Практикалық маңыздылығы: Ұсынылып отырған мектеп информатика
курсын оқытуда «Программалау» пәні бойынша күрделігі жоғары есептерді
9
шешудің оқыту әдістемесі атты дипломдық жұмыс аталған мәселені шешуге
бағытталған бір қадам болып табылады.
Жұмыс құрылымы: Дипломдық жұмыстың құрылымы кіріспеден, негізгі
бөлімнен, қорытындыдан, қосымшадан және пайдаланылған әдебиеттер
тізімінен тұрады.
10
1 ИНФОРМАТИКА КУРСЫНДА ПРОГРАММАЛАУ ТІЛДЕРІН
ОҚЫТУДЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ
1.1 Программалау тілдерін оқытудың үрдістері
Мектептерде қазіргі заманғы программалау тілдерін енгізу автоматты
түрде информатика мен мұғалімдердің деңгейін жоғарылатады. Жалры білім
беретін орта мекептерде программалауды оқыту үшін тілді таңдау
педагогикалық әдіспен анықталады.
Алгоритмдер мен программалау тілдерін үйрену информатиканың
ажырамас бөлігі болып табылады. Программалау оқушылардың логикалық,
комбинаторлық және алгоритмдік ойлауын, шығармашылық қабілеттерін
дамытады. Программалауды оқыту-информатиканы оқыту әдістемесінің ең
дамыған бөлігі, өйткені оның ұзақ тарихы бар [4].
Мектептерде информатика пән ретінде енгізудің алғашқы жылдарында
оқушылар негізінен программалауды үйренді. Сондықтан программалау
тілдерін үйренуге арналған көптеген әдістемелік әзірлемелер мен оқу
бағдарламалары бар.
Жаңа мемлекеттік білім стандартындағы информатика курсының негізгі
мақсаты-оқушыда алгоритмдік ойлау негіздерін қалыптастыру. Алгоритмдік
ойлау қабілеті дегеніміз-қажетті нәтижеге жету үшін іс-шаралар жоспарын
құруды қажет ететін әртүрлі шығу тегі мәселелерін шешу мүмкіндігі.
Алгоритмдерді жазу үшін алдымен ағын сұлбалары мен құрылымдық
программалаудың ресми тілдерін қолдану ұсынылады. Алайда, стандарт
программалау тілін және оны оқыту әдістемесін таңдау бойынша әдістемелік
ұсыныстар бермейді. Мұғалім үшін ең маңызды және күрделі жағдай, оқыту
деңгейін, сынып профилін және жоспарланған оқу нәтижелерін ескере отырып,
оқытылатын программалау тілін таңдау болып табылады.
Негізгі жалпы білім беру деңгейінде информатика мен ақпараттық-
коммуникациялық технологияларды зерделеу мынадай мақсаттарға қол
жеткізуге бағытталған:
- ақпарат, ақпараттық процестер, жүйелер, технологиялар мен модельдер
туралы ғылыми түсініктердің негізін құрайтын білімді игеру;
- компьютер және басқа да ақпараттық және коммуникациялық
технологиялар (АКТ) құралдары арқылы ақпараттың әртүрлі түрлерімен жұмыс
істеу, өзінің ақпараттық қызметін ұйымдастыру және оның нәтижелерін
жоспарлау қабілеттерін меңгеру;
- АКТ құралдарымен танымдық қызығушылықтарды, зияткерлік және
шығармашылық қабілеттерді дамыту;
- ақпаратты таратудың құқықтық және этикалық аспектілерін ескере
отырып, оған жауапкершілікпен қарауға тәрбиелеу; алынған ақпаратқа
селективті көзқарас;
11
- АКТ құралдарын күнделікті өмірде, жеке және ұжымдық жобаларды
орындау кезінде, оқу қызметінде, еңбек нарығында талап етілетін
мамандықтарды одан әрі игеру кезінде қолдану дағдыларын қалыптастыру.
