7. Редакторы. «Раскрашка» - векторный редактор «Роботландии». В «Раскашке» нет кисти, зато картину можно не только рисовать, но и программировать. «Художник» - традиционный растровый редактор. А вот текстовый редактор «Микрон» - необычный. В нем можно не только писать тексты, но и выполнять контрольные, писать диктанты с автоматической проверкой. Редактор «Шарманщик» позволяет конструировать мелодии прямо на нотном стане.

8. Игры. В этом разделе собраны программы - логические головоломки. Решение задач принесет детям удовольствие и пользу.

9. Зачетный класс - электронный экзамен в форме увлекательного путешествия по стране «Кухоморье».

10. База данных. В неё входит «Блокнот-Календарь», который позволяет:

· увидеть текущую дату и время;

· посмотреть календарь на любой месяц любого года;

· сделать памятные записи на любой день;

· просматривать и редактировать записи, сделанные ранее;

· автоматически показывать запись на сегодняшний день;

· работать с алфавитным блокнотом от А до Я;

· сохранять содержимое блокнота в текстовом файле.

2.1.2 Программа «Алгоритмика 2.0»

Программа представляет собой интерактивный задачник по программированию и алгоритмизации. Она обеспечивает базовую подготовку по информатике школьников 5-7 классов и предназначена для развития алгоритмического мышления и ознакомления учащихся с основными алгоритмическими конструкциями (цикл, условие, рекурсия и т.п.) на примере занимательных задач. Увлекательные задачи превращают занятия в захватывающее игровое путешествие в мир логики и математики.

Программа позволяет непосредственно на компьютере решать задачи из учебника и задачника «Алгоритмика 5-7 классы», в том числе, требующие составления программ. Практически все задачи основаны на работе с различными исполнителями (Чертежник, Монах, Робот, Водолей, Монах и пр., с которыми учащиеся в основном знакомы по работе с популярным пакетом «Роботландия»), в том числе предусмотрено изучение параллельной работы нескольких одинаковых исполнителей (на примере строительных бригад). В начале работы необходимо зарегистрироваться в качестве нового пользователя.

Решение сопровождается пошаговыми указаниями, системой автоматической проверки, сообщениями об ошибках. Приложенная коллекция задач охватывает разделы: делимость целых чисел, координаты на плоскости, простейшие геометрические фигуры и др.

При работе с программой «Алгоритмика 2.0» используется программная оболочка «Новый Класс», обеспечивающая:

· пошаговое интерактивное решение задач;

· работу в локальной сети под руководством учителя;

· дистанционное обучение;

· обновление через Интернет;

· составление и обновление базы данных по учащимся
и учителям, таблиц успеваемости.

По завершении работы учащегося преподаватель (или сам учащийся, если он зарегистрирован с соответствующими правами доступа) может посмотреть журнал со статистикой учета решенных задач (указано количество решенных задач для всех зарегистрированных пользователей, а также можно получить сводку для конкретного пользователя по конкретным темам, выбирая их в оглавлении).

Особенности программы:

· увлекательная форма освоения основ программирования

· авторитетность и полнота теоретического материала

· обширная коллекция задач, игр, головоломок

· пошаговое интерактивное выполнение заданий [10].

2.1.3 Программа «Лого Миры 2.0»

Эту версию известной программы Лого Миры можно назвать мультимедийное Лого, а также - Интернет-Лого. Прежние возможности Лого Миров теперь дополнены новейшими технологиями, предоставляемые современными мультимедиа-компьютерами. В частности, можно вставлять в работы фрагменты аудио - и видео-записей, QuickTime-звуки и фильмы. Работу, сделанную в Лого Мирах 2.0, можно легко «опубликовать» в Интернет. Специальное приложение (Web-плеер) позволит посетить страницу проекта прямо в сети через браузер [9].

После запуска Лого Миров на экране дисплея появляется следующее окно:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 6. Графический экран системы Лого Миры

Графический экран системы Лого состоит из 3-х окон:

Графическое окно - предназначено для действий «черепашки» и оставляемых ею рисунков.

