У процесі формування в учнів алгоритмічного мислення в них виробляється уявлення про алгоритм та його властивості, виконавців алгоритму, з’ясовуються форми подання алгоритмів, забезпечується ознайомлення з основними алгоритмічними структурами. Учні починають формувати навички складання алгоритмів, покрокового їх виконання, структурування власної діяльності. Ці уявлення та навички засвоюються учнями поступово, через виконання ними системи вправ, протягом усього періоду навчання у початковій школі.
У пропедевтичному курсі інформатики у 2 класі не вводять термін "алгоритм", але пояснення особливостей роботи в комп’ютерних програмах наводиться у формі опису окремих кроків, виконання яких призводить до певного результату.
Поняття команди та алгоритма в явному виді вводиться у 3 класі. Учням пропонується навести приклади команд, при цьому учитель повинен звертати увагу на те, щоб ці приклади наводились у вигляді спонукальних речень. Команди призначені для виконання певними виконавцями. Наведені учнями приклади уточнюються, з’ясовуються виконавці, які здатні виконувати запропоновані команди, визначається їх система команд. У ході обговорення увага звертається на те, що виконавцями команд можуть бути як живі істоти, так і неживі об'єкти – чарівні речі з казок, побутові прилади, комп’ютер.
Після знайомства з командами та виконавцями, вводиться поняття алгоритму як послідовності команд. Одночасно для поняття "алгоритм" пропонуються синоніми: текст-інструкція, рецепт, правило виконання дій та граматичних завдань. Як приклади алгоритмів наводяться казкові ситуації, кулінарні рецепти, послідовність проходження турнікету в метро, правила складання візерунків та орнаментів, проходження певних частин шляху з використанням дорожніх знаків тощо.
На першому етапі ознайомлення з новими поняттями завданнями є складання ігрових і побутових алгоритмів, алгоритмів розв’язання логічних задач. Учням пропонується придумати власного виконавця та команди, які він зможе виконувати. Закріплюється поняття алгоритму на прикладі навчального матеріалу з різних предметів шкільного курсу.
У програмному комплексі "Сходинки до інформатики" реалізовані чотири виконавці алгоритмів "Садівник", "Навантажувач", "Кенгуру", "Восьминіжка". Виконання алгоритмів здійснюється як покроково, так і за попередньо записаною програмою.
Виконавець "Садівник" призначений для моделювання процесу посадки дерев. Його система команд забезпечує виконання як лінійних алгоритмів, так і алгоритмів з повторенням. "Навантажувач" призначений для встановлення на корабель вантажу перед виходом з порту. "Кенгуру" виконує алгоритми для графічних побудов. "Восьминіжка" може рухатися полем в клітинку між кораловими перешкодами та зафарбовувати клітинки в різні кольори.
Для учнів 3 класу пропонується знайомство з виконавцями алгоритмів "Садівник" та "Навантажувач", робота з якими здійснюється в покроковому режимі.
При роботі з програмою "Ханойська вежа" обговорюється потреба в ефективному алгоритмі, тобто такому, в якому результат може бути досягнутий за найменшу кількість кроків.
У 4 класі продовжується знайомство з алгоритмами, розглядаються алгоритмічні структури, формуються навички розробки блок-схем алгоритмів та складання програм для різних виконавців. Для реалізації названих завдань можна запропонувати таку методичну послідовність.
Після повторення понять "команда" та "алгоритм" учні вправляються у складанні алгоритмів при розв’язуванні задач побутового характеру та алгоритмів, що відповідають правилам виконання навчальних завдань з різних шкільних предметів. На першому етапі розглядаються лінійні алгоритми, хоча сам цей термін явно учням не називається.
Для графічного зображення алгоритмів вводиться поняття блок-схеми. Спочатку вводяться елементи блок-схем у вигляді прямокутників, всередині яких записують команди. Далі пропонуються елементи у вигляді овалів для позначення початку та кінця алгоритмів. Пізніше при знайомстві з циклічними алгоритмами вводиться елемент ромб для позначення команди перевірки умови.
Всі виконавці комплексу "Сходинки до інформатики" можуть виконувати лінійні алгоритми. Роботу з ними доцільно починати у режимі покрокового виконання, після чого переходити до запису програм.
У пропедевтичному курсі інформатики, що викладається за програмою "Сходинки до інформатики", реалізується розвиваючий напрямок навчальної діяльності, спрямований на розвиток творчих здібностей та логічного мислення школярів.
Цей напрямок простежується на кожному уроці. Для нього відведено окрему складову уроку і підручника, яка має назву "Для розумників і розумниць". Крім того, окремі тексти в підручнику та програми у програмовому комплексі знайомлять з основами логіки та спрямовані на розвиток просторової уяви учнів.
