Разработка факультативного курса «Программирование графики» для старших классов

2.2. Разработка содержания  факультативного  курса «Программирование  графики» для старшей  школы

Пояснительная записка

    Факультативный курс "Программирование графики" является одним из способов изучения графических средств Turbo Pascal. Поэтому данный факультатив может использоваться как эффективное приложение основного курса информатики. Он позволяет систематизировать знания, полученные в таких разделах информатики, как "алгоритмизация", "языки и методы программирования", "информационные технологии", и применять эти знания к решению различных задач, связанных с созданием изображений, построением графиков и поверхностей  функций. Данный факультатив будет интересен, прежде всего, ученикам старшей школы, которые  на основных занятиях уже ознакомились с основами языков программирования.

    Языком  программирования для данного курса  был выбран Turbo Pascal. Курс построен на конкретных примерах и решениях. Все задачи, рассматриваемые на факультативе, рекомендуется реализовывать с использованием среды Borland Pascal или Turbo Pascal, без серьезных изменений эти программы могут быть перенесены в среду компилятора Free Pascal.

    Факультатив предлагается проводить в 10 классе. Предполагается, что учащиеся, осваивающие данный курс, имеют некоторый опорный уровень знаний языка программирования Turbo Pascal (назначение и типы переменных, основные операторы, базовые алгоритмические конструкции и их реализация в Turbo Pascal). Поэтому, имея достаточно общее представление об изучаемом предмете, учащиеся смогут в большей степени самостоятельно продвигаться в процессе освоения.

    Факультатив рассчитан на 35 часов (на каждом занятии работа с ЭВМ, большой процент работы отводится на самостоятельную работу).

    Тематическое  планирование учитель должен разрабатывать, основываясь на предлагаемом варианте, при этом возможно варьирование числа  часов, отводимых на конкретную тему, включение в изучение некоторых  дополнительных вопросов в зависимости от уровня подготовки учащихся.

Цели  и задачи

    Главная цель изучения курса:

• формирование у учащихся представлений о возможностях одного из современных языков программирования Turbo Pascal;
• овладение конкретными методами решения различных задач на графику на ЭВМ.
• формирование у выпускников школы основ научного мировоззрения;
• создание условий для саморазвития и самовоспитания личности.

      Цель реализуется  выполнением следующих  задач: 

• сформировать у учащихся в систематизированной форме представления об основных графических средствах Turbo Pascal;
• сформировать у учащихся технологию решения задач на графику;
• закрепить и углубить навыки программирования на Turbo Pascal;
• развитие операционного (алгоритмического) и логического мышления учащихся;
• углубить представление о применении  программировании в приложениях математики (физики);
• формирование умения учащихся самостоятельно получать информацию, пополнять свои знания;
• приобретение учащимися опыта творческой деятельности;
• повышение учебной мотивации.

    Текущая аттестация качества освоения программы осуществляется учителем по результатам выполнения учащимися практических заданий. Выполнение практических работ предполагает комплексное творческое применение учащимися полученных знаний, навыков, умений, их углубление и закрепление.

    Итоговый  контроль качества освоения программы реализуется в конце учебного года. Учащиеся предоставляют для проверки, самостоятельно выполненные проекты. Работа оценивается, отмечаются положительные и отрицательные моменты и даются необходимые рекомендации. Курс считается освоенным, если учащийся успешно выполнил все задания.

Методы преподавания (включая формы организации учебных занятий)

    Занятия включают лекционную и практическую части. Практическая часть курса реализована в форме уроков. Важная составляющая каждого урока является самостоятельная работа учащихся. Тема урока определяется исходя из приобретаемых навыков. В каждом уроке материал излагается следующим образом:

1. Повторение основных понятий и методов для работы с ними.
2. Самостоятельное выполнение заданий для получения основных навыков работы; в каждом задании формулируется цель и излагается способ ее достижения.
3. Упражнения для самостоятельного выполнения.

    Теоретические и практические части курса (на усмотрение преподавателя) можно изучать параллельно, чтобы сразу же закреплять теоретические вопросы на практике.  

Содержание обучения

 

    1.Инициализация и закрытие графического режима

    Характеристика  графических режимов. Подключение модуля Graph (библиотека графических процедур uses Graph).Переменные, которые определяют графический драйвер и монитор: var gd, gm: integer. Задание команды для выбора значений переменных: gd := Detect; (detect - драйвер сам определяет лучший режим) Инициализация графического режима: InitGraph(gd, gm, ’указывается путь к драйверу (пусть будет пустым)’) Завершение работы в графической системе: CloseGraph.

