Анализ школьной успеваемости после применения обучения превдокодовому программированию.

Введение

Не так далек тот день, когда расширяющаяся компьютеризация всех сфер современной человеческой деятельности, включая различные формы коллективной деятельности, приведёт к тому, что во взаимодействия с компьютерами будет вовлечено всё население Земли. А значит, в применениях человеком компьютеров следует стремиться к естественности таких отношений. Естественности в том смысле, что применения компьютера должны включаться в деятельность согласовано с её природным предназначением для человека. 
Информатика в школе рассматривается с разных сторон: как теоретическая дисциплина, техническая и социальная наука. Одним из важнейших линий курса информатики и ИКТ в основной школе выступает линия алгоритмизации и программирования. Согласно ФГОС, в 7-9 классах достигаются следующие результаты: знания основных свойств алгоритмов, типов алгоритмических конструкций, умения использовать алгоритмические конструкции, выполнять и строить простые алгоритмы, выполнять базовые операции над объектами. Но часто у учеников возникают проюлемы с данным разделом. Такое часто формируется из-за мнения учеников, что этот раздел узконаправленный и необходим только в профессиональной деятельности. Между тем, результатом изучения программирования в школе должна быть «не подготовка профессиональных программистов, а изучение способов, алгоритмов и методов программирования при решении задач, привитие навыков алгоритмического мышления учащимся».
Чтобы проще ученикам было понять тему можно изучать псевдокодовое программирование.
Псевдокод - это простой инструмент, который можно использовать для планирования работы алгоритмов. Он занимает промежуточное место между естественным и формальным языками.
Целью данной работы является анализ школьной успеваемости после применения обучения превдокодовому программированию.
Исходя из цели были поставлены следующие задачи:
Изучить литературу по данной теме.
Рассмотреть теоретические основы изучения псевдокодового программирования
Составить программу об0443чения школьников псевдокодовому программированию
Провести апробирование методики обучения школьников псевдокодовому программированию

Теоретические основы изучения псевдокодового программирования
Одной из основных целей курса информатики является развитие у учеников алгоритмического стиля мышления, т.е. способности составить алгоритм для решения поставленной задачи, что в свою очередь требует множества определенных знаний и умений. В процессе обучения используются различные средства, как практической, так и методической направленности.
Для записи алгоритмов, их демонстрации, анализа используется четыре основных средства:
• неформальный (естественный) язык;
• псевдокод;
• формальный язык (язык программирования);
• графическое представление (блок-схемы).
Один из методов представления алгоритмов является представление в псевдокодах. Данное представление – это частичный возврат к сценарию. Также как и в представлении в виде сценария запись алгоритма в псевдокодах разбивается на предложения, при этом каждое предложение описывает некоторый шаг алгоритма.
Для записи предложений используются:
русский язык,
формальные языки предметных областей, в которых решается исходная задача;
ключевые слова псевдокодов.
Для реализации псевдокодов, в них резервируются следующие ключевые слова:
АЛГОРИТМ,
НАЧАЛО_алгоритма,
КОНЕЦ_алгоритма,
ПОДАЛГОРИТМ,
НАЧАЛО_вспомогательного алгоритма,
КОНЕЦ_вспомогательного алгоритма,
НАЧАЛО_описания переменных,
КОНЕЦ_описания переменных,
НАЧАЛО_если <условие>,
ТО,
ИНАЧЕ,
КОНЕЦ_если,
НАЧАЛО_цикла с предусловием <условие входа в цикл>,
КОНЕЦ_цикла с предусловием,
НАЧАЛО_цикла с постусловием,
КОНЕЦ_цикла с постусловием <условие выхода из цикла>,
НАЧАЛО_цикла с параметром <параметр, его диапазон и шаг>,
КОНЕЦ_цикла с параметром <параметр цикла>.
Основное внимание при представлении алгоритма в псевдокодах уделяется структуре алгоритма. Особенность псевдокодов заключается в том, что каждое предложение начинается со звездочки или нескольких звездочек. В псевдокодах звездочка используется как индикатор начала строки. В псевдокодах вместо звездочек, в принципе, можно использовать любые другие символы (например: пробел, – как это делается в школьном алгоритмическом языке, но это менее наглядно). Число звездочек определяет уровень вложенности (о вложенности структур алгоритма читай далее) данного предложения в алгоритме, то есть одна звездочка – первый уровень вложенности, две звездочки – второй уровень вложенности и т.д. Исключением является только нулевой уровень, в котором звездочки отсутствуют. Звездочки используются по той простой причине, что данный символ, используемый в языках программирования как символ умножения, никогда не стоит в начале предложения, но в данном случае позволяют структурировать алгоритм, то есть подчеркнуть, выделить структуры алгоритма, уровень их вложенности.
Звездочки в псевдокодах позволяют решить (попутно) еще одну задачу. При кодировании алгоритма в конкретном языке программирования звездочки кодируются пробелами, тем самым структура алгоритма будет определять структуру блока операторов.
ПРАВИЛО ЗВЕЗДОЧЕК.
Правила звездочек:
1)число звездочек в первом и последнем предложениях должно быть одинаково;
2)количество звездочек от одного предложения к другому не изменяется, если только в них не встречаются ключевые слова НАЧАЛО…, КОНЕЦ….
3)число звездочек в предложениях, следующих после предложения, словом НАЧАЛО … увеличивается на одну;
4)число звездочек в предложениях, имеющих слово КОНЕЦ…, уменьшается на одну по сравнению с предыдущим.
Для работы с псевдокодовым программированием существуют исполнители. Например, робот, водолей программы Кумир и другие .
. В КуМире используется школьный алгоритмический язык, разработанный в середине 80-х годов академиком Ершововым на основе АЛГОЛА для безмашинного курса информатики. В 1985 году в МГУ разработали «Е-практикум» - редактор и транслятор с этого языка.
В 1990 году вышел учебник Кушниренко, который за 7 лет был издан тиражом 7 млн экз. В том же году фирма «ИнфоМир» разработала среду КуМир (Комплект Учебных Миров) для поддержки этого учебника.
После этого развитие КуМира практически остановилось и он мало использовался в школах.
Современный КуМир – это свободно распространяемая программа под лицензией GPL. Существуют версии для различных операционных систем, в том числе для Windows и Linux.
В редакторе есть подсветка ключевых слов, нижнее окно – это консоль ввода и вывода. в правой части выводятся результаты выполнения каждого оператора.
В среде есть несколько встроенных исполнителей, в первую очередь, известный Робот. Плохо, что осталось оформление в стиле 80-х годов прошлого века, но разработчики обещают это исправить в версии 2.0.
Роботом можно управлять из программы или с пульта. Программу, набранную на пульте можно передать в редактор КуМира.
Рис. 1. Внешний вид программы Кумир

