«Информатиканы оқыту әдістемесі»

МАЗМҰНЫ

	Дәрістер
	Машықтану сабақтары
	Студенттердің өздік жұмыстарының жоспары
	Межелік бақылау сұрақтары
	Пән бойынша емтихан сұрақтары

• 
  Информатиканы мектепте оқыту үрдісіндегі ақпараттандырудың орны мен ролі
  
• 
  ИОӘ информатика, педагогика, психология ғылымдарымен және басқа пәндермен байланысы
  
• 
  Информатика курсының негізгі компаненттерімен есептеуіш техниканың өзара байланысы.
  

Қазіргі өскелең өмір бұл пәннің мектепке жылдам енуімен қатар ол пәннен берілетін білім сапасын жетілдіруді де талап етеді.

Теориялық зерттеулер мен практикалық эксперимент нәтижелері бүгінгі таңда мектептегі информатика пәннің бірнеше кезеңге бөлініп оқытылғаны жөн екені дәлелденіп отыр.

Бірінші кезең- пропедевтикалық. Бұл кезеңде, төменгі сынып оқушыларын компьютермен алғаш таныстыру өтеді, қарапайым компьютерлік ойындар мен жаттығулар программаларын қолдану арқылы оларда ақпараттық мәдениеттің алғашқы элементтері қалыптасады.

Екінші кезең- базалық курс, информатика пәні бойынша оқушылар дайындығының жалпы білім деңгейімен қамтамасыз етеді. Бұл кезеңде оқушылар ақпараттық технология құралдары мен әдістерін меңгеріп, компьютерді қолдана білу біліктілігі қалыптасады.

Үшінші кезең – информатика саласы бойынша көлемі мен мазмұны жағынан сараланған бағдарлы оқу бағдарламалары бойынша, қызығушылықтары мен бағыттарына қарай кәсіптік даярлыққа дейін білімдерін жалғастырады.

Базистік оқу жоспарына сәйкес информатика пәні орта мектептің 7-11 сыныптарында ғана оқытылатын міндетті оқу пәні ретінде беріледі. Ал пропедевтикалық курс факультативтік сабақтарда, қажетіне қарай ұйымдастыру негізінде оқытылады.

Қазіргі таңда информатика әлемдік ғылымның бірден-бір болашағы бар ғылым саласы болып табылады. Оның айналасында ғылыми зерттеулердің бірнеше бағыттары қалыптасуда, атап айтқанда: әлеуметтік, экономикалық, құқықтық, биологиялық информатика және т.б.

«Информатика» пәні бойынша орта жалпы білімнің жалпыға міндетті мемлекеттік стандартында ұсынылғандай информатикалық білім мазмұны теориялық информатика, ақпараттандыру құралдары, ақпараттық технология, әлеуметтік информатика бөлімдерін қамтиды.

Білім мазмұны оқушылардың қолданушы есебінде біліктілігімен қоса, программалау біліктілігін арттыруға бағытталған материалмен толықтырылған.

Білімге қойылатын талаптар осы мазмұндық жүйелерге, бағдарлама бағытына сәйкес білуі, үйренуі тиіс бөлімдерінде жүйеленіп берілген.

Информатиканың даму болашағы туралы мәліметтер жалпы алғаш рет осы стандартта беріліп отыр. Бұл ғылымның дамуына байланысты қай мәселеге, қай деңгейде көбірек көңіл бөлінуі қажет екенін алдын ала білуге көмектеседі.

Бұл атқарылған жұмыстардың бәрі оқушылардың білім сапасының жоғары болуының кепілі десек қателеспейміз.

Информатиканы мектепте оқыту сапасын жетілдіру мақсатында жүргізіліп жатқан жұмыстардың бірі информатика оқулықтары мен оқу - әдістемелік құралдарына қойылатын дидактикалық талаптарды нақтылап, осы материалдарды даярлауда пайдалану. Бұл жұмыста Информатика пәнінің өзіндік ерекшеліктері ескерілді.

Әрине, осы айтылғандармен қатар білім сапасын жетілдіруге оқытудың жаңа технологияларын қолдана білу шеберлігін арттыру қажет. Бұл да өте күрделі мәселелердің бірі. Сондықтан үлкен зерттеулерді қажет етеді. Осы бағыттағы зеттеулер жүріп жатыр.

1. 
   Мектеп информатикасын оқыту неше кезеңнен тұрады?
   
2. 
   Информатиканы мектепте оқытуда сапасын арттыру үшін қандай жұмыстар жүргізілуде?
   

1. 
   Софронова Н.В. «Теория и методика обучения информатике», Москва «Высшая школа», 2004 г.
   
2. 
   Халықова К.З. Информатиканы оқыту әдістемесі. Алматы, 2000 ж.
   

Дәріс жоспары:

• 
  Информатика пәнінің мектепке енгізілуі және оның даму қарқыны
  
• 
  Информатиканы пәнін оқытудағы бағыттар
  

Информатика оқытудың әдістемелік жүйесінің ғылыми - теориялық негіздемесі А.Кузнецовтың ғылыми еңбегінде жан-жақты зерттелген. Бұл еңбекте информатиканың базалық ұғымдарын біртіндеп қалыптастыру мен дамыту арқылы мазмұндық құрылым жүйеленіп, қарастырылған. С.Бешенков, А.Ершов және А.Кузнецовтың ғылыми еңбектерінде информатиканы саралап оқытудың көпдеңгейлілігі зерттелген. Бұл ғылыми еңбектерде мамандыққа дайындаудың 4 бағыты бөлініп, көрсетілген:

1. 
   гуманитарлық;
   
2. 
   жаратылыстану ғылымдары;
   
3. 
   физикалық-математикалық;
   
4. 
   программалық .
   

Гуманитарлық-тіл ұғымдары;

Жаратылыстану ғылымдары –модель ұғымдары;

физикалық-математикалық – модель мен алгоритмұғымдары;

программалық- ақпаратты өңдеу тәсілдеріне байланысты ұғымдар.

А.Г.Гейн мен А.И.Сенокосовтың 8-11 сыныптар бойынша жасақтаған информатиканың мазмұндық құрылымында базалық түсініктермен қатар басқа пәндермен сабақтастылық байланыстары және компьютерлік модельдің практикалық мәні де қарастырылған.

