Доповідь на тему "Інтернет-олімпіади з програмування"

Доповідь на тему "Інтернет-олімпіади з програмування"

   

        Кожна держава прагне до зміцнення свого наукового потенціалу. Це запорука її розвитку, добробуту громадян, а також необхідна умова визнання іншими країнами світу.

        Виростити своїх науковців - нелегка праця, і починати її потрібно зі шкільної лави. На сучасному етапі реформування освіти в Україні держава приділяє велику увагу створенню умов успішного навчання та розвитку здібностей обдарованих молодих людей.

    На виконання наказу Міністерства освіти і науки України від 01 листопада 2010 року № 1033 «Про заходи щодо розвитку системи виявлення та підтримки обдарованих і талановитих дітей та молоді», відповідно до Положення про Всеукраїнські учнівські олімпіади, турніри, конкурси з навчальних предметів, конкурси-захисти науково-дослідницьких робіт, олімпіади зі спеціальних дисциплін та конкурси фахової майстерності, затвердженого наказом Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України від 22 вересня 2011 року №1099, зареєстрованого в Міністерстві юстиції України 17 листопада 2011 року за №1318/20056, з метою виявлення, розвитку та підтримки обдарованої молоді, сприяння широкому залученню школярів до інтелектуальних змагань, що проводяться з використанням мережі Інтернет.

      Інформатика — це наука теоретична та прикладна (технічна, технологічна) дисципліна, що вивчає структуру і загальні властивості інформації, а також методи і (технічні) засоби її створення, перетворення, зберігання, передачі та використання в різних галузях людської діяльності

Олімпіади з інформатики (програмування) надають можливість учням перевірити свої знання і вміння з написання та відлагодження алгоритмів і програм у вигляді інтелектуальних змагань. Такі олімпіади додають деякого «спортивного елементу» до програмування як науки, що є особливо цікавим для школярів. А оскільки останнім часом відбувається бурхливий розвиток апаратного і програмного забезпечення, то відбуваються й певні зміни в організації та проведенні олімпіад з програмування.

За останні роки серед школярів загальноосвітніх закладів спадає інтерес до участі в олімпіадах з інформатики. З одного боку, зараз на ринку праці потрібні кваліфіковані програмісти, а, з іншого – учнів втрачають інтерес до участі в змаганнях, які розвивають нестандартний підхід до вивчення і створення алгоритмів, досконало володіти мовою програмування.

Сутність олімпіади з інформатики полягає в тому, що використовуючи засоби програмування, структури даних, необхідно написати оптимальні алгоритми розв’язання складних задач в обмежені терміни в атмосфері суперництва та реалізувати їх конкретною мовою програмування використовуючи комп’ютер, які зчитують з текстових файлів дані і у текстові файли виводять результат обробки цих даних реалізованим алгоритмом. Інколи завдання полягає в написанні програми, яка буде працювати з іншою комп’ютерною програмою, або модулем.

Головною особливістю олімпіади з інформатики є те, що учні реалізовують розв’язки завдань на комп’ютері. Завдяки тому, що розв’язок задачі – це практично реалізована програма є можливість автоматизувати процес перевірки учнівських робіт, що значно підвищує об’єктивність оцінки результату. В той же час, рівень складності завдань виходить за межі шкільної програми з інформатики, вимагає не тільки знань особливостей конкретної мови програмування, а й знань спеціальних розділів інших предметів [1].

Причинами спаду зацікавленості є особливості підготовки учнів до олімпіад з інформатики:

1. На відміну від олімпіад з інших предметів, учням 8-11 класів даються однакові задачі і завдання для розв’язання;

2. Щоб правильно розв’язати олімпіадні задачі, школяреві потрібно знати підвищений курс вивчення математики, і не тільки шкільний, а й на базі вищого навчального закладу. Наприклад, такі теми як «Рекурентні рівняння», «Числа Фiбoнaчi та Катaлaна», «Основні алгоритми на графах», що відносяться до курсу дискретної математики ВНЗ. За останні роки в олімпіадах використовують задачі з теорії ігор, математичного програмування, обчислювальної геометрії, елементів лексичного та синтаксичного аналізу, які теж не відносяться до тем шкільної математики.

3. Учні вже повинні знати і володіти навичками мови програмування, навіть якщо вони її ще не вивчали в школі. Також вони повинні оволодівати частиною алгоритмів, які відносяться до курсу інформатики вищих навчальних закладах: «жадібні алгоритми», динамічне програмування, використання динамічних структур, методи оптимізації алгоритмів.

Виділяють п’ять кроків підготовки учнів до олімпіади.

Перший крок є підготовчим, тому що заняття відбуваються в формі гри. Поетапно набираються команди, а це дозволяє залучити обчислювальну техніку для розв’язування задач і завдань.

Другий крок. Коли розпочинається вивчення програмування і на наступних заняттях починають вводитися різні прийоми розв’язування задач і завдань за допомогою стандартних алгоритмів, які реалізовані на мові програмування. Вводиться термін «налагодження програми». Також рекомендується розглядати кілька вирішень розв’язання, для того, щоб дітей навчити елементам оптимального і стислого пошуку.

Третій крок. «Навчальна рефлексiя». Можливість учня навчати інших розв’язувати завдання. Це відбувається, коли учень розбирає завдання, і це допомагає йому визначити ознаку стислості і зрозумілості, оптимальності, також навчитися конкретно і чітко простежувати і пояснити роботу програми.

Четвертий крок. Він випливає з другого й третього кроків. Завдання вже більш ускладнені і мають інструменти їх розв’язання. На цій ланці четвертого кроку потрібно залучити викладачів вищих навчальних закладів або ж самостійно знаходити складніші завдання чи задачі, наприклад, в додатковій літературі чи Інтернеті.

П’ятий крок. «Творча рефлексія». На цьому етапі учень вже складає завдання маючи авторське рішення, з різними тестами, за всіма вимогами .

На теперішній час використовування сайтів – найефективніший спосіб, щоб підготувати учня до олімпіади, тому що учень може використовувати його і на уроці, і вдома. Учні добре орієнтуються на таких сайтах. На сайтах є архіви задач різних рівнів, які учні можуть з легкістю розв’язати і відправити на перевірку. Якщо задача була розв’язана, учень в змозі дорозв’язувати її до кінця і знову відправляти.

Отже, щоб успішно виступити на олімпіаді вчитель повинен розпочати готувати учнів з 5-6 класів, а згідно думки М. Долинського – з першого класу. Підготовка до олімпіад може проводитися на факультативних та індивідуальних заняттях. У ході вивчення основ програмування відбувається й поступове уведення в суть та методику розв’язання простих олімпіадних задач.

Сучасне суспільство ставить перед освітою склад¬не завдання: підготувати спеціаліста, який воло¬діє не тільки певним багажем знань, але й здатного до постійного самовдосконалення, самоосвіти й ада¬птації до нових вимог. Тому суспільство потребує прориву в підготовці інтелектуальної молоді. Су¬часна школа повинна не тільки передати знання, а й навчити учня їх здобувати та вміти використову¬вати, що, у свою чергу, неможливо без розвитку в школярів творчих природних здібностей.

Курс «Інформатики» має багато можливостей для розвитку творчого інтелекту учнів. Прикладом може бути робота школярів з моделями, пошук інформації в мережі Інтернет та багато іншого. Одним із видів творчої діяльності на уроках інформатики є розв'язування учнями різноманітних задач із прог¬рамування. Даний тип навчальної діяльності розви¬ває в учня творчі здібності та необхідні для цього процеси уяви, мислення, уваги й пам'яті.

Традиційно так склалося, що олімпіада з інформатики проводиться через розв’язування задач із програмування. Відомо, що основи алгоритмізації та програмування у традиційній школі розглядаються в одинадцятому класі і на рівні, якого недостатньо для досягнення високих результатів. Тому саме індивідуальна робота з учнями дозволяє підготувати конкурентно спроможних учасників.

У даній статті подають¬ся методичні рекомендації щодо організації вчителем навчальної діяльності учнів під час розв'язування олімпіадних за¬дач із програмування. Робиться припущення, що ро¬звивати творчі здібності та формувати відповідні на¬вички розв'язування задач із програмування учнів можливо, якщо використовувати спеціальні евристики.

