ИНФОРМАТИКА В ШКОЛЕ -
УДК 681.3.06
ОПЫТ ИЗУЧЕНИЯ ПРОГРАММИРОВАНИЯ В ЛИЦЕЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
© 2011 г. Н.К. Завриев
Лицей информационных технологий № 1533 119296 Москва, Ломоносовский проспект,, 16 E-mail: organickloud@gmail.com Поступила в редакцию 23.05.2011
Описан подход к реализации учебного плана профиля „Технологии программирования" в старших классах, в котором развитие у учащихся навыков разработки собственных алгоритмов сочетается с освоением конкретных языков и технологий.
В московском Лицее информационных технологий № 1533 с 1991 г. осуществляется предпро-фессиональная и профессиональная (профильная) подготовка учащихся 8-11 классов по трем направлениям ИКТ:
• технологии программирования;
• компьютерная графика и мультимедиа;
• прикладная экономика.
Общий объем учебных планов по двум уровням профильной подготовки с учетом возможностей индивидуализации образовательных траекторий учащихся превышает 1400 учебных часов.
Практическая направленность изучаемых спецкурсов обеспечивается благодаря использованию обязательной для учащихся проектно-исследовательской формы учебной работы с применением ИКТ во всех параллелях (курсовые и итоговые проекты по профилям. творческие и исследовательские проекты по общеобразовательным предметам).
Текущая и интегральная (итоговая) аттестация осуществляется с использованием учебной лицейской информационно-сетевой системы (УЛИСС), обеспечивающей он-лайн доступ учащихся и родителей к результатам учебы, учебным материалам. сетевым образовательным ресурсам и сервисам.
Научно-методическая работа в Лицее ориентирована на разработку модели непрерывного образования „профильная школа - вуз" в сфере ИКТ. С 2001 г. в Лицее проводится Всероссийская научно-техническая конференция учащихся „Электронная Россия: выбор молодых".
Новая школа - это социальный инструмент обратной связи между желаемым и реальным путями становления будущего страны. В предстоящие годы наиболее динамичными становятся те аспекты развития, в которых доминирующую роль приобретает культура работы с информацией.
В то же время эксперты ОБСЕ и ЮНЕСКО отмечают обостряющуюся конкуренцию между инновационными направлениями профессиональной подготовки на рынке труда в развитых странах. Здесь мотивация к выбору молодыми людьми информатики и ИКТ для своей профессиональной карьеры за последние годы снижается. Об этом свидетельствует не только опыт России, где в 2009 г. ЕГЭ по информатике сдавали около 65 тысяч выпускников, причем не осилили экзамен 11 процентов; активные действия по привлечению абитуриентов к выбору ИКТ-профессий предпринимаются в Великобритании, США и Германии.
Пользовательское", потребительское отношение к потенциалу созданных в последнем десятилетии всемирных ИКТ-инфраструктур
19
2*
(широкополосный Интернет, сети мобильной связи, системы электронных платежей, системы глобального позиционирования) объективно приводит к сужению круга талантливых и активных молодых людей, приходящих в информационную индустрию. Создание условий, стимулирующих интерес старшеклассников к изучению и освоению современных технологий программирования - одна из целей создания Лицея.
Программирование в Лицее информационных технологий является профилирующим направлением подготовки старшеклассников. При этом наша цель при обучении - не только помочь учащимся в приобретении опыта работы с теми или иными частными технологиями и языками программирования, но дать им адекватное, целостное представление об информационных технологиях, применяемых как в индустрии, так и в науке.
В число главных задач, которые мы ставим перед собой, формируя учебный план профиля „Технологии программирования", входит освоение необходимого математического аппарата (т.е. развитие у учеников навыков разработки собственных алгоритмов) и конкретных технологий (таких, как язык программирования C# и разработка на нем Windows-приложений в среде Microsoft Visual Studio).
Выбор языка С# обусловлен несколькими факторами. Здесь имеет смысл сразу говорить о сочетании языка C# с интерфейсной библиотекой Windows Forms и средой разработки Visual Studio 2003 и выше, в данный момент мы используем версию 2008. Ранее в лицее в качестве языка для разработки выпускных проектов изучался язык C++ в привязке к среде разработки Microsoft Visual Studio 6.0 и библиотеке MFC. Однако специфика этого подхода состояла в том, что существенную часть времени (в отдельных случаях - до 70%) учащиеся тратили на создание пользовательских интерфейсов. Несмотря на заявленную ,,ви-зуальность", конструктор интерфейсов в VS 6.0 трудно назвать удобным и интуитивно понятным. Например, задача реализации немодальных диалоговых окон оказывалась непосильной для примерно трети учащихся.
Да и трудоемкие аспекты языка C++ вроде работы с указателями динамической памятью вызывали у части учащихся отторжение.