На розвиток пам’яті зорієнтовані завдання, в яких пропонується прочитати пари слів або чисел, між якими є змістові зв’язки, на відтворити лише один з елементів кожної пари.
Багато вправ орієнтовані на розвиток уваги та спостережливості. Серед них – завдання на пошук прихованих об’єктів, помилок у зображеннях, відмінностей у схожих малюнках.
У програмному комплексі "Сходинки до інформатики" розвиток просторової уяви здійснюється при роботі з програмами:
Розібрані малюнки (2 клас);
Розгорни серветку (2 клас);
Тетравекс (3-4 клас);
Ведмедик-поліглот (3-4 клас).
Розвиток зорової та слухової пам'яті передбачений у програмах:
Магазин (3-4 клас);
Розкидайка (3-4 клас);
Цифертон (3-4 клас).
Елементи логіки вводяться вже у 2 класі на прикладі розпізнавання істинних та хибних висловлень. Опрацювання висловлень відбувається у вправах, зміст яких може бути таким: "Поміркуй і закінчи висловлення. Якщо брат старший, ніж сестра, то сестра…".
Продовження знайомства з основами логіки віднесено на 4 клас та здійснюється паралельно з опануванням циклічними та розгалуженими алгоритмами. У цей час вводиться поняття про науку "логіка", називається її засновник – давньогрецький філософ Аристотель, опрацьовується побудова заперечень висловлень, з’ясовується структура логічного слідування. Вправи на закріплення можуть містити такі завдання: "Яка тварина ні риба, ні птах?", "Яке з двох висловлень у наведеній ситуації є істинним?".
Розвиток логічного мислення здійснюється в ході розв’язання логічних задач, велика кількість яких міститься в підручнику. Задачі можуть бути такого змісту: "З трьох однакових на вигляд монет дві важать однаково, а одна – легша за інші. Як знайти найлегшу монету одним зважуванням?", "Вінні-Пух, Кролик і П’ятачок намалювали прапорці різного кольору: синій, зелений, червоний. Кролик намалював не червоний, Вінні-Пух не червоний і не синій. Якого кольору прапорець намалював кожен?".
Урок, класифікація уроків і їх структура. Використання інформаційно-комунікаційних технологій на уроках різних типів.
Урок здавна був об'єктом класифікації, але остаточно ця проблема не вирішена, і в педагогіці єдина типологія уроків відсутня.
Класифікацію типів уроків (або фрагментів уроків) можна здійснити, використовуючи різні критерії. Головна ознака уроку — його дидактична мета, що визначає, до чого повинен прагнути вчитель. Класифікація за метою уроку розроблена ще К.Д. Ушинським, і в ній, виходячи з цієї ознаки, виділяються такі типи уроків:
Урок подання нових знань;
Урок розвитку і закріплення навичок і умінь (тренувальний урок);
Урок повторення, систематизації й узагальнення вивченого;
Урок перевірки та оцінювання знань, умінь і навичок.
У більшості випадків учитель має справу не з однією з названих дидактичних цілей, а з кількома (і навіть з усіма відразу), тому на практиці широко розповсюджений так званий комбінований урок, на якому ставляться різні цілі, поєднуються різні види навчальної роботи (робота щодо закріплення вивченого раніше, засвоєння нового навчального матеріалу, вироблення практичних навичок та ін.). Комбінований урок може мати різну структуру, а тому низку переваг: забезпечувати багаторазову зміну видів діяльності, що створює умови для швидкого застосування нових знань, забезпечує зворотний зв'язок і управління педагогічним процесом, можливість реалізації індивідуального підходу в навчанні.
Для пропедевтики введення поняття циклу рекомендується виконати вправи, в яких будуть повторюватись дії: зусиллями Садівника посадити рядок саджанців, виконати побудову однакових фігур за допомогою Кенгуру, зафарбувати кілька однакових областей на полі Восьминіжки. У виконавця Навантажувач є можливість пересунутись на визначену кількість кроків ліворуч або праворуч, що імітує виконання циклу з лічильником.
Після опрацювання лінійних алгоритмів вводиться поняття циклу – частини алгоритму, яка повторюється кілька разів. Учні розглядають циклічні алгоритми, складають для них блок-схеми. Команда перевірки умови в циклах має форму запитання, відповідь на яке може бути "так" чи "ні": "Малюнки залишилися?", "Кошик повний?" тощо.
Учням можна запропонувати розробити алгоритми для виконання різних повторюваних побутових дій з використання циклічних структур: миття посуду, виготовлення паперових гірлянд для новорічної ялинки та ін.