А.П.Ершовтың жасақтаған мазмұндық жүйесімен салыстырғанда бұл жүйеде информатиканың базалық түсініктері компьютерлік модельдеу негізінде берілген. Информатика оқулықтарының басым көпшілігінде есептеуіш техниканың тек даму тарихы ғана көрсетілсе, ал мұнда оның даму келешектеріне талдау жасалынып , микропроцессорлықтехника түсінініктері берілген.

Жоғарыдағы аталған ғылыми – теориялық негіздемелерді ескере отырып, информатиканың мазмұнын 5 салаға бөлді.

1. 
   Дүниетанымдық көзқарас;
   
2. 
   Компьютерді қолданушы ;
   
3. 
   Алгоритмдеу мен программалау.
   
4. 
   Мамандырылған сала;
   
5. 
   Техникалық сала.
   

Жаңа ақпараттық техналогиялардың жеделдетіп дамуына байланысты информатиканың мазмұныда үздіксіз өзгеріп отырады. Осыған орай информатика пәнін төменгі сыныптарға көшіру проблемасы тундауда. Осы қажеттілікті шешу бағытында академик Е.Балапановтың ғылыми жетекшілігімен “Ақпараттық мәдениет негіздері” курсын 1-11 сыныптарда оқытудың тұжырымдамалық негізі, стандарты, оқу бағдарламасы және оқу әдістемелік кешендері жасақталуда.

1. 
   Қазіргі уақытта информатикадан мектеп курсының қандай бағыттары оқытылады?
   
2. 
   Гуманитарлық бағыт қандай мақсатты көздейді?
   
3. 
   Жаратылыстану бағыты қандай мақсатты көздейді?
   

1. 
   Ермеков Н.Т., Стифутна Н.Ф. Информатика 7 сынып: Оқулық. Алматы, «Атамұра», 2003 ж.
   
2. 
   Ермеков Н.Т., Стифуна Н.Ф. Информатика 8 сынып: оқулық. Алматы, «Атамұра», 2004 ж.
   
3. 
   Бурибаев Б., Нақысбеков Б., Мадьярова Г. Информатика және есептеуіш техника негіздері 9 сынып: Оқулық. Алматы, «Мектеп», 2005 ж.
   

Дәріс жоспары:

• 
  Ақпараттық қоғамның философиялық концепциясы
  
• 
  Оқушылар білімі мен дағдысына қойылатын талаптар
  

Дербес электронды есептеуіш машиналапрды оқу процесінде барлық пәндерде техникалық оқу құралы ретінде пайдалану білім беру мазмұнына ықпал етумен байланысты.

Компьютердің мүмкіндіктерін ескере отырып, оқыту мәселелеріне талдау жасасақ, психологияның, педагогиканың, іргелі оқыту теориясынан психологиялық-педагогикалық, әдістемелік мәселелер туындайды. Бұл берілген теорияда оқытудың дәстүрлі түрімен ғана шектеліп қоймайды, үйрету программаларын жобалауда әдістемелік құрал болып қалыптасады.

Белгілі теориялық тұжырымдарға сүйеніп, содай-ақ педагогикалық принциптерді ескере отырып, компьютерлік оқытудың психолигиялық- педагогикалық мәселелерін қарастыру қажет:

• 
  компьютерлік оқытудың тәрбиелеу, білім беру және дамытуды бірлігін қамтамасыз ету;
  
• 
  оқушылардың шығармашылық қабілетін қалыптастыру мақсатында дербес және саралап оқыту ұйымдастыру;
  
• 
  оқу процесін жетілдіру;
  

“Оқыту процестері – дидактиканың талас туғызатын мәселелерінің бірі. Сондықтанда дидактикалық принциптерді әр оқымысты өзінше қарстырады” деп жазады В.Оконь.

Оқыту принциптерінің ішінде ерекше роль атқатратын басты принциптердің біреуі біздің көзқарасымыз бойынша белсенділік принципі. Белсенділік принципі барлық принциптерді компьтелік оқыту кезінде практиклық жүзеге асырудың негізі мен көрсеткіш деңгейі болып табылады.

Белсенділік принципі саналылық принципі мен тығыз байланысты. Сондықтан үйретуші программалардың құрлымы әрекет туралы және пән бойынша программамен жұмыс істеуге қажетті білім беруді біртұтас нысаналы компонент болуы керек деп есептейміз.

Оқушылардың біліктілігі мен дағдысының ғылыми ізденісін қалыптастыру оқытудың ғылымилық принципімен байланысты. Бұл принцип қазіргіқазіргі ғылымдағы берік орныққан қағиданы зерттеуді талап етеді, оқу материалдарын таңдап алу мен оқыту әдістерін қалап алуға көмектеседі. Ғылымилық пинцип негізінде компьютелік оқыту жүйесінің мазмұнына бірқатар талаптар қойылады. Біздің ойымызша оқыту жүйесі компьютер арқылы оқу материалын тиімді меңгертетін мазмұнда болуы қажет. Компьютерлік оқыту жүйесінің мазмұнына қойылатын келесі талап қазіргі ғылыми мағлұматтар деңгейінде, ал, оқу материалын меңгерту танымның ғылыми әдістерімен парапар болыу тиіс

Оқушылық таным нақты фактілер мен құбылыстарды сезімдік қабылдаудан басталды. Бұл таным көзі ретінде заттар мен құбылыстардың өздеріне бет бұру мен байланысты. Ол оқытуды еңғарып қараудан бастауда талап етеді. Осыдан барып көрнекілік принципі шығады. Аталған принцип негізінде оқытужүйелеріне мынадай таолаптар қоюға болады:

• 
  үйретуші программаларды жасағанда дидактикалық мақсаттарды орындай алатын модельді таңдап алу;
  
• 
  процестерді бейнелегенде түстеді дұрыс таңдай білу;
  

Білімнің жақсы меңгерілуі үшін, олар түсінікті, ретке келтерелген болуы керек және бұрынғы бар білім жүйесіне біртіндеп енгізілуі тіс. Бұл жүйелілік принципінен көрініс табады.

