Среда программирования

2

Содержание

Введение

Для чего вообще изучать программирование, а, следовательно, среду программирования? Очевидно, что процесс проектирования программ - это процесс решения проблем человеком, подобно другим процессам решения проблем в науке и технике. Из-за ограниченных возможностей человеческого мозга, не способного одновременно охватить все мельчайшие детали, необходимо определить некоторый способ представления проблемы на том или ином языке. Это представление затем используется как средство общения, с одной стороны, и как способ моделирования проблемы, с другой. Программирование в компьютере подразумевает описание некоторой проблемы на определенном языке и последующее многократное моделирование с целью проверки модели и решения проблемы. Эффективное описание проблемы для моделирования требует развитого объектного мышления.

Однако человек не рождается с развитым объектным мышлением. Правильно организованное обучение с использованием среды программирования развивает алгоритмическое и логическое мышление в естественной для этого обстановке; дает опыт работы с разными моделями; знакомит с общими принципами и методами программирования, что позволяет учащимся адаптировать приобретенные навыки при освоении других программных сред.

Не должно быть изучения программирования без изучения конкретной программной среды. Выбор языка программирования осуществлялся по следующим критериям: мощность, достаточность, простота и элегантность.

Простота языка выражается в неограниченных возможностях реализации мнемоники, а естественная для него процедурность, позволяет на деле формировать соответствующие черты мышления учащихся. Лежащая в основе языка рекурсивность дает реальную возможность учащемуся создавать элегантные программы. Развитые возможности структур данных превосходят многие известные языки, и позволяет на первое место выводить вопрос о структуре данных при разработке алгоритмов.

Перечисленные характеристики хорошо укладываются в идею о разработке специального языка для решения конкретного класса задач, что позволяет говорить об объектном подходе к проектированию программ.

ЛогоМиры являются замечательной средой, развивающей творческие способности учащихся. ЛогоМиры дают возможность, детям начиная с младшей школы знакомиться с компьютером как с инструментом, предоставляющим огромные возможности человеку в мире информационных технологий. Они позволяют им работать с графикой, текстом, звуком, а также получать основные сведения о программировании, управляя такими объектами, как черепашки. Последние версии Лого (ЛогоМиры2.0 и ЛогоМиры3.0) дают возможность интегрировать проекты в Интернет-пространство. ЛогоМиры являются исключительной средой в осуществлении проектной деятельности, не ограничивая фантазии учащихся, дают им возможность в полной мере проявить свои способности. Выполняя проекты на заданные и свободные темы, учащиеся учатся работать как в коллективе (выполняя коллективные проекты), так и индивидуально (выполняя собственные проекты).

Слова «компьютерное обучение» обычно означает, что компьютер учит («программирует») ребенка. Занятия в среде Лого переворачивают традиционную ситуацию компьютерного обучения. В среде Лого ребенок сам учит и программирует компьютер и, делая это, овладевает основами предмета.

Лого реализует новые подходы к обучению, направленные не на заучивание правил, а на формирование процесса мышления. В ситуации традиционного обучения наблюдать за мыслительной деятельностью ребенка просто невозможно.

Лого – один из самых доступных языков программирования для персональных компьютеров. Это диалект ЛИСП, языка, применяемого в сложнейших исследовательских проектах в области вычислительной техники и искусственного интеллекта. Не случайно Лого оказался более гибким языком, чем Паскаль или С++.

Язык Лого – это язык программирования и вместе с тем особая обучающая сфера. Язык этот по синтаксису предельно прост и близок к естественному. В то же время он обладает мощными современными средствами, формирующими культуру мышления и позволяющими создавать программы очень лаконичные, прозрачные по структуре и эффективности.

Поэтому целесообразно использовать этот язык при изучении курса информатики. В связи с этим становится очевидным актуальность предлагаемой работы.

На данный момент методика преподавания темы «ЛогоМиры. Среда программирования» мало разработана. В связи с этим целью выпускной квалификационной работы является разработка методики преподавания темы «Логомиры. Среда программирования».

              Цель работы – разработать методические рекомендации и комплекс уроков для среды программирования ЛогоМиры.

Объект исследования – процесс изучения среды программирования ЛогоМиры для обучения курсу информатики.

Предмет исследования – методика преподавания темы «ЛогоМиры. Среда программирования».

Задачи исследования:

1.      Проведение анализа учебников и учебных пособий по информатике;

2.      Изучение дидактических особенностей использования среды программирования  ЛогоМиры;

3.      Определения перечня вопросов рассматриваемых при изучении темы;

4.      Разработка методических рекомендаций по преподаванию темы;

5.      Разработка тематического планирования по теме;

6.      Проведение экспериментальной проверки методики преподавания темы;

7.      Разработка комплекса уроков и методические рекомендации для организации занятий в среде ЛогоМиры.

