Алгоритмизация в базовом курсе информатике

В структуру  портфолио входят такие компоненты, как:

портфолио документов;

портфолио работ;

портфолио отзывов.

Портфолио документов содержит в себе информацию об авторе, о результатах его деятельности и об особенностях личности автора портфолио.

Портфолио работ  включает в себя материалы, отражающие основные направления и виды деятельности: описание основных форм и направлений  творческой активности, разработки педагога. Здесь важно продемонстрировать полноту, разнообразие и убедительность материалов, отражающие основные направления и виды деятельности, качество представленных работ.

Портфолио отзывов  состоит из характеристик отношения  учителя к различным видам  деятельности: заключения, рецензии, рекомендательные письма, резюме, отзыв о работе в творческом коллективе.

По Калмыковой И.Р. [14] существует две функции портфолио: накопительная и модельная.

Накопительная функция - это набор теоретических  документов и набор рабочих материалов.

Теоретические документы - это:

достижения  учителя;

грамоты и сертификаты;

документы, подтверждающие повышение квалификации;

банк методических разработок, текстов выступлений, научных  статей, публикаций.

Рабочие материалы - это:

рабочие программы  учителя и тематическое планирование учебных курсов;

авторские или  индивидуальные образовательные программы, рекомендованные различными органами управления образованием или структурами  образовательного учреждения;

опорные конспекты  уроков;

конспекты открытых уроков и мастер - классов;

тексты тестовых заданий: контрольных, лабораторных или  практических работ;

дифференцированные  задания для учащихся, карточками с заданиями и т.д.

Модельная функция  отражает динамику развития учителя; показывает результаты самореализации; демонстрирует стиль преподавания и уровень компетенций учителя; помогает спланировать деятельность учителя.

При создании и  наполнении электронного портфолио  от учителя требуются умения конструировать, моделировать и проектировать свою профессиональную деятельность, учитывая требования, предъявляемые к разработке программно-методических комплексов [16, с.37].

Книга Т.М. Кьюз "Мера для меры" стала результатом  анализа многолетней практической работы по исследованию портфолио. Опыт позволил автору говорить о разных типах портфолио в зависимости от его целенаправленности:

"Демонстрационный  портфолио" - служит для итоговой  оценки знаний учащихся по  определённой теме и является  собранием работ разного характера;

"Портфолио  роста" - призван показать не  столько конечный результат, сколько процесс его достижения;

"Инструментарный  портфолио" - в нём чётко и  доступно должен излагаться материал, сопровождающийся наличием интересных  примеров и тренировочных заданий  [20, с.118].

1.2 Теоретические основы  алгоритмизации на  уроке информатики в школе

1.2.1 Понятие "алгоритм"

Понятие "Алгоритм" занимает одно из центральных мест в современной науке.

Под алгоритмом понимают строгую и четкую систему  правил, которая определяет последовательность действий над некоторыми объектами  и после конечного числа шагов приводит к достижению поставленной цели [26].

Появление алгоритмов связывают с зарождением математики. Более 1000 лет назад (в 825 году) ученый из города Хорезма Абдулла (или Абу  Джафар) Мухаммед бен Муса аль-Хорезми  создал книгу по математике, в которой описал способы выполнения арифметических действий над многозначными числами. Эти способы и сейчас изучают в школе. Само слово "алгоритм" возникло в Европе после перевода на латынь книги этого среднеазиатского математика, в которой его имя писалось как "Алгоритми". "Так говорил Алгоритми", - начинали европейские ученые, ссылаясь на правила, предложенные Мухаммедом аль-Хорезми.

Алгоритмом  стал называться любой способ вычислений, единый для некоторого класса исходных данных, например, нахождение производной функции. Впоследствии термин "алгоритм" стал общеупотребимым. В связи с этим возникает вопрос: можно ли построить общее и точное определение алгоритма (понятие "любой алгоритм"), например для того, чтобы, пользуясь им, различить, является ли алгоритмом какая-то совокупность указаний или нет? На уровне здравого смысла можно сказать, что алгоритм - это точно определенная (однозначная) последовательность простых (элементарных) действий, обеспечивающих решение любой задачи из некоторого класса. Однако данное утверждение нельзя принять в качестве строгого определения алгоритма, поскольку в нем использованы другие неопределенные понятия - однозначность, элементарность и пр. Понятие можно уточнить, указав перечень общих свойств, которые характерны для алгоритмов. К ним относятся:

1. Дискретность  алгоритма означает, что алгоритм  разделен на отдельные шаги (действия), причем, выполнение очередного шага  возможно только после завершения  всех операций на предыдущем  шаге. При этом набор промежуточных  данных конечен и он получается по определенным правилам из данных предыдущего шага.

2. Детерминированность  алгоритма состоит в том, что  совокупность промежуточных величин  да любом шаге однозначно определяется  системой величин, имевшихся на  предыдущем шаге. Данное свойство означает, что результат выполнения алгоритма не зависит от того, кто (или что) его выполняет (т.е. от исполнителя алгоритма), а определяется только входными данными и шагами (последовательностью действий) самого алгоритма.