Мұғалім жаңа оқу материалын, жаңа ұғымдардың мәнін түсіндіреді,
тапсырманы орындаудың жолдарын көрсетеді. Оқушының оқу тәрбиесін
мұғалімнің көрсетуімен алгоритмге сүйеніп, яғни мұғалімдердің сабақ үстінде
жасаған әрекетіне сүйеніп орындауы қажет. Бағдарлама бойынша оқу
материалдарының көпшілігін мұғалім берілген тапсырмаға байланысты
түсіндіруі тиіс. Продуктивті іс-әрекеттердің айырмашылығын оқушы белгілі
білімді, әрекет жасаудың жаңа ережесін табады (алгоритмді өзі жасайды) [5].
Бірақ оқушылардың дайын алгоритмді , үлгіні де пайдалануы мүмкін.
Программалап оқыту оқушыда қиыншылық қабылдаған білім және
іскерлік негізінде адамды жаңа әдістерді немесе тапсырманы іздеуге,
түсіндіруге талаптандырады. Ақыл-ой әрекеті программа шешіміне жеткенше
мынандай кезеңдерді өткереді.
- тапсырмалардың пайда болуы;
- тапсырмаға сұрақты қою және оның қайшылық мәніне жете түсіну;
- болжау арқылы шешім тәсілдерін табу, болжамды дәлелдеу;
- программа шешімдерінің дұрыстығын тексеру.
Программалап оқыту үрдісінде мұғалім оқушыларға сұрақтар қояды, түрлі
тапсырмалар береді. Оқушылардың әртүрлі оқыту іс-әрекетіне мұғалім жаңа
білімді игертуде оқушылардың ойлау, іздену іс-әрекетіне, олардың
программаны өз бетімен немесе ұжымдасып шешуіне басшылық етеді. Міне,
программалап оқытудың мәні осында. Ойлаудың белсенділігі мен
оқушылардың оқып-үйреніп отырған программаға деген ынтасы мұғалім
қойған және шешкен күннің өзінде де көкейінде бір сұрақ тұрады.
Бірақ, жоғары дәрежелі белсенділікке пайда болған программаны оқушы
өзі тұжырымдап жорамал ұсынып, есепті негіздеп, оны дәлелдеген және
программа шешімдерінің дұрыстығын тексерген кезде ғана қол жеткізеді.
Есептердің шешілуі– бұрынғы білімдерге сүйенген жаңа фактілерді талдаудың
нәтижесі, белгілі бір қағида ақиқаттығын дәлелдеудің нәтижесі.
Мектеп оқушысының есеп шығарудағы мұғалім қызметінің ерекшелігі
неде? Мектеп оқушыларының оқу үдерісін басқару жөніндегі мұғалім
әрекеттерінің негізгі түрі (оқыту тәсілі) бұл жағдайда жаңа материалды
түсіндіру емес, қайта программаның пайда болуына әкеп соғатын сұрақтар,
танымдық міндеттер, оқу тапсырмасын қою болып табылады. Бұл мектеп
оқушыларының ақыл-ой әрекетіне түрткі болып және олардың өзіндік ізденіс
іс-әрекетіне (сұрақтарға жауап іздеу, өз бетімен есептер шығару немесе әртүрлі
тапсырмалар орындаумен) қамтамасыз етеді.
Оқу міндеттеріне байланысты оқушы әр-түрлі ақыл-ой әрекеттерін
жасайды (жаттап алып, қайта жаңғыртады, талдайды, қорытады, шешеді т.б.)
Оқу міндеттерін (сұрақтар қою, тапсырмалар беру және т.б.) өзгерту жолымен
мұғалім оқушыларды әртүрлі ақыл-ой әрекеттеріне ынталандырады. Бірақ
мектеп оқушысының бойында танымдық дербестігі, логикалық ойлау
12
дағдыларын үнемі қалыптастырып отыру үшін оны нақ қандай әрекеттерге
үйрету керек?
Ең алдымен салыстыру, талдау, жалпылау, нақтылау, топтастыру, жүйелеу,
ой қорытындысы сияқты ойлау операцияларының дағдыларын қалыптастыру
керек. Бұл логикалық операциялар ойлау үдерістерінің мәнін құрайды.