Связка из языка C# и библиотеки Windows Forms, ставшая логическим шагом вперед после C++ и MFC, решает обе эти проблемы. Здесь достигается желаемый эффект быстрого макетирования. При помощи этих средств, учащийся может построить простой оконный интерфейс для своей задачи буквально за одно-два практических занятия. То же касается и непосредственно языка. Обеспечивая все преимущества ООП, C# обладает рядом средств (автоматическая сборка мусора, широкий набор готовых структур данных типа списков и стеков), помогающих сильно упростить и ускорить процесс программирования, что для десятиклассника часто играет решающую роль. Разумеется, нередко возникает потребность в эффективном коде, который обеспечивается в результате компиляции для C++, но это уже задача для более сильных учащихся, и необходимость разбираться в тонкостях C++ их не останавливает.
Важное значение придается развитию у учеников аналитического мышления и обучению их работе в условиях выполнения курсовых и выпускных проектов. Здесь особенное внимание уделяется таким аспектам как постановка задачи, составление технического задания, анализ предметной области, проектирование, а также составление документации и представление собственных результатов.
Преподавание программирования в Лицее начинается с восьмого класса, и первым курсом в этой области для учеников становится курс „Алгоритмика". Этот трехсеместровый курс является предпрофильным, общим для всех учащихся Лицея (программирование выбирают 30-40% девятиклассников). Ал-горитмика - курс в значительной степени математический, здесь учащимся даётся классический „предпрограммистский" базис: системы счисления, понятия алгоритма, блок-схемы, элементарных операций. Важной частью курса алгоритмики становится решение логических задач.
Через понятие алгоритма как последовательности элементарных действий учеников
подводят непосредственно к программированию. Важнейшим понятием на этом этапе становятся типизированные данные, рассматриваемые как с точки зрения программиста, так и на уровне внутреннего представления (на протяжении всех четырех лет учебы мы стремимся к тому, чтобы ученик не только владел той или иной технологией или языком программирования, но и хорошо представлял себе, как это работает).
В этом же курсе учащиеся осваивают основные конструкции языка Си, который используется в Лицее как базовый. По завершении предпрофильного курса девятиклассники умеют работать с циклами, массивами и строками. Разумеется, сразу же, как только они сталкиваются с простейшими программами, заходит речь об их отладке. Начальные навыки ручной и машинной отладки дети получают именно на этом этапе.
Каждая изучаемая тема сопровождается соответствующей задачей, которая позволяет освоить конкретную конструкцию языка на практике (все же здесь важно не только знать, но и уметь, а теоретическое знание и умение запрограммировать алгоритм на компьютере, как показывает практика, не совсем одно и то же), а также проверить усвоенные знания. Этот принцип сохраняется вплоть до работы над выпускными проектами в 10-11 классах. Важно также, что практически с самого начала учащиеся работают с простейшей графикой - с одной стороны, увлечь восьмиклассника какой-нибудь задачей с рисованием линий и окружностей куда проще, чем вычислением факториалов или сортировкой массива, с другой - это помогает видеть немедленный результат. Эффект „Ух ты, это работает!" при работе с графикой гораздо сильнее. Еще один важный результат - освоение первых практических навыков происходит в инструментальной среде для профессионального (а не специфического учебного) языка программирования.
Выполнив серию учебных задач (таких как пузырьковая сортировка массива, задача об обнаружении фальшивых монет, движение объекта на экране), в качестве отчетной работы учащиеся разрабатывают первый курсовой проект - задачу о трехцветном флаге, приемка
которого проходит в форме защиты. Целей здесь сразу несколько: во-первых, ученики привыкают к формату курсовой работы (то есть к „бегу на длинные дистанции", работе с заданиями, более сложными и трудоемкими, чем ежедневные задачи), во-вторых, удается постепенно вырабатывать у учеников навыки представления своей работы.
Во втором семестре девятого класса начинается изучение программирования как технологии. Этот курс поделен на две части. Первая из них посвящена проблемам, требующим знания языка ассемблера и дающим представление об основах системного программирования, вторая - освоению понятий и методов объектно-ориентированного программирования, которое изучается на примере языка С++. Результатом также становится курсовой проект - реализация класса матриц с основными алгебраическими операциями, а также решением систем линейных уравнений методом Гаусса. Здесь же закладываются основы командной работы, поскольку некоторые из задач реализуются несколькими исполнителями.
Главным результатом учебы по итогам десятого класса, а если точнее - по итогам всего цикла обучения программированию в Лицее становится выпускной проект. Все специальные курсы направлены именно на подготовку учащихся к этой работе или даже непосредственно посвящены ей (проводится летняя проектная практика объемом 45 часов). В десятом клас
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.