Рис. 2. Внешний вид встроенных исполнителей программы Кумир
Очень многие системы автоматической проверки используют файловый ввод и вывод данных. Есть такая возможность и в КуМире.
Для работы с файлами нужно подключить исполнителя «Файлы» или «Файлы П». Их команды несколько отличаются, второй из них более современен и на его основе будет строиться работа с файлами в новой версии КуМир 2.0.
Все переменные – локальные. В переменные А и В, которые служат для ввода исходных данных, нужно записать какие-то значения (все равно какие), чтобы обойти ошибку в текущей версии КуМира.
Программа состоит из трех блоков – ввод данных из файла, обработка данных и вывод результата в файл. Нужно определиться с целями задания. Если нужно отработать файловый ввод и вывод, его реализацию делает ученик. Если же нас интересует только алгоритм обработки данных, а работа с файлами играет второстепенную роль, можно «скрыть» чтение данных и запись результата с помощью двух вспомогательных алгоритмов, которые находятся в скрытом блоке шаблона.
КуМир разрабатывается в НИИСИ РАН, поэтому официальная страница находится на сайте НИИСИ РАН. Скачать инсталлятор и исходные тексты можно с сайта разработчиков. М.А. Ройтберг, руководитель группы разработчиков, разрешил мне включить в презентацию его электронный адрес, поэтому можно задавать ему любые вопросы напрямую.

План обучения учеников псевдокодовому программированию
2. .1 Теоретические основы разработки элективных курсов

