Алгоритмическое программирование в специализированной школе. Работа №17967

Вязовов С.М.,

учитель информатики

МАОУ «Лицей №14 имени Заслуженного учителя Российской Федерации А.М. Кузьмина»

АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ В СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЙ ШКОЛЕ

Объём изучаемого материала предмета «Информатика» в основной школе определяется Федеральным государственным стандартом образования. Стандартом образования отводится незначительное количество часов на изучение алгоритмизации и основ программирования. Однако, для поступления в ведущие ВУЗы от выпускника требуется успешная сдача ЕГЭ по информатики и наличие диплома победителя или призёра высокорейтинговых конкурсов и олимпиад.

В Тамбовской области специализированных школ, которые готовили бы обучающихся к различным этапам Всероссийской олимпиады школьником по информатике, а также к различным другим олимпиадам и конкурсам, основными задачами которых являются задачи по программированию, практически нет. С одной стороны, это обусловлено стандартом образования и программой основной школы, а с другой стороны это обусловлено отсутствием кружков и программ дополнительного образования по программированию в таких школах.

На школьном этапе ВОШ по информатике используются в большинстве своём задачи, не требующие знаний программирования, или требуются лишь поверхностные знания программирования. Более того, проверка школьного этапа в большинстве школ проходит без использования тестирующих систем.

Это приводит к тому, что на муниципальных этапах в тех муниципалитетах, где используется тестирующая система, многие обучающиеся демонстрируют нулевые знания по программированию. Их код за частую содержит синтаксические ошибки и не компилируется. Кроме того, многие обучающиеся 7-8 класса демонстрируют полное отсутствие знаний в области программирования.

В итоге на региональном этапе места распределяются в основном между тремя организациями города Тамбова, в которых ведётся подготовка учащихся к Всероссийской олимпиаде школьников по информатике и другим олимпиадам по программированию с использованием авторитетных сервисов с большим набором олимпиадных задач различного уровня сложности.

Для исправления данной ситуации в Тамбовской области и трансляции полученного опыта в плане обучения детей основам программирования и решению задач начального олимпиадного уровня мной разработан курс «Алгоритмическое программирование на языке С». Это курс основан на опыте преподавания в специализированной школе и подготовке детей к высокорейтинговым конкурсам и олимпиадам на протяжении 2013-2019 годов.

Курс включает в себя изучение основ алгоритмизации и программирования на одном из современных языков программирования. Так как уже имеется большой опыт внедрения в ряде образовательных учреждений Тамбовской области языка программирования С, то за основу он и будет взят.

Язык программирования С является одним из востребованных языков в области процедурного программирования на сегодняшний день, а также его синтаксис является основной для таких языков программирования, как С++, Java, JavaScript, PHP и других.

Но тем не менее, язык С является очень сложным в понимании и освоения, поэтому в построении курса мы не углубляемся в его тонкости, мы будем используем его только в качестве языка для построения алгоритмов решения конкретной задачи.

Таким образом, основным требованием к школьникам после освоения разделов курса являтется умение применять основные конструкции языка программирования к построению алгоритма решения задачи.

Программа курса включает в себя два формата организации занятий. Первый формат предполагает очное проведение занятий. Это могут быть как классы с углубленным изучением программирования, так и специализированные курсы (кружки или реализация программы в рамках работы центров дополнительного образования). Второй формат предполагает дистанционное образование. В рамках дистанционного образования все желающие могут присоединиться к изучению данного курса.

Очная программа курса имеет два варианта освоения программы: базовый и профильный.

Базовый вариант предполагает изучение основ программирования и применение полученных знаний для решения классических задач курса. Под классическими задачами будем понимать несложные задачи на отработку базовых алгоритмов.

Профильный вариант предполагает углубленное изучение программы курса, а также способствует получению знаний, необходимых для успешного выступления на школьном и муниципальном этапах Всероссийской олимпиады школьников. Кроме того, профильный вариант изучения программы курса должен включать в себя темы, освоение которых повышает шансы успешного выступления на региональном уровне Всероссийской олимпиады школьников.