Мұғалім жаңа оқу материалын, жаңа ұғымдардың мәнін түсіндіреді,
тапсырманы орындау жолдарын көрсетеді. Оқушыға білім беру тәрбиесін
мұғалім алгоритм негізінде, яғни сыныпта мұғалімдер орындайтын іс-әрекеттер
негізінде жүзеге асыруы керек. Оқу бағдарламасы материалдарының көпшілігін
мұғалім тапсырмаға байланысты түсіндіруі керек. Өнімді әрекеттердің
айырмашылығы оқушының белгілі білімді, іс-әрекетті орындаудың жаңа
ережесін табуына байланысты (ол алгоритмді өзі жасайды). Бірақ оқушылар
дайын алгоритмді де, үлгіні де қолдана алады.
Бағдарламалық оқыту оқушылардан алған білімдері мен дағдыларына
негізделген жаңа әдістерді немесе тапсырмаларды іздеуді, түсіндіруді талап
етеді. Ақыл-ой әрекеті бағдарламаның шешіміне жеткенше осындай
кезеңдерден өтеді.
- міндеттердің пайда болуы;
- тапсырмаға сұрақ қою және оның қарама-қайшылығының мәнін түсіну;
- болжам жасау арқылы шешу жолдарын табу, болжамды дәлелдеу;
- бағдарлама шешімдерінің дұрыстығын тексеру [6].
Бағдарламалау процесінде мұғалім оқушыларға сұрақтар қояды, әртүрлі
тапсырмалар береді. Оқушылардың білім беру іс-әрекетінің әр түрлі түрлерінде
мұғалім оқушылардың жаңа білімді игерудегі олардың ойлау, іздену
әрекеттерін, олардың өз бетінше немесе ұжымдық шешім қабылдауын
басқарады. Бұл бағдарламалауды үйренудің мәні. Оқушылардың зерттелген
бағдарламаға деген ынтасы мен мотивациясы мұғалім қоятын және шешетін бір
сұрақ туғызады.
Бірақ белсенділіктің жоғары дәрежесіне оқушының өзі гипотеза құрып,
ұсынған кезде, мәселені негіздегенде, дәлелдегенде және бағдарламалық
шешімдердің дұрыстығын тексергенде ғана қол жеткізіледі. Мәселелерді шешу
дегеніміз - бұрынғы білімге негізделген жаңа фактілерді талдаудың нәтижесі,
сол немесе басқа қағидаттардың растығын дәлелдеу.
Оқушының есеп құрастыру кезіндегі мұғалімнің іс-әрекетінің ерекшелігі
неде? Мектеп оқушыларының білім беру процесін басқарудағы мұғалімнің іс-
әрекетінің негізгі түрі (оқыту тәсілі) бұл жағдайда жаңа материалды түсіндіру
емес, қайта бағдарламалауға әкелетін сұрақтар, танымдық міндеттер, оқу
міндеттерін тұжырымдау болып табылады. Бұл мектеп оқушыларының ақыл-ой
белсенділігін ынталандырады және олардың өз бетінше іздеу белсенділігін
қамтамасыз етеді (сұрақтарға жауап іздеу, есептерді өз бетінше шешу немесе
әртүрлі тапсырмаларды орындау).
Оқу-ағарту міндеттеріне байланысты оқушы әртүрлі ақыл-ой әрекеттерін
орындайды (есте сақтайды, көбейтеді, талдайды, қорытындылайды, шешеді
және т.б.) білім беру міндеттерін өзгерту арқылы (сұрақтар қою, тапсырмалар
13
беру және т.б.) Мұғалім оқушыларды әртүрлі ақыл-ой әрекеттеріне
итермелейді. Бірақ оқушының бойында танымдық тәуелсіздік пен логикалық
ойлау қабілеттері үнемі қалыптасып отыруы үшін қандай іс-әрекеттерді үйрету
керек?
Ең алдымен салыстыру, талдау, жинақтау, нақтылау, топтастыру, жүйелеу,
психикалық қорытынды жасау сияқты психикалық операциялардың
дағдыларын қалыптастыру қажет. Бұл логикалық операциялар ойлау
процестерінің мәні болып табылады.
Информатиканың еліміздегі мектептерде пайда болғаннан бастап негізгі
тақырыптарының бірі ол алгоритмдеу және программалау тақырыбы болып
қала береді. Информатика пәні мектеп жоспарында дамыған сайын оқытылатын
тақырыптар саны артты. Программалау тақырыбы оқушылар үшін өте күрделі
тақырыптарға жатқызуға болады, өйткені есептерді шешу алгоритмдік ойлауды
дамытуға көмектеседі және оқушылардың оқу дағдыларын қалыптастырады [7].
