Статья "Подготовка выпускников 9 и 11 класса к решению задач по программированию"

Подготовка выпускников 9 и 11 класса к решению задач по программированию Учитель информатики  144 лицея Санкт­Петербурга Богачевой Г.В. Контрольно­измерительные   материалы   ЕГЭ   и   ОГЭ   по   информатике   почти непрерывно совершенствуются и усложняются, но, если выпускники 11­ых классов нашего лицея этот экзамен сдают более 10 лет, то девятиклассники в Санкт­Петербурге стали сдавать   ОГЭ   по   информатике   сравнительно   недавно.   Поэтому   последние   годы   мы   с коллегами   особенно   внимательно   анализируем   ошибки,   допущенные   на   весенних диагностических работах в 9­ых классах, и разрабатываем презентации, направленные на подготовку ребят  по самым  сложным  для них  заданиям.  Своей  методической  темой  я выбрала анализ задач на программирование, разработку методики их решения и подготовки выпускников   к   экзамену,   так   как   считаю   эту   тему   актуальной.   В   базовом   курсе информатики темы «Алгоритмизация и программирование» в программах, рассчитанных на 1 час в неделю (программа Семакина И.Г., Хеннера Е.К,  программа Угриновича Н.Д), в 10­11 классах нет. Знания, полученные в основной школе, к моменту выпуска частично теряются.   Именно   поэтому   задания   на   анализ   предложенных   программ,   на программирование обязательно должны быть включены во все занятия, направленные на повторение, обобщение и подготовку к экзаменам. Актуально повторение и при подготовке ребят   9­го   класса   (например,   по   программе   Босовой   Л.Л.   эта   тема   изучается   в   8­ом классе). Работу над темой я начала с обработки источников, среди которых были сборники заданий,   в   составлении   которых   участвовали   специалисты   Федерального   института педагогических измерений и популярные сайты, на которых публикуются   материалы по подготовке выпускников, а также материалы ЕГЭ и ОГЭ прошлых лет и демонстрационные версии ЕГЭ и ОГЭ. После анализа большого количества заданий можно сделать вывод, что ребят надо научить не только разрабатывать алгоритмы, но и читать и понимать готовые программы. Задания в ОГЭ на программирование – это задания №6 (умение исполнить алгоритм для конкретного   исполнителя   с   фиксированным   набором   команд),   №8   (умение   исполнить линейный   алгоритм,   записанный   на   алгоритмическом   языке),   №9   (умение   исполнить простейший циклический алгоритм, записанный на алгоритмическом языке), №10 (умение исполнить   циклический   алгоритм   обработки   массива   чисел,   записанный   на алгоритмическом   языке),   №14   (умение   записать   простой   линейный   алгоритм   для формального исполнителя), а также №20 (умение написать короткий алгоритм в среде формального исполнителя (вариант задания 20.1) или на языке программирования (вариант задания 20.2). В ОГЭ больше всего заданий именно на эту тему. В этой статье я хочу рассмотреть   подготовку   к   заданиям   №№   8,   9,   10   и   20_2,   то   есть   работу   на алгоритмическом языке, хотя на моём сайте (nsportal.ru/bog­gal) выложены презентации и по другим вопросам. При подготовке к решению заданий №8 и 9 необходимо понимать, что такое переменная, знать основные операторы изучаемого языка (в нашем лицее – это Паскаль), а также знать и уметь   трассировать   программу   –   на   экзамене   все   ребята   волнуются,   не   всегда   сразу понимают, что эта программа делает, а в процессе трассировки приходит понимание, какие действия повторяются, что будет в результате выполнения этой программы. При подготовке к решению задания №20_2 обращаем внимание детей на то, что:  числа не надо хранить в программе, к тому же мы не знаем, сколько чисел будет введено,   поэтому   отказываемся   от   массивов   (в   классическом   Паскале   нет динамических   массивов   ­     в   описании   необходимо   указать   число   элементов массива).  Если в задании указано, что программа получает на вход количество чисел в последовательности,   а   затем   сами   числа,   то   вначале   вводим   в   переменную количество чисел, а затем организуем цикл ­ используем или цикл с параметром