Данный период развития общества является периодом информатизации, и именно информатизация образования находится в авангарде этих изменений общественного уклада, ее цель – подготовить все остальные отрасли к новой парадигме существования. Решающая роль в осуществлении информатизации образования отводится учителю, в первую очередь, информатики. Поэтому объектом нашей научной работы является улучшение процесса подготовки бакалавров педагогических специальностей профиля «Информатика».

С одной стороны, будущий учитель не должен являться профессиональным программистом, а лишь обладать определенными компетенциями по составлению алгоритмов и написанию программ на одном из современных языков программирования. Но с другой стороны, ЕГЭ по информатике и ИКТ предполагает решение задач на программирование и в части А (А12), и в части В (В2, В5, В8, В14), и тем более в части С (С1, С2, С4 из демонстрационного варианта ЕГЭ соответственно). Поэтому задача будущего учителя – бакалавра педагогической специальности – не только самому уверенно решать подобные задания, но и владеть основными приемами составления алгоритма достаточно сложных структурированных программ, использующих составные типы данных и дополнительные алгоритмы.

С точки зрения деятельностного подхода к обучению, ядром и существом учебной деятельности является как раз решение учебных задач, в том числе и при обучении элементам программирования на уроках информатики и ИКТ. Решение задач является тем механизмом, через который осуществляется деятельность, происходит формирование умений и навыков выполнять практические действия. В этом случае фактические знания станут следствием работы над задачами, организованными в целесообразную и эффективную систему.

Рассмотрим основные этапы решения задачи на ЭВМ:

1. Постановка задачи. На данном этапе описываются исходные данные, их свойства, взаимосвязи, а также ожидаемый результат.

2. Построение математической модели решения задачи. То есть запись тех условий, которые даны в задаче, ее решения с помощью математических формул.

3. Составление алгоритма решения задачи. Запись алгоритма может быть выполнена любым способом, понятным исполнителю, например, с помощью блок-схемы, в текстовой форме и т.д.

4. Составление программы на основе алгоритма. При составлении программы алгоритм решения задачи переводится на конкретный язык программирования.

5. Отладка программы. Отладка заключается в поиске и устранении синтаксических и логических ошибок в программе.

6. Тестирование программы и анализ решения с доказательством правильности решения. Необходимо запускать программу на выполнение многократно – при различных значениях начальных условий. Анализ результатов служит подтверждением (опровержением) всех предыдущих этапов. После данного этапа, возможно, потребуется пересмотр самого подхода к решению задачи и возврат к первому этапу для повторного выполнения всех этапов с учетом приобретенного опыта.

Итак, мы выделили несколько составляющих действий. Теперь приведем примеры задач на основе вышеизложенного.

Задача № 1. Ввести 2 произвольных числа. Найти их сумму, разность, произведение.

1. Постановка задачи. Результат выполнения данного действия – это умение выделять, что дано в задаче, а что необходимо найти.

Преподаватель: Что дано в данной задаче?

Учащиеся: Два числа.

Преподаватель: Это какие-то конкретные числа?

Учащиеся: Нет, произвольные.

Преподаватель: Так что же дано в данной задаче?

Учащиеся: Два произвольных числа.

Преподаватель: А что нужно найти?

Учащиеся: Сумму, разность и произведение этих чисел.

Преподаватель: Верно.

2. Построение математической модели. Большая часть задач, решаемых в том или ином языке программирования, имеет математическую подоплеку. Поэтому поиск «математики в информатике» неотъемлемый этап решения большинства задач. Рассмотреть математическую формулу, стоящую за данной задачей – вот результат выполнения этого действия.

Выделяем с учащимися исходные данные, результат и основные формулы.

Исходные данные:

a, b – произвольные числа

Результат:

S – сумма

R – разность

P – произведение

Формулы:

S: = a + b

R: = a – b

P: = a*b

3. Составление алгоритма решения. Составление алгоритма решения одно из центральных и требующих особого внимания действий. Предлагаем учащимся составить алгоритм решения данной задачи в виде блок-схемы (рис. 1).

4. Составление программы на основе алгоритма. Это действие предполагает переход от алгоритма к записи программы на выбранном языке программирования.

Рис. 1. Алгоритм решения задачи

Progpam chisla;

Uses crt;

Var

a, b, S, R, P: real;

BEGIN

Clrscr;

Writeln(‘Ввести два числа’);

Readln (a, b);

S: = a + b;

R: = a – b;

P: = a*b;

Writeln (‘Сумма равна’, S);

Writeln (‘Разность равна’, R);

Writeln (‘Произведение равно’, P);

Readln;

END.

5. Отладка программы. Включает в себя действия по исправлению синтаксических и логических ошибок.

6. Тестирование программы и анализ результатов. Предлагаем учащимся проверить работу программы для различных значений a и b.

Рассмотрим еще пример.

Задача № 2. Найти наибольшее из двух целых чисел, введенных с клавиатуры.

1. Постановка задачи. Необходимо проанализировать условие задачи, выявить, что дано, что надо найти.

Учитель: Что дано в данной задаче?

Ученики: две целых числа.

Учитель: Они заданы как константы?

Ученики: Нет, их надо вводить с клавиатуры при запуске программы.

Учитель: Назовите целые типы языка Паскаль.

Ученики: Это, например, типы word, integer, byte.

Учитель: А что необходимо найти в данной задаче?

Ученики: Наибольшее из введенных чисел, максимум из двух чисел.

2. Построение математической модели. Математическая модель решения данной задачи достаточно проста. Поэтому учитель может предложить учащимся самостоятельно продумать математическую модель. Возможный вариант: сравнение чисел, сравнение разности чисел с нулем и т.д.

3. Составление алгоритма решения. При составлении алгоритма решения, учитель может задать учащимся дополнительные вопросы, касающиеся разветвляющихся алгоритмов. Например, дать определение разветвляющемуся алгоритму, какие виды условных алгоритмов можно предложить, как реализуется ветвление в языке Паскаль.

Результатом такой беседы может стать часть алгоритма решения задачи, представленного в виде блок-схемы (рис. 2).

Рис. 2. Фрагмент алгоритма решения задачи

Полностью алгоритм решения представлен ниже (рис. 3).

4. Составление программы на основе алгоритма. Программа на языке Паскаль может выглядеть следующим образом.

Program chisla;

Var a,b: real;

Begin

Readln(a,b);

If a > b then writeln(a) else writeln(b);

End.

5. Отладка программы. Включает в себя действия по исправлению синтаксических и логических ошибок.

Рис. 3. Алгоритм решения задачи

6. Тестирование программы и анализ результатов. Предлагаем учащимся проверить работу программы для различных значений a и b.

На каждое из выделенных действий может быть составлена система упражнений для их отработки.