3. Элементарность  шагов: закон получения последующей системы величин из предыдущей должен быть простым и локальным. Какой шаг (действие) можно считать элементарным, определяется особенностями исполнителя алгоритма.

4. Направленность  алгоритма: если способ получения  последующих величин из каких-либо исходных не приводит к результату, то должно быть указано, что следует считать результатом алгоритма.

5. Массовость  алгоритма: начальная система  величин может выбираться из  некоторого множества.

Последнее свойство означает, что один алгоритм, т.е. одна и та же последовательность действий, в общем случае, может применяться для решения некоторого класса (т.е. многих) задач. Для практики и, в частности, решения задачи на компьютере, это свойство существенно, поскольку, как правило, пользовательская ценность программы оказывается тем выше, чем больший круг однотипных задач она позволяет решить. Однако для построения алгоритмической теории это свойство не является существенным и обязательным [24, с.238].

Понятие алгоритма, в какой-то мере определяемое перечислением свойств 1 - 5, нельзя считать строгим, поскольку в формулировках свойств использованы термины "величина", "способ", "простой", "локальный" и другие, точный смысл которых не установлен. В дальнейшем данное определение мы будем называть нестрогим (иногда его называют интуитивным) понятием алгоритма [13, с.74].

В дальнейшем под "алгоритмом" будем понимать всякое точное предписание, которое задает вычислительный процесс, начинающийся с произвольного исходного данного  и направленный на получение полностью определяемого этим исходным данным результата.

1.2.2 Основные алгоритмические  структуры

Основными алгоритмическими структурами  являются:

следование;

ветвление;

цикл.

"Следование" - это часть алгоритма, в которой  все команды исполняются одна за другой в порядке их записи.

Линейным называется алгоритм, выполнение шагов которого происходит последовательно в порядке  возрастания их номеров. В схеме  он изображается последовательностью  вычислительных блоков и блоков ввода-вывода.

Конструкция следования:

S1 S2

"Ветвление" - это часть алгоритма, в которой  выполняется либо одна, либо другая  последовательность действий в  зависимости от результата проверки  условия.

Ветвлением (условием) называется алгоритм, в котором предусмотрено  прохождение различных вариантов работы в зависимости от выполнения или не выполнения некоторого условия. В блок-схеме это условие записывается в ромб-блок сравнения.

Различают две  формы ветвления:

полное;

неполное.

Конструкция полного  ветвления:

Да Условие  Нет

S1 S2

Конструкция неполного ветвления:

Да Условие  Нет

S1

"Цикл" - это  часть алгоритма, в которой  некоторую последовательность действий  необходимо повторить несколько  раз.

Алгоритм циклической  структуры - алгоритм, в котором предусмотрено  выполнение одной и той же последовательности действий.

Циклом называется участок алгоритма, реализующий  многократно повторяющиеся при  различных значениях параметров однотипные вычисления (например, расчеты  по одной и той же формуле), Алгоритм, содержащий цикл, называется циклическим.

Конструкция цикла «до»:

Да Условие  Нет

S1

В цикле «пока» тело цикла выполняется до тех  пор, пока выполняется условие.

Конструкция цикла  «пока»:

Да Условие  Нет

S1

Циклический алгоритм позволяет существенно сократить  объем программы.

Для организации  цикла необходимо предусмотреть:

задание начального значения параметра цикла - переменной, которая будет изменяться при  повторениях цикла;

изменение значения этой переменной перед каждым новым  повторением цикла;

проверку условия  окончания повторений по значению параметра и переход к началу цикла, если повторения не закончены.

Существует  два вида циклов:

цикл "до";

цикл "пока".

В цикле "до" тело цикла выполняется определенное количество раз.

1.2.3 Способы описания  алгоритмов

Рассмотрим  три способа описания алгоритмов:

словесно-формульный (на естественном языке с использованием математических формул);

графический (блок-схема);

на языке  программирования (программа).

Для наглядности  рассмотрим пример решения квадратного  уравнения с помощью всех трёх способов.

1 способ: словесно-формульный.

Пусть дано квадратное уравнение a*x² + b*x + c = 0.

Напишем алгоритм решения этого уравнения.

Начало.

Ввод A, B, C.

D = B² - 4 A C.

Если D < 0, то идти к п.6.

Если D > 0, то идти к п.8.

Действительных  корней нет.

Идти к п.10.

X₁ = ( - B - ) / 2 А; X₂ = ( - B +) / 2 A.

Вывести значения X₁ и X₂.

Конец.

2 способ: графический  (блок-схемный).

При блок-схемном описании алгоритм изображается геометрическими фигурами (блоками), связанными по управлению линиями (направлениями потока) со стрелками. В блоках записывается последовательность действий.

Данный способ по сравнению с другими способами  записи алгоритма имеет ряд преимуществ. Он наиболее нагляден: каждая операция вычислительного процесса изображается отдельной геометрической фигурой. Кроме того, графическое изображение алгоритма наглядно показывает разветвления путей решения задачи в зависимости от различных условий, повторение отдельных этапов вычислительного процесса и другие детали.