Педагогикалық жоғары оқу орны мен білім беру ұйымдары
жүктеу/скачать 8,33 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Keywords
- Шалгимбекова Алия Батырхановна
- ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗВИТИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ГРАМОТНОСТИ АННОТАЦИЯ
Əдебиеттер тізімі: 1. Разумный Д.В.Проблемы применения видеофильмов в учебном процессе средней школы // Телекоммуникации и информатизация образования.-2001. - №4 2. Бидайбеков Е. Ы., Лапчик М. П., Нұрбекова Ж. К., Сағымбаева А. Е., Жарасова Г. С., Оспанова Н. Н., Исабаева Д. Н. Информатиканы оқыту əдістемесі. Алматы, 2014г
старший преподаватель кафедры ИиКТ, доцент КГПИ, г. Костанай
ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ УЧИТЕЛЯ ИНФОРМАТИКИ В ОБЛАСТИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Мақалада информатика мұғалімінің бағдарламалау саласында кəсіби құзыреттілігін қалыптастыру мəселелері қарастырылған. Қойылған мəселердің шешу нұсқаларының бірі күрделілігі жоғары олимпиадалық стандартты емес, логикалық есептерді шешу əдістерін зерттеу болып табылады. Теру үлгісіндегі есептерді шешу алгоритмін оңтайландыру əдістерінің бірі – графтағы Түйінді сөздер: олимпиадаға сай есептерді шешу əдістері, алгоритм, іріктелу типтегі есептер, графтағы алгоритмдар. АННОТАЦИЯ В статье рассматриваются вопросы формирования профессиональной компетентности учителя информатики в области программирования. Одним из вариантов решения поставленного вопроса является изучение методов решения нестандартных, логических задач олимпиадного характера, задач повышенной сложности. Рассматривается один из методов оптимизации алгоритма решения задач переборного типа – алгоритмы на графах. Ключевые слова: методы решения задач олимпиадного характера, алгоритм, задачи переборного типа, алгоритмы на графах. ABSTRACT The article deals with the formation of the professional competence of the teacher of computer science in the field of programming. One solution to the question is the study of methods for solving Olympiad non- standard logical tasks of high complexity. The author considers a method of optimization the algorithm for solving tasks such as tasks of exhaustive search. This method is a method of algorithms on graphs. Keywords: the methods for solving Olympiad tasks, algorithm, tasks of exhaustive search, algorithms on graphs. 427
Решение задач повышенной сложности, нестандартных, логических задач – необходимое условие глубокого понимания основ любого предмета. Почти в каждом классе (особенно в классах естественно-математического направления) найдётся обычно хоть и небольшая, но очень важная группа сильных учащихся. Сильные ученики способны работать самостоятельно, обладают высокой мотивацией к учению, любознательностью, упорством. Именно им, особенно, на первых этапах овладения методами решения олимпиадных задач, нужны хорошие интересные задачи с указаниями к решению или решениями [1, c. 195]. Пособий по олимпиадной информатике (алгоритмам, необходимым для решения олимпиадных задач), доступных для понимания учащимися 7-10 классов (именно в этот период у большинства участников олимпиад появляется потребность в решении нестандартных задач, задач повышенной сложности) немного. Но и знание стандартных алгоритмов решения основного типа задач – не единственное, что необходимо знать при решении такого уровня задачи – нужен также «стиль», «хитрые» приёмы, методы оптимизации алгоритма и другие знания, которые сложно получить из «классических» книг по программированию. Всё это в доступной форме может объяснить ученику лишь компетентный учитель, который сам на должном уровне разбирается в этих вопросах. Овладение методами решения задач олимпиадного характера будущим педагогом поможет ему впоследствии понять, какие трудности с пониманием алгоритма решения поставленной задачи могут возникнуть у школьника, обратить внимание на сложные моменты в разработке алгоритма. Будущий учитель, овладевая олимпиадным программированием, знакомясь с методами решения олимпиадных задач, теоретическими знаниями и практическими навыками, в будущем сможет грамотно объяснить своим ученикам принципы их разработки и действия, ответить на возникающие при их разработке и реализации вопросы. Идеи и методы, используемые при решении олимпиадных задач, в большинстве своём, сводятся к поиску и разработке оптимальных алгоритмов, которые могут быть применены при решении широкого круга практических приложений, в которых необходимо организовать эффективную обработку большого объёма информации в условиях ограниченности времени и используемой памяти компьютера [2, c. 297]. Анализ стартового уровня подготовленности первокурсников в области программирования позволяют сделать вывод о том, что подавляющая масса выпускников школ не имеет должного уровня подготовки