоритмические конструкции — следование, циклические действия (только для углубленного изучения предмета). Задания строятся по принципу:

· постепенное усложнение: от ознакомительных задач до задач повышенной сложности;

· наследование: необходимость использования знаний, полученных при решении предыдущих задач;

· новизна: добавление каждой следующей задачей новых элементов знаний (для младших школьников, например, это и новый сюжет, и иное количество элементов, особенностей исходной или требуемой информации).

Исполнитель в информатике — человек или автоматическое устройство, которому поручается исполнить алгоритм или программу. Система Исполнители — это учебная среда для начального обучения по теме «Алгоритмы и исполнители» в школьном курсе информатики. Исполнители (Робот, Чертёжник и Черепаха) выполняют программу, которая вводится в текстовом редакторе.

Чтобы выбрать исполнителя алгоритма, необходимо на компьютер установить программу Кумир, и далее в мею запуска файла выбрать исполнителя.

Рисунок 1- Выбор исполнителя

Описание исполнителя Черепаха

Черепаха представляет собой объект, который способен передвигаться по плоскости, а также вычерчивать линии, определенной длины и под определенным углом. Черепаха может безпрепятсвтенно выходить за пределы экрана.

Программа для черепахи — это текстовый файл, в котором на определенном языке написаны команды. Команды записываются вне зависимости от регистра букв на русском языке, параметры отделяются от команды пробелами или знаками табуляции. Выполнение начинается с первой команды и продолжается последовательно до последней команды. В программах допускаются многострочные вложенные комментарии, заключенные в фигурные скобки { }.

Программа делится на два блока: объявление подпрограмм и основная программа.

[<�объявление подпрограмм>]

[<�основная программа>]

[конец]

Команды делятся на следующие категории

* команды перемещения и поворота

* циклические команды

* команды подпрограмм

* команды препроцессора Интерфейс программы простой и интуитивный. При запуске открывается два окна: в первом ползает черепаха по алгоритму, который пишется во втором окне.

Рисунок 2- Исполнитель Черепаха

Особенности применения циклических операторов в программе Черепаха

информатика циклический оператор алгоритм

На сайте К. Полякова выложен методический материал для учителя, позволяющий подготовиться к уроку по теме «Алгоритмизация. Циклы». Фрагмент статьи К. Полякова:

«…Исполнитель Черепаха умеет делать рисунки и чертить на плоскости. Поскольку ей нужны все ее лапы, чтобы ходить, она держит перо в зубах.

Среда Черепахи — плоскость с системой координат. Система координат необходима для того, чтобы однозначно определять место Черепахи на плоскости. Черепаха редко использует прямоугольную систему координат, она поступает так же, как и человек — может развернуться в любую сторону и идти вперед или назад. Такая система координат («вправо-влево-вперед-назад») называется естественной системой координат.

2 Какие команды понимает Черепаха?

СКИ Черепахи:

покажись; Черепаха появляется на экране скройся; Черепаха исчезает опусти_перо; Черепаха оставляет за собой след подними_перо; Черепаха перемещается без следа в_точку (x, y); переместиться в точку с координатами (x, y)

вперед (n); переместиться вперед на n шагов назад (n); переместиться вперед на n шагов влево (a); развернуться влево на угол a градусов вправо (a); развернуться вправо на угол a градусов Как видно из этого списка команд, для Черепахи важно не только ее начальное положение на плоскости, но и ее направление. Мы будем считать, что в исходном положении Черепаха смотрит вверх («на север»).

2 Как управлять Черепахой?

Сначала выполним простейшую задачу для Черепахи — нарисуем квадрат со стороной 40 шагов. Черепаху будем обозначать черным треугольником. Как вы знаете, все углы квадрата равны 90 градусов, поэтому программа выглядит так:

2 Как раскрасить рисунок?

Вы заметили, что Черепаха рисует все время черной линией. Используя специальные команды, рисунок можно раскрасить.

Для изменения цвета линии используется команда цвет (n); /* установить цвет линии n */

Цвет линии может иметь значения от 0 до 15, таким образом можно использовать всего 16 цветов:

Черепаха умеет также закрашивать замкнутую область заданным цветом.

Для закрашивания используется команда закрась (n);

где n — цвет краски.

При этом необходимо выполнение следующих условий:

Область должна быть замкнуты, то есть в границе не может быть разрывов, иначе краска «вытекает» .

В момент закраски Черепаха должна находиться внутри этой области, перо должно быть опущено.