Садівник, Кенгуру та Восьминіжка здатні виконувати циклічні алгоритми, записані у вигляді програми.
Останньою вивчається команда розгалуження – команда, в якій перевіряється умова і розглядаються алгоритми з розгалуженням.
Приклади алгоритмів з розгалуженням можуть бути побудовані на основі правил правопису слів на основі різних життєвих ситуацій, в яких потрібно приймати рішення, які можуть бути описані реченнями у формі"якщо …, то", "якщо …, то …, інакше…".
Не наголошуються, але на прикладах демонструються особливості повної та скороченої форм команди розгалуження.
Лише один з виконавців – Восьминіжка – має в своїй системі команд структуру розгалуження, а тому забезпечує виконання алгоритмів з розгалуженням.
Ознайомлення з кожною алгоритмічною структурою здійснюється за схожою схемою: наведення прикладів алгоритмів відповідної структури, з’ясування ключових слів для запису структури та їх позначень на блок-схемах, реалізація системи вправ на виконання, відшукування та виправлення помилок, конструювання та видозміни алгоритмів. У ході виконання вправ учні вчаться аналізувати ситуації, синтезувати, порівнювати та оцінювати результати. Формується алгоритмічне та структурно-логічне мислення школярів.
В основу іншої поширеної класифікації типів уроків покладено способи їх проведення. При цьому виділяють: уроки повторення, уроки-бесіди, контрольні роботи, лабораторні роботи, комбіновані уроки.
У методиці навчання інформатики використовують обидві класифікації уроків, до кожної з яких додають ще й уроки за способами використання комп'ютера:
демонстрація;
фронтальна практична робота;
лабораторна робота;
практикум;
навчально-дослідницька робота (робота над проектом);
контрольна або самостійна робота;
екскурсія.
Ці види робіт з використанням комп'ютерної техніки розрізняються за тривалістю і за співвідношенням ролей викладача та учнів.
Демонстрація — робота на комп'ютері, яку проводить учитель Учні спостерігають за його діями через демонстраційний екран або відтворюють ці дії на своїх робочих місцях.
У деяких випадках учитель пересилає через комп'ютерну мережу на робочі станції спеціальні демонстраційні програми, а учні працюють з ними самостійно, або спостерігають за розповіддю вчителя, яка супроводжується виконанням на комп'ютері вчителя конкретних операцій за допомогою відповідного програмного забезпечення. Основна дидактична функція демонстрації — повідомлення учням нової навчальної інформації.
Фронтальна практична робота —- порівняно короткий час самостійної, але синхронної роботи учнів з навчальним програмним засобом, яка спрямована або на його засвоєння, або на закріплення матеріалу, який пояснює вчитель, або на перевірку засвоєння набутих знань або операційних навичок.
Роль учителя під час фронтальної практичної роботи полягає у забезпеченні синхронності дій учнів і надання оперативної допомоги з ініціативи учнів.
Учні можуть працювати парами або по одному за комп'ютерами, залежно від мети проведення, складності роботи і оснащеності комп'ютерного класу. При тривалій роботі вдвох можливий стійкий розподіл ролей “виконавець-спостерігач” з різними результатами навчання. В міру зростання впевненості і компетентності учнів потрібно перейти до індивідуальної роботи за комп'ютером.
При проведенні практичних робіт оцінювання роботи кожного учня не обов'язкове для вчителя, але бажане для учнів.
На лабораторних роботах передбачається самостійне виконання кожним учнем індивідуального завдання. Мета їх проведення — перевірка і оцінювання навичок та вмінь учнів, що передбачає оцінювання роботи кожного. Бажано, щоб для проведення лабораторних робіт учителем були розроблені спеціальні інструкції, в яких були о викладені: мета роботи, перелік необхідних знань та вмінь, стислий теоретичний матеріал, приклад виконання завдання з поясненням виконання кожного окремого кроку, індивідуальні завдання, запитання для самоконтролю та вимоги щодо звітності виконання лабораторної роботи.
Практикум — виконання тривалої самостійної роботи з комп'ютером у межах одного-двох уроків за індивідуальними завданнями, орієнтованими на використання комп'ютера для виконання окремих громіздких операцій стосовно пошуку потрібних даних, графічних побудов, обчислень. Робота потребує синтезу знань і вмінь з цілого розділу або теми курсу. В цьому випадку вчитель головним чином здійснює індивідуальний контроль за роботою учнів.