Командное окно - предназначено для ввода команд адресованных только «черепашке», а также команд перехода в тот или иной режим команд, обращенных к системе Лого.

Приборное окно - показывает значения основных параметров, характеризующих состояние Черепашка:

Команды Листы-Программы осуществляют переход от графического к текстовому экрану.

В Лого предусмотрена работа в следующих режимах:

Режим непосредственного исполнения команд в графическом окне (рис. 5), где работа ведется непосредственно с графическим окном. При этом команды задаются в самом нижнем окне.

Режим подготовки и исправления текста программы в текстовом экране (рис. 7), предназначен для создания и редактирования текста программ.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Переход от графического экрана к текстовому осуществляется с помощью меню (рис. 8).

Можно выделить две основные группы команд:

управления движением Черепашка;

управления системой.

Команды управления движением Черепашка могут задаваться как в графическом, так и в текстовом экране. К ним относятся:

Базовые команды движения и рисования;

Команда цикла (повторения);

Команда процедура (подпрограммы);

Команда изменения переменных;

Рекурсивные команды.

Приведём примеры реализации базовых алгоритмических конструкций в среде Лого.

Пример 1 (следование). Найти корень линейного уравнения вида ах+b=0.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 9. Блок - схема решения примера 1

Для решения примера 1 составим блок-схему алгоритма (рис. 9.). Следуя последовательности блоков в алгоритме можно составить программу на языке Лого, которая может быть представлена, так как на рис. 10.

Для запуска программы в командном поле введем имя программы - «Уравнение» и нажмем клавишу «Enter».

В появившемся диалоговом окне введем значение для коэффициента А=2, во втором - В=5. В третьем диалоговом окне появится значение рассчитанного параметра Х=-2,5.

Пример 2 (цикл). Получить цифру 5 с помощью операции сложения и цифры 1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 11. Блок-схема решения примера 2, его реализация на языке Лого. Вид окна с ответом в среде Лого

Можно заметить, что команды «пусть a: a + 1, сообщи: a», повторяются 5 раз, следовательно применив структуру «Цикл» получим блок-схему применимо к рассматриваемому примеру 3 (рис. 8). При вводе А=1, производится операция сложения А+1 и повторяется 5 раз, что в результате получаем А=5.

Пример 3 (ветвление). Если a>b, то вычислить значение a=2*a, если условие не выполняется, то вычислить b=2*b.

В примере 3 если условие истинно, то выполняется первое действие, если условие ложно - выполняется второе действие [7].

Размещено на http://www.allbest.ru/

2.2 Программа «Алгоритмизация и программирование»

2.2.1 Требования к системе

Для эффективного использования программы к техническому и программному обеспечению предъявляются следующие минимальные требования:

Оперативная память: 128 MB;

Свободное место на жёстком диске: 30,3 MB;

Видео - карта: 128 MB;

Процессор: Intel Pentium 1 GHz;

Операционная система: Windows 98, 2000, XP;

Программное обеспечение: Microsoft Office 2003;

Windows - совместимая мышь, клавиатура

2.2.2 Структура обучающе-демонстрационной программы

Данная обучающе-демонстрационная программа имеет разветвлённую структуру и состоит из четырёх разделов:

Базовые алгоритмические конструкции;

Алгоритм;

Примеры;

Тренажёр.

Попасть в любой из разделов (подразделов) можно из главного меню (рис. 36) с помощью «ссылок» и содержания (см. ниже).

Первые два раздела - это обучающий блок данной программы.

Рассмотрим их более подробно.

Рассмотрим 1-й раздел данной программы. В его меню слева можно увидеть три «ссылки» с названиями базовых алгоритмических конструкций, а справа окно, где кратко описана каждая из структур (рис. 13).



Рис. 13. Меню «Базовые алгоритмические конструкции»

Этот раздел состоит из трех подразделов:

Следование

Ветвление

Циклы

Рис. 14. Страница «Следование»

На странице «Следование» можно увидеть краткое определение данной структуры на естественном языке, а также таблицу, состоящую из двух столбцов: в первом столбце - описание этой же конструкции на алгоритмическом языке (псевдокоды), а во втором - структура описывается блок-схемой (рис. 14).