Черепаха не должна находиться в точке, которая имеет тот же цвет, что и граница.

Ниже показана программа, которая рисует желтый квадрат (номер цвета 14) с границей синего цвета (цвет 1).

Если вы не использовали команду цвет, все линии рисуются черным цветом. Чтобы в самом начале залить экран каким-нибудь фоном, надо также использовать команду закрась.

2 Окружности

Черепаха умеет сама рисовать окружности. Для этого надо перевести ее в центр окружности и применить специальную команду.

Для рисования окружности, центр которой находится в том месте, где стоит Черепаха, используют команду окружность (R);

где R — радиус окружности Цвет окружности определяется установленным цветом линий (то есть последней командой цвет). Учтите, что Черепаха рисует окружность только тогда, когда ее перо опущено.

4 Задачи

2 Циклы

4 Как циклы сокращают программу

При составлении программы рисования квадрата вы заметили, что в ней несколько раз повторялась последовательность команд

вперед (40);

вправо (90);

Хотелось бы сказать исполнителю, чтобы он сделал эти команды ровно 4 раза. При этом будет нарисован квадрат и Черепаха вернется в исходное положение.

В данном случае эти команды надо повторить только 4 раза и можно легко 4 раза написать одинаковые команды. Но представьте, что надо сделать одинаковые операции 100 или 200 раз! В программировании в таких случаях используется специальная команда (оператор), которая говорит исполнителю, что какую-то часть программы надо сделать несколько раз.

Цикл — это многократное исполнение последовательности команд Следующая программа рисует квадрат с использованием оператора цикла:

Квадрат

{

покажись;

опусти_перо;

}

Задачи

" Материалы с сайта К. Полякова Применение любых исполнителей на уроках информатики при изучении темы «Циклы» помогает детям построить правильный алгоритм выполнения программы. Процесс написание программы движения исполнителя, который чертил бы фигуру, очень интересен для учеников, к тому же при неверном написании хода черепашки получается новая фигура, которая вызывает улыбку ученика и конечно улыбку преподавателя. Дети не боятся экспериментировать. На уроке работа с бумажным учебником комбинируется с работой за компьютером, при этом на работу за компьютером отводится не более 15 минут. На дом электронные задачи не задаются, поскольку по рекомендациям к программе Н. В. Матвеевой все задания, связанные с работой за компьютером дети должны делать в классе.

Если просматривать программу курса изучения информатики по Н. В. Матвеевой, то тема циклы появляется лишь в конце 4 класса (глава 16). Считается, что к этому времени ребёнок уже хорошо знаком с исполнителями, может составить словесную модель или алгоритм действий, умеет писать простые линейные алгоритмы.

Глава 3. Использование исполнителя Черепаха в 4 классе при изучении циклических алгоритмов

Уроки алгоритмизации по Матвеевой Н. В. построены таким образом:

— выделены цели и задачи урока;

— сформулирован план действия на уроке;

— разобраны примеры, на основе которых ребёнок в дальнейшем сможет написать собственный алгоритм решения задачи;

— в конце урока подводится итог в форме ответов на вопросы по изучаемой теме.

В параграфе 16 учебника Н. В. Матвеевой описываются формы записи алгоритмов и их виды.

Рисунок 3- Параграф 16

В учебнике Н. В. Матвеевой 4 класс приведены линейная конструкция алгоритма и ветвящаяся. Тему «Циклы» учитель дает ученикам лишь в случае углубленного изучения курса информатики.

Рисунок 4- Разбор линейного алгоритма

Рисунок 5- Разбор ветвящегося алгоритма

Рисунок 6-Итог урока

После изучения темы «Линейный и ветвящийся алгоритм» ученикам предлагаются выполнение заданий циклической структуры. Задания учителем разрабатываются самостоятельно.

Задания к уроку изучения цикла «повтори N раз» — цикл с параметром

Задание для выполнения:

Напишите алгоритм для исполнителя Черепаха и запустите на выполнение. Какая фигура в результате получилась?

Рисунок 7-Задание на цикл с параметром Задание для выполнения:

Вот начальная позиция Черепахи. Дорисуй позицию Черепахи после выполнения алгоритма.

Рисунок 8- Задание на цикл с параметром

Задания к уроку изучения цикла с предусловием

Цикл с предусловием называется так, потому что сначала проверяется условие, а затем выполняется тело цикла. Если условие истинно, то выполняется следующий шаг цикла, в противном случае происходит выход из цикла и выполняется следующий за ним оператор.

