Объектно-ориентированное программирование

Курсовая работа по МПИ.

Тема: «Профильный курс для учащихся старших классов

« Объектно-ориентированное программирование»»

Профильные курсы, ориентированные на программирование

Программирование - наиболее традиционная сфера деятельности при организации профильно-ориентированных курсов информатики. Существует множество вариантов таких курсов. Однако само содержание термина «программирование» нуждается в уточнении. Одна из возможных схем классификации видов программирования, с которой можно связать специальный профильный курс, следующая:

Программирование 

Процедурное                     Непроцедурное

Операциональное          Структурное              Объектное     Декларативное

Функциональное   Логическое

Принципиально иное направление в программировании связано с методологиями («парадигмами») непроцедурного программирования. В их число входят объектно-ориентированное программирование (ООП) и декларативное.

ООП = совокупность множества независимых объектов. Каждый объект можно использовать для решения задачи, не вникая во внутренние механизмы его функционирования. Наиболее популярные языки ООП - С++, Delphi, Visual Basic.

Наибольший опыт преподавания программирования в школе накоплен в отношении, прежде всего, языков типа Бейсик и Паскаль. В конце 1980-х гг. появились курсы, ориентированные на изучение основ математической логики и логического программирования, с середины 1990-х гг. - ООП.

Сделаем ряд следующих замечаний в связи с изучением программирования в школе:

1.                  При углубленном изучении программирования часто не ограничиваются одним подходом. Достаточно типична ситуация, когда последовательно реализуются два курса (скажем, один в 10 кл., а второй в 11 кл.).

2.                  Часто авторы курсов программирования, ориентированного на разные его методологии, утверждают, что то или иное направление при изучении программирования должно непременно предшествовать другому направлению. Скажем, вначале надо изучать логическое программирование на Прологе, а лишь затем структурное (обычно на Паскале). Или другой вариант: всему должен предшествовать чисто объектный подход, а на его базе изучают все остальное.

3.                  При выборе темы спецкурса по информатике следует учитывать, что программирование (в любом его виде) годится для этой роли далеко не для всех учащихся. Для большинства учащихся, с точки зрения интересов будущей профессиональной карьеры, вполне достаточно изучить программирование на уровне, определяемом минимальными требованиями госстандарта (или заменяющего его документа); эти требования обычно реализуются в базовом курсе.

4.                  В соответствии с федеральным базисным учебным планом предусмотрено изучение ООП таким образом, что, во-первых, вводится понятие объектов (свойства и методы), а затем: событийные и общие процедуры, графический интерфейс (форма и управляющие элементы).

Учащиеся должны: уметь создавать проекты с использованием визуального ООП.

В методическом пособии по преподаванию курса «Информатика и информационные технологии» под авт. Угринович предлагаются 3 варианта тематических планирований профильных курсов ИИТ в 10-11кл.: для общеобразовательного, естественно-математического и информационно-технологического профилей. Планирование курсов рассчитаны на 136 учебных часов (2 часа в неделю). В приведенной ниже таблице указано какое количество часов рекомендуется выделить для изучения отдельных тем в каждом из профкурсов. Курсы различаются не только количеством выделяемых часов, но и содержанием (полнотой и глубиной изложения). Если базовый курс ИИТ не изучался в основной школе, то рекомендуется увеличить количество часов, отводимых на изучение профкурсов, минимум на 68 учебных часов. Дополнительные часы (в таблице и тематических планированиях выделены курсивом) могут быть взяты из регионального или школьного компонентов учебного плана.

Распределение часов по темам в профильных курсах ИИТ:

В каждой теме предусмотрено выполнение определенного количества часов на изучение теории и выполнения работ компьютерного практикума и решение задач. Распределение часов на изучение теории и компьютерный практикум примерное, так как зависит от обеспеченности учебного процесса аппаратными и программными ресурсами (конфигурация компьютеров, наличие программного обеспечения, локальной сети и выхода в Интернет). В планированиях имеются ссылки на компоненты программно-методического комплекса по ИИТ, в который входят:

1.                  Угринович Н.Д. «ИИТ» 10-11кл.

2.                  Угринович Н.Д. «Практикум по ИИТ» 10-11кл.

3.                  Угринович Н.Д. «Компьютерный практикум. Электронный учебник на CD-ROM»

4.                  Угринович Н.Д. и др. «Преподавание курса «ИИТ»», методическое пособие, 2002г.

Место курса ИИТ в федеральном базисном учебном плане:

11 кл.,  I полугодие (32 часа)

Алгоритмизация и ООП- 18 часов + 8 часов

Естественно-математический (Ест-мат) 18ч+8ч

Общеобразовательный (Общ/обр.) 18ч+8ч

Информационно-технологический (Инф-техн.) 10ч+8ч

Угринович Н.Д., Новенко Д.В.,”ИИТ” (Примерное поурочное планирование) 11кл.

Разработка проектов в среде Object Pascal для Windows (15ч), 2001г.