Спробуємо сконструювати мето¬дичну схему організації навчальної діяльності у про¬цесі розв'язування задач із програмування та підготовки до участі у предметній олімпіаді.

Часто можна спостерігати, як учні програмують без необхідного аналізу змісту задач, розв'язують їх методом проб та помилок, не розуміючи деталей, а іноді й суті того, що вони роблять, що є марною вит¬ратою зусиль та часу. Для уникнення цього пропо¬нується присвятити певний час для формування навичок розв'язування задач.

1. Схема розв’язування задач з програмування

Загальна схема розв’язування задач з програмування може мати такий вигляд:

I. Аналіз умови задачі. Зрозуміти зміст задачі, фабулу задачі. Учням треба відповісти на запитання:

—  що дано, що треба виконати для розв'язання задачі, що треба знайти;

— чи умова задачі є повною (повнота умови), то¬бто чи достатньо даних для її розв'язання, чи завж¬ди задача має розв'язок;

— чи коректна умова (коректність умови), тобто чи не суперечить зміст задачі відомим учням знан¬ням, означенням, фабулі.

II. Пошук шляхів розв'язування задачі

Замінити всі терміни умови задачі на їх означен¬ня, виписати всі необхідні формули.

Пошукати зворотні шляхи від невизначеного до даних умови задачі.

Спробувати уявити, що задача вже розв'язана.

Спробувати розбити задачу на окремі простіші за¬дачі. Подивитися, чи вже розв'язували такі задачі?

Намагатися побудувати математичну модель.

III. Складання алгоритму розв'язування задачі

На цьому етапі учні креслять блок-схему, скла¬дають словесний алгоритм, визначають, що за чим буде робитися в програмі.

IV. Реалізація задачі мовою програмування. Набір її на комп'ютері

У разі наявності блок-схеми це вже досить просте завдання для учня.

V. Запуск, тестування, аналіз результатів. У разі необхідності зробити налагодження

Перед запуском програми треба підготувати варіа¬нти тестів. Треба, щоб вони охоплювали всі можливі варіанти початкових даних. Наприклад, якщо треба розв'язати стандартну задачу з трьома відгалуження¬ми, то треба підібрати значення для них усіх. Для пе¬ревірки треба знати очікувані результати. Для цього учні повинні виконати деякі дії, наприклад, зробити обчислення за допомогою комп'ютера. Часто на цьо¬му етапі не все складається так, як бажалося. Тому треба навчити учнів навичок налагодження. На по¬чатку це може бути виведення проміжних результа¬тів, наприклад, оператор виведення тимчасово розмі¬щений усередині циклу тощо.

VI. Повторне проходження всіх етапів розв'язу¬вання задачі. Пошук більш раціональних шля¬хів її розв'язування

Даний етап дуже важливий, насамперед з погля¬ду методики, оскільки на ньому закріпляються на¬вички розв'язування задач. Тому корисно повтори¬ти, як виконувалися дії на різних етапах, як ми дій¬шли до отриманих результатів, щоб цей досвід вико¬ристовувати в подальшій діяльності. Також можна спробувати осмислити з учнями, які ще задачі можна розв’язувати за допомогою того ж методу.

2. Правила поведінки на олімпіаді

Спробуємо тепер сформулювати правила поведінки на практично будь-якій олімпіаді з інформатики, які можуть допомогти школярам, особливо тим, хто бере участь у ній вперше, показати максимально можливий результат. Більшість із пропонованих порад не залежать від мови програмування, однак фрагменти програм висвітлимо мовою Turbo Pascal, як найпоширенішу серед учасників українських олімпіад. Очевидно, що наведені нижче “правила” несуть у собі лише рекомендаційний характер, особливо це стосується порядку, в якому вони перераховані, і можуть бути перероблені як самим учнем, так і його керівником.

Перше правило.

На самому початку виконання завдань корисно набрати наведену нижче універсальну для розв’язку олімпіадної задачі програму (вона є працюючою!!!). Особливу увагу варто звернути на директиви компілятора (при використанні Pascal), наведені в зразку. За допомогою комбінації клавіш Ctrl+O+О поточні директиви компілятора можна записати на початку тексту програми й виправити так, як показано нижче.

{$A+,B-,D+,E+,F+,G-,I+,L+,N+,O-,P-,Q+,R+,S+,T+,V+,X+,Y+}

{$M 65520,0,655360}

var

  i,j,k:longint;

procedure readdata;

begin

  assign(input,'');

  reset(input);

end;

procedure outdata;

begin

  assign(output,'');

  rewrite(output);

  close(output)

end;

procedure initial;

begin

  fillchar(i,?,0);

end;

procedure run;

begin

end;

begin

    readdata;

    initial;

    run;

    outdata

end.

Далі можна скопіювати цю заготовку стільки разів, скільки завдань запропоновано,  й відразу назвати кожний файл так, як це потрібно за технічними вимогами олімпіади. У результаті вам не доведеться при переході від одного завдання до іншого починати роботу з самого початку. Спроба правити текст із рішенням одного завдання для прискорення набору тексту іншого веде тільки до породження помилок, на виправлення яких буде витрачено набагато більше часу. У розділі OPTIONS\enviroment\preferences середовища програмування Turbo Pascal корисно встановити параметр Auto save [X] Editor Files (автозбереження файлів, які редагуються). Це гарантує автоматичне збереження тексту програми при кожному її запуску. Таким чином, якщо, наприклад, програма зависне і середовище програмування прийдеться запускати заново, то результат останнього редагування буде збережений (на жаль, під час змагань школярі найчастіше забувають самостійно час від часу запам'ятовувати зроблені ними зміни в тексті програм).

Друге правило

Потім варто дуже уважно прочитати умови всіх завдань і постаратися правильно (!!!) зрозуміти, в чому полягає кожне завдання. Якщо щось незрозуміло, у тому числі у форматі введення та виводу, то краще поставити запитання. Журі олімпіади має право не давати відповідь, якщо все очевидно з умови задачі. 

Незважаючи на очевидність даного правила, навчити школярів його виконувати дуже непросто. Іноді тут просто потрібне тренування уваги й уміння формально підходити до тексту умови завдання, тобто розуміти умову буквально, а не так, як здається при  поверхневому ознайомлені. Якщо ж з погляду формальної логіки умову все-таки можна трактувати неоднозначно, то тоді варто задавати питання.

Третє правило

Якщо ви перейшли до вирішення конкретного завдання і визначили основну структуру даних для нього, то можна описати основні глобальні змінні та реалізувати процедуру введення даних readdata. Вона повинна зчитувати всі вхідні дані завдання так, як це зазначено в умові. Якщо не обговорено інше, то робити перевірку даних, тобто перевіряти відповідність уведених значень змінних умові завдання не потрібно. Пояснюється це тим, що за правилами проведення більшості олімпіад останніх років важається, що всі вхідні дані при тестуванні будуть коректні. Крім того, помітимо, що при зчитуванні з файлу чисел, звичайно, варто використати тільки процедуру read (а не readln).

Четверте правило

У процедурі initial треба обнулити або присвоїти відповідні початкові значення всім глобальним змінним, за винятком тих, які будуть використовуватися як параметри циклів. Потім запрограмувати вивід результату в процедурі outdata так, як це потрібно в умові завдання. Це допоможе подальшому налагодженню програми й надалі не буде потрібно “простий” вивід переробляти в “правильний”. Таким чином, до цього моменту у вас уже повинна бути “працююча” програма. Вона, принаймні, повинна компілюватися, зчитувати дані й виводити результат, нехай і нульовий, але в потрібному форматі.