Оқушы алгоритмдерді құрастыруды, әртүрлі бағдарламаларды жазуды
қажет ететін мәселелерді сәтті шешуі үшін ол:
- бұл мәселенің жағдайын түсініп, оны егжей-тегжейлі және мұқият оқып
шығуы керек;
- өзіне тиесілі тапсырмалар класын анықтауға, осы мәселені шешу әдісін
таңдау керек;
- мәселені шешу алгоритмін құруы керек;
- алгоритмді қолдана отырып бағдарлама жасауы керек;
- егер ол берілген тапсырманы шешсе бағдарлама жұмыс істейтініне көз
жеткізу керек;
- егер тексеру барысында қателер табылса, оларды түзету үшін бастапқы
қадамға оралу керек.
«Алгоритмдеу және программалау»" тақырыбын оқығаннан кейін
оқушылар басқа мектеп пәндеріндегі мәселелерді ұқсас әдістермен шешеді.
Көбінесе бұл математика және физика сабақтарында болады, онда дұрыс
құрастырылған әрекеттер алгоритмі нәтижеге қол жеткізуге мүмкіндік береді
[8].
Есептерді, рефераттар мен курстық жұмыстарды жазу кезінде дамыған
алгоритмдік ойлау қажет. Сонымен қатар, оқушылар күнделікті тұрмыстық
немесе ұйымдастырушылық мәселелерді шешу арқылы ұқсас әрекеттер тізбегін
жасауымыз керек екенін түсіндіруі керек. Мысалы, пәтерімізде жөндеу
жұмыстарын
жүргізгенде,
күн
тәртібін
немесе
мектеп
жорығын
ұйымдастырамыз деген сияқты жоспарлайды.
Қазіргі уақытта программаны құру өте көп уақытты қажет ететін және
қарапайым процесс емес, ол оқушыдан программалау технологиясын жақсы
меңгеруді және программалау жүйелерін шарлауды талап етеді. Орта мектепте
«программалау»
тақырыбы
мектеп
білімінің
7-11
сыныптарында
қарастырылады.
Жоғары сыныптарда программалау тақырыбы білім беру стандартына
сәйкес
оқытылады,
физика-математикалық
бағыттағы
сыныптарда
14
информатиканы тереңдетіп оқытумен осы тақырыпқа ерекше көңіл бөлінеді
Оқушылардың программалауды игеруі үшін алгоритмдік ойлау болуы керек,
бұған алгоритмдеу бөлімін зерттеу арқылы ғана қол жеткізуге болады.
Алгоритмдеу курсын оқытатын мұғалімдер осы тақырыпқа ерекше назар
аударуы керек, өйткені олар балаларға информатика курсының маңызды
бөлігінің негіздерін үйретеді.
Информатика сабақтарында қазіргі уақытта ең көп таралған - Python
программалау тілі. Бұл тіл әмбебап тілге жатады, өйткені оның көмегімен
қарапайым есептеулерден бастап графикамен жұмыс істеуге дейінгі көптеген
мәселелерді шешуге болады.
Қазіргі уақытта информатика пәні - бұл мектеп пәндері арасында да, орта
кәсіптік білім беру мекемелерінде оқытылатын пәндер арасында да мазмұн
саласындағы ең өзгеретін оқу пәні [9]. Айта кету керек, алдыңғы уақытта
көптеген мектептерде Паскаль программалау тілдері ретінде оқытылатын,
осыған байланысты Python тілін үйрену қажеттілігі бар ма, аға мектеп
оқушыларының осы тілдің негіздерін меңгеру қажеттілігі бар ма деген заңды
сұрақ туындайды.
Әрине, оқушылардың Python-ны алғашқы программалау тілі ретінде
үйренуі кейбір табиғи алаңдаушылықтарды тудыруы мүмкін: Бұлар, ең
алдымен, динамикалық теру және тілдің жоғары деңгейіне қатысты болады.