Методы исследования:

1.      Анализ педагогической литературы

2.      Наблюдения, беседа

3.      Работа с учащимися 6 класса

Научная новизна исследования заключается в том, что автор изучает условия использования современных информационных технологий в процессе обучения на примере среды программирования ЛогоМиры, направленной на  развитие творческих способностей.

Практической значимостью работы заключается в том, что представленные ниже материалы: описание среды ЛогоМиры, её достоинств, комплекс конспектов уроков при изучении среды ЛогоМиры, методические рекомендации при изучении среды ЛогоМиры - могут быть использованы в практике учителей информатики базового курса.

Работа включает в себя введение, три главы, заключение, список литературы, приложения. Во введении обоснована актуальность темы исследования, определены объект, предмет, задачи, показана практическая значимость.

В первой главе «Теоретические основы применения среды программирования ЛогоМиры в преподавании информатики» рассмотрены теоретические основы проблемы преподавания темы «ЛогоМиры. Среда программирования», в том числе:

1.      отмечены особенности языка Лого и его применения в преподавании информатики;

2.      описана специфика применения языка Лого в обучении информатике;

3.      проведен анализ учебников и учебной литературы по информатике.

Во второй главе «Методические рекомендации по преподаванию темы «ЛогоМиры. Среда программирования»» описана методика преподавания темы «ЛогоМиры. Среда программирования», в том числе:

1.      разработан перечень вопросов рассматриваемых при изучении темы;

2.      приведены методические рекомендации по преподаванию темы

3.      «ЛогоМиры. Среда программирования»;

4.      разработана система задач по теме;

5.      разработано тематическое планирование по теме.

В третьей главе «Экспериментальная работа по применению методики преподавания темы «ЛогоМиры. Среда программирования» и проводится анализ эффективности разработанной методики.

Третья глава включает в себя:

1.      описание экспериментальной работы по применению методики преподавания темы «ЛогоМиры. Среда программирования»;

2.      проект «Школа будущего»;

3.      проект «Осенний лес».

В своей работе мы предлагаем методические рекомендации в проведении уроков для работы в среде ЛогоМиры. Приложения содержат систему задач и проекты в среде ЛогоМиры.

Глава 1. Теоретические основы применения среды программирования ЛогоМиры в преподавании информатики.

1.1   .Среда программирования ЛогоМиры и ее применение в преподавании информатики.

Цель преподавания информатики в среднем звене – дать учащимся основы компьютерной грамотности под углом зрения применения новых информационных технологий и пропедевтики основных понятий курса школьной информатики. Процесс овладения компьютерной грамотностью и дальнейшая деятельность по применению компьютеров в решении практических задач во многом зависят от выбора начальной среды программирования. Великолепной средой, подходящей для поставленных целей, является среда программирования ЛогоМиры. Эта среда замечательна тем, что, предлагая учащимся широкий спектр возможностей, является одновременно простой и наглядной. ЛогоМиры – среда, в которой дети учатся формулировать и решать проблемы, экспериментировать и открывать закономерности, творить с помощью новых средств.

При введении ЛогоМиров в курс информатики преследуются следующие

ЦЕЛИ:

-        введение основных понятий базового курса информатики;

-        развитие операционного мышления;

-        развитие творческих способностей при конструировании.

ЗАДАЧИ:

- подготовить учащихся к изучению таких понятий базового курса информатики, как: процедура, ветвление, цикл, файл, создание объекта, виды объектов и их свойства;

- осуществить помощь ученикам в создании проектов в среде ЛогоМиры.

Среда программирования ЛогоМиры, или, по-английски, MicroWorlds. В её основе лежит язык программирования Лого.

Откуда пришло название языка Лого: Американские учёные, изучая проблемы управления, «играли» с механической игрушкой-черепашкой, понимающей некоторые очень простые команды. Она могла перемещаться вперёд-назад, вправо-влево. Кроме того, в неё был встроен опускающийся карандаш. Перемещая черепашку, можно было рисовать на листе бумаги. Позже появилась компьютерная копия этой игрушки. Язык управления черепашкой был назван Лого (по-гречески это означает «слово»).

Английское название среды как нельзя лучше отражает её возможности: в ЛогоМирах есть встроенный графический редактор для красочного оформления микромира, музыкальный редактор и список звуков для его озвучивания, «гардероб» с разнообразными «костюмами».

Программная среда Лого (ЛогоМиры) была разработана и реализована под руководством американского психолога С. Пейперта в 1989 г. в Массачусетском технологическом институте. Она была создана не просто как формализованный язык программирования, а как среда, в которой дети могли бы научиться естественному общению с компьютером. ЛогоМиры – универсальная учебная компьютерная среда на базе языка Лого. Эта среда интегрирует графику, мультипликацию, звуки, программирование и позволяет осуществлять проектный подход к занятиям по всем направлениям учебного плана, а также обеспечивает возможность осуществлять межпредметные связи с другими дисциплинами на уроках информатики.