Відсутність звички ініціалізувати всі оголошені змінні можна віднести до необережностей при програмуванні. У результаті цього частина програм школярів, як уже згадувалося вище, не працює при тестуванні саме із цієї причини. Використовувати виведення проміжних результатів та змінювати формат виводу для відлагодження також навряд чи доцільно. Так, якщо завдання вже відлагоджено, на переробку формату виводу може просто не вистачити часу. Також робота, виконана в останній момент, може виявитись зробленою з помилками, або додатково буде виводитися частина відлагоджувальної інформації, а за правилами олімпіади, навіть у цьому випадку завдання не буде зараховано. Ще одна типова помилка з даного класу - задання тимчасових імен для вхідних і вихідних файлів і, як результат, не працююча, з погляду автоматичної системи перевірки, програма.

П’яте правило

При виконанні пунктів останніх двох правил, варто подумати над підходами до вирішення завдання, для чого потрібно відповісти собі на ряд запитань і проробити ряд дій. 

1) Перевірити дані на фактичну коректність, тобто чи завжди завдання має розв’язок для введеного набору даних, наприклад, чи немає ділення на 0 і т.п., якщо тільки в умові не сказано, що всі дані коректні у даному змісті.

2) Визначити, чи відноситься дане завдання до знайомого вам класу, чи його розв’язання доведеться шукати “з нуля”.

3) Спробувати знайти на папері точний розв’язок, хоча б тільки для малих розмірностей. Такий підхід найчастіше дозволяє виявити закономірності, які потім можна спробувати розширити й на загальний випадок. 

4) Спробувати сформулювати умову існування розв’язку, нехай тільки необхідну або тільки достатню.

5) Продумати й виписати достатню систему тестів.

Шосте правило

Запрограмуйте розв’язок завдання у вигляді викликів процедур і функцій, які поки що варто описати у вигляді “заглушок” (мнимої або порожньої дії або імітації дійсної дії, яку повинна виконувати ваша програма). У такий спосіб ви зможете налагодити логіку вашої програми, яка повинна залишатися працюючою.

Сьоме правило

Потім треба за чергою реалізовувати й налагоджувати вже описані процедури і функції, добиваючись, щоб кожна з них виконувала правильно свої дії в будь-якому випадку. Наприклад, пошук максимумів, сортування масивів, комбінаторні підпрограми й т.п. повинні працювати коректно при будь-яких вхідних параметрах, незалежно від програмного контексту, з якого вони будуть викликатися. Особливу увагу варто приділяти програмуванню вироджених випадків. Так, якщо у програмі зустрічається операція ділення, то відразу подумайте, чи не може дільник бути нулем і розглянете цей випадок окремо. При програмуванні циклів добивайтеся, щоб не відбулося зациклення при будь-яких початкових значеннях змінних, що використаються у циклі і т.д., і т.п.

Восьме правило

Якщо ви не придумали ефективного розв’язку завдання, то запрограмуйте його по-простому: наприклад, за допомогою повного перебору або просто евристики. Якщо й це складно, то спростіть собі завдання, тобто відкиньте умови, які вам заважають, або добийтеся, щоб програма проходила на найпростіших тестах, у яких більшість параметрів дорівнюють 0 або 1. Аналогічно виконуйте завдання, на розв’язок яких у вас не вистачило часу.

Дев’яте правило

Перш ніж остаточно створювати exe-файл, змініть ряд директив компілятора на наступні: D-,I-,L-,R-,Q-.

Десяте правило

Постарайтеся запустити ваш exe-файл безпосередньо в операційній системі хоча б для одного тесту, щоб переконатися в його працездатності й ще раз перечитайте умову.

Одинадцяте правило.

Якщо залишився час, пройдіть всі етапи розв'язування за¬дачі, згадайте, як ви мислили. Проаналізуйте, чи існують інші, більш раціональні, рішення. Таким чином, запропоновано методичну схему розв'язування задач із програмування, яка дозволяє з максимальною ефективністю використати відведений на олімпіаді час.

Список рекомендованих сайтів для підготовки до олімпіади з інформатики

http://schoololymp.byethost32.com – школа олімпійського резерву при ВІППО

http://www.olymp.vinnica.ua – Всеукраїнські Інтернет-олімпіади з різних предметів (фізика, інформатика). На сайті розміщена цікава інформація про Всеукраїнські олімпіади по інформатиці, фізиці. Проводилася мережна олімпіада по інформатиці.

http://www.uoi.in.ua – Всеукраїнська олімпіада з інформатики

http://www.e-olimp.com.ua E-Olimp система підготовки та проведення олімпіад зі спортивного програмування

http://www.qbit.org.ua/ -Молодёжное научное общество QBit – Кубит – г. Харьков

http://algolib.chat.ru –алгоритми: методи розв’язання

http://algolist.manual.ru –алгоритми: методи розв’язання

http://olympiads.win.true.nl/ioi – Міжнародна олімпіада з інформатики

http://www.olympiads.ru – Події, задачі, тести, рішення, коментарі. На сайті також можна викачати бібліотеку для написання “перевірялок” до задач – Testlib.

http://neerc.ifmo.ru/School/ – На цьому сайті міститься інформація про олімпіади школярів по інформатиці, які проходять в Росії, в яких беруть участь Петербурзькі школярі

http://www.olympiada.km.ua/ – Задачі заочних і обласних олімпіад Хмельницької області. Архіви турнірів, конкурсів. Багато іншої корисної інформації.

http://comp-science.narod.ru/ – Матеріали олімпіад школярів по програмуванню в Пермській області; підготовка до олімпіад по програмуванню; дидактичні матеріали по алгебрі і геометрії; технологія генерації дидактичних матеріалів по математиці; дидактичні матеріали по інформатиці (задачі, тести); методична скарбничка; посилання на освітні ресурси Internet.

http://acm.timus.ru– Тут ви можете знайти деяку кількість задач з різних змагань. Перевіряюча система дозволяє вам перевірити ваш розв’язок для кожної задачі.

http://www.informatics.ru/ – Даний сайт присвячений російським олімпіадам школярів по інформатиці. Автори сайту – члени журі і наукового комітету Всеросійської олімпіади, а також тренери збірної команди Росії для міжнародної олімпіади. Тут викладаються матеріали Всеросійських олімпіад, учбово-тренувальних зборів по інформатиці, різні книги і статті, присвячені даній тематиці.

http://g6prog.narod.ru – Сайт присвячений докладному розбору олімпіадних задач по інформатиці. Рівень задач від міської до міжнародної олімпіад. Програмні тексти до задач не додаються (представлений словесний опис рішення). До деяких задач додаються тести. Є багато корисних книг по олімпіадних задачах і велика кількість посилань на аналогічні ресурси.

http://byoi.narod.ru – Архів республіканських, міських, районних олімпіад, зборів до IOI. Підбір рідкісних, ефективних алгоритмів.

http://homepages.compuserve.de/chasluebeck – Дуже великий архів задач по інформатиці на російській мові.

http://www.stream.newmail.ru/index.html – Тут можна отримати відповідь на питання про олімпіади, взнати останні новини, підготуватися до олімпіад. На сайті є бібліотека книг і докладний каталог ресурсів.

Міжпредметні зв’язки на уроках інформатики”

Міжпредметні зв’язки
    на уроках інформатики

    Учителя інформатики

    Дорошенка Сергія Івановича

2014

Зміст

1.      Методика навчання інформатики як наука і як навчальний предмет

2.      Завдання курсу методики навчання інформатики

3.      Загальноосвітнє та загальнокультурне значення курсу інформатики.

4.      Виховна, практична, розвивальна мета  викладання інформатики.

5.      Реалізація політехнізму. Роль задач в підсиленні прикладного спрямування шкільного курсу інформатики.

6.      Міжпредметні та  внутрішньопредметні зв'язки при викладанні інформатики.

7.      Специфіка  уроку інформатики.  Підготовка  вчителя до уроку.

8.      Організація i проведення різних типів уроків з інформатики.

9.      Етапи засвоєння знань.

10.  Форми і засоби перевірки і контролю знань учнів.

11.  Особливості уроків інформатики

12.  Використання комп’ютера на уроках алгебри та геометрії
 (GRAN1(для DOS), GRAN1 (для Windows) або GRAN 2D)

Методика навчання інформатики – наука про інформатику як навчальний предмет та закономірності процесу навчання інформатики учнів різних вікових груп. У своїх дослідженнях та висновках методика навчання інформатики спирається на філософію, логіку, педагогіку, психологію, інформатику, математику та узагальнений практичний досвід роботи вчителів інформатики.