Алайда, Python-ны мектепте алғашқы программалау тілі ретінде үйренудің
сөзсіз артықшылықтары бар. Python бағдарламалары Паскальға қарағанда
әлдеқайда қысқа, бұл жаңадан келген бағдарламашыларға тілді үйрену міндетін
айтарлықтай жеңілдетеді, өйткені қателерді табу және күйін келтіру
айтарлықтай аз уақытты қажет етеді.
7-11 сыныптарда программалауды оқыту мәселелерін қарастыра отырып,
программалау туралы осы алғашқы идеяларды атап өтуге болады.
Оқытудың келесі кезеңінде мамандандырылған сыныптарда мұғалім мен
оқушы бағдарламалық жасақтаманы жасау үшін шынымен қолданылатын
әмбебап, заманауи программалау тілін алады.
Әрине, Python тіліне енгізілген жоғары деңгейлі ішкі бағдарламалардың
көп болуы, тілдің кең функционалдығы оқушының осы функционалды
элементтердің алгоритмдері мен принциптерін нақты үйренудің орнына осы
мүмкіндіктерді пайдалануға әкеледі.
Алайда, мұндай программалау тілін үйренудің әдістемелік ерекшелігін
ескеру қажет, себебі оқушылар бастапқыда жеке функционалды элементтің
принциптері мен алгоритмдерін оқып, содан кейін оны күрделі есептерді
шешуде қолдануға көшуі керек.
Python тілін оқу оқушының бойына жаңа мүмкіндіктер ашады, өйткені
қазіргі заманғы программалау тілдері жетілдірілген сайын әмбебап, икемді
және қарапайым болып келеді, түсінуге және түзетуге оңай. Жоғары деңгейдегі
тілдерді оқудың бұл тәсілі мектеп деңгейінде бағдарламалар жазу саласында
жан-жақты тәжірибесі бар бастаушы бағдарламашыларды дайындауға
мүмкіндік береді.
15
Қазіргі уақытта Python ақпараттық технологиялар нарығында үлкен
сұранысқа ие, ол ең танымал программалау тілдерінің тізімінде төртінші
орында тұр.
Python - ға қызығушылық тек бағдарламашыларда ғана емес, мұғалімдерде
де пайда болды. Білім берудің жаңартылған бағдарламасы негізінде Python тілін
мектепке енгізудің алғышарттары, тілдің басқа аналогтардан артықшылығы,
жоспарлау, тестілеу нәтижелері және оқыту тәжірибесі туралы жұмыстар пайда
бола бастады.
Диплом жұмысының тақырыптары бойынша мақалаларды қарастырғанда
"Мектепте Python программалау тілін оқытудың құрылымы, мазмұны және
әдістемелік тәсілдері" мақаласының авторы [10] Н.Е. Федорова "Алгоритмдеу
және программалау негіздері" курсын авторды қарапайым синтаксиспен,
пайдалы функциялармен және императивті және объектіге бағытталған
программалау парадигмаларын қолдаумен қызықтыратын Python программалау
тілін таңдау арқылы жасады.
Автор Python тілі түсіндірілетінін ескере отырып, "оны үйрену кезінде
программалауды ойынға айналдыратын сынақ пен қателік әдісін қолдануға
болады" деп болжайды [10].
Интерактивті режимде жұмыс істеу кезінде Python-ны калькулятор ретінде
пайдалану әр зерттелген тұжырымдамаға визуалды бейнені бекітуі керек, бұл
көріну принципін сақтауға мүмкіндік береді.
Нысанға бағытталған программалау туралы айта отырып, автор бөлімнің
күрделілігіне байланысты теориялық материалдың әр тақырыбы алынған
теориялық ақпаратты практикада бекітуге арналған практикалық жұмысқа
сәйкес келетіндігін айтады.
Біріншіден, қарапайым тапсырмалар шешіледі, содан кейін алынған
білімді бекіту үшін жеке жобаны әзірлеу бойынша тапсырмалар ұсынылады.
Осы курстың апробациясын талдау оқушылардың 90% - ы курс бағдарламасын
орындағанын және осы бағытты зерделеуге қызығушылық танытқанын
көрсетті.