по программированию из-за отсутствия профессиональной компетентности учителя информатики в области программирования и, уж тем более, в области решения задач повышенной сложности, олимпиадного характера. Учитывая это, для специальности 05011100 «Информатика» в нашем ВУЗе введены в учебные планы такие курсы по выбору, как «Практикум решения задач по информатике», «Алгоритмы на графах», «Комбинаторика для программистов», «Нестандартные задачи в информатике», «Олимпиадная информатика», «Математические основы программирования». Учебного, а тем более, методического материала по данным курсам нет; используется разработанный и накопленный преподавателями кафедры материал и опыт при работе с «олимпийским резервом» (при подготовке участников олимпиад городского, областного и выше уровней по линии РНПЦ «Дарын»), анализ решений олимпиадных заданий различного уровня. На кафедре информатики и компьютерных технологий КГПИ была проведена работа по подготовке и изданию учебно-методических пособий в помощь студентам – будущим учителям информатики, в которых собран материал, необходимый для подготовки ребят к олимпиадам, начиная «с нуля», проведена классификация задач по основным разделам, рассмотрены основные алгоритмы и приёмы решения олимпиадных задач различного уровня: «Практикум решения задач по информатике», в котором обобщается многолетний опыт работы авторов в подготовке участников-призёров олимпиад различного уровня; учебное пособие по самому сложному и малоизученному разделу программирования «Алгоритмы на графах», учебно-методическое пособие по курсу «Олимпиадная 428
информатика», где представлен собранный архив Костанайских олимпиад (городского и областного уровня) за последние 20 лет, тестовые задания для проверки правильности работы программ, указания к решению многих заданий, приведены демонстрационные примеры по основным типам задач, содержащие анализ и методы разработки алгоритмов, примеры реализации разработанных алгоритмов в среде программирования, принципы проверки алгоритма на оптимальность (по быстродействию, объёму занимаемой памяти и пр.).
«Олимпиадная информатика» - это «увлечение» для тех, кто считает, что программирование – это, прежде всего, искусство решения логически сложных задач. Главная задача учителя в этом направлении – научить ученика основам мыслительной деятельности в том виде, в каком мы с ней, как правило, сталкиваемся на практике: с ошибками, тупиковыми вариантами, рождением долгожданной спасительной идеи. И, что, наверное, важнее всего в этом процессе – показать возможность такой организации своей мыслительной деятельности, при которой поиск решения самой трудной, и непонятной с первого прочтения, задачи становится деятельностью системной и планомерной [1, c. 198]. Если взять интересную, творческую задачу, то, чаще всего, может оказаться, что определить, к какому типу она принадлежит, довольно сложно. Задача может относиться не к одному, а к нескольким типам. Часто нам приходится иметь дело с нестандартными (нетипичными) задачами, не подчиняющимися какой-либо классификации, требующими творческого подхода, самостоятельного придумывания и разработки алгоритма, либо, на первый взгляд, задача может показаться стандартной, знакомой, но требует оптимизации алгоритма для удовлетворения временным и объёмным параметрам.
Предметом первых задач теории графов были конфигурации, состоящие из точек и соединяющих их линий. Такие схемы или диаграммы часто называются графами. Точки в конфигурации являются вершинами графа, а соединяющие их линии – рёбрами или дугами графа.
а) б) в) г) д) Рисунок 1. Примеры графов Схемы, изображенные на рисунке 1, могут представлять, например, состояние турнира четырех шахматистов. Участники турнира обозначены точками, которые можно пометить цифрами или буквами, а линии, соединяющие пары точек, обозначают соответствующие партии между шахматистами. Рисунок 1а) – состояние перед началом турнира (жеребьевка); рисунки 1б) - 1г) – состоялось три тура; рисунок 1д) – сыграны все 6 партий [2, c. 231]. Для работы с графами используются также таблицы специального вида, называемые матрицами. Матричная модель графа используется в работе с графами на компьютере. При решении задач используются способы представления графа: матрица смежности, матрица инциденций, списки связи и перечни рёбер (чаще для взвешенного графа).
429
⎩ ⎨ ⎧ = смежные j и i вершины если смежные не j и i вершины если a ij , 1 , 0
Матрицей инцидентности называется матрица размера m х n (m – количество ребер, n – количество вершин), элементы которой равны: ⎪⎩ ⎪
⎧ =
i j i ij A вершине инцидентно a ребро если A вершине инцидентно не а ребро если a , 1 , 0
Пример 1. Матрица инцидентности ориентированного графа. <1 2>
3>
2>
4>
4>
6>
5> 1 1 1 1 1 1
1
Пример 2. Матрица инцидентности неориентированного графа.