Методика навчання інформатики визначається як наукова дисципліна, що займається дослідженням і розробкою відповідного до цілей і змісту навчання програмного, технічного, навчально-методичного, організаційного, психолого-педагогічного забезпечення застосування комп’ютерних технологій у шкільному навчальному процесі.

Методика навчання інформатики як наука тісно пов’язана з концепцією навчального процесу, його основними компонентами, які й становлять сукупність об’єктів вивчення та дослідження. До основних компонентів навчального процесу належать:

1)      навчаюча діяльність вчителя;

2)      навчальна діяльність учнів;

3)      організація навчання.

Процес навчання – це процес спільної діяльності вчителя та учнів. Обидві сторони – і вчитель і учень – беруть активну участь у цій діяльності, але кожен по-своєму:

·        учитель здійснює навчаючі дії, спрямовуючи навчальні дії учнів;

·        учитель мотивує навчальну діяльність учнів. спонукає їх до навчання;

·        учитель організовує навчальні дії учнів таким чином, щоб вони давали максимальний ефект. Ця організація проходить на рівні кожного окремого учня;

·        учитель дає учням матеріал для засвоєння та орієнтири для їх навчальної діяльності;

·        учитель здійснює контроль за ефективністю засвоєння знань.

Спочатку навчаючі дії вчителя превалюють. Однак вони обов’язково спрямовані на формування в учнів різноманітних навчальних умінь – умінь самостійної пізнавальної діяльності. Поступово частка ,,участі,, вчителя в спільній діяльності зменшується, а учнів – зростає. Зростає і якість навчальних дій – дії учнів стають більш активними, творчими й самостійними, а роль вчителя зводиться до управління цією активною і самостійною діяльністю учнів.

Під ,,організацією,, в широкому розумінні цього терміна маються на увазі такі фактори: мета навчання, його зміст, методи та прийоми, а також засоби навчання.

Без тісних взаємозв’язків між усіма компонентами навчальний процес не може бети ефективним, а в окремих випадках стає і неможливим.

Методика навчання інформатики пов’язана з методикою навчання математики, тому що поняття алгоритму прийшло з математики. З іншого боку, багато доведень різноманітних тверджень у математиці мають явно алгоритмічну структуру, і в методиці навчання математики існує завдання навчити виявляти цю алгоритмічну складову в доведеннях.

Особливість методики навчання інформатики виявляється в тому, що інформатика, як наука і як навчальний предмет, бурхливо розвивається. У зв’язку з цим існує потреба постійно узгоджувати зміст навчання з досягненнями у розвитку науки і техніки. За таких умов вимушеним (і плідним) рішенням є максимальне спирання на результати загальної дидактики та психології, на конкретні методики навчання інших дисциплін, зокрема математики й фізики. Звідси випливає також вимога добору такого змісту навчання інформатики, який за можливості якомога менше залежав би від типів комп’ютерів та їхнього програмного забезпечення. Зрозуміло, процес навчання неминуче реалізується із застосуванням деяких конкретних програмних і технічних засобів, але вони повинні розглядатися лише як окремі зразки різного комп’ютерного обладнання, як можливі засоби унаочнення і дидактичного супроводу навчального матеріалу, а також технічної підтримки навчально-пізнавальної діяльності. Слід формувати найбільш загальні, фундаментальні знання, за можливості уникаючи машинозалежних знань і умінь, які можуть виявитися непридатними до використання і навіть шкідливими для учнів у новій ситуації, під час роботи на інших типах комп’ютерів, з іншою операційною системою та прикладним програмним забезпеченням або іншою мовою програмування.

Методика навчання інформатики сьогодні інтенсивно розвивається. Багато положень у ній сформувалися зовсім недавно і не мають ще ні глибокого теоретичного обґрунтування, ні експериментальної перевірки.

Завдання курсу методики навчання інформатики.

Методична система навчання інформатики повинна розглядатись як цілісна система цілей, змісту, методів, засобів і організаційних форм навчання.

Відповідно до загальних цілей курс методики навчання інформатики повинен забезпечувати розв’язування таких основних завдань:

1.      Визначити та обґрунтувати  конкретні цілі навчання інформатики та зміст відповідного загальноосвітнього предмета середньої школи.

2.      Розробити найбільш раціональні методи й організаційні форми навчання, спрямовані на досягнення поставленої мети.

3.      Розглянути необхідні засоби навчання та розробити рекомендації щодо їх застосування в навчальному процесі.

Тобто методика навчання інформатики, як і будь-яка інша предметна шкільна методика, повинна забезпечувати розв’язування традиційної тріади питань:

1)      Навіщо вивчати інформатику? (Мета навчання інформатики.)

2)      Що саме слід вивчати? (Зміст навчання.)

3)      Як треба навчати інформатики? (Засоби, методи, організаційні форми навчання.)

Загальноосвітнє та загальнокультурне значення курсу інформатики.

Значну роль у вирішенні гуманітарних проблем відіграють знання з дисциплін природничо-математичного циклу, тому одним з важливих напрямів гуманітаризації змісту освіти має бути розкриття гуманітарного потенціалу таких навчальних предметів, як математика, фізика, інформатика, хімія, географія, біологія та ін., а не проста механічна зміна у змісті загальної середньої освіти співвідношення між природничо-математичною та гуманітарними складовими на користь останньої. Розкриття гуманітарного потенціалу природничих дисциплін можливе лише в разі широкого використання НІТН, що надає можливість як розширити і поглибити теоретичну базу знань з цих дисциплін, так і надати прикладного спрямування та практичної значущості і застосовності результатам навчання.

Вирішення проблем інформатизації навчального процесу дозволить формувати основи інформаційної культури учнів в процесі вивчення всього комплексу навчальних дисциплін, з одного боку, а з іншого - дозволить визначити місце, зміст і роль нового предмета інформатики в системі навчальних предметів середньої школи.

В результаті вивчення шкільного предмета інформатики та використання засобів НІТ при вивченні різних навчальних предметів в учнів мають бути сформовані головні компоненти основ інформаційної культури.

Реалізація світоглядної функції предмета пов'язана з розкриттям ролі інформаційних процесів у природі, техніці, суспільстві, значенням нових інформаційних технологій для розвитку продуктивних сил суспільства, змін характеру праці людини. Вивчення цих питань важливе для формування сучасної інформаційної картини світу, а отже, і світогляду школярів.

При вивченні інформатики учні отримують знання, вміння та навички, які мають не тільки специфічний для даного предмету напрямок, але й носять загальнокультурний характер.

Виховна, практична, розвивальна мета викладання інформатики.

Методологія інформатики виявляє значний вплив на зміст і засоби викладання шкільних дисциплін. Знання інформатики допомагає змінити шлях засвоєння основ наук, зробити доступним інформаційне моделювання процесів та явищ. Інформатика відкриває широкий доступ до інформації, допомагає встановити нові взаємовідносини зі знанням.

Вплив методології інформатики визначається:

G        розширенням у учнів знань і вмінь інформаційного та комп’ютерного моделювання, формуванням інформаційної культури;

G        можливістю застосування ЕОМ для підвищення наочності, моделювання складних об'єктів і явищ.

Виховна функція навчання інформатики пов'язана, зокрема, з формуванням в учнів уміння зважено приймати рішення, нести відповідальність за прийняте рішення, із значною роллю у вихованні гармонійно розвинутої особистості тощо.

Вищезазначені уміння і навички є дуже важливими для учнів. Проте без окремого предмета інформатики сформувати їх на сучасному етапі досить важко (а деякі і неможливо).

Дослідження свідчать, що в шкільному віці можна створити новий тип ставлення до пізнання. Наприклад, інтерес до способу набуття знань, коли традиційно вважалося достатнім сформувати інтерес до змісту навчання. Саме курс інформатики має величезні можливості для формування, підтримки та розвитку інтересу до способів набуття знань.

            Світоглядну роль грає також і ознайомлення учнів з положенням, яке займає обчислювальна техніка в сучасному виробництві, з тим впливом, що виявляють інформаційні технології на різні сфери виробництва та людського життя, на розвиток наукового і виробничого потенціалу сучасного суспільства.