Среди принципов формирования содержания общего образования современная дидактика выделяет принцип единства и противоположности логики науки и учебного предмета. Как отмечает в этой связи Б.Т.Лихачев, «идея единства и противоположности логики науки и логики конструирования учебного предмета обусловлена тем, что наука развивается в противоречиях. Она пробивает себе дорогу сквозь толщу предрассудков, совершает скачки вперед, топчется на месте и даже отступает.
Педагогическая логика содержания учебного предмета учитывает логику развития основных категорий, понятий данной науки. Вместе с тем педагоги и психологи руководствуются необходимостью учета возрастных особенностей освоения материала школьниками, организуют его на основе как восхождения от абстрактного к конкретному, так и от конкретного к абстрактному»
Современно образование ставит следующие границы в преподавании информатики:
2- 6 – 1 раз в неделю
7 - 8 классы- 2 раза в неделю
9-11 классы – 3 раза в неделю.
Исходя из этого, можно сказать, что школьники получают лишь поверхностные знания. Некоторые муниципальные учреждения дают дополнительные часы на факультативные или элективные курсы, что позволяет некоторым обучающимся изучать информатику углубленно.
Информатика является одним из тех предметов, в которых дифференциация обучения реализуется наиболее естественным образом. Этому способствует сам характер информатики как науки и совокупности множества информационных технологий, история ее появления в школе в те годы, когда многообразию в школьном образовании способствовали внешние условия. Заметим, что даже базовый курс информатики является в некотором смысле дифференцированным, так как по-разному излагается в различных учебниках.
Однако истинная дифференциация курса информатики связана не с методическими различиями в изложении одного и того же материала, как в базовом курсе, а с реальными различиями в содержании дифференцированных курсов.
Чаще всего в школах используются либо факультативные курсы, либо элективные. Чем же ни отличаются и в чем их сходство?
Попробуем сравнить элективные и факультативные курсы.
Сходство:
Сходство целей.
Целью факультативных занятий является “углубление знаний, развитие интересов, способностей и склонностей учащихся, их профессиональное самоопределение”.
Цели элективных курсов аналогичны и лишь конкретизируются в зависимости от направленности каждого курса.
Объединяет отсутствие государственных стандартов и государственного итогового контроля по результатам их изучения. Кроме того, большинство авторов элективных курсов не рекомендует использовать традиционную пятибалльную систему оценки на занятиях. Как известно, знания и умения учащихся на занятиях факультативов также не принято оценивать традиционной отметкой.
Содержательно они могут далеко выходить за рамки школьных учебных предметов и не должны их дублировать