{1 {1 {1 {2 {2 {3 {4 {4 {5
Более удобным способом представления графа является матрица смежности. Основным преимуществом матрицы смежности является тот факт, что за один шаг можно получить ответ на вопрос типа «существует ли ребро из х в у?» [2, c. 235]. Матрицы смежности для графов, приведённых в примерах 1 и 2, имеют вид:
Пример. Game. В некоторой игре одно двузначное число можно заменить на другое по следующему правилу: любая из двух цифр исходного числа заменяется на сумму или разность его цифр (в случае разности из большей цифры вычитается меньшая). Для
430
двузначных чисел a и b построить последовательность чисел минимальной длины, начинающуюся с числа a, заканчивающуюся числом b, а каждое следующее число в цепочке можно получить из предыдущего по указанному выше правилу или определить, что это сделать невозможно (Костанайская городская олимпиада 2004г)
получаем цепочку чисел 12 32 31 Указание: Один из оптимальных вариантов решения задачи: построение графовой модели и применение метода просмотра вершин графа в ширину – даёт цепочку чисел минимальной длины. Строится матрица смежности, в которой двузначные числа 10..99 являются вершинами, а в качестве ребер – отношение между числами u v: можно ли число v получить из числа u по указанному правилу: For i:=10 To 99 Do { формируем матрицу смежности для чисел от 10..99 } Begin
e:=i Mod 10; d:=i Div 10; l:=Abs(e-d);
s:=e+d; If s<10 Then Begin
s1:=s*10+e;s2:=d*10+s; If i<>s1 Then a[i,s1]:=1; If i<>s2 Then a[i,s2]:=1; End;
If l>0 Then Begin
s3:=l*10+e;s4:=d*10+l; If i<>s3 Then a[i,s3]:=1; If i<>s4 Then a[i,s4]:=1; End;
End; {используем метод просмотра вершин графа в ширину} u:=u1;yk1:=1;yk2:=1;oger[yk1]:=u; log[u]:=1;predok[u]:=0; While yk1<=yk2 Do Begin
u:=oger[yk1]; For v:=10 To 99 Do If (a[u,v]=1)and(log[v]=0)Then Begin
k2:=yk2+1;oger[yk2]:=v; log[v]:=1;predok[v]:=u End; yk1:=yk1+1; End; В качестве результата восстанавливаем из очереди цепочку минимальной длины чисел заданной последовательности, используя массив предков: Z:=v1;
Repeat Write(z); Z:=predok(z); Until z=0;
431
1. А.Б. Даулеткулов. Олимпиады по информатике. – Алматы, РНПЦ «Дарын», 1999г. 2. Окулов С.М. Программирование в алгоритмах. - М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2002. - 341с 3. Цыганова А.Д. Алгоритмы на графах. Учебное пособие. – Костанай, 2007. – 104 с. 4. Цыганова А.Д. Олимпиадная информатика. Учебное пособие. Костанай, 2013. – 179 с.
Алия Батырхановна ст.преподаватель кафедры педагогики, доцент КГПИ
Учитель истории КГУ ШОД «Озат» г. Костанай
В данной статье раскрываются теоретические основы формирования и развития функциональной грамотности человека, связанные с овладением им функциональным знанием. Ключевые слова: функциональная грамотность, базовое образование, совокупность функций функциональной грамотности (адаптивная, профориентационная, развивающая, воспитательная). АBSTRACT The bases of forming and development of functional literacy of man, related to the capture to them functional knowledge, open up in this article in theory. Keywords: functional literacy, base education, totality of functions functional literacy, adaptive, preparatory, vocational, orientation, educator, development.
Основной характеристикой современного общества является быстрая динамика происходящих в нем изменений, и проблема функциональной грамотности становится особенно актуальной. Одним из важных компонентов в структуре востребованных знаний, наиболее подверженным изменениям, и является функциональное знание, определяющее в силу своей личностной значимости для человека содержание его фунцциональной грамотности. Актуальность овладения каждым человеком функциональным знанием, составляющим содержание функциональной грамотности, для обеспечения безопасности своей жизнедеятельности, непрерывности образования и успешности жизнеустроения в меняющеся мире. Изменения в составе и структуре функционального знания имеют пространственно- временной характер. Функциональное знание, востребованное на данный момент времени на
432
данной территории, составляет содержание функциональной грамотности живущего на этой территории населения. Ведь, согласно определению А.С.Тангяна, под «минимальной функциональной грамотностью» понимается «повышаемый по мере развития общества и роста потребностей личности уровень знаний и умений, в частности умения читать и писать, необходимый для полноправного и эффективного участия человека в экономической, политической, гражданской, общественной и культурной жизни своего общества и свой страны, для содействия их прогрессу и для собственного развития»[1]. В процессе этого использовались следующие основания в определенно четыре этапа соотношения функциональной и традиционной грамотности, изменение ее структуры и основных функций, преимущественный характер функционального знания. 1-ый этап (конец 1960-х – начало 1970-х гг.) – функциональная грамотность рассматривается как дополнение к традиционной грамотности, следствием чего является функциональный метод обучения грамотности, строящегося с учетом функционального знания, главным образом, экономического характера; концепция и стратегия функциональной грамотности понимаются как обеспечение связи процессов овладения чтением и письмом и повышением производительности труда и улучшением условий жизни работника и его семьи. 