Информатика курсының білім беру саласына пән ретінде енгізілуі оған қазіргі заманға сай және ғылыми түр береді, жүйелейді. Жүйелілік пен бір ізділік принципі үйретуші программаларға бірқатар талаптар қояды. Программаның мазмұнына арнайы әдіснамалық мағлұматтар енгізу, ғылыми құрылымы болуы, сондай-ақ белгілі ретпен пакеттер жасау ажет.

Компьютерлік оқыту жүйелері танымның жүйелі әдістерін оптимальді жүзеге асады.. Осыдан үйренушінің әрекетін құрайтын алгоритм материалы меңгеруді қажет ететін жүйелілік талдаудан құралатынын байқаймыз.

Біз оқу процесіннің компьютерді қодану мен байланысты мәселелерін үщ топқа бөлеміз: бірінщі-оқыту теориясына, екінші-компьютелік оқыту технологиясына, үшінші- үйретуші программаларды жобалауға қатысты.

Оқыту теориясы оқу қызметімен байланысты оқушылар мен үйренушілер қызметінің негізгі компоненттеріне, оқу қызметін басқару поцесіне байланысты талдауларға сүйенеді.

Оқыту технолоиясы оқыту теориясымен оның практикалық жүзеге асырылуының арасындағы байланыстыбөлім. Үйретуші программаларды жобалау теория мен технологияның практиклық қолдану табуы болып табылады.

Компьютелік оқытудың психологиялық- педагогиклық жайы, ең алдымен, оқу мақсатына жетудің негізгі механизмнің қызметіне терең талдау жасап оқу процесінде заңдылқтарды пайдалана білу. Компьютерлендірудің ерекшелігін ескере отырып, бұл заңдылықтарды қолдануды жан- жақты ойластырып жүзеге асыру керек.

Біз оқыту қызметін басқару деп қарастырамыз. Бұндай басқарудың негізгі құралы педагог тарапынан немесе оқыту құрылысы тарапынан, ең алдымен, үйренушінің танымдық сферасын әсе етеді. Бұл әсер ең алдымен оқу мақсатының сәйкестігіне бағытталуы қажет.

Дәстүрлі оқу процесіне “оқушы-оқытушы”жүйесі қалыптасқан. Демек, оқу процесі – оқушы мен мұғлімнің өзара байланысты қызметі, біте қайнасқан бірлікте жүзеге асырылатын күрделі, қозғалмалы жүйе болып табылады. Бұл жүйеде мұғалімнің басшылығымен, оқушы ғылым негіздерін, әрекет тәсілдерін меңгеріп дамиды. Бұл өзара байланысты қызметте әрбір субъектінің өзіндік қызметі бар. Мұғалімнің қызметі тек білім беру ғана емес, білімді меңгеру процесі мен әрекет тәсілдерін басқару болып табылады. Оқушының міндеті - білім жүйесін, оны алу тәсілдерін мегерту, оны өңдеу, сақтау жолдарын үйрену.

Бұл оқушы мен мұғалімнің алдында тұрған мәселені шешу – оқу танымының кезеңдеріне сәйкес жүзеге асырылады.

Бірақ дәстүрлі емес оқытуда оқушылардың оқу әрекетін басқарудағы мұғалімнің мүмкіндіктері ұйымдастыру барысындағы қиындықпен шектеледі. Дәстүрлі емес оқытуда ақпараттық ағым , негізінен, оқытушыдан оқушыға бағытталатынын практикада көрсетіп отыр. Демек, оқушылардың оқу әрекетін тиімді басқару мәселесі бұл процесті процесті жан- жақты жедел ақпараттық қамтамасыз ету мәселесін шешу мен, яғни жаңа ақпараттық технологияның оқу процесіне енгізілумекн байланысты шешіледі. Жаңа ақпараттық технологияның оқу процесіне енгізілу бұл жүйенің орнына “оқушы-оқытушы-компьютер” пайдаланғандықтан қалыптасқан психолигиялық- педагогикалық әдістеріне өзгерістер енгізуді қажет етеді. Олай болса, жаңа жағдайдағы оқу- тәрбие процесін тиімді және мақсатына жете алатындай ету үшін бірқатар психолигиялық- педагогикалық мәселелерді қайта құруға тура келеді. Осыған байланысты психологиялық- педагогиканың және дидактиканың көптеген дәстүрлі қағидаларын қосымша зерттеу қажет болады.

Біздің ойымызша зерттеліп отырған компьютерлік оқытудың психолигиялық- педагогикалық негізі ең тиімді іс- әрекет амалы болып табылады.

Қазіргі уақытта іс- әрекет категориясы үлкен методологиялық және теориялық мәнге ие болды. Іс -әрекет адамзаттың табиғи, әлеуметтік қабілеттерінің қатынасын белсенді түрде өзгертушісі және түрлендірушісі бола алады. В.А.Иванов әрекетінің психологиялық түсініктемесіне мынандай мінездеме береді: “Іс - әрекеттің психологиялық бейнесі белсенді психиканың реттелетін субъектісінің бірі- абстракциялық модельден шығады”. Іс- әрекеттің түбегейлі мәселелерімен көптеген психолог, философ және социологтар шұғылданды.

1. Ақпараттық қоғамның философиялық концепциясының тұжырымы?

2. Оқушылар білімі мен дағдысына қандай талаптар қойылады?

Ұсынылатын әдебиеттер

1. 
   Софронова Н.В. «Теория и методика обучения информатике», Москва «Высшая школа», 2004 г
   
2. 
   Лапчик М.П. , Семакин И.Г., Хеннер. Методика преподавания информатики: учебное пособие для студ.педвузов – М.: Издательский центр «Академия», 2001
   

Дәріс жоспары:

• 
  Мектепте информатикадан пропедевтикалық курсты енгізу мақсаты.
  
• 
  Қазақстандық педагогтардың жүргізген еңбектерінің тұжырымдамалары.
  

