1.2 Информатика курсында Python программалау тілін оқытудың
орны
Мектептегі информатика курсында программалау тілін оқыту және сол
кезде қандай әдістерді қолдану үлкен мәселе.
Әзірге бұл мәселе негізінен келесідей шешілді:
- мектепте қандай да бір нақты бағдарламалардың тілі оқытылды;
- Тілді таңдау оқытылатын бағдарламаның талаптарымен анықталды (көп
жағдайда бұл Паскаль болды);
- Программалаудың жаңа құралдары (мысалы, Си тілі) тиісті техникалық
базасы бар кейбір мектептерде оқытылды, ал мұғалімдер информатиканы
оқытудың өзіндік әдістерін жасауда. Қазіргі уақытта мектепте жаңа
компьютерлердің пайда болуымен программалау жүйелерін таңдау мүмкіндігі
едәуір кеңейді [15]. Бұл Dev C++, Delphi ... Бұл тізімді жалғастыра беруге
болады.
Алайда, белгілі бір программалау жүйесін оқыту үшін таңдау осы жүйеге
тән қатаң стереотиптерді тудыратыны және оқушы басқа жүйелерге, сондай-ақ
Паскаль тіліне үйренетіні белгілі болды. Шығу жолы қайда?
Бұдан шығудың жолы-жеке программалау жүйесін зерттеу емес, тұтастай
программалау негіздерін игеру, атап айтқанда кез-келген программалау
жүйесінің негізгі принциптерімен танысу. Сондықтан оқушыларды таныс
алгоритмдік тілде программалау әдістерімен таныстыру қажет.
Осылайша, жоғары оқу орнында информатиканы оқыту мақсатына сәйкес
алгоритмдер мен программалау бастамаларының міндеттеріне мыналар кіреді:
1) компьютерлердің көмегімен мәселелерді шешу әдістері түсінігін
түсіндіру;
2) әртүрлі мектеп пәндері бойынша қарапайым есептерді шешу әдісі мен
моделін таңдау;
3) физика, математика және басқа пәндер бойынша есептерді шешудің
қарапайым алгоритмін құру білігін қалыптастыру;
4) кез-келген программалау тілінде қарапайым бағдарлама құру және оны
компьютерде іске қосу қабілетін дамыту;
5) ДК-де алынған нәтижелерді талдау білігін қалыптастыру.
Мұндай бағдарламаны іске асырудың әдіснамалық негізі компьютерде
келесі мазмұндағы есепті дайындау болып табылады:
- бухгалтерлік тәсіл;
- қою әдісі;
- сценарий алгоритмі;
- бағдарламалық қамтамасыз ету;
18
Кез-келген есепті автоматты түрде басып шығаруды келесі кезеңдерге
бөлуге болады:
1) есептің математикалық тұжырымы;
2) таңдалған есепті қалыптастыру;
3) есеп алгоритмін құру.
4) программалау тілінде бағдарлама құру;
5) бағдарламаны тестілеу;
6) алынған нәтижелерді есептеу және талдау.
Бұл тізбек компьютердегі мәселелерді шешудің технологиялық тізбегі деп
аталады.
Қазіргі уақытта программалау көптеген адамдар қызметінің ажырамас
құралына айналуда: қызмет көрсету мамандарынан бастап IT мамандарына
дейін. Ең танымал программалау тілдері-Java, C, C++, Python, C# [4]. Оларды
зерттеу, әдетте, мектептен басталады: оқушылар кез-келген тілді меңгерудің ең
төменгі деңгейін игереді және бар білімді мәселелерді шешуде қолдана алады
[16].
Информатикамен, робототехникамен және программалаумен байланысты
мамандықтар өзекті болып табылатындықтан, мектепте оқытудың маңызды
аспектісі алынған білімнің өзектілігі, олардың жұмыс берушілердің
талаптарына және қоғамның сұраныстарына сәйкестігі болып табылады,
сондықтан негізгі мәселелердің бірі қолайлы оқыту құралын таңдау болып
табылады.
Біздің ойымызша, мұндай құрал Python тілі болуы мүмкін. Үйрену оңай
және көп қырлы, С,С++ программалау тілдерінен айырмашылығы, Python
синтаксист түсінікті. Basic және Pascal, олар танысу және шеберлікті шыңдау
үшін өте қолайлы, бірақ олардың танымалдылығына қарамастан, оларды
заманауи деп айту қиын. Бұл тілдер жоғары құнды өнімдермен алмастырылады.