Во 2-ом подразделе, можно выбрать варианты структуры «Ветвление». При выборе одного из вариантов появляется таблица, аналогичная таблице на странице «Следование». Также здесь можно посмотреть примеры команд «Если» (рис. 15).

Рис. 15. Страница «Ветвление»

Если пользователь заинтересуется структурой «Циклы», то он окажется в меню, где можно выбрать один из следующих видов циклов:

Итерационный (пока);

Со счётчиком;

Вложенные.



Рис. 16. Страница «Вложенные циклы»

Страницы «Итерационный цикл» и «Цикл со счётчиком» аналогичны странице «Следование». А на странице «Вложенные циклы» можно выбрать один из видов вложенных циклов - «Вложение циклов «Для», «Вложение циклов «Пока», здесь же можно посмотреть пример вложенных циклов (рис. 16).

Теперь рассмотрим более подробно 2-й раздел нашей программы.

Рис. 17. Меню раздела «Алгоритм»

В меню второго раздела можно выбрать один из подразделов:

Определение алгоритма;

Исполнитель алгоритма;

Характеристики исполнителя

Свойства алгоритма;

Формы записи алгоритма.

Рис. 18. Свойства алгоритма

При нажатии на первые три ссылки соответствующая информация отобразится в окне справа (рис. 17).

При выборе последних двух разделов, произойдёт переход на другую страницу.

На странице «Свойства алгоритма» можно выбрать любое из свойств, при этом оно отобразится в окне справа. Для большей наглядности каждое свойство выделено красным цветом (рис. 18).

Подраздел «Формы записи алгоритма» также имеет своё меню (рис. 19) и состоит из четырёх страниц:

Словесная;

Псевдокоды;

Графическая (блок - схемы);

Программная.

Рис. 19. Меню подраздела «Формы записи алгоритма»

Все эти страницы похожи по своей структуре: вверху даётся определение каждой из форм записей. А чуть ниже «ссылки», при нажатии на которые появляется нужная информация («Блочные символы», «Пример», «Недостаток» и т.д.) (рис. 20).

Демонстрационный блок представлен в разделе «Примеры». Данный раздел состоит из шести примеров - по два примера на каждую из конструкций: «Ветвление», «Цикл со счётчиком», «Итерационный цикл».

При этом пример 1 для каждой из конструкций - пример, где алгоритм решения поставленной задачи представлен на языке блок-схем, а пример 2 - на языке программирования Pascal (рис. 24).



Рис. 20. Страница «Программная форма записи алгоритма»

Данный блок предназначен для того, чтобы пользователь смог понять, как работает алгоритм, как и когда данные помещаются в оперативную память, или берутся из неё, как и когда происходит ввод и вывод данных на экран монитора. А также прогнать алгоритм в пошаговом или автономном режимах. Для достижения этих целей на странице каждого примера вы можете увидеть: алгоритм решения поставленной задачи на языке блок - схем, экран монитора, где имитируется ввод-вывод данных, оперативную память - куда помещаются данные, и откуда они берутся, а также условие задачи вверху страницы (рис. 21).

С каждым примером можно работать в двух режимах: пошаговом и автономном. Если пользователь хочет сам прогнать алгоритм в пошаговом режиме, ему нужно нажать на кнопку . До нажатия данной кнопки «экран» и «оперативная память» пустые (рис. 21), а после - на «экране» отображается текст и число, имитирующие ввод данных. Параллельно данные помещаются в «оперативную память», об этом свидетельствует синяя стрелка, ведущая от переменной на блок-схеме к её значению в «оперативной памяти». Также данные могут браться из «ОП», об этом будет сигнализировать красная стрелка, идущая в обратном направлении с синей. Значение переменной для наглядности дублируется в трёх местах: на самой блок-схеме над стрелкой, на самой стрелке и в «оперативной памяти» (рис. 22).

Рис. 21. Пример 1 для структуры «Цикл со счётчиком»

Рис. 22. Работа демонстрационного примера

При каждом переходе к следующему шагу данные в «ОП» меняются в зависимости от условия и выполняемого оператора. На последнем шаге работы алгоритма «экран» очищается, а «ОП» освобождается, и снова появляется кнопка для повторного прогона алгоритма (рис. 23).

Рис. 23. Последний шаг работы алгоритма

Также работу с примером можно провести в автономном режиме. Для этого есть кнопка «Play» - . Нажав на неё, пользователь может просмотреть, как работает алгоритм, просто наблюдая за сменой шагов и ничего при этом не нажимая, т.е. переход к следующему шагу происходит автоматически. Чтобы остановить работу данного режима, нужно нажать кнопку «Stop» - (рис. 40).

Для обеспечения обратной связи в программу был включён четвёртый раздел «Тренажёр». Данный раздел представляет собой контролирующий блок программы и состоит из двух подразделов:



Рис. 24. Пример на Pascal-е

«Проверь себя»;

Конструктор

Интерфейс тренажёра «Проверь себя» аналогичен интерфейсу примеров из раздела «Примеры», разница в том, что здесь пользователь должен сам вводить данные на «экран монитора» и в «ОП», просмотрев и поняв преждевременно работу алгоритмов в демонстрационном блоке, а также, исходя из блок-схемы. Данный пример снабжён подсказками и поощрениями. Первые нужны в том случае, если пользователь сделал неправильный шаг - ввёл неверные данные, или ввёл их не в то место. Подсказка отображается на панели снизу (рис. 25).

Чтобы начать работу с тренажёром нужно нажать «Да» на появившейся панели (рис. 26).

Пока пользователь не сделает всё верно, он не сможет перейти к следующему шагу. Если все сделано правильно, то появляется панель, с помощью которой можно перейти к следующему шагу или выйти из тренажёра, а также на панели снизу можно увидеть поощрение (рис. 27).



Рис. 25. Подсказка

Рис. 26. Начало работы с тренажёром



Рис. 27. Панель перехода к следующему шагу и поощрение

Рис. 28. Проверка правильности введённых данных

Чтобы проверить, правильно ли введены данные, нужно щёлкнуть два раза левой кнопкой мыши в области, куда они были введены. Пока пользователь не щёлкнет, не сможет ввести данные в другие ячейки. Если он этого не знает, то есть подсказка, которая появляется, как только начинается ввод числа. При этом если пользователь хочет, чтобы эта подсказка больше не появлялась, то щёлкает по надписи «Больше не показывать» (рис. 28).

Рис. 29. Панель для повторной работы с тренажёром

Следует заметить, можно вводить только числовые данные (в данном случае, натуральные (исходя из условия)). Ввод нечисловых данных игнорируется.

Если все шаги сделаны верно, и если пользователь что-нибудь не понял или хочет ещё раз попробовать свои силы, то он нажимает на появившейся панели «Да» (рис. 29) и продолжает работу с тренажёром, в противном случае, выходит из него.

Тренажёр «Конструктор» представлен 6-ю примерами - по три примера на каждый из двух уровней сложности:

«Первый уровень» - более простой;

«Второй уровень» - более сложный.

Как было сказано выше, в каждом примере, исходя из условия задачи, нужно собрать блок-схему из частей конструктора, которые представляют собой её «куски». Здесь можно увидеть блок-схему (в окне справа), которую нужно собрать; условие задачи (наверху страницы), а также сам конструктор (рис. 30).

Рис. 30. Тренажёр «Конструктор»

В процессе «сборки» блок - схемы любую её часть всегда можно заменить любой из частей конструктора, т.е. если что-нибудь сделано неверно, то это всегда можно исправить. К тому же есть кнопка , которая очищает блок-схему, следовательно, можно заново начать процесс сбора. Чтобы проверить, правильно ли собрана блок-схема, существует кнопка , при нажатии на которую появится панель с сообщением, подтверждающим или опровергающим правильность «сборки» (рис. 31).



Рис. 31. Проверка правильности сбора блок-схемы

Можно собирать одну и ту же блок-схему несколько раз.

Процесс «сборки» для примеров второго уровня аналогичен процессу сбора для первого уровня. Только он (процесс) становится значительно сложнее, т.к. частей конструктора становится больше, чем частей блок-схемы. Здесь проверка ведётся не на знание алгоритма решения задачи, а на знание основных блочных символов.

2.2.3 Использование нотации языка UML для описания программы

Чтобы понять, какие услуги предоставляет программа, какие действия пользователь может осуществлять по отношению к ней, и какие при этом возникают события, была разработана диаграмма вариантов использования. На ней в качестве актёра выступает пользователь, а каждый вариант использования - это описание последовательности действий, которые программа может выполнять в процессе взаимодействия с актёром, т.е. пользователем.

А для описания внутренней структуры программы была создана диаграмма классов, на ней представлены все классы, которые использовались для создания данного проекта, некоторые их свойства и методы, а также различные отношения и взаимосвязи между ними.

2.2.4 Руководство пользователя

Данная программа ориентирована на учеников 10-го - 11-го классов школы, а также студентов 1-го курса ВУЗ-а. Следовательно, она имеет простой и доступный пользователю интерфейс, и проста в эксплуатации, с ней может работать и взрослый, и ребёнок.

Чтобы начать работу с программой после её запуска, нужно нажать на кнопку в появившемся окне:

Пользователь попадёт в главное меню программы.

Из него можно попасть на страницу любого раздела или подраздела 2-мя способами.

Первый способ основан на использовании «ссылок». Нажав левой кнопкой мыши на «ссылку» с названием, соответствующим названию раздела (подраздела), пользователь перейдёт на нужную страницу.

В первых двух разделах - «Алгоритм» и «Базовые алгоритмические конструкции» при нажатии на «ссылку» помимо перехода на другую страницу, могут произойти следующие события:

нужная информация отобразится в окне справа (если оно присутствует на странице);

появится окно с таблицей, примером или с другими данными.

Существует ещё один способ навигации по программе - с помощью содержания. В нём пользователь ищет раздел, который его интересует и соответствующий ему номер вкладки (страницы). Далее щёлкает левой кнопкой мыши по нужной вкладке и попадает на ту страницу, которую искал.

В разделе «Примеры», чтобы перейти к работе с одним из примеров, нужно сначала выбрать нужную алгоритмическую конструкцию, нажав на соответствующую кнопку, при этом флажок изменит цвет на красный, а далее пользователь выбирает интересующий его пример.

Есть два режима работы с примером: автономный и пошаговый (рис. 38). Если нужно просмотреть пример в автономном режиме, то надо нажать на кнопку . Выход из этого режима осуществляется нажатием на кнопку .В пошаговом режиме, каждому шагу соответствует кнопка, например, . Достаточно её нажать, чтобы перейти к следующему шагу. В примерах для структуры «Ветвление» нужно сначала выбрать номер примера, в зависимости от которого меняются значения переменных, а затем только переходить к одному из режимов.

В меню раздела «Тренажёр» пользователь щёлкает по нужной кнопке, и далее выбирает интересующий его пример.

Следует заметить, что если пользователь выбрал тренажёр «Проверь себя», то он сразу перейдёт на страницу данного тренажёра.

Здесь, в соответствии с блок-схемой, а также исходя из ранее рассмотренных примеров, пользователю нужно будет вводить числа в окошки, находящиеся на «экране монитора» или в «оперативной памяти». Если он введёт число не в то место, или оно будет неверным, то появится соответствующее предупреждение на панели внизу. Чтобы проверить правильность введённых данных, нужно дважды щёлкнуть левой кнопкой мыши в области, куда было введено число. Если пользователь этого не знает, то есть подсказка, которая появляется, как только начинается ввод числа. При этом если он хочет, чтобы эта подсказка больше не появлялась, то щёлкает по надписи «Больше не показывать». Пользователь не сможет перейти к следующему шагу, пока всё правильно не сделает. Если всё сделано верно, появится панель для перехода к следующему шагу, для этого нужно выбрать «Да». Если пользователь не хочет дальше работать с тренажёром, то нажимает «Нет» и прекращает работу с ним. После того, как все шаги выполнены верно, будет предложено продолжить дальнейшую работу с тренажёром, если он этого не желает, то выбирает «Нет» и выходит из него.

В тренажёре «Конструктор», исходя из условия задачи, нужно собрать блок-схему из частей конструктора, которые представляют собой «куски» этой блок-схемы.

Чтобы поместить одну из частей конструктора на блок-схему, нужно щёлкнуть левой кнопкой мыши по этой части, при этом она становится обведённой в красную рамку. Далее пользователь щёлкает в том месте блок-схемы, куда хочет поместить её кусок. Если пользователь желает заново начать процесс сбора, он может нажать на кнопку . Проверить правильность «сборки», можно нажатием на кнопку .

На каждой странице есть кнопка , которая возвращает пользователя на страницу, где он был ранее. Кроме того, в программе присутствует меню, с помощью которого можно попасть в главное меню, вызвать помощь, а также выйти из программы.

Заключение

компьютер программа обучающий алгоритмизация

В рамках данной квалификационной работы были достигнуты следующие цели и решены следующие задачи:

в среде визуального программирования Delphi было разработано электронное методическое пособие по разделу «Алгоритмизация и программирование», состоящее из трёх блоков: теоретического, демонстрационного и контролирующего. Благодаря чему процесс выполнения алгоритмов становится более наглядным, и пользователь сможет понять, как работает алгоритм;

описана структура созданной программы, руководство пользователя, системные требования, также разработаны диаграммы вариантов использования и классов для данной программы;

были проанализированы такие программные средства для изучения разделов «Алгоритмизация» и «Программирование», как «Алгоритмика 2.0», «Роботландия», «Лого Миры 2.0»;

разобраны теоретические основы проектирования обучающе-контролирующих программ;

разобраны типы обучающих программ, изучены обучающе-контролирующие программы и требования к ним, виды тестов и их технология проектирования, изучен принцип наглядности в обучающих программах;

Разработанная обучающее-демонстрационная программа «Алгоритмизация и программирование» прошла апробацию в Адыгейской республиканской гимназии г. Майкопа, и получила хорошие отзывы.

Список литературы

1. Шеншев, Л.В. Компьютерное обучение: прогресс или регресс? // Педагогика/ Л.В. Шеншев. - М., 1992, №11, 12.

2. Клейман, Т.М. Школы будущего: Компьютеры в процессе обучения. / Т.М. Клейман. - М.: Радио и связь, 1997.

3. Мархель, И.И. Компьютерная технология обучения // Педагогика / И.И. Мархель.-М., 1990, №5, с. 88

4. Краснова, Г.А. Технологии создания электронных обучающих средств / Г.А. Краснова, М.И. Беляев, А.В. Соловов - М., МГИУ, 2001, 224 с.

5. Сафонова Е.В. Использование современных информационных технологий, наглядности и технических средств обучения на уроках информатики. - http://www.rusedu.info/Article865.html.

6. Павлова Т.П. Принцип наглядности в медиаобразовании. - http://www.art.ioso.ru/vmuza/naglyadnost/pr_nagl/pr_nagl.htm.

7. Грохульская Н.Л. Организация изучения основных алгоритмических конструкций в среде Лого Миры. - http://www.ref.by/refs/67/35140/1.html

8. Зайцева С.А., Иванов В.В. Современные информационные технологии в образовании. - http://www.sgpu2004.narod.ru/infotek/infotek2.htm

9. Кузнецова И.Н. Лого Миры-v среда для обучения. - http://www.int-edu.ru/logo/texts/kuznetsova.html

10. Назаров Д.М., Шляпников Ю.Л. «Программа для начальной школы» - http://www.bytic.ru/tesis/nazar.htm

Размещено на Allbest.ru