Орта мектепте информатиканың жеке пән ретінде оқытылуы, көптеген педагогикалық ізденістер мен ғылыми- әдістемелік еңбектердің туынауының жандана түсуіне алып келеді. Информатиканың бүгінгі қоғамдағы алатын орнын, ерекешеліктерін ғылыми - әдістемелік тұрғыда негіздеуге арналаған көптеген ғылыми зерттеу жұмыстары жүргізілуде. Атап айтқанда, ғылыми зертеулердің ішінен С.Пейперт, Ж.Пиаже, Ю.Первин, Е.Коган, А.Витухновская мен А.Семьенова мен және отандық ғалымдарымыздың Е.Бидайбеков пен Ж.Қараевтың тұжырымдамаларымен Қ.Абдиев, Г.Абдукаримова зерттеу жұмыстары бастауыш мектептерде информатика элементтерін пайдаланудың теориялық негізі бола алады.

Алайда бұл зерттелген жұмыстарда бастауыш мектепте информатика пәнін дәстүрлі емес сабақ формалары арқылы оқыту негізінде жүзеге асыру жөніндегі мәселелер жеткілікті дәрежеде зерттелген жоқ.

Сондықтан, бастауыш мектеп оқушыларына информатиканың калғашқы түсініктерімен ұғымдарын беру, сонымен қатар дәстүрлі емес сабақ формалары арқылы бастауыш сынып оқушыларын информатика пәнінен оқытуды жүзеге асыру арқылы қажет болатын білім мен іскерлік пен дағдымен қаруландыру және жастарды ақпараттық қоғамға қызмет етуге дайындауды осы кезеңде бастау қажеттілігі басты назарда болып отыр.

Бүгінгі таңда информатика пәнін дәстүрлі емес сабақ формалары негізінде бастауыш мектепте оқытудың қажеттілігімен оны оқыту үрдісінде жүргізуге тиімді оқу әдістемелік құрлдардың, оқыту бағдарламаларының жеткілікті дәрежеде болмауының арасында қарма-қайшылық бар. Осы қарама-қайшылықтар, бастауыш мектепте информатика пәнін дәстүрлі емес сабақ формалары негізінде оқытуды енгізу арқылы оқушыларда алғашқы білім, іскерлік, дағдылардыларды қалай қалыптастыруға және оның қандай теориялық, психологиялық, педагогикалық алғы шарттарын анықтауға болды? – деген зерттеу мәселесі туындайды.

Зерттеу жұмысының мақсаты – бастауыш мектепте информатика пәнін дәстүрлі емес сабақ формалары арқылы оқыту негізінде оқыту әдістемесін жасау.

Бүгінгі күні дидактикада оқыту әдістерін талдап, іріктеудің түрліше байқаулары өтіп жатыр. Оқыту әдістерін талдап ретке келтіру белгілі бір әдістерді жүйеге келтіру заңдылықтарын және ортақ сипаттамалары мен ерекшеліктерін ашуда үлкен маңызды роль атқарады.

Дәл бүгінгі күні ғылыми техникалық үрдістің жоғапғы дәрежеде дамуы, оқытудың жаңаша тиімді әдістерін іздестіруді талап етуде. Оқыту әдістері ұғымын қалай түсіну қабылданған?

Оқыту әдістері дегеніміз – бұл оқыту міндеттерін шешуге бағыттталған мұғалім мен оқушылардың біріккен іс-әрекеттерінің жүзеге асу тәсілдері. Оның негізгі атқаратын қызметі білімдерді жай бере салу емес, мектеп оқушысының танымдық қабілеттерін қалыптастыру мен сабаққа деген ынтасын ояту болып табылады.

Бастауыш сынып мұғалімдері басшылыққа алатын жәнен заман талабына сәйкес жазылған информатика курсы бойынша оқ-құралдар, әдістемелік жинақтар, теориялық зерттеулер жазылған кітаптар жоқтын қасы. Сондықтан біз білімді жетілдіре түсудің бағыт-бағдарын психология мен педагогика жетістіктерін зерттеп, информатиканың шексіз мүмкіндіктерін пайдалану арқылы сабақ беруді жандандыра түсуге болады деген тұжырым жасап, жалпы орта мектептерде қалыптасқан “Әдістемелік жүйе” –ні некгізге ала отырып, оған сәйкес “оқыту әдістерінің” құрылымын келесі түрде беруді ұсынамыз.

Оқыту әдістерінің құрылымы – бастауыш мектепте информатика пәнін дәстүрлі емес сабақ формалары негізінде оқытудың оқытудың әдістемесіне қатысты анықталды. Әдістемені жаңарту барысында, оқыту құралдарының алатын орыны ерекше. Ал, біздің оқыту әдістемемізге қолданылатын негізгі техникалық құрал – компьютерлік техника болып есептеледі.

Компьютерлік техника дидактикалық мүмкіндіктерін педагогикалық мақсаттараға пайдалану, білім мазмұнын анықтауда оқыту әдістері мен формаларын жетілдіруде жақсы әсерін тигізді. Оның оқыту үрдісінде даралап және топтап оқыту тәсілдерінде, өзіндік танымдық зерттеу жұмыстарын жүргізуге, зор мүмкіндіктер жасайтындығы дәлелденді.

Бастауыш мектепте информатика элементтерін дәстүрлі емес сабақ формалары негізінде оқыту әдістемесін теориялық , психологиялық, педагогикалық жағынан негіздеу мен тәжірибелік эксперимент жүргізу барысында келесі нәтижелер алынды:

• 
  бастауыш мектепте информатика элементтерін дәстүрлі емес сабақ формалары негізінде оқытудың мазмұны анықталды.
  
• 
  Бастауыш мектепте информатика элементтерін дәстүрлі емес сабақ формалары негізінде оқытудың тиімді әдіс-тәсілдері, оқыту әдістемелік және бағдарламалық құралдары жасалды.
  
• 
  Бастауыш мектепте информатика элементтерін дәстүрлі емес сабақ формалары негізінде оқытудың әдістемесі жасалып ұсынылды және оның практикада қолдану тиімділігі тәжірибе жүзінде тексерілді.
  

Жүзнге асыру, оқуылардың информатика элементтерін оқып үйрену бойынша алған алғашқы білімдерін, іскерліктері мен дағдыларын қалыптастыруға және олардың сауат ашу, әліппе, ана тілі, қазақ тілі, математика, бейнелеу өнері пәндерінен алған білімдерін нақтылап бекуітуге мүмкіндіктер туғызды.