Java және Ruby тілдері бағдарламалық кодты жазу кезінде қателерді болжай
және таба алатын, мектеп курсында қарастырылмаған бағдарламаларды жасай
алатын тәжірибелі пайдаланушыларға бағытталған. Осылайша, біздің
ойымызша Python тілін мектепте оқығандары дұрыс.
Сондай-ақ, оқушыларды Python тілін қосымша және тереңірек үйренуге
қызығушылық танытса, онда ары қарай жоғары деңгейдегі тілдерді үйренуге
дайындауға көмектеседі. Әрине, Python-ға деген көзқарас әртүрлі. Python-мен
программалау тілдерін үйренуді бастаған адамдар төмен деңгейлі тілдерге
ауысқысы келмейді немесе оларды түсінбейді деген пікір бар.
Біздің ойымызша, егер оқушы программалауға қызығушылық танытса,
онда мұндай проблема туындауы мүмкін емес, өйткені жаңа тілдерді үйрену
білім деңгейінің кеңеюіне ықпал етеді және бағдарламалық кодты әр түрлі
жағынан қарауға, тілдер синтаксисінің және олардың мүмкіндіктерінің барлық
артықшылықтары мен кемшіліктерін бағалауға, жалпы орнатуға мүмкіндік
береді.
Python үйрену оңай, көп қырлы және жан-жақты [17]. Python-да әртүрлі
қосымшалар, ойындар, веб-сайттар белсенді түрде жазылады, ал мектептерде
19
жеке жобалар жүзеге асырылады. Сондай-ақ, мектеп оқушыларының кейбір
олимпиадаларға қатысуы осы программалау тілін білуді болжайды.
Қатысу уақыты шектеулі болғандықтан, оқушы бағдарламалық кодты
жазуға мүмкіндігінше аз уақыт жұмсауы керек. Мысалы, Python-да жолдағы ең
аз элементті табуды бір min сөзін жазу арқылы табуға болады, ал Паскальда,
мысалы, қосымша айнымалыны енгізу арқылы элементтерді бір-бірімен
салыстыру керек.
Оқушыларға программалау тілін үйрену кезінде бағдарламаларды жазу
кезінде әртүрлі тілдерде жоғарыдағы мысалдағыдай әртүрлі конструкциялар
қолданылады, бірақ бірдей алгоритмдерді жүзеге асырылады деп айту
маңызды.
Python тілінде осындай "қысқартылған" конструкцияларды қолдану
оқушылардың тапсырманы орындау уақытын үнемдейді және көптеген
бағдарламаларды шешуге және жазуға мүмкіндік береді. Жалпы, оқытудың
барлық уақытында мұндай жазбаның қайдан келетінін және неге
қолданылатынын айтқан жөн. Бұл Python тілін оқыту әдістемесінің негізгі
мәселелерінің бірі. Мұғалімнің міндеті-кез-келген әдісті бермес бұрын, ол
туралы айту керек және мектеп оқушылары оның қалай жұмыс істейтінін
түсінетініне көз жеткізу керек.
Дәл сол кезде төменгі деңгейдегі тілдерге көшу мәселесі туындамайды.
Max, min, sort және т.б. сияқты кейбір конструкцияларды қолдану, керісінше,
оқушының жұмысын жеңілдетеді, мүмкін қателерді жазудан сақтайды.
Мектепте Python-ды оқыту барысында repl.it сайтында онлайн режимінде
жұмыс істеуге болады Python-мен жұмыс істеу үшін кез-келген Windows
амалдық жүйесінің болуы жеткілікті.
Сонымен қатар Pythontutor.ru веб-сайтымен жұмыс істеу пайдалы болады,
онда бағдарламаның құрылымында не болып жатқанын кезең-кезеңімен
бақылай аламыз. Оқушыларға бағдарлама ішінде не болып жатқанын түсіну
үшін оны алғашқы сабақтарда көрсету өте маңызды. Сайтта теориялық ақпарат
бар және жаттығуға арналған кейбір практикалық мәселелерді шешуге
мүмкіндік бар.
Python-дың басты кемшілігі, әзірлеушілердің өздері мойындағандай, онда
жазылған бағдарламалар құрастырылған тілдерде (C, C++) жасалғанға
қарағанда баяу жұмыс істейді. Бірақ кейде бағдарламаның жылдамдығы емес,
даму жылдамдығы маңызды [18].
