Методика преподавания темы «Алгоритмы обработки одномерных массивов»

Изучение табличных величин — неотъемлемая часть любого курса информатики.

Для построения сколько-нибудь сложных и содержательных программ необходимо уверенное владение общими принципами применения таблиц и базовыми приемами их обработки.

На примере темы «Алгоритмы обработки одномерных массивов» мне хотелось бы продемонстрировать ту методику преподавания, которую использую и при преподавании многих других тем.

Большое внимание стоит уделять реализации задачи с точки зрения оптимальности алгоритма ее решения, разумно будет проектировать такой алгоритм, который потребует меньших ресурсов времени и памяти.

Основные задачи:

• научить учеников создавать свои алгоритмы, опираясь на уже изученные алгоритмы;
• научить учеников переводить словесное описание алгоритмов на язык программ;
• научить учеников создавать эффективные алгоритмы.

Изучение любой темы следует начинать с того, чтобы подвести ученика к необходимости этого, показать потребность в решении соответствующего круга проблем, привести доступные для понимания учеников 8 классов примеры, продемонстрировать методы обработки методов обработки потока данных в прикладных задачах (на практике, в окружающем нас мире).

Новое понятие возникает в результате решения специально-подобранной вводной задачи: «Нахождение периметра многоугольника с известными длинами сторон».

Эта задача подводит учеников к основным свойствам табличных величин: таблица состоит из множества простых переменных, к которым можно обращаться не по уникальным именам, а по общему имени таблицы с указанием номера элемента.

После того, как была доказана необходимость использования массивов, подводим учеников к решению задач над последовательностью данных.

Чтобы научить школьника решать задачи, необходимо, не только познакомить его с типовыми приемами, но и показать те ситуации, в которых срабатывает тот или иной прием.

Хорошая классификация должна помогать этому, ее применение должно сокращать путь от условия до решения. Для этого необходимо объединить в группы задачи, обладающие одновременно схожими условиями и принципами решения.

Общность условий обеспечивает распознавание задачи учеником, отнесение ее к конкретному типу, то есть создает возможность реального применения классификации.

Общность решений помогает ученику сделать следующий шаг — подобрать метод решения, то есть обеспечивает результативность классификации.

Таким образом, в основу классификации должен лечь некий признак, явно видимый из условия задачи и существенно влияющий на ее решение. В качестве такого признака предлагается рассматривать информационную роль таблицы в алгоритме, то есть вид табличной величины.

Очевидно, что таблица может быть результатом алгоритма (заполнение), аргументом (обработка) и аргументом-результатом (модификация).

При более внимательном рассмотрении становится ясно, что обработка (таблица — аргумент) включает слишком большой класс задач, решаемых разными методами. Среди них можно выделить две большие группы: задачи анализа и задачи поиска. В задачах анализа требуется просмотреть всю таблицу и определить какие-то ее характеристики (сумма, произведение, количество элементов с заданным свойством и т.д.) В задачах поиска требуется найти в таблице элемент, обладающий нужным свойством, причем просматривать всю таблицу для этого необязательно.

Классификация задач:

1. Заполнение
2. Анализ
3. Поиск
4. Перестановка.

Для каждой группы задач приведены условия задач. Для каждой задачи даны решения.

Фактически все основные приемы построения алгоритмов формируются на линейных таблицах. Обработка прямоугольных таблиц приводит к количественному, но не качественному усложнению. Линейная таблица – это основное, первичное понятие, а прямоугольная таблица может быть построена как линейная таблица, состоящая из линейных таблиц. Поэтому в общеобразовательном курсе достаточно рассмотреть только линейные таблицы, быть может, упоминая, но, не разбирая подробно, прямоугольные. При реализации углубленного курса изучение прямоугольных таблиц необходимо, но и в этом случае сначала нужно твердо усвоить основные принципы обработки линейных таблиц.

На мой взгляд, удобно закреплять понятие массива, используя серию, приведенных в работе задач.

Естественно, как любой дидактический материал, этот набор содержит как более простые, так и более сложные задачи. Кроме всего этого на протяжении многолетней работы учителя я пришла к выводу, что изучение любой темы надо вести не только по принципу объяснений и составлению алгоритмов, но и разбирая уже готовые алгоритмы. Необходимо требовать от учеников выполнять эти готовые алгоритмы. Эти алгоритмы должны быть составлены и отлажены учителем заранее.

С готовыми алгоритмами можно работать в различных формах, например:

1. при объяснении всем учащимся одного и того же алгоритма;
2. при работе с учеником индивидуально;
3. при объяснении отдельной темы, ученикам, которые пропустили тему, например, по причине болезни;
4. при уяснении темы с теми учащимися, которые не всегда с первого раза усваивают материал.

Работа в различных формах с готовыми алгоритмами позволяет:

1. учитывать индивидуальные особенности учеников;
2. учитывать психологию, их различную по времени реакцию;
3. развивать их логические, алгоритмические способности;
4. углубить знания по соответствующей теме, так как для получения результата он обязан сам, как исполнитель выполнить алгоритм, а значит закрепить все конструкции, глубже понять, как они выполняются, какие особенности имеют.

Тема «Алгоритмы обработки одномерных массивов» богата и разнообразна в курсе информатики. Она вызывает интерес у учащихся, она содержит основы для компьютерного эксперимента и творчества молодых людей, она относится к обработке разного типа данных и, поэтому имеет огромное прикладное значение в различных сферах деятельности специалистов. Для учителя информатики эта тема многообразна, она дает возможность решать многие методические проблемы.

Конкретная методика изучения темы «Алгоритмы обработки одномерных (линейных) массивов», как и вся методика преподавания информатики и программирования, зависит от многих параметров. Необходимо учитывать возраст и уровень подготовки учеников, общий объем курса, цель занятий (общеобразовательная или профессиональная подготовка), их форму (основное или дополнительное образование) и многое другое.

Тем не менее, хочется верить, что уже сделанная работа окажется полезной учителям. Автор с радостью примет любые замечания и пожелания.