Бұл зерттеу жұмыстары келешекте бастауыш мектепте информатика элементтерін дәстүрлі емес сабақ формалары негізінде оқытуды орта мектептің жалпы білім беретін пәндеріне пайдалана отырып, оқушылардың екі жақты пәндерден алатын білімдерін, іскерліктерін және дағдыларын жетілдіру бағытында дамытуға болады.

Өзін тексеру сұрақтары

1. Мектепке информатикадан пропевтикалық курсты енгізудің тиімділікті қандай?

2. Бастауыш сыныпта информатиаканы оқытуда қандай әдстерді қолданған дұрыс деп санайсыз? Ұсынылатын әдебиеттер

1. Софронова Н.В. «Теория и методика обучения информатике», Москва «Высшая школа», 2004 г.

2. Бочкин А.И. Методика преподавания информатики: Учеб.пособие.- Мн.: Выш.шк., 1998.
5-8. Тақырыптар. Оқушылардың алгоритмдік ойлауын дамыту.

Дәріс жоспары:

• 
  Информатика сабақтарында алгоритмдеуге оқыту;
  
• 
  Программалауға оқытудың әдістері;
  
• 
  Оқу компьютерлік модельдеу.
  

Алгоритм және программалау информатика курсының дәстүрлі тараулары болып есептеледі. Алгоритмдеу негіздері мен программалауды оқытудағы негізгі мәселе – программалау тілін, алгоритмді жазу тілі мен ЭЕМ- нің түрін тандауға байланысты. Ал, одан аса маңызды мәселенін бірі- алгоритмдеу проблемаларын шешуге пайдаланылатын әдісті таңдау.

Осы уақытқа дейін тәжірибелерден, программалауды оқыту мен программа жасаудың үш негізгі тәсілін көрсетуге болады:

1. 
   Дәстүрлі тәсіл
   
2. 
   Алгоритімді тәсіл
   
3. 
   Жүйелік тәсіл
   

1. 
   Программа жазу
   
2. 
   Программаны ЭЕМ- ге енгізу
   
3. 
   Программаны ЭЕМ- де жүргізу
   

Келесі, екінші алгоритімдік тәсіл программа тексін жазғанға дейін қойылған есепті шешу алгортімін құруға негізделген:

есеп- алгоритім- программа- ЭЕМ

құру жазу енгізу

Бұл әдіс бойынша программа жазу төмендегідей кезендерді қамтиды:

1. 
   Алгоритім құру
   
2. 
   Программа жазу
   
3. 
   ЭЕМ- ге программа енгізу
   
4. 
   ЭЕМ- де программаны жүргізу
   

1. 
   Алгоритімді оқу мен түсінудің қарапайымдылығы
   
2. 
   Өзгерістер мен түзетутулер енгізудін қарапайымдылығы
   
3. 
   Алгоритімнің дұрыстығын талдаудын қарапайымдылығы
   

Есеп-сценарий-алгоритм-программа-ЭЕМ.

Орта мектепте арналған барлық информатика оқулықтарында мектептік алгоритімдік тіл (МАТ) берілген.

Информатикаға кіріспеде алгоритмдеуге есептер қарастырылған болатын, енді оны алгоритімнің жазылу ережесін ескере отырып, компьютердегі атқарушыға қолдану қажет. Е- практикум жүйесінде алг, арг, нәт, басы, соңы қызыметші сөздері бірден экранға шығады, бұл сөздер өшірілмейді. Мұнда оқушылардың көңілін атқарушы ұғымына, оның командалар жүйесіне аудару қажет.

Информацияны өңдеуге байланысты алгоритмдерде шамалар ұғымын енгізу қажет. Шама ұғымы информатика курсының іргелі ұғымдарының ірі болып табылады. Шама дегеніміз типі анықталған, мәні мен атауы бар объект. Шамалар екіге бөлінеді: тұрақты және айнымалы. Егер алгоритімнің атқарылуы барысында мәні өзгермесе, онда тұрақты шама деп аталады, ал алгоритімнің атқарылуы барысында мәндері өзгеріп отырадын шамаларжы айнымалы шамалар дейді. Шамалар типіне қарай сандық және литерлік болып бөлінеді. Сандық шамалар өз кезегінде бүтін хәне нақты болып бөлінеді. Мектептік алгоритімдік тілде шамалар бүт – бүтін, нақ- нақты, лит- литерлік қызыметші сөздермен белгіленеді.

Литерлік шама деп мәндері сөздер немесе текст болып келген шаманы айтамыз. Е- практикум жүйесінде алгоритм тақырыбының жазылуының жалпы түрі төмендегідей:

Алг атауы типтері көрсетілген аргументтер мен нәтижелер тізімі

Арг аргументтер тізімі

Нәт нәтижелер тізімі

Алгоритм үшін бастапқы берілгендер болып табылатын шамаларды аргументтер деп атайды. Олардың тізімі арг қызметші сөзінен кейін жазылады.

Алгоритмдегі аргументте, нәтижеде болмайтын шамаларды аралық шама деп атайды, ол алгоритм тақырыбынан кейінгі басы қызыметші сөзінен кейін жазылады. Енді алгоритмнің жазылуының жалпы түрін көрсетейік:

Алг атауы типтері көрсетілген аргументтер мен нәтижелер тізімі

Арг аргументтер тізімі

Нәт нәтижелер тізімі

Басы типтері көрсетілген аралық шамалардың тізімі серия

Соңы

1-мысал. Үшбұрыштың ауданын Герон формуласы бойынша есептеу

S=(P*(p-a)*(p-c)*(p-b)), p=(a++b+c)/2

Алг аудан (нақ а,в,с)

Арг а,в,с

Нәт S

Басы нақ P

P:=(f++d+c)/2

S:=sqrt(P**(p-a)*(p-c)*(p-b))

Соңы

Бұл алгоритм сызықтық алгоритм деп аталады, өйткені алгоритмдегі командалар жазылу реті бойынша бірінен соң бірі орындалады. Бұл командалар алгоритмдік тілдегі қарапайым командалар. Периметірді және ауданды есептеу меншіктеу командасы деп аталады. Меншіктеу командасының жалпы жазылу түрі төмендегідей:

Атау:= өрнек

Бұл команда төмендегідей ережемен орындалады: алдымен меншіктеу белгісінің оң жағында жазылған өрнек есептеліп, меншіктеу белгісінің сол жағында орналасқан айнымалыға меншіктеледі.