Жоғарыда айтылғандай, Python-да жазу көптеген басқа тілдерге қарағанда
тезірек шығады. Оқушыларға алғашқы сабақтардан бастап бағдарламалық
кодты сауатты жазуға үйрету керек, өйткені үлкен және көлемді тапсырмада
қатені анықтаған кезде оны түзетуге көп уақыт кетуі мүмкін. Кемшіліктерге
сонымен қатар тілдің әртүрлі нұсқаларының болуы кейбір бағдарламалардың
сәйкес келмеуіне әкеледі.
Қазіргі уақытта программалау кеңінен таралуда, ал программалау тілдері
қарапайым және қолдануға ыңғайлы. Python-ны жақсы білетін адамдарға деген
20
қажеттілік тек өседі, сондықтан біз Python орта мектепте программалауды
үйренудің алғашқы тілі бола алады деп санаймыз.
Есепті шешудің алгоритмі информатика курсында негізгі орын алады, яғни
ақпаратты өңдеу жазылған есепті шығару алгоритміне сәйкес жүзеге
асырылады. Алгоритм жазудың бірнеше әдісі бар екені белгілі. Алгоритмді
жазу әдістерінің ішінде оның программалау тілінде - компьютерде орындалған
программа түрінде жазылуы ерекше орын алады. Программалау тілі - бұл
компьютерге есеп шығару алгоритмін жазу үшін қолданылатын жасанды тіл.
Программалау тілінде жазылған алгоритм программалау деп, ал алгоритмді
жазу процесі программалау деп аталады. Программалау тілі - бұл үш
компоненттің бірлігі: алфавит, синтаксис және семантика [19].
Тілдің алфавиті - бұл тілдің сөйлемдерін жазу кезінде қолданылатын тілдің
барлық белгілерінің жиынтығы.
Тіл синтаксисі - бұл тіл мен оның компоненттерінің сөйлемдерін құру үшін
қолданылатын ережелер жиынтығы.
Тілдің семантикасы - тіл синтаксисіне негізделген оның құрылымын түсіну
ережесін анықтайды [20].
Python - жоғары деңгейлі кодты оқуды және әзірлеуші өнімділігін
жақсартуға арналған жалпы мақсаттағы программалау тілі [21]. Python тілі аз
синтаксисті қажет етеді. Сонымен бірге стандартты кітапханада көптеген
пайдалы функциялар бар. Тілді кеңейтулері: py, .pyw, .pyc, .pyo, .pyd is.
Python тілін дамытуды 1980-ші жылдардың соңында Голландия
институтының қызметкері Гидо Ван Россум бастаған. Ол оны бос уақытында
жаза бастады. 1991 жылы 20 ақпанда ол алғашқы мәтіндерін жаңалықтар
жинағында жариялай бастады. Python тілі бастапқыда объектіге бағытталған
программалау тілі ретінде жасалған [22].
Автор бағдарламаны 1970 жылдардағы әйгілі британдық комедиялық
"Монте-Pythonның ұшатын циркі" телешоуының құрметіне атады. Көбісі мұны
жыланның атымен байланыстырады. Бағдарлама сайтында python.org (2.5
нұсқасына дейін) жыланның басы бейнеленген. Python әзірлеушісінің негізгі
мақсаты-оны пайдаланушы үшін қызықты ету. Сіз оны аты бойынша көре
аласыз. Оның мақсаты-оқытуды ойын түрінде ұйымдастыру және ақпараттық
материалдармен қамтамасыз ету. Бұл Гуидо дизайнының құрылымы тілдің
жақсы пікірлеріне сүйене отырып, ұтымды болғанын дәлелдейді [23].
2008 жылдың 3 желтоқсанында ұзақ тестілеуден кейін Python 3000 (немесе
Python 3.0) алғашқы нұсқасы шығарылды. Python 3000 программалау тілінде ол
Python-ның ескі нұсқаларымен үйлесімділікті арттыру мақсатында сәулет
кемшіліктерін жеңді. Бүгінгі таңда дамудың екі саласы қолданылады (Python
3.x және 2.x).
Python тілінің негізгі және аралық нұсқаларының уақыты:
1. Python 1.0 - 1994;
2. Python 1.5 - 1997;
3. Python 1.6 - 2000;
4. Python 2.0 - 2000 қазан айы;
21
5. Python 2.1 - 2001 сәуір айы;
6. Python 2.2 – 2001 желтоқсан айы;
7. Python 2.3 - 2003;
8. Python 2.4 - 2004;
9. Python 2.5 - 2006;
10. Python 2.6 - 2008;
11. Python 2.7 - 2010;
12. Python 3.0 - 2008;
13. Python 3.1 - 2009;
14. Python 3.2 - 2011;
15. Python 3.3 - 2012;
16. Python 3.4 – 2014;
17. Python 3.5 – 2015;
18. Python 3.6 – 2016;
19. Python 3.7 – 2018;
20. Python 3.8 – 2019 қазан айы;
21. Python 3.9 – 2020 [24].
Python тіліне басқа тілдердің әсері. Python өзінің шығу тегі кеш болғандықтан
көптеген тілдердің ықпалында болды. Python тілінің көп бөлігі (мысалы, байт
компиляциясының бастапқы коды) бұрын басқа программалау тілдерінде
жүзеге асырылған.Python тілін программалауда қолдану қажеттілігін
дәлелдеудің көптеген мүмкіндіктері бар. Олар келесідей:XML / HTML
файлдарымен жұмыс;http сұраулар жасау;
- GUI (графикалық интерфейс)
- Web веб-сценарийлер құру;
- F FTP-мен жұмыс істеу;
- Images Суреттермен, аудио және бейнемен жұмыс;
- Robot робототехникада қолдану;
- математикалық және ғылыми есептеулерді программалау және т.б.
Осыған байланысты Python бағдарламасы көптеген мәселелерді шешеді:
резервті көшіру, электрондық поштаны оқу немесе ойын құру.
Python программалау тілі шектеусіз болғандықтан, оны үлкен жобаларға
пайдалануға болады. Мысалы, Python тілі ІТ-алыптар болып табылатын Google
және Yandex жобаларында кеңінен қолданылады. Сонымен қатар, оның
қарапайымдылығы мен әмбебаптығы оны ең жақсы программалау тілдерінің
біріне айналдырады. Ол тегін және еш тіркеусіз орындалады.
Python-ны Windows-қа орнату үшін алдымен оны ресми сайттан жүктеу
керек. Басқа сайттардан көшіру қауіпті, яғни вирустық бағдарламалар болу
мүмкін. Келесі сайтқа өтіп https://python.org/downloads/windows/, "Python соңғы
шығарылымы" және Python 3 таңдаймыз.
22
Сурет 1. Бағдарламаны көшіру үшін сайттың бірінші бетінен үзінді
Таңдалған опцияның сипаттамалары сипатталған терезе пайда болады.
Парақтың соңына өтіп, «жүктеу парағын» ашамыз.
Сурет 2. Жүктеуге болатын файлдар тізімі
Мұнда сіз жүктеуге болатын файлдардың тізімін көре аласыз. Егер жүйе 32
биттік болса, Windows x86 үшін MSI орнатушысын және егер жүйе 64 биттік
болса, Windows x86-64 үшін MSI орнатушысын таңдау керек.
Сурет 3. Жүктеуге арналған файлдар тізімі
Жүктелінген файлды ашамыз, сол жерден Python Software Foundation
жазуын көрсетіп, таңдап аламыз.
23
Сурет 4. Хабарлама терезесі
Барлық қолданушыларға немесе тек бір қолданушыға орнатуды
орындаймыз (өз қалауларыңызбен орнату керек).
Сурет 5. Орнату жағдайын таңдау терезесі
Орнатуға арналған буманы таңдау керек. Дискіден кез келген буманы
таңдауға болады.
Сурет 6. Орнататын буманы таңдау терезесі
Компонентерін таңдауға болады. Егер таңдау білмеген жағдайда үнсіз
келісім бойынша қалдыру керек.
24
Сурет 7. Компоненттерді таңдау терезесі
Python бағдарламасының орнатылғанын күту керек. Finish батырмасын
басқан соң бағдарлама орнатылды деп есептеу керек. Бұл нұсқада IDLE «зірлеу
ортасы ендірілген. Дәл қазір алғашқы бағдарлама жазуға болады. Алғашқа
бағдарламаны кез келген мәтіндік редакторда немесе IDLE әзірлеу ортасында
жазуға болады. Python бағдарламасын іске қосқан соң IDLE ортасын ашу керек
(Python программалау тіліндегі әзірлеу ортасы).
Сурет 8. IDLE ортасын іске қосу терезесі
IDLE ортасы бастапқыда интерактивті режімде ашылады. Кейіннен
программаны жазуды бастауға болады. Салт бойынша алғашқы программа
"hello world" болады.
Python тілінде "hello world" сөз тіркесін жазу үшін тек бір ғана жолдың
жазылуы жеткілікті:
print("Hello world!")
Сурет 9. Python тілінде жазылған код
Бұл кодты IDLE ортасына енгізіп Enter батырмасына шертеміз.Нәтиже
келесі суретте бейнеленген:
25
Сурет 10. Интерактивті режім терезесі
Достарыңызбен бөлісу: |