Поняття інформаційної культури включає і профорієнтаційну складову. Для деякої частини учнів обсяг теоретичних знань і практичних навичків в області інформатики і обчислювальної техніки повинен бути настільки значним, щоб справити помітну роль на їх наступну професійну діяльність.

Реалізація політехнізму. Роль задач в підсиленні
прикладного спрямування шкільного курсу інформатики.

Курс інформатики закликаний внести значний вклад до трудової та політехнічної підготовки учнів. В цьому плані передбачається систематичне розкриття взаємозв'язку теоретичних і прикладних аспектів курсу, розкриття ролі і значення  нових інформаційних технологій та роботи програмістів в сучасному суспільному виробництві.

В процесі вивчення інформатики послідовно і систематично формується культура розумової праці на якісно новому рівні і такі найважливіші загальнотрудові вміння, як уміння планувати свою роботу, раціонально її виконувати, критичні співвідносити початковий план роботи з реальним процесом її виконання.

Необхідно спеціально підкреслювати роль задач і відводити значний час для їх розгляду практичних в курсі інформатики. В рамках даного предмету розглядаються теми алгоритмізації, програмування, розв’язування задач за допомогою ЕОМ. Розв’язування задач пронизує весь зміст цього навчального предмету і є основним засобом формування комп'ютерної грамотності та інформаційної культури учнів.

Завдяки значній кількості задач викладання курсу інформатики має яскраво виражене практичне спрямування: більшість задач, що пропонуються в шкільних підручниках, мають широке застосування на практиці. Засвоєння учнями засобів розв’язування цих задач істотно поширює математичний інструментарій школяра, сприяючи підсиленню зв'язки навчання з життям.

Міжпредметні та  внутрішньопредметні зв'язки при викладанні інформатики.

Одним з важливих напрямків підвищення практичної значущості результатів навчання є організація міжпредметних зв’язків між шкільними предметами на основі спільних знань і методів наукового пізнання. Проблема міжпредметних зв’язків випливає з дидактичного принципу систематичності, який відбиває загально-філософське поняття про зв’язок явищ і узгоджується з фізіологічними та психологічними поняттями про роботу мозку. Послідовне здійснення міжпредметних зв’язків в навчанні природничих наук сприяє набуттю узагальнених знань, вмінь і навичок.

            Прагнення зробити викладання математики, фізики та інших предметів більш ефективним, а результати навчання більш практично значимими, приводить до необхідності використання інформаційних технологій. Предметне використання НІТ формує у учнів навички свідомого користувача комп’ютерів, показує можливості використання НІТ в подальшій практичній і науковій діяльності.  

Специфіка  уроку  інформатики.

Центральною ланкою навчально-виховного процесу в школі є урок. Сучасний урок постійно збагачується різноманітними наочними, зоровими, звуковими елементами, збагачується різноманітними технічними засобами навчання. В останній час використовуються автоматизована система, що може організувати оптимальне чергування в часу звукових і зорових образів, що несуть навчальну інформацію, може організувати і контролювати послідовність і правильність дій кожного учня.

Сучасний урок з  інформатики має наступні особливості:

−       безпосереднє спілкування школяра з комп'ютером;

−       різко зростаюча індивідуалізація навчання;

−        істотний обсяг практичних робіт із використанням комп'ютера, при якому час контакту учня з комп'ютером складає не менше половини уроку;

−       при роботі в комп'ютерному класі перевага уроків трьох типів: демонстрація (лекція з застосуванням НІТ), лабораторна робота і практикум;

−       введення в число основних компонентів передачі знань комп'ютера і зміни, які відбуваються у зв'язку з цим; 

−       використання в процесі навчання таких функцій комп'ютера як інформаційна підтримка (передача знань учню), контролююча та корегуючи функції, організуюча та діагностуюча функції.

При комп'ютерному навчанні роль вчителя залишається головної, від нього залежить, коли і як використати навчальну програму, як пристосувати її до певного контингенту учнів тощо. При такому режимі роботи навантаження на вчителя зростає, вчителю необхідно організувати індивідуальне навчання у відповідності до індивідуальних особливостей учнів, методично обміркувати на якому етапі уроку використання комп'ютерних програм може принести максимальну користь.

Підготовка вчителя до уроку.  При підготовці цього питання варто звернути увагу на освітлення наступних положень:

−       загальна підготовка вчителя до уроків починається задовго до початку навчального часу;

−       підготовка вчителя до уроків починається з досконалого вивчення в першу чергу програми шкільного курсу ОІОТ, у якої наведене тематичне планування навчального матеріалу, вказано що учні повинні знати та вміти після вивчення кожного розділу курсу, тобто наведено стандарти навчання, а також орієнтоване поурочне планування курсу ОІОТ (програма 2002 року) .

−       підготовка вчителя до уроків починається з досконалого вивчення змісту навчального матеріалу;

−       підготовка вчителя до конкретного уроку починається з продумування змісту навчального матеріалу, аналізу тієї частини програми, що відноситься до майбутнього уроку, а також до попереднього і наступного, установлення між ними зв'язку і послідовності;

−       при підготовці до уроку вчитель інформатики вивчає характер викладення навчального матеріалу в шкільних підручниках та обирає більш оптимальний з них,

−       ознайомлення з необхідним програмним забезпеченням, установка або налагоджування його на комп'ютерах у класі;

−       робота по розробці сценарію уроку та підготовка конспекту (плану) уроку, обов'язкової перевірці всіх завдань практичного характеру на комп'ютері;

−       учитель повинен продумати можливі нестандартні ситуації в роботі учнів за комп'ютером і передбачити можливі шляхи їх виправлення з обов'язковою апробацією цій шляхів за комп'ютером. 

Організація i проведення різних типів уроків з інформатики.

Лекція.

Термін «лекція» має 2 змісти: це і форма, і засіб. Лекція завжди фронтальна. Вона може підтримуватися комп'ютером як засобом наочності і демонстрації і, якщо дозволяє обладнання кабінету, проводиться в комп'ютерному класі. Вчитель може заздалегідь підготувати для учнів комп’ютерний варіант конспектів навчального матеріалу. При наявності таких конспектів посилюється самостійне керування пізнавальною діяльністю, знімається побоювання не записати щось важливе.

Оптимальна форма конспекту: ліворуч в вигляді тез вже надруковано головне в навчальному матеріалі, праворуч залишається місце для коментарів учнів. Це призводить до індивідуалізації навчальної діяльності, розгортання розумових операцій учнів. З іншого боку, «гарантований» конспект дозволяє деяким учням слухати «вполуха», тут все вирішує мотивація, інтерес до предмету.

Семінар.

Семінар є перехідною формою від фронтальної до індивідуальної роботи і тому зберігає своє значення при вивченні інформатики. На семінарах зручно виробляти домашинні навики і вміння, тому що створювати алгоритм або освоювати незнайому середу прямо за екраном можуть лише деякі учні. Працювати без попереднього вивчення інструкції неефективно по відношенню до машинного часу і до самопочуття учнів. Нарешті, потрібна адекватна форма роботи для колективного осмислення того, що зроблено на комп'ютері. Інколи комп'ютер може відволікати деяких учнів від суттєвості того, що учень за допомогою комп'ютерних програм розв’язує.

Важливим інтелектуальним умінням є спроможність до розгорнутого прогнозу поведінки комп'ютера на основі накопиченого досвіду роботи на ньому. І для такої діяльності теж потрібний семінар. Органічно вписуються до семінару ролеві ігри, оскільки вони потребують обов'язкового обговорювання.

Учню корисно знати, що зараховується як результат роботи на семінарі. Щоб визначитися, що учню «потрібно знати» перерахуємо можливі контрольовані результати:

-        Остаточний варіант тексту алгоритму;

-        Таблиця виконання алгоритму, складена без ПК;

-        Проект діалогу з програмою;

-        Відповіді на питання по інструкції;

-        Інструкція до власної або чужої програми;

-        Коментарі до своєї або чужої програми;

-        Опис очікуваних результатів роботи програми;

-        Опис ролевих функцій учасників гри, відмічені помилки.