Тармақталу ұғымын оқушыларға түсіндіру үшін төмендегідей логикадық тәсілді қолдануға болады. Алгоритмнің негізгі құрылымдарын бөліп көрсеткеннен кейін (сызықтық, қайталану, тармақталу), бірнеше командалардың ішінен тек біреуі ғана орындалады. Ал, енді қай команданың орындалатының қалай білуге болады, әрине, ол қойылған шартқа тәуелді.

МАТ-дегі тармақталу командасының жалпы түрі:

Егер шарт

қойылған шартқа тәуелді тармақталу командасына кіретін екі командалар сериясының біреуі ғана орындалады. Егер шарт сақталатын болса, онда 1- серия орындалады, ал щарт сақталмаса онда екінші серия орындалады.

Кейбір алгоритмдер және , емес, немесе сөздерімен жалғастырылған екі немесе одан да көп шарттардан құралады. Мұндай шарттарды құрама шарттар деп атайды.

2- мысал.

Y
Sinx + cos 3x ,егер х=>0.7

Cosx + 1x1 +1,егер x<0.7

Алг есеп (нақ х,у)

Арг х

Нәт у

Егер x>>=0.7

онда y:= sin(x) + cos(3*x)

әйтпесе y:=cos(x) + abs(x) +1

соңы

Sin3x + cos2x,егер x<2

Sin4x + cos3x, егер 2<=x<3

Sin5x - cos4x,егер x >=3

Y=

Функциясының мәнін есептейтін алгоритм құру.

Алг есеп (нақ х,у)

Арг х

Нәт у

Егер x<2

әйтпесе егер (x<3) және (x>=2)

онда y:=sin(4*x)+cos(3*x)

әйтпесе y:=sin(5*x)- cos(4*x)

бітті

Бұл мысалда алгоритм үш тармақтан тұрады. Алгоритмдегі тармақтардың саны көбейген сайын тармақталу командасын пайдалану қиындай береді. Мектептегі алгоритмдік тілде көп тармақтан тұратын алгоритмдерді жазуда таңдау командасы пайдаланылады.

Таңдау командасының жалпы түрі:

1-жағдай: 1-серия

2-жағдай: 2- серия

…

n-жағдай: n- серия

Команданың орындалу ережесі төмендегідей: алдымен атқарушы сақталатын шарт табылғанша шарттарды ретімен тексере береді. Ақиқат шарт табылғанда атқарушы оған сай команданы орындайды да, осымен таңдау командасының орындалуы аяқталады. Егер бірде бір шарт сақталмайтын болса, онда бірді бір команда орындалмайды, яғни таңдау командасы орындалмайды.

ЦБ әзір <шарт>

Серия

ЦС

ЦБ-циклдың басын, ЦС-циклдың соңын көрсетеді. Команда төмендегідей ережемен орындалады: алдымен шарт тексеріледі, шарт сақталудан қалғанша цикл денесіндегі командалар сериясы қайталана береді. Егер шарт басынан сақталмаса, онда командалар сериясы бірде бір рет орындалмайды.

Алг есеп(бүт n k)

Арг n

Нәт к

K:=1

Цс

Егер n/10=1

Бітті

К:=к

I:=1 ЦБ әзір I<=N

ЦБ үшін I бастап 1 дейін N серия

Серия I:=I+1

ЦС ЦС

Пәншілік байланысты ашуда бұл идея өте жақсы, бірақ мұндай модель кері қадаммен орындалмайды. Дегенмен, бұл өте қарапайым есеп емес:

ЦБ үшін I бастап А дейін В қадам Н цб әзір (I-B)*H<=0

ЦС I:=I+H

Цс.

Көмекші алгоритмдер тақырыбы «алгоритмдеу» тарауының негізгі тақырыптарының бірі болып табылады. Дәстүр бойынша көмекші алгоритмдер программалау тілінің соңында беріледі МАТ мен Лого тілдерінде құрама командаға дейін оқытылады. Көмекші алгоритмдердің жан- жақты байланыстылығына қарай бір кезеңде ғана оқытылмауы мүмкін, күрделілік деңгейіне қарай бөліп енгізуге болады. Алдымен, параметрсіз сызықтық көмекші алгоритмдер, аргументтері бар сызықтық көмекші алгоритмдер, аргументтері бар сызықтық көмекші алгоритмдер, құрама командалар арқылы өрнектелген сандық емес көмекші алгоритмдер (роботқа арналған алгоритм мысалдары арқылы), одан кейін көмекші алгоритм функцияны беруге болады.

Сандық типтерге байланысты көмекші алгоритм функция пайда болады. Олардың нәтижесі біреу, сондықтан олар бірнеше нәтижесі бар көмекші алгоритмнің жалпы түрімен салыстырғанда түсіну үшін жеңіл де, математикалық функция ұғымымен жақсы үйлеседі.

Алдымен тангенс тәрізді дайын функцияны есептеуден бастайық. Компьютер бұл функцияны қалай есептейді?- жуықтау формуласы бойынша есептейді. Тангенске арналған формула қарапайым әрі нақты мысал болып табылады.

Tg(x)= x/(1-x2/(3-x2/(5- …

Тізбекті бөлшекті қысқартып, төмендегіні аламыз:

Алг нақ тангенс (нақ Х)

басы

соңы

Алг нақ ЕСҮ (нақ А,В)

басы

егер A>B

әйтпесе мән:=B

бітті

соңы
алг бүт факт (бүт N)

Р:=1

P:=P*I

Мән:=P

Нәтижелері мен аргументтері бар көмекші алгоритмдер.

Бұл тақырыптын күрделілігі оны бірнеше деңгейлерге бөлуді талап етеді:

1. 
   сандық аргументтері мен нәтижелері бар көмекші алгоритмдер
   
2. 
   көмекші алгоритмдегі шамалардың өзара әрекеттесуі (бір алгоритмнің нәтижесі басқа алгоритмнің аргументі болады).
   
3. 
   Есептеулері бар, әртүрлі әрекеттермен үйлесетін атқарушыларға арналған көмекші алгоритмдер.
   