.
Сходство и в том, что и факультативы, и элективы выбираются самими учащимися на основе их интересов и предпочтений.
Чем же отличаются элективные и факультативные курсы?
Как известно, факультативные курсы – это необязательные учебные занятия для всех учащихся, а элективные курсы – обязательный образовательный компонент для всех учеников общеобразовательных школ, их выбирает каждый ученик.
Еще одна отличительная черта факультативных и элективных курсов – их разная продолжительность.
Факультативные курсы представлены программами, рассчитанными на весь учебный год (минимум – 34 ч). Элективный курс может быть в широком диапазоне продолжительности (от 6–8 до 72 ч), рассчитанные на один-два месяца, одну четверть или одно полугодие. Таким образом, элективные курсы в отличие от факультативов могут быть краткосрочными.
Факультативные курсы, как правило, вынесены за основную сетку занятий и проводятся 7–8-ми уроками или даже в свободный от занятий день, например в субботу при пятидневной учебной неделе. Элективные же курсы в рамках компонента базисных планов входят в сетку часов и проводятся наравне с другими уроками.
Учащимся одного класса или одной параллели классов может быть предложен единственный факультатив по одному предмету. Но, поскольку элективные курсы выбирают все ученики и продолжительность курсов разная, их число должно быть значительно больше. В нормативных документах и научно-методической литературе указывается необходимость предложения избыточного количества разных элективных курсов (минимум 2–3 курса в профильном обучении).
Общие цели и задачи факультативных курсов информатики таковы:
• способствовать учету интересов каждого из учащихся;
• учитывать направленность допрофессиональной подготовки;
• формировать основы научного мировоззрения;
• способствовать развитию мышления учащихся;
• готовить учащихся к практическому труду, продолжению образования;
• развивать и профессионализировать навыки работы с компьютером.
Специфика содержания факультативных курсов по информатике определяется рядом факторов. К числу важнейших из них следует отнести, пожалуй, четыре:
интенсивный характер межпредметных связей информатики с другими учебными предметами, широкое использование понятийного аппарата, методов и средств, присущих этой отрасли научного знания, при изучении практически всех предметов;
значение изучения информатики для формирования ключевых компетенций выпускника современной школы, приобретения образовательных достижений, востребованных на рынке труда;
исключительная роль изучения информатики в формировании современной научной картины мира, которая может сравниться по значимости в школьном образовании только с изучением физики;
интегрирующая роль информатики в содержании общего образования человека, позволяющая связать понятийный аппарат естественных, гуманитарных и филологических учебных дисциплин.
Нельзя не сказать еще об одной особенности, присущей современной школьной информатике, которая не может не повлиять на факультативные курсы по этому предмету, прежде всего на реализацию той их функции, которая была названа выше «компенсирующей» по отношению к базовым и профильным курсам. Речь идет не столько о компенсации ограниченных, как уже говорилось, возможностей базовых и профильных курсов в удовлетворении индивидуальных образовательных потребностей школьников, сколько о построении содержания образования по информатике, адекватного современному пониманию предмета и содержанию этой отрасли научного знания и деятельности человека.
Элективные курсы – курсы, входящие в состав профиля, способствующие углублению индивидуализации профильного обучения. В информационном письме Минобразования РФ от 13 ноября 2003 г. №14-51-277/13 говорится о том, что «они по существу и являются важнейшим средством построения индивидуальных образовательных программ, так как в наибольшей степени связаны с выбором каждым школьником содержания образования в зависимости от его интересов, способностей, последующих жизненных планов.
Т.В. Черникова утверждает, что элективные курсы профильного обучения будут привлекательными для старшеклассников в том случае, если:
- фактический материал будет узнаваемым и связанным с реальностью;
- полученные знания будут носить прагматическую направленность, их можно будет применить в повседневной жизни;
- проблемный материал, выбранный для изучения, будет иметь неоднозначную трактовку среди ученых и носить характер научной интриги;
- образовательная ориентация на вузовское обучение будет просматриваться не только в сложности материала, но и формах работы (семинар, коллоквиум, реферат, зачет, проект);
- предметом изучения на занятиях станет собственная жизнь учащихся, ее будущие перспективы и варианты осуществления образовательной, профессиональной, гражданской деятельности;
- повышение общей культуры и навыков делового общения органично войдет в содержание курсов;
- конкретность работы, выполняемой учащимися на занятиях, будет представлена в вариативных по уровню сложности заданиях;
- освоение приемов подготовки к сдаче экзаменов в школе, колледже, вузе будет происходить не только параллельно основному содержанию, но и в ходе специальных курсов по психологии и профессиональной ориентации;
- методика личностного саморазвития, способы усиления внешней привлекательности и приемы благоустройства жилища и быта станут содержанием проектных заданий;
- автор-составитель элективного курса будет иметь репутацию интересного человека.
Элективный курс должен содержать программу. Учебная программа – нормативный документ, в котором отражены цели, содержание, способы оценки результатов освоения конкретного элективного курса (предмета).
В состав учебной программы входит пояснительная записка с изложением целей и задач изучения данного курса (предмета), концептуального подхода к организации образовательного процесса, рекомендуемых методов и форм обучения, указания по реализации межкурсовых и межпредметных связей. Собственно программа содержит структурированный учебный материал, ориентировочное количество времени, которое необходимо для его реализации, прогнозируемые результаты освоения обучающимися учебного материала, перечень учебного оборудования и наглядных пособий, рекомендуемую литературу для учителя и обучающихся. Элементы учебной программы представлены в таблице 1.
Таблица 1.
Элементы учебной программы

Элементы
учебной
программы Содержание элементов
Пояснительная записка 1. Тип программы (общеобразовательная, специальная, др.). Адресность программы (тип, вид ОУ – лицей, гимназия, др. и определение класса обучения).
2. Концепция (основная идея) программы.
3. Обоснованность (актуальность, новизна, значимость).
4. Особенности.
5. Цели, задачи, основные принципы.
6. Планируемые результаты.
7. Краткое пояснение логики структуры программы и особенностей организации учебного процесса по предмету.
8. Система оценки достижений обучающихся.
Содержательная часть 1. Содержание теоретической и практической частей.
2. Дифференцирование материала.
3. Перечень возможных образовательных продуктов, которые можно получить в результате изучения данного элективного учебного предмета.
В курсе с использованием ДОТ должна прослеживаться обратная связь, отслеживание и оценивание результатов работы учеников. Необходимо учитывать, что на дистанционном курсе обучающиеся нуждаются в смене деятельности.
Учебно-тематический план 1. Перечень тем или разделов, последовательность их изучения.
2. Время на изучение.
3. Деление на виды деятельности и формы, включая занятия, которое позволит провести презентацию полученных образовательных продуктов обучающимися по итогам элективного учебного предмета.
Требования к
умениям и
навыкам 1. Образовательный продукт (материалы, которые будут разработаны обучающимися на занятиях в ходе учебной, исследовательской деятельности: проект, тезисы, эксперимент, макет, схема, стихи и др.).
2. Точки контроля, виды контроля.
3. Система оценки образовательных достижений.
Информационное обеспечение Литература, использованная при подготовке программы.
Литература, рекомендуемая для учителя и обучающихся.
Презентации к занятиям.
Образовательные диски.
Учебно-методические
материалы 1. Основные понятия курса.
2. Списки литературы для подготовки проектов, рефератов, исследовательских и творческих работ и др.
При выборе структуры организации содержания учитываются цели обучения, требования к уровню обученности, характер и особенности получаемых знаний. А также особенности тех групп обучающихся, которым будет адресовано разрабатываемое содержание. Возможно использование различных структур изложения содержания: линейная, концентрическая, спиральная, смешанная, модульная.
Полнота усвоения программных знаний, умений и навыков обучающимися – один из критериев успешности и эффективности процесса обучения. Программа, являясь моделью процесса обучения как системы, включает в себя все его элементы.