В Тамбовской области на школьном этапе и муниципальном этапе ВОШ по информатике используются задачи, для успешного решения которых достаточно знать:

для 7-8 классов: линейные и условные конструкции, целочисленную арифметику, циклические конструкции. Знание структур данных не требуется.

для 9-11 классов: линейные и условные конструкции, целочисленную арифметику, циклические конструкции, одномерные и двумерные массивы, алгоритмы обработки символьных последовательностей, динамическое программирование.

В профильный курс дополнительно включены основы теории графов. Это важная тема, которая необходима обучающимся для участия не только в региональном этапе ВОШ, но и других олимпиадах и конкурсах, а также встречается в ЕГЭ по информатике.

При реализации программы курса в МАОУ «Лицей №14 имени Заслуженного учителя Российской Федерации А.М. Кузьмина» учитываются возрастные особенности ребят для освоения данной программы. Поэтому реализация программы начинается с 7 класса.

Особенностями программы курса является то, что она перекликается с программой основного образования, расширяя её и дополняя новыми разделами. Таким образом, в ходе непрерывного обучения в рамках основного и дополнительного образования повышается уровень знания обучающихся в области алгоритмизации и программирования в объёме, необходимом для участия в высокорейтинговых конкурсах и олимпиадах.

Программа курса включает в себя:

в 7 классе:

основы программирования на языке С (разбираются основные конструкции языка программирования: встроенные библиотеки, организация программы, ввод/вывод данных, переменные, типы данных, условные и циклические конструкции); решаются задачи на целочисленную арифметику (от простого к сложному – решение задач на применение арифметических операций

там, где эти операции не очевидны); отработка навыков решения задач с применением условных и циклических конструкций (в том числе, сведение задачи к уменьшению количества циклов в программе за счёт применения формул);

в 8 классе: рассматриваются структуры данных (одномерные и многомерные массивы и строки) и их реализация на языке С; применение структур данных для решения задач; в рамках основного образования разбирается динамическое программирование (

одномерная динамика, двумерная динамика, задача о рюкзаке

)

; в рамках дополнительного образования рассматриваются сложные вопросы динамического программирования (динамика на отрезках, динамика по профилю); также в рамках дополнительного образования рассматриваются вопросы теории графов (понятие графа, обход графа, поиск в глубину, поиск в ширину, поиск кратчайших путей в группе);

рассматриваются сортировки одномерных массивов;

в 9 классе: в рамках основного образования рассматриваются функция и рекурсиях, их реализация

на

языке С

, структуры данных (односвязные и двусвязные списки), теория графов (применение списков для решения задач теории графов; циклы, эйлеровы и гамильтоновы циклы, маршруты, мосты, точки сочетания); в рамках дополнительного образования рассматривается

sqrt

-

декомпозиция, система непересекающихся множеств, динамическое программирование, теория графов, сложные вопросы олимпиадной информатики, проводятся олимпиадные туры;

в 10 классе: изучаются языки программирования

Java

и С++, применяются полученные знания для решения олимпиадных задач; в рамках дополнительного образования рассматриваются сложные вопросы олимпиадного программирования;

в 11 классе: применение полученных знаний и аккумуляция опыта

для разработке

проектов с целью участия в высокорейтинговых конкурсах; подготовка к ЕГЭ.

Другой особенностью реализации непрерывного курса алгоритмического программирования является постоянное участие детей в олимпиадах различного уровня: от внутришкольных олимпиад до олимпиад высокого уровня. На старших ступенях обучения возникает необходимость участия в перечневых олимпиадах, которые дают льготы для поступления в ВУЗы.

Реализация программы курса в МАОУ «Лицей №14 имени Заслуженного учителя Российской Федерации А.М. Кузьмина» приносит свои плоды. Так, ежегодно более 90% выпусников информационно-технологических классов поступают в ведущие вузы страны на технические специальности, в том числе получают льготы при поступлении более 40% выпускников – учитываются результаты, полученные от участия в перечневых олимпиадах.