Алг гипотенуза (нақ Ф,И, нақ С)

Арг А,В

Нәт С

С:=SQRT(A**2+B**2)

Соңы

Бұл алгоритмде аргумент біреу ғана. Енді екі нәтиже болатын көмекші алгоритмді қарастырайық.

Арг А,В

Басы

Онда МА:=А; МІ:=B

әйтпесе МА:= В; МІ:= А

бітті

бұл алгоритмді басқа жломен де беруге болады. Максимумды есептейді (нақ А,В) алгоритм функция берілген. Алдыңғы жазылған алгоритмді салыстыруды пайдаланбай-ақ, соған келтіруге болады:

Алг МАМІТАБУ (нақ А,В, нақ МА,МІ)

Арг А,В

Басы

MI:=-MAX(-A,-B)

соңы

Жоғарыда көрсетілген мысалдардан мынадай тұжырым жасауға болады:

1. 
   Аргументтер ретінде қарапайым өрнекті де беруге болады
   

Әрбір информатика мұғалімі оқушылардың прграммалау дағдыларын арттыру олардың тапсырмаларды өз бетімен орындау жолы арқылы іске асатынын түсіну керек. Программалау сабағында есептердің шешілуінің санына емес, сапасына назар аударған дұрыс.

Программаны орындау – оқушылар білімін бақылаудың тиімді формасы. Программаны орындаудағы тәрбиелік мақсат оқушыларды жинақылыққа, бастаған істі аяғына дейін жеткізу болып табылады. Олардың логикалық және тиімді ойлауларын дамытады.

Ұйымдастыру формалары мен оқыту құралдарын басқа сабақтағыдай етіп алуға болады. Көбінесе жаңа командаларды оқып үйренудің бастапқы кезеңдерінде сабақты ұйымдастырудың фронтальды формасы қолданылады. Мұнда плакаттар, кадоскоп, эпипроектор және т.б. қолданылады. Материалды бекіту топтық қызметте немесе жеке жүреді, ал бақылау жұмыстарын оқушылар өз бетінше орындайды. Практика жүзінде сабақтар келесі жүйеде өтілсе тиімді болып саналатыны дәлелденген:

Сыныппен фронтальды жұмыс жасау – 10 мин;

Жаңа материалды түсіндіру – 15 мин;

Компьютермен жұмыс, тапсырмаларды орындау – 20 мин.

Мектептік алгоритмдік тілден кейінгі қарастырылытын екінші тіл тасымалдау, салыстыру және ұқсастыру жолымен оқытылады. Сөзбен түсіндіру барынша азаяды. Мысалы, Паскаль тіліндегі атау мектептік алгоритм тіліндегідей құрылады (ұқсастық). Егер бірінші тіл машинасыз оқытылса, екінші тіл бірінші тілден машинаға алгоритмдерді аударып, оны жүзеге асыратын құралдың қызметін атқарады. Мұндай жағдайда бірінші тіл, егер оның деңгейі жоғары болса, қызықты болып көрінеді. Онда оқушылар МАТ-де алгоритмді ойланып жазып, одан кейін оны ешқандай ойланбастан программалау тіліне аударады.

Алгоритмнің жазылуынан (синтаксисінен) практикаға көшкенде МАТ-дегі командалар тексіне түсіндермелері бар ашық программалар әдісін пайдалану өте ыңғайлы.

Мұндағы аса маңызды тәсіл - бірінші тілдің құрлымдарын толық түсініп немесе сол бірінші тілдегі алгоритммен есепті шығару. Оқушы тілді меңгеріп қана қоймайды, сонымен бірге екі тілді өзара салыстыра отырып түсінеді. Бұл жерде екінші тіл алдыңғы алған біліміне қосымша толықтыру немесе оны екінші қарастыру болады.

Тағы бір айта кететін мәселе- кейбір есепті шығаруға бірінші тілдің құралдарының жеткіліксіздігі немесе қолайсыздығы болып табылады. Есептерді шешу барысында проблемалап баяндау әдісі ұсынылады.

«Алгоритмдеу» және «Программалау» тақырыптарындағы есептерді келесі типтерге бөлуге болады:

• 
  Программаны орындау;
  
• 
  Программадағы қатені тап;
  
• 
  Программаның орындалуындағы нәтижені анықта;
  
• 
  Есепті күрделендіру;
  
• 
  Математикалық модель тұрғызу, алгоритм құру, прогрммма жазу, оны тексеру.
  

Программаның орындалуын әлдеқайда көрнекі және жеңіл түрде мәндер кестесі арқылы іске асыруға болады. Мұндацй кестелер Ершовтың кітаптарында және басқа да информатика облысындағы ақпарат құралдарында кездеседі.

Мысалы: Квадрат теңдеудің түбірлерін есепте. Мәндер кестесінде теңдеудің әрқандай жауаптары болатындай мәндердің таңдалуы ұсынылады. Айталық келесі теңдеу үшін түбір іздейік: а); б); в).

Программа фрагменті	А=3, В=2, С=-1	А=1, В=-2, С=1	А=2, В=1, С=1
D=b*b-4a*c; If D>=0 then begin X1:=(-b +sqrt(D))/(2*A); X2:=(-b-sqrt(D))/(2*A) end else x$:= «түбірі жоқ»	D=16 16>0? Иә X1:=1/3 X2:=-1	D=0 0>=0? Иә X1:=1 X2:=1	D=-7 -7>0? Жоқ x$:= «түбірі жоқ»

Программаны күрделендіруге арналған есептер. Мұндай есептер информатиканың барлық сабақтарында қарастырылу қажет. Күнделікті практика сыныптың кәдімгі құрамы оқушылар білімінің деңгейі бойынша бірдей емес екендігін көрсетеді. Үйінде компьютерлері бар немесе информатика бойынша үйірмелерде қатынасатын оқушылар мсатериалдарды әлдеқайда жылдам меңгереді., кейде олардың программалау бойынша білімдері оқу бағдарламасынан жоғары да болып жататын жағдайлар кездеседі. Мұндай оқушыларға не жеке тапсырмалар беруге, не сыныпта шығарылатын тапсырмалар негізінде күрделі тапсырмалар беру қажет. Ал программалауды оқуда қиындық сезетін оқушыларға сыныпта шығаратын есептерден сәл ғана өзгеше есептер берген дұрыс. Мысалы, сыныпта дейінгі интервалда синусоида салу программасы қарастырылды. Әлсіз оқушыларға осы интервалда косинусоиданы немесе y=2sinx функциясының графигін салуды беруге болады. Әлді оқушыларға тангенс немесе котангенс функцияларының графигін салуға тапсырма беруге болады.