Переключение  текст — графика — текст.

Обработка ошибок GraphErrorMsg(ErrorCode:integer):string.  

     2. Базовые процедуры  и функции модуля GRAPH

Система координат. Перемещение текущего указателя:

    MoveTo(X,Y:integer) перемещает текущий указатель в точку с координатами X,Y.

    MoveRel(dX,dY:integer) перемещает текущий указатель на dX точек по горизонтали и на dY точек по вертикали.

    GetX, GetY возвращают координаты текущего указателя.

Экран и окно в графическом режиме:

    Создание окна SetViewPort(xl,yl,x2,y2:integer; Clip:boolean).

    Очистка окна ClearViewPort.

    Атрибуты  текущего окна GetViewSettings(var Vp : ViewPortType).

    "Закраска" графического окна – SetFillStyle и SetFillPattern.

Вывод точки PutPixel(X,Y:integer;Color:word).

Вывод линии: Line (XI,Y1,Х2,Y2:integer), LineTo(X,Y:integer),    LineRel(dX,dY:integer) .

    3.Работа с текстом

Вывод текста OutTextXY(X,Y:integer; TextString:string).

Вывод численных значений Str (),OutTextXY().

Шрифты SetTextStyle(Font:word; Direction:word; CharSize:word).

Выравнивание текста SetTextJustify(Horiz,Vert:word);

    4.Установка  цвета и палитры

Получение информации о текущей палитре  GetDefaultPalette (var Palette:PaletteType).

Установка цвета для процедур графического вывода SetColor(Color:word).

Установка нового цвета фона SetBkColor(Color:word).

    5. Построение графических  фигур

Построение  прямоугольников:

    вычерчивание одномерного прямоугольника: Rectangle(Xl, Y1, Х2, Y2:integer),

    вычерчивание трехмерного закрашенного прямоугольника Bar3D(xl, yl, x2, y2:integer; Depth: word; Top: boolean.

Построение  многоугольников DrawPoly(NumPointst : word; var PolyPoints)

Построение  дуг и окружностей:

    Окружность  Circle (X, Y, Radius: word);

    Дуга Arc (X,Y: integer; StAngle, EndAngle, Radius: word);

    Эллиптическая дуга Ellipse (X,Y:integer; StAngle,EndAngle:word; xR,yR:word);

    Закрашенный эллипс FillEllipse (X, Y:integer; xR, yR:word);

    Сектор  PieSlice (X,Y:integer;StAngle,EndAngle,Radius:word);

    Сектор в эллипсе Sector(X, Y:integer; StAngle, EndAngle, xR, yR:word);

    6. Работа с фрагментами  изображения

Размер памяти, необходимой для сохранения образа фрагмента ImageSize (XI, Yl, X2, Y2: Integer):Word.

Сохранение  образа фрагмента в памяти GetImage (XI, Yl, X2, Y2: Integer; var BitMap).

Выводит из буфера на экран двоичный образ заданной области экрана PutImage (X, Y:integer; var bitmap; Oper :word).

Требования к знаниям и умениям учащихся

  Учащиеся  должны знать:

• Инициализацию и закрытие графического режима;

• Базовые процедуры и функции модуля GRAPH: окно, текущий указатель, точка, линия;

• Работу с текстом;
• Установку цвета и палитры;
• Построение графических фигур;
• Работу с фрагментами изображения;

  Учащиеся  должны уметь:

• выбрать и владеть конкретными графическими средствами для решения различных задач на ЭВМ с помощью языка программирования Turbo Pascal;
• составить алгоритм для реализации задачи;
• выводить текст в графическом режиме;
• сохранять и выдавать изображения;
• создавать движущиеся изображения;
• строить график функции на экране дисплея;
• строить изображения графиков и поверхностей функций;
• решать одну и ту же задачу различными методами и средствами;

Тематическое планирование учебного материала

    Учебно-тематическое планирование предполагает, что при распределении материала необходимо выделять часы на изучение теоретического материала; выполнение практических заданий; консультирование: непосредственное общение учащихся с педагогом или их сетевое взаимодействие; тематический контроль.

    35 часов