Лабораторне заняття.

Лабораторне заняття є основною формою роботи учнів в комп'ютерному класі. Нерідко відбувається швидке розподілення фронтальної діяльності на індивідуальну або групову роботу навіть при загальному вхідному завданні. Вирішальну допомогу вчителю виявлять заздалегідь підготовані інструкції до роботи.

До початку роботи учнів вчитель проводить контроль їх готовності. Тим, хто не готовий, не слід сідати за комп'ютер. Учень повинен спочатку розібратися з наступним завданням без комп’ютера, а потім переходити до його виконання.

Таку ситуацію міняють нові програмні засоби, які мають вбудовану контекстну допомогу, розраховані саме на навчання в ході роботи. Але робота з програмами піде інтенсивніше, якщо «допомога» в комп'ютерній програмі допомагає щось згадати, а не відбувається знайомство учня з навчальним матеріалом взагалі вперше.

Учні можуть працювати індивідуально або по два чоловіка за ПЕОМ, в залежності від складності роботи і від наявності комп'ютерів в кабінеті. При тривалій роботі вдвох можливо тривкий розподіл ролей “виконавець-спостерігач”, що веде до різних результатів навчання. По мірі зростання певності і компетентності учнів, їм  слід переходити до індивідуальної роботи або міняти пари учнів.

При проведенні фронтальної лабораторної роботи учні порівняно короткий проміжок часу (10-15 хв.) працюють самостійно, але синхронно з програмним продуктом, виконуючи дії спрямовані або на його засвоєння, або на закріплення матеріалу, що був пояснений вчителем, або на перевірку засвоєння отриманого знання або операційного навику.  Роль учителя - забезпечення синхронної діяльності учнів і надання негайної допомоги з ініціативи учнів. 

При проведенні лабораторної роботи індивідуального характеру учні самостійно працюють з програмним продуктом, виконуючи індивідуальні завдання. Роль вчителя - забезпечення і контроль індивідуальної роботи учнів. 

Індивідуальний практикум.

Індивідуальний практикум - більш висока форма роботи в порівнянні з фронтальними лабораторними роботами. Його характерні риси: різнотипність завдань по рівню і складності, більша самостійність, більша опора на підручники, довідковий матеріал, більш складні питання до вчителя.

Прикладом завдання для практикуму може бути укладання опису або інструкції до нової програми. В цілому ця форма заняття є перехідною до позаурочної форми роботи.

При проведенні уроку-практикуму учні виконують за комп'ютером більш об'ємне (складне) індивідуальне завдання, ніж при виконанні лабораторної роботи,  в межах 1-2-х уроків.  Робота вимагає синтезу знань і вмінь по цілому розділу курсі.  Вчитель головним чином забезпечує індивідуальний контроль за роботою учнів. 

Методика організації та проведення уроку - практикуму з інформатики.  При підготовці цього питання варто звернути увагу на висвітлення наступних положень:

−        урок практикум проводиться після вивчення великих розділів, тем, наприкінці півріччя або навчального року;

−        на уроці-практикумі учні самостійно виконують, як правило, індивідуальні завдання практичного характеру;

−        при проведенні уроку-практикуму реалізуються ідеї диференційованого навчання;

−        керування навчальною діяльністю під час уроку-практикуму здійснюється за допомогою інструкції, у якій описана послідовність дій учнів;

−        на уроці-практикумі учнями можуть вирішуватися задачі творчого характеру;

−        структура уроку-практикуму відбиває специфіку дій вчителя й учнів під час проведення практикуму.

Зразкова структура і методика уроку засвоєння нових знань.

1.      Перевірка домашнього завдання, актуалізація опорних знань.

2.      Повідомлення теми, мети, задач уроку та мотивація навчальної діяльності учнів.

3.      Подання нового матеріалу. Сприймання і первинне усвідомлення нового матеріалу, осмислення зв'язків і відношень між об'єктами вивчення.

4.      Узагальнення і систематизація знань.

5.      Підведення підсумків уроку і повідомлення домашнього завдання.

Перевірка домашнього завдання.

-        Наявність і охайність перевіряється під час обходу класу;

-        Зміст роботи, її результати перевіряються фронтально, при активній участі всього класу;

-        Більш докладно аналізують тяжкі і недосяжні для багатьох завдання;

-        Письмові завдання оцінюються вчителем після уроку - фронтально або вибірково;

-        На початку уроку короткочасні письмові роботи, тестові завдання, програмоване опитування (машинний або без машинний варіанти), використання комп'ютерних програм тренувального типу;

-        Усне опитування.

В багатьох випадках опорними для засвоєння нових знань є поняття, які були засвоєнні на попередньому уроці. Важливо зосередити увагу учнів на тих особливостях засвоєних понять, на які спирається вчитель при поясненні нового матеріалу.

Повідомлення теми, мети, задач уроку і мотивація навчальної діяльності учнів.

Тему уроку вчитель звичайно повідомляє на початку заняття або при переході до роботи над новим матеріалом. При цьому повідомляється план роботи або основні питання, що підлягають засвоєнню.

В дидактичній літературі рекомендується повідомляти мету і задачі кожного уроку, щоб учень уявляв передбачуваний результат або який звіт може зажадати від нього вчитель, і вмів спланувати свою роботу.

Прийоми повідомлення мети уроку:

-  Водночас з оголошенням теми;

- В вигляді проблемного завдання або евристичного питання, пізнавальної задачі, що створюють проблемну ситуацію і викликають бажання подолати протиріччя, виникле при цьому;

-  Заздалегідь записати і повісити в кабінеті.

Мотивація навчання може не складати окремого етапу уроку, а вестися на протязі всього заняття, а може бути реалізована в вигляді постановки цікавої задачі, проблеми, прикладу з життєвої практики, що призводить до проблеми, розв'язати яку можна тільки після вивчення нового матеріалу.

Прийоми мотивації:

- Показ практичної значущості теми;

- Створення проблемної ситуації;

- В кінці вивчення нового матеріалу вчитель створює ситуацію успіху на етапі засвоєння нового матеріалу.

Викладення нового матеріалу.

По оцінкам психологів для повноцінного засвоєння матеріалу учні повинні зустрітися з матеріалом в різноманітних ситуаціях і комбінаціях не менш 6 раз.

Прийоми: усне викладення, бесіда, проблемне викладення, самостійна робота по підручнику, спостереження, лабораторний досвід, аналіз експериментального матеріалу, різноманітні демонстрації, використання НІТ.

Узагальнення і систематизація знань

Задача цього етапу - приведення в єдину систему засвоєні на уроці поняття з вивченими раніше знаннями.

Прийоми узагальнення і систематизації:

- Порівняння;

- Зіставлення;

- Укладання таблиць, що систематизують знання;

Для цього етапу виділяють 3-7 хв.

Підведення підсумків уроку:

1.      Вчитель стисло повідомляє, що нового дізналися учні на уроці;

2.      Як працював весь клас і окремі учні;

3.      Оцінює роботу учнів на уроці;

4.      Повідомляє домашнє завдання, пояснює зміст домашньої роботи, прийоми і послідовність її виконання і оформлення.

Етапи засвоєння знань.

Етапи засвоєння знань умовно поділяють на три групи. До першої групи відносять актуалізацію опорних знань, мотивацію, сприймання нового матеріалу, аналіз і осмислення засвоєних понять. До другої групи етапів відносять цілеспрямоване запам’ятовування, застосування знань спочатку в стандартних, а потім в порівняно складних ситуаціях, використання отриманих знань та вмінь при розв’язуванні практичних задач. На завершальному етапі засвоєним знанням слід надати узагальнений та систематизований характер

В психології і методиці встановлено, що при вивченні інформатики учні повинні засвоїти не тільки певну суму знань, але і засоби їх отримання.

Форми і засоби перевірки і контролю знань учнів.