Егер программалауға оқыту орта сыныптарда басталса, онда LOGO тілін оқытуға болады, немесе графикалық бейнелерді салуға арналған тапсырмаларға көп көңіл бөлген дұрыс, мұнда программаны біртіндеп күрделендіруге болады. Мысалы, Аққаланың суретін салуға беріп, соден кейін оған таяғын, бас киімін - шелегін, мұрнын – сәбізді қосып аяқтауларын талап ету арқылы тапсырманы күрделендіруге болады.

Программалауға арналған тапсырма

Оқушылар білімін тексерудің тиімді әдістерінің бірі программа фрагментін беру арқылы қатесін таптыру. Егер оқушы программа қатесін дұрыс таба білсе, ол осы тақырыпты немесе тарауды ұққанын білдіреді және оған кейін осындай қателерді жібермеуіне көмектеседі.

Мысалы: Программа қате қай жерде екенін табыңыз. Оны түзетіп, машинада тексеріңіз.

Program Kvadr;

Begin

Writeln (‘Х мәнін енгізіңіз’);

Writeln (‘Х тың квадраты =’, x*x);

End.

Var x: integer;

Ашық программалар әдісіне мысал. Екі бүтін санның бөліндісін есептейтін программа құр. Нөлге бөлуге болмайтынын ескер. Мәліметтерді пернетақтадан енгізу керек.

Program Tutor_If_Then_Else;

Var

A,B: integer;

Write(‘Бөлінгіш А ның мәнін енгізіңіз’);

Read(A);

Write(‘Бөлгіш В ның мәнін енгізіңіз’);

Read (B);

If B=0 {енгізуді тексеру}

then writeln (‘нөлге бөлуге болмайды’) {шарт орындалды}

Else {шарт орындалған жоқ}

Begin {құрама оператор басы}

Rezult:=A/B;

Writeln(A, ‘ және ’ ,B, ‘ сандарының бөліндісі’, ‘=’, result);

End;

1). Оқушылардың ұғымдық аппаратын байытып, білімін бекітуге ұмтылу. Бұл жағдайда МҚБЖ, Паскаль, Бейсик және т.б. тілдердің бірі болуы мүмкін бірақ машинасыз кәсіптілікті кеңейту мүмкін емес.

2). Олимпиадаға дайындық. Егер олимпиада ескі дәстүр бойынша үлкен комбинаторикалық есептерді программалау ретінде өтетін болса, онда мықты программалау тілісіз жүруі мүмкін емес.

Қазіргі ТУРБО жүйелер программаны тек аударып, орындап қана қоймайды, сонымен бірге көрнекі диалогты ортада жұмыс істеуге үйретеді. Бұл оқу іс әрекетінің қуатты да, әдістемелік жүйесін тапқан құралы болып табылады. Мұндай ортада программа тексіне синтаксистік талдау эксперттік жүйедегідей орындалады, ал программаның қадам бойынша орындалуы – эксперттік жүйедегідей шығару процесін демонстрациялауға ұқсас.

Сонымен бірге, программалау тілін оқу бірінші немесе екінші, кей жағдайда үшінші деңгейдегі тілмен шектелуі тиіс: тіл – есеп шығарудың тиімді құралы; тіл тұжырымды аса маңызды құрал – оқу объектісі болып табылады.

Оқушылыардың білімі мен дағдыларына қойылатын талаптар:

Информатика облысындағы базалық білім мыналарды қамту қажет:

• 
  Есептеу математикасы мен модельдеу негіздерін оқып үйрену; мақсаты – қазіргі математикалық модельдер мен алгортмдердің мүмкіншіліктерін, сенімділіктері жайлы ойларын қалыптастыру;
  
• 
  Практикалық программалауды меңгеру; мақсаты – күрделі емес практикалық есептерді сауатты программалай білу, қазіргі заманғы программалау технологиясы жайлы түсініктерді және күрделі программалық – комплекстерді дайындаудағы экономикалық аспектлер жайлы түсініктерді беру.
  

Программалау тақырыптарын оқып болғаннан кейін оқушылар мыналар жайлы түсінік алу қажет:

• 
  Айнымалы ЭЕМ жадысының бөлігінде ретінде;
  
• 
  Массив біртекті мәліметтер жиынтығы ретінде;
  

• 
  Цикл орындалу процесіндегі параметрдің өзгеруін;
  
• 
  Ішкі программаға қатынас жасаған кездегі программаның орындалу процссін;
  

• 
  Айнымалы атрибуттарын;
  
• 
  Стандартты функцияларды, қолданушы функциясын анықтау ережесін;
  
• 
  Логикалық өрнектердің жазылу және орындалу ережелерін;
  
• 
  Ішкі программаларды анықтау және оларға қатынас ережелерін;
  
• 
  Массивтерді сипаттау ережелерін;
  

• 
  Меншіктеу операторының көмегімен мәнді беру процессін;
  
• 
  Мәліметтерді енгізу және шығарудағы қарапайым операторлар форматтарын сипаттауды;
  
• 
  Стандартты функциялар форматтарын, аргументтер типін, мәндер типін сипаттауды; қолданушы функциясын анықтауды, оларды өрнектерде қолдануды;
  
• 
  Шартты операторды және оның толық және толық емес түрлерде сипаттауды; қарапайым тармақты алгоритмдерді программалар түрінде жазуды;
  
• 
  Циклдарды ұйымдастырудағы операторлар форматтарын сипаттауды; қарапайым циклдық алгоритмдерді программалар түрінде жазуды;
  
• 
  Графикалық операторлар формаларын сипаттауды; осы операторларды қарапайым бейнелер салуда қолдануды;
  
• 
  Массивтерді енгізу/шығаруды ұйымдастыруды; массив мәнін және индексін анықтай білуді;
  
• 
  Программаны тексерудің қарапайым әдістерін меңгеру керек.