Урок 41/1.Среда программирования Object Pascal.

(Основное содержание учебного материала: ОСУМ): Особенности среды. Синтез языка программирования и возможностей мультимедиа в объектно-ориентированной среде Object Pascal.

Уроки 42/2-43/3.Интерфейс среды.

ОСУМ: Меню среды. Команды меню. Инструменты создания форм и объектов. Типы файлов, создаваемых средой. Демонстрация. Команды и возможности  меню Object Pascal.

Уроки 44/4. Окна, формы и объекты.

ОСУМ: Окна. Открытие и закрытие окон. Создание в окнах форм и объектов. Управляющие и управляемые объекты. Использование инструментов для создания форм и объектов.

Демонстрация: Создание форм и объектов.

Урок 45/5.Элементы управления.

ОСУМ: Создание элементов управления. Использование инструментов для создания элементов управления.

Уроки 46/6-47/7. События.

ОСУМ: События и событийные процедуры. Написание процедур на языке Pascal.Система команд и операторов при описании процедуры.

Практическая работа на ЭВМ №13: Создание и отладка элементарной программы.

Уроки 48/8-49/9. Компиляция проекта.

ОСУМ: Порядок выполнения и компиляции простейшей программы в исполняемый exe-файл. Особенности запуска exe-файла в Windows. Практическая работа на ЭВМ №14: Создание Windows-приложения.

Урок 50/10. Внедрение объектов.

ОСУМ: Порядок связывания и внедрения в программу текста, звука, рисунков, видео. Особенности событийных процедур, использующих внедренные    проекты.

Уроки 51/11-54/14. Разработка мультимедиа –проекта.

ОСУМ: Создание и отладка проекта. Создание, подготовка и внедрение объектов. Компиляция проекта в Windows-приложение.

Практическая работа с ЭВМ №15 (итоговая): Разработка мультимедиа-проекта.

ПО: Компакт-диск «Уроки мультимедиа».

Урок 55/15. Сетевая конференция.

ОСУМ: Доклады и демонстрация по проектам.

В программе курса информатики 1-11кл., рассчитанной на уровень Б (136ч.: 2 года по 2 часа в неделю) в содержательной линии №6 «Алгоритмизация и программирование» читаем:

-                     Различные технологии программирования.

-                     Алгоритмическое программирование: основные типы данных, процедуры и функции;

-                     ООП: объект, свойства объекта, операции над объектами.

Методика обучения ООП.

ООП в настоящее время занимает ведущее место в разработке профессиональных программных средств. Ознакомление с его основами в школьном курсе информатики 2-ого уровня представляется вполне возможным и полезным для тех учащихся, которые ориентируются на профессии, связанные с разработкой компьютерных программ.

В ходе изучения данного курса будут решены 3 круга задач:

1.                  освоение методологии ООП;

2.                  овладение техникой ООП на одном из языков;

3.                  введение учащихся в проблематику, адекватную данному подходу, расширение общего кругозора (то есть общеобразовательный компонент.)

При этом немаловажную роль играет выбор языка программирования. Быстро растущая популярность визуального программирования (которое не тождественно классическому - объектному, но связано с ним многими общими идеями) в системах программирования типа Delphi, Visual Basic, C++Builder делает привлекательной идею положить одну из них в основу курса. На этот счет в педагогической литературе высказываются различные точки зрения.

Одна из них состоит  в том, что несомненная занимательность и облегченность создания программ визуально-объектным способом не вполне соответствует усвоению идей и методов ООП при проведении относительно короткого спецкурса. Другие аргументы в пользу ориентации в школьном курсе информатики на традиционные объектные средства, содержащиеся в версиях языка Турбо Паскаль от 5.5 до 7.0, - несомненная преемственность по отношению к курсу программирования на Паскале, существенно меньшие требования к компьютерам (поскольку объем программного кода, создаваемого с помощью визуальных средств, обычно весьма велик).

Другая, в значительной мере противоположная точка зрения связана с ориентацией в первую очередь на систему программирования  Delphi (реже на - Visual Basic). Delphi является системой ООП, созданная на базе Паскаля; по оценке специалистов, ее профессиональный уровень очень высок. Фирма Borland (в начале 1990-х гг. сменила название на Inprise), создавшая повсеместно используемый для обучения программированию язык Турбо Паскаль, вложила в Delphi максимально комфортный для разработчиков и пользователей интерфейс в стиле Windows.Delphi 4.0 является одновременно средством разработки приложений для архитектуры «клиент-сервер», приложений для Internet, корпоративных систем доступа к данным. Вместе с тем отнюдь неочевидно, все эти возможности можно (и надо) как-то отразить в небольшом школьном курсе информатики.

В любом случае следует понимать, что методика изучения в школе любых видов ООП разработана совершенно недостаточно и что этот процесс в настоящее время, по существу, находится на начальной стадии. Авторам данного пособия неизвестно ни одного руководства по ООП, которое удовлетворяло бы требованиям школьной методики.