Перевірочно-оціночна діяльність вчителя - невід'ємна частина його педагогічної діяльності, важливий чинник поліпшення якості навчання. Нормативні документи, на які повинен орієнтуватися вчитель при перевірці і оцінці знань школярів, - міністерська програма курсу ОІОТ, в якій спеціально виділений розділ «Вимоги до знань і вмінь учнів» а також Критерії оцінок. Важливо, щоб контроль і оцінка знань учнів відповідали загально дидактичним вимогам і виконували облікову, контрольно-корегуючу, навчальну, виховну функції.

Вигляди контролю: поточний, заліково-тематичний, підсумковий.

Одним із ефективним засобів перевірки рівня засвоєння знань учнями є розв’язування задач. Вміння розв’язувати задачі включає цілий спектр інших важливих результатів: володіння поняттями та фактами, вміння аналізувати, узагальнювати, застосовувати вивчені прийоми розумової діяль­нос­ті, вміння прогнозувати і обґрунтовувати свої висновки. Іншими словами, вміння розв’язувати задачі є десь підсумковим, інтегральним результатом, де набувають актуалізації отримані знання.

Специфічна особливість курсу інформатики - його спрямування на підготовку учнів до наступного використання ЕОМ в практичній діяльності, вироблення у них певних операціональних навиків. Це відбивається на процес перевірки та оцінювання знань учнів - об'єктом контролю стає готовність до різноманітного вигляду навчальної діяльності, сформованість певних вмінь і навиків.

Важливою задачею вдосконалення контролю є залучення учнів до оціночної діяльності, організація на уроці самоконтролю та самооцінювання.

Уроки інформатики мають свої особливості.

1. Найважливіша особливість постановки курсу інформатики на базі комп'ютерного класу — це систематична робота учнів з комп'ютером на кожному уроці інформатики.

2. З поширенням ідеології комп'ютерно-орієнтованого навчання, що передбачає використання педагогічних програмних засобів, стає актуальним питання про зміну ролі і обов'язків учителя за умов роботи в комп'ютерному класі. Практика свідчить, що провідна роль учителя зберігається і навіть посилюється і за умов комп'ютерно-орієнтованого навчання, а комп'ютер у всіх випадках залишається надійним і ефективним засобом діяльності вчителя і учня. Використання комп'ютера разом з методично доцільними педагогічними програмними засобами дозволяє вдосконалити стиль та прийоми роботи вчителя за рахунок перекладання на комп'ютер рутинних операцій і забезпечення вчителеві творчого підходу до розв'язування завдань навчання і виховання. Такі важливі компоненти навчально-виховного процесу, як з'ясування можливих навчальних проблем і питань, які виникають у ході навчання, ведення дискусій, заохочення міркувань, підтримка дисципліни, вибір необхідного рівня деталізації при поясненні матеріалу для різних учнів та інші моменти міжособистісного спілкування учнів і вчителя та учнів між собою найефективніше організовувати і проводити може лише вчитель, можливо і використовуючи комп'ютер для підтримки тих чи інших дій. Оскільки при використанні комп'ютерно-орієнтованих систем навчання навчально-пізнавальна діяльність значно інтенсифікується, учні встигають розв'язати значно більше різних задач, то, природно, при цьому виникає значно більше проблемних ситуацій і запитань, у з'ясуванні яких повинен брати участь учитель. Тому при використанні комп'ютерів в навчально-виховному процесі роль учителя не лише не зменшується, а значно зростає. Крім того, комп'ютер ніколи не замінить особистісного спілкування вчителя з учнем і батьками.

3. Розвиток комп'ютерної техніки, засобів телекомунікацій та відповідного програмного забезпечення дає можливість учителю використовувати нові форми навчання учнів: телекомунікаційні проекти, практикуми, бінарні уроки.

4. Міжпредметний характер змісту навчання інформатики дозволяє розглядати цю навчальну дисципліну не лише як ще один новий шкільний предмет у навчальному плані, а й як інтеграцію та узагальнення вже вивчених учнями основ наук.

5. Навчання учнів за умов систематичного доступу до комп'ютера, як правило, проходить при підвищеному емоційному стані учнів. Пояснюється це, зокрема, тим, що при правильному формулюванні завдань для виконання з використанням комп'ютера учні одержують наочні результати своєї роботи, що додає їм впевненості в своїх силах. У школяра виникає природне прагнення поділитися своїми знаннями та результатами роботи зі своїми товаришами. Заняттям характерна більша, ніж на інших звичайних уроках, свобода спілкування учнів на уроці. Така система стосунків згуртовує колектив у досягненні спільної навчальної мети.

6. На уроках інформатики створюється благодатний грунт для відтворення такої організації навчання і контролю знань, при якій заздалегідь найбільш успішно працюючі учні, що визначаються вчителем, виконують роль помічників учителя. За рахунок цього на уроках інформатики впроваджується система взаємної допомоги учнів. Чинник обміну знаннями, передавання знань від більш компетентних менш компетентним починає виступати як дієвий засіб підвищення ефективності навчально-виховного процесу. При цьому враховування особливостей змісту навчання дозволяє широко використовувати колективну та групову навчальну діяльність учнів, що має вагоме соціальне значення за умов створення та розвитку інформаційного суспільства.

7. Систематичне використання комп'ютера для розв'язування навчальних задач створює передумови для копіювання учнями дій педагога. Принцип «виконуй як я» при збільшенні масштабів підготовки не втратив свого значення. Можливості використання локальної мережі дозволяють у багатьох випадках ефективно застосовувати ідею «копіювання» в навчанні, причому вчитель одержує можливість одночасної роботи із всіма учнями при збереженні принципу індивідуальності.

8. Різна базова підготовка учнів до сприймання матеріалу та різна освіченість учнів з предметної галузі призводить до того, що на уроках інформатики дидактичне завдання реалізації принципу диференціації та індивідуалізації навчання стає першочерговим.

9. Необхідність ефективного використання сучасних комп'ютерно-орієнтованих систем навчання для забезпечення гармонійного розвитку, навчання і виховання дітей, потребують від вчителя високої професійної компетентності.

10. Динамічність змісту навчання, програмного забезпечення, яке використовується та вивчається на уроках інформатики, потребує від вчителя постійної роботи над собою, підвищення професійного рівня за рахунок самоосвіти і самовдосконалення.

Використання комп’ютера на уроках алгебри та геометрії
 (GRAN1( для DOS), GRAN1 (для Windows) або GRAN 2D)

            Відомо, що розвиток розумових здібностей залежить від кількості накопичених знань, від їх системності. Сформувати систему знань, спираючись тільки на один навчальний предмет, неможливо, оскільки багато конкретних одиниць знань є в більшості випадків надбанням не однієї дисципліни, а декількох. Тому система знань передбачає структурний взаємозв’язок між поняттями окремих наук (предметів), між загально-дидактичними закономірностями та фактичним матеріалом. Для того, щоб розкрити  поняття повністю в усіх його зв’язках і відношеннях, необхідно залучити відомості різних галузей знань, сформувати в учнів вміння аналізувати об’єкти реальної дійсності. Узагальнення на рівні теорій  викликає у школярів широкі міжсистемні асоціації, що дозволяє їм здійснювати систематизоване перенесення знань   з одного предмета в інший, наприклад  з алгебри, геометрії в інформатику.

            При  вивченні теми “Об’єми тіл обертання” з метою формування  в учнів системних знань,  доцільно  з позиції інтегрального числення показати їм, наприклад, як за допомогою інтеграла обчислюється об’єм зрізаного конуса. Це поняття тісно пов’язується з такими змістовно – методичними лініями курсу математики, як лінія рівнянь і лінія тотожних перетворень. При цьому не збільшується обсяг навчального матеріалу, а лише встановлюється зв’язок між фактами, які відомі учням, зокрема, з математики та інформатики. Проілюструємо це на прикладі конкретної задачі, метою  розв’язання  якої є показ ще одного способу знаходження об’єму зрізаного конуса.

            ЗАДАЧА:  Твірна зрізаного конуса дорівнює см, а радіуси основ – 3 см і 6 см. Знайти об’єм зрізаного конуса.