Блок-схема в общем виде

Задание для выполнения:

Запишите алгоритм для исполнителя Черепаха и проанализируйте полученную фигуру.

К=1

Повторять пока К<21{

повторить 15 {

направо 24

вперед 40

}

направо 18

}

В итоге должна получиться фигура, изображенная на рисунке.

Рисунок 9-Результат работы программы

Задания к уроку изучения цикла с постусловием

Цикл с постусловием называется так, потому что сначала выполняется тело цикла, и только потом проверка условия. Если условие ложно, то выполняется следующий шаг цикла, в противном случае происходит выход из цикла и выполняется следующий за ним оператор.

Блок-схема в общем виде

Задание для выполнения:

Запишите алгоритм для исполнителя Черепаха и проанализируйте полученную фигуру.

Переменная К=1

Повторять {

повторить 15 {

направо 24

вперед 40

}

направо 18

}

пока К>20

После выполнения алгоритма должна получиться фигура предыдущего задания, цикла с предусловием.

Данные задания по теме «Циклы» разработаны для класса с углубленным изучением предмета информатики. Задания сложные по возрасту для ребят и по программе общеобразовательной школы проходятся в 5−6 классах.

Заключение

В результате проделанной курсовой работы изучена программа курса информатики Матвеевой Н.В.(2−4 класс), определен класс, с которого начинают объяснять тему «Циклы», выявлены особенности применения циклических операторов при программирование движения Черепахи, изучен УМК Матвеевой Н. В. по теме «Алгоритмы», разработаны примерные задания для углубленного изучения курса информатики: задание на тему «Цикл типа повтори N разцикл с параметром», «Цикл с предусловием», «Цикл с постусловием».

Проведя анализ преподавание темы «Алгоритмизация» курса информатики Н. В. Матвеевой и др. (2- 4 классы) можно сделать вывод, что учащиеся на первом этапе знакомятся с простыми алгоритмами линейной структуры, затем изучают ветвящиеся алгоритмы. Тема «Циклы» в разработанных учебных пособиях Н. В. Матвеевой не представлена. Но для углубленного изучения курса информатики целесообразно познакомить детей с циклическими структурами и дать на выполнение разработанные мною задания по теме «Циклы».

Новый стандарт образования ориентирует процесс обучения не только и не столько на получение определенной суммы знаний, сколько на освоение учащимися межпредметных понятий и универсальных учебных действий, составляющих основу умения учиться, способность к саморазвитию. При этом алгоритмический компонент способствует формированию у учащихся метапредметных универсальных учебных действий, формированию операционного стиля мышления, необходимого в информационном обществе, овладению компьютерными технологиями для обработки информации, способности достижения цели путем «планирования», т. е. составления алгоритмов различной структуры, алгоритмический компонент последовательно наращивает умение работать самостоятельно и творчески.

1. Матвеева Н. В., Цветкова М. С. Информатика. Программа для начальной школы: 2−4 классы. — БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012

2. Матвеева Н. В., Челак Е. Н., Конопатова Н. К.Учебник «Информатика» 4 класс, — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012

3. Чуракова Р. Г. Анализ урока в начальной школе, 2013.

4. Киселев Г. М. Информационные технологии в педагогическом образовании, 2012.

5. Соломатин А. М., Чуракова Р. Г. Аттестация педагогов, УМК Перспективная начальная школа, 2012.

6. Соломатин А. М. Основные образовательные программы начальной школы, Выпуск 2, 2012.

7. Чуракова Р. Г. Управление введением стандарта второго поколения в образовательном учреждении, 2012.

8. Ривкин Е. Ю. Профессиональная деятельность учителя в период перехода на ФГОС основного образования, Теория и технологии, 2014.

9. Бунеев Р. Н., Бунеева Е. В. Диагностика метапредметных и личностных результатов начального образования, 3−4 класс, 2013.

10. Холодова О. А. Юным умникам и умницам, Методическое пособие, 4 класс, 2004.

Электронные ресурсы

1. Сайт К. Полякова http://kpolyakov.narod.ru

Приложение № 1

Рабочая программа по информатике рассчитана на 34 учебных часа (1 час в неделю) для 2, 3, 4 классов. Итого 105 часов.

2 класс (1 час в неделю)

3 класс (1 час в неделю)

4 класс (1 раз в неделю)