2.2 Структура и содержание элективного курса
Элективный курс «Псевдокодовое программирование» расчитан для учащихся 8-9 х классов, посвящен одной из ключевых тем курса «Программирование и алгоритмизация».
Во время изучение алгоритмизации и программирования выделяется мало времени. Тема достаточно сложная для ребят, поэтому возникают сложности в понимании написания программ
Исходя из возрастающей потребности в специалистах по программированию и усложнению заданий по данной теме в ОГЭ и ЕГЭ, необходима система элективных курсов, позволяющих, уже со школьной скамьи дать человеку азы по созданию полноценных программ.
Одним из таких курсов является «Псевдокодовое программирование».
Программа обеспечена учебно-методическим комплектом, который состоит из пошаговых практических работ, контрольно-измерительных материалов для проведения текущего и итогового контроля. Курс разработан под СПО.
Для проведения практических занятий в компьютерном кабинете необходим следующий состав аппаратного и программного обеспечений.
Аппаратное обеспечение:
Процессор не ниже Pentium III.
Оперативная память не меньше 128 Мб.
Дисковое пространство не меньше 500 Мб.
Монитор с 24-битной видеокартой.
Разрешение монитора не ниже 1024×768.
Программное обеспечение:
Операционная система: Windows 2000 или Windows XP.
Текстовый редактор.
Программа Кумир.
Общая характеристика предмета.
Содержание обучения, представленное в программе учебного курса «Псевдокодовое программирование», имеет практическую направленность и учитывает актуальные интересы школьников. Формирование умений для решения важных, с точки зрения учащихся, задач активизирует их исследовательский и творческий потенциал.
Курс даёт возможность реализовывать собственные идеи в изучаемой области знаний, создаёт предпосылки для применения полученных знаний и умений в изготовлении тестирующего приложения, продвигает профессиональную направленность.
Основа курса — практическая и продуктивная направленность занятий, способствующая обогащению эмоционального, интеллектуального, смыслотворческого опыта учащихся. Реализация творческих замыслов учащихся осуществляется поэтапно:
на первом этапе происходит изучение основ программирования на алгоритмическом языке и начала работы в программе Кумир;
на втором этапе рассматривается создание простейших программ, потом сложность увеличивается и проведение анализа результатов;
на третьем этапе выполняется индивидуальный проект по решению олимпиадных задач.
Каждый этап предусматривает как теоретическую, так и практическую часть.
Цели:
познакомиться с основными направлениями псевдокодового программирования;
овладеть знаниями для написания олимпиадных задач;
овладеть базовыми знаниями в области выбора языка программирования для дальнейшего написания проекта.
Задачи:
получить представление о основах псевдокодового языка программирования и научиться использовать его для написания программ;
познакомиться с видами разных задач, их функциональными, структурными и технологическими особенностями;
научиться эффективно использовать аппаратное и программное обеспечение компьютера при работе;
развитие мышления учащихся, формирование у них умений самостоятельно приобретать и применять знания;
усвоения школьниками идеи иерархичности структуры объектов, установить зависимость объектов, методов, свойств.
использовать интеграцию псевдокодового языка программирования для решения задач в различных облостях знаний,организации диалогового взаимодействия с пользователем.
развитие творческих способностей у школьников, осознанных мотивов учения; подготовка к продолжению образования т сознательному выбору профессии
сформировать навыки проектной работы.
Методы обучения
Основная методическая установка курса — обучение школьников навыкам самостоятельной работы по написанию задач на псевдокодовом языке программирования.
Индивидуальное освоение ключевых способов деятельности происходит на основе системы заданий и алгоритмических предписаний, изложенных в практических работах.
Формы организации учебного процесса:
Основной тип занятий — практикум