"Python программалау тілі мектепте қосымша программалау тілі ретінде"
мақаласының авторы [7] В. В. Абрамовских бағдарламашы мамандығының
танымалдығы туралы айта отырып, құзыреттілік тәсіл қағидатын іске асыру
мәселесін бірінші орынға қояды. Заманауи талаптарға сай болу үшін қосымша
программалау тілін енгізу қажет.
Әрі қарай автор Python артықшылықтары мен сыртқы себептерге
тоқталады. Кодты тиімді басқару, синтаксистің қарапайымдылығы, деректерді
динамикалық теру туралы айтылады. Сондай-ақ, Google, YouTube, Pixar, NASA
сияқты ірі компаниялардың тілге деген сұранысы, Бүкілресейлік деңгейдегі
олимпиадаларда және емтиханға программалау тапсырмаларында тілді қолдау.
[12] Н.А. Сорокина Python тілін, оның артықшылықтары мен
кемшіліктерін қарастырады, орта мектепте тіл үйренуді таңдауды негіздейді.
Автор Python программалау тілінің кемшіліктеріне қатысты: Python
бағдарламалары құрастырылған тілдерге (C, C++) қарағанда баяу жұмыс
16
істейді. Автор сонымен қатар кемшіліктерге қатысты, біз оны оң сапа ретінде
анықтадық, атап айтқанда бағдарламалық кодты сауатты жазу қажеттілігі.
Автор мұны келесідей дәлелдейді:"үлкен және көлемді тапсырмада қате
табылған кезде оны түзетуге көп уақыт кетуі мүмкін".
Кемшіліктерге автор сонымен қатар тілдің әртүрлі нұсқаларының болуы
жатады, бұл кейбір бағдарламалардың сәйкес келмеуіне әкелуі мүмкін.
Көптеген адамдар Интернет-технологиялар саласының дамуын және мектепте
оқытылатын білімді жаңарту қажеттілігін атап өтеді.
9 сынып информатика пәні бойынша «Программалау» тақырыбы 3
тоқсанда басталады. Тақырыптар төмендегі кестеде көрсетілген.
Кесте 1. 9-сыныпқа арналған тақырыптық жоспар (3 тоқсан)
Python – да бірөлшемді массивтер
Сипаттары бар элементті іздеу
Элементтердің орнын ауыстыру
Екі өлшемді массив
Элементті сұрыптау
Элементті жою және кірістіру
PyGame кітапханасы
Артқы фон мен ойын кейіпкерлері
Кейіпкерлерді анимациялау
Шарттарды программалау
Python өте жоғары деңгейлі тіл бола отырып, динамикалық массивтер
(тізімдер) және сөздіктер сияқты жоғары деңгейлі мәліметтер типтеріне ие [13].
Мысалы, динамикалық массивтер (тізімдер) және сөздіктер.
Python тілінде терминнің әдеттегі мағынасында массивтер жоқ, бірақ
"динамикалық массив" ұғымының кеңеюі деп санауға болатын тізімдер бар. Біз
тізімнің әр элементімен бөлек жұмыс жасай аламыз немесе элементтерді қосу
және жою, тізімнің бөліктерін көшіру, сұрыптау сияқты барлық тізіммен жұмыс
жасай аламыз [14].
Python бағдарламаны жасау кезінде көп уақытты үнемдей алады, өйткені
компиляцияны қажет етпейді. Трансляциялауға арналған бағдарламаны
машиналық кодты интерпретаторлар пайдаланылады.
Аудармашыны интерактивті түрде қолдануға болады, бұл тіл
функцияларымен тәжірибе жасауды, бір реттік бағдарламаларды жазуды
немесе бағдарламаны жасау кезінде мүмкіндіктерді сынауды жеңілдетеді.
Интерактивті режим Python-ны үйренудің алғашқы сабақтарына жарамды,
өйткені ол программалау процесінің көрінуін қамтамасыз етеді.
Python қазіргі заманғы деректер түрлерін және олармен жұмыс істеу үшін
қажетті функцияларды қолдайды. Бұл тілді программалаумен, әсіресе мектеп
17
оқушылары үшін алғашқы танысуға ыңғайлы етеді және мұғалімнің өзі
үйренуге оңай болады.
Достарыңызбен бөлісу: |