Практикум проводиться два-чотири тижні. Вчитель ділить учнів класу на невеликі групи по два-три учні. Кожна група учнів виконує відмінну від інших лабораторну або практичну роботу. Для створення відповідних умов внутрігрупової диференціації діяльності учнів важливо уважно віднестися до складу груп і розподілу обов'язків всередині них.
Навчально-дослідницька робота або робота над проектом - виконання тривалої самостійної роботи з комп'ютером у межах кількох уроків за індивідуальними завданнями чи завданнями для груп, орієнтованими на використання комп'ютера для виконання окремих громіздких операцій стосовно пошуку потрібних даних, графічних побудов обчислень; робота потребує синтезу знань і умінь з усього курсу інформатики чи її окремого розділу. Вчитель, головним чином, здійснює індивідуальний контроль за роботою учнів, але при цьому особливої уваги потребує постановка завдання, методичне його пояснення та чіткі вимоги до виконання й одержання остаточних результатів.
Контрольні і самостійні роботи — проведення контролю знань умінь і навичок в процесі самостійного розв'язування задач різного характеру і рівня складності. До форм проміжного контролю доцільно віднести роботу з тестами, основною метою застосування яких є перевірка та оцінювання репродуктивних знань з курсу.
Периферійні пристрої призначені для забезпечення вводу-виводу інформації в необхідному для оператора форматі, а також зручності взаємодії останнього з комп’ютером.
Так, за призначенням можна виділити наступні види периферійних пристроїв:
зовнішні пристрої, що запам'ятовують, або зовнішня пам'ять ПК;
пристрої введення інформації;
пристрої виведення інформації;
пристрої передачі інформації.
Периферійні пристрої бувають зовнішніми або вбудованими внутрішніми.
Зовнішні пристрої виготовляються, як окремі прилади, які обладнані власним блоком живлення і вимагають для підключення окремої розетки в електричній мережі.
Монітор
Клавіатура
Маніпулятор “миша” та трекбол.
Принтери
Модеми
Мікрофони, акустичні системи
Сканери
Внутрішні периферійні пристрої не мають власного блоку живлення, а тому використовують блок живлення комп’ютера і є вбудованими в його системний блок.
Накопичувачі інформації;
Внутрішній модем.
Монітор є сновним пристроєм виведення графічних зображень. Призначений для відображення (виводу) інформації – результатів роботи програм на екрані електронно-променевої трубки. Принцип роботи таких моніторів мало чим відрізняються від звичайних телевізорів.
Сучасні монітори використовують рідкокристалічний екран, що суттєво покращує їх технічні характеристики, зменшує габарити та споживану потужність а також шкідливий вплив на оператора. Роботою дисплея керує відеоконтролер. Вживається також інший термін для позначення цього пристрою— відеоадаптер; у комплекті пристроїв ПК його ще називають відео картою. Відеоконтролер складається з двох частин: відеопам'яті і дисплейного процесора. Учням варто дати представлення про ролі цих пристроїв у процесі одержання зображення на екрані.
Основний принцип полягає в тому, що комп'ютер працює з інформацією, що зберігається в його пам'яті в двійковому вигляді.
Отже, усяке зображення на екрані — це відображення відеоінформації. Спочатку відеоінформація формується в оперативній пам'яті (при відкритті графічного файлу, при малюванні в графічному редакторі). Виведення на екран відбувається в результаті передачі відеоінформації контролерові монітора: інформація записується у відеопам'ять і відразу ж відтворюється на екрані внаслідок безперервної роботи дисплейного процесора, що керує роботою монітора.
Зміна “картинки” на екрані є наслідком зміни вмісту відеопам'яті. Учні повинні зрозуміти, що система виведення на екран працює однаково, незалежно від того, якого роду інформація виводиться: текст чи нерухомий малюнок, або анімація.
ознаками класифікують принтери? Опишіть принцип роботи матричних та струменевих принтерів. Яким є принцип роботи лазерного принтеру?
Периферійні пристрої призначені для забезпечення вводу-виводу інформації в необхідному для оператора форматі, а також зручності взаємодії останнього з комп’ютером.
Так, за призначенням можна виділити наступні види периферійних пристроїв:
зовнішні пристрої, що запам'ятовують, або зовнішня пам'ять ПК;
пристрої введення інформації;
пристрої виведення інформації;
пристрої передачі інформації.
Периферійні пристрої бувають зовнішніми або вбудованими внутрішніми.
Зовнішні пристрої виготовляються, як окремі прилади, які обладнані власним блоком живлення і вимагають для підключення окремої розетки в електричній мережі.
Монітор
Клавіатура
Маніпулятор “миша” та трекбол.
Принтери
Модеми
Мікрофони, акустичні системи
Сканери