            Поняття  про об’єм тіла обертання в курсі  “Геометрія 11 кл.”  і в курсі  “Алгебра і початки аналізу  11 кл.” вводиться не одночасно. В курсі алгебри в  другій чверті, а в геометрії в третій  чверті. Саме тому для початку учні повинні пригадати і записати на дошці і в зошитах загальну формулу для обчислення об’єму тіла обертання за допомогою інтеграла і формулу, яка пропонується їм для виконання цієї ж операції в геометрії. Це такі формули:

                            (1)                           (2).

            Проаналізувавши  формулу (1), учні роблять висновок, що для обчислення об’єму за допомогою інтеграла досить зобразити на координатній площині його осьовий переріз, який є трапецією. Основним ключовим моментом при обчисленні об’єму таким способом є написання рівняння підінтегральної функції, в даному випадку  рівняння прямої, на якій лежить бічна сторона трапеції, і встановлення змінної інтегрування. Через індивідуальні особливості різні учні мають різні можливості щодо рівня і якості засвоєння матеріалу, тому  умовно їх можна поділити на такі групи:  гр. Б - учні, мета яких досягти початкового і середнього рівнів навчання; гр. В – учні, які бажають і можуть оволодіти матеріалом, що  відповідає достатньому і  високому рівням навчання; гр. А –    учні з групи Б, що мають серйозні недоліки в знаннях, вміннях; - то для учнів групи А і Б зображення перерізу вчитель може завчасно заготовити у файл, а учням групи В запропонувати самим його побудувати. Для побудови зображення можна використати комп’ютерно-орієнтовані педагогічні засоби GRAN1( для DOS), GRAN1 (для Windows) або GRAN 2D. При завантаженні  файла в GRAN1( для DOS) і GRAN1 (для Windows)  на екрані в лівому вікні з’явиться  зображеня трапеції, а в правому - рівняння прямої  , яка обмежує її.   Учням групи А і Б  це полегшить  роботу над задачею. Вони не будуть самі виводити рівняння прямої  і тому можуть зробити лише  його аналіз, тобто вказати чому дорівнює k і b. Учні групи В даний файл можуть використати для самоконтролю.

            Обчислювати об’єм зрізаного конуса можна аналітичним способом і з використанням ПК за допомогою ППЗ GRAN1 і GRAN 2D. Останній спосіб значно ефективніший  для формування узагальнень по темі тому, що дозволяє дотримуватись  таких основних принципів дидактики як: принцип наочності; принцип доступності; принцип систематичності.

            Спочатку учні розв’язують дану задачу аналітичним методом. Використовуючи властивість належності точок  ) і  прямій , вони одержують систему двох рівнянь  

            Відповідно   - рівняння прямої . Оскільки зрізаний конус, в нашому випадку, утворюється обертанням прямої  навколо осі  ОХ, то  х буде змінною інтегрування. З умови відомо, що ,  тому межі інтегрування будуть такими: а=2, в=8. Отже, об’єм даного зрізаного конуса дорівнює:  куб. од.

           З курсу геометрії учням також відомо, що об’єм зрізаного конуса дорівнює різниці об’ємів двох повних конусів, тому учні можуть його обчислити  і так:  куб. од.

куб. од.,куб. од.

            Тренування навичок обчислення визначеного інтеграла не є основною метою розв’язання даної задачі, тому для обчислення об’єму   доцільно використати  комп’ютер. Вкажемо на деякі особливості використання ППЗ GRAN1( для DOS), GRAN1 (для Windows) і GRAN 2D.

            Пакети GRAN1( для DOS) і GRAN1 (для Windows)  не відрізніються  процесом знаходження об’єму тіла обертання, але ми зупинились на  описі GRAN1( для DOS), оскільки його частіше використовують в школах.           

            Для обчислення  об’єму тіла, за допомогою ППЗ GRAN1( для DOS) (рис. 1) обмеженого поверхнею, що утворюється обертанням лінії,  яка описується рівнянням виду , навколо осі   та площинами  ,   призначено послуги   “V2, вісь OX”,   “Об’єм, вісь OX”,  пункту “Інтеграли”.  Побудувавши графік функції  на проміжку , в=8 і скориставшись послугою  “Об’єм, вісь OХ”, вказавши межі інтегрування , учні одержують  куб. од.  

Пакет GRAN 2D, в даному випадку,  простіший у використанні. В ньому, для обчислення об’єму, досить побудувати трапецію і скористатися послугою “Площа поверхні та об’єм тіла обертання” пункту “Обчислення”  (рис.2, рис.3)

            Задачі такого типу не є додатковим об’єктом вивчення, а є ще однією ілюстрацією методу, який базується на використанні інтеграла. Їх розв’язування з використанням комп’ютера сприяє: 1) укрупненню “одиниці знань”; 2) підвищенню ефективності навчання; 3) розширенню області практичного використання знань, умінь і навичок.  Внаслідок цього здійснюється систематизація знань за такими змістовними лініями математики: геометричні побудови; геометричні перетворення; геометричні величини, їх вимірювання і обчислення; елементи математичного аналізу; застосування математичного аналізу. Це допомагає учням глибше усвідомити зв’язки між фактами, чіткіше уявити структуру навчального матеріалу курсу геометрії та алгебри.

            Отже, міжпредметні зв'язки не тільки інтегрують, узагальнюють знання, але і диференціюють, конкретизують їх, поєднуючи загальне, особливе й одиничне при вивченні тих чи інших об'єктів. Різнобічні взаємозв'язки предметів, формують конкретні знання учнів, узагальнюють їх з позицій методологічних категорій, розкривають гносеологічні проблеми, без яких неможливе системне засвоєння основ наук, зокрема геометрії. Вони складають найважливіший засіб реалізації принципу системності в навчальному пізнанні, є одним із засобів формування  «вихідних абстракцій», що забезпечує теоретичне узагальнення в навчальному пізнанні і структуризацію навчального матеріалу різних предметів у світоглядні комплекси знань, а також сприяють реалізації всіх дидактичних принципів, підсилюючи їхню взаємодію в реальному процесі навчання. 

           

            Таким чином, міжпредметні зв’язки є важливим фактором розвитку сучасного навчального процесу, пізнавальної діяльності учнів.

Список літератури

1.    Бабанский Ю.К. Оптимизация процесса обучения:     Общедидактический аспект. М.: Педагогика, 1977. 96 с.

2.    Боярчук В.Ф.  Межпредметные связи  в  процессе  обучения. Вологда.: 1988. 56 с.

3.    Выгодский Л.С. Избранные психологические исследования. М.: Педагогика, 1956. 95 с.

4.    Калмыкова  З.И.  Психологические  принципы  развивающего обучения. М.: Знание, 1979. 48 с.

5.    Кирсанов А. А. Индивидуализация  учебной  деятельности школьников.  Казань: Тат. кн. изд-во, 1980. 207 с.

6.    Педагогическая энциклопедия: В 2-х т. /Под ред. И.А. Каирова, Ф.Н. Петрова. М.: Советская энциклопедия, 1964. Т.1. С. 832

7.    Педагогическая энциклопедия: В 2-х т. /Под ред. И.А. Каирова, Ф.Н. Петрова. М.: Советская энциклопедия, 1964. Т.2. С. 912

8.    Рабунский Е.С. Теория и практика реализации индивидуального подхода к школьникам в обучении:  Дис. ... д-ра пед. наук / МГУ. М., 1989. 464 с.

9.    Скаткин М.Н. Совершенствование процесса обучения. М.: Педагогика, 1971. 125 с.

10.              Щербаков Ю.И. Педагогическое руководство  познавательной     деятельностью младших школьников с учетом их индивидуально-типологических особенностей:  Автореф. дис. ... канд. пед. наук: МГУ. М., 1980. 203 с.

11.              Щукина Г.И. Проблемы познавательного интереса в педагогике. М.: Педагогика, 1971. 256 с.

12.              Якиманская И.С. Личностно-ориентированное обучение в современной школе. М.: Педагогика, 1996. 96 с.

13.              Давыдов В. В. Виды обобщений в обучении.-М.: Педагогика, 1972.-    423 с.

14.              Зверев И. Д., Максимова В. Н. Межпредметные связи в современной школе. – М.: Педагогика, 1981. – С. 160.