2-й этап (середина 1970-х-начало 1980-х гг.) – осознание функциональной грамотности как проблемы развитых стран ; ее обособление от традиционной грамотности; расширение состава и содержания функционального знания с учетом всех сторон общественной жизни (экономической, политической, гражданской, общественной, культурной); введение ЮНЕСКО понятия «функционально неграмотный человек» (как человек, который не может участвовать во всех видах деятельности, в которых грамотность эффективного функционирования его группы и общины, и которые дают возможность продолжать пользоваться чтением, письмом и счетом для своего собственного развития и для развития общины) [2, с. 2]; возникновение представления об изменчивости функциональной грамотности в условиях общественного изменений. 3-й этап (середина 1980- конец 1990-х гг.) – установление связи функциональной грамотности с повышающимся уровнем владения письменным словом, общего образования, изменениями в сфере труда; включение в ее состав традиционной грамотности осознание двухуровневой структуры функциональной грамотности (глобальные и локальные составляющие), ее роли как основа «пожизненного» образования, становление личности. 4-й этап (начало ХХI века) – установление изменений в составе и содержания функциональной грамотности при переходе к постиндустриальному обществу; осознания функциональной грамотности как гранта безопасности жизнедеятельности человека, средства его успешного жизнеустроения в меняющемся мире акцентирования роли функционально чтения как средства развития функциональной грамотности. Проанализировав ряд источников, мы пришли к выводу, что функциональное знание является динамичным интегрированным образованием, состав и содержание которого постоянно меняется в зависимости от развивающихся потребностей человека и общества в целом. В процессе анализа развития концепции функциональной грамотности обнаруживается, что этому феномену приписываются определенные функции, состав которых с течением времени имеет тенденцию расширению. С утверждением роли непрерывного образования в устойчивом развитии личности возникает представление о функциональной образовании как «основе для непрерывного образования человека и его первого устройства на работу» [3, с. 16], тем самым подчеркивается не только ее адаптивная, но и пропедевтическая функции. Говоря словами Б.С. Гершунского, «грамотность – это необходимая ступень и образованности и профессиональной компетентности, и культуры человека. Она должна содержать в себе «эмбрионы», ростки каждого из последующих этапов становления личности» [3, с. 60]. 433
Таким образом, введение международным сообществом понятие «базовое образование», по сути, сопряжено спониманием функционального образования как обеспечивающего основу для непрерывного («пожизненого») образования человека. В концепции П.Р. Атутова, функциональная грамотность имеет два аспекта первый из которых связан с вооружением учащихся необходимым и достаточным объемом знаний, умений, навыков, обеспечивающих возможность вхождение школьников в будущую деятельность, при наличии достаточного базиса для эффективной практической работы на протяжении длительного периода. Второй аспект связан с формированием мотивов для непрерывного совершенствования своих знаний, умений, качеств личности, позволяющих всегда быть в деловой форме и постоянно и чутко реагировать на систематически изменяющуюся информационную и технологическую обстановку [4, с. 26]. А.М. Новиков придает особое значение воспитательной функции функционального образования, исходя из этого, что гуманитаризация профессионального образования, исходя из того, что гуманитаризация профессионального образования «будет заключаться в насыщение его компонентами профессионально-этического, профессионально- эстетического, профессионально-экономического, профессионально-экологического и профессионально- правого воспитания» [5, с. 53]. К аспектам этического воспитания он, в частности, относит коммуникативное воспитание, придает ему большое значение. Таким образом, функциональной грамотности присущи совокупность функций, в том числе: адаптивная, пропедевтическая, профориентационная, реабилитационная, воспитательная и развивающая. Следует заметить, что сегодня меняются не только приоритеты, но и содержание этой функции. В частности, трансформация содержание функции функциональной грамотности связана с тем, что она все более приобретает смысл способа защиты человека от различных угроз (внутренних и внешних). Постоянно идет развитие функциональной грамотности как интегрированного образования, состав и содержание которого непрерывно меняется в зависимости от развивающихся потребностей человека и общества в целом. Вступление в XXI век сопровождается повсеместным природными, техногенными, и социальными катаклизмами, подчас имеющими разрушительную силу, что усиливает риски для безопасности жизнедеятельности. Отсюда выросла роль функциональной грамотности как основа безопасности жизнедеятельности и в этой связи востребованность новых видов грамотности (для успешной деятельности в условиях чрезвычайных ситуаций), меняется содержание уже усвоенных ее видов (например, информационной). Все это требует постоянного внимания к решению проблемы функциональной грамотности человека средствами всех подсистем непрерывного образования (формальной, неформальной, информальной).
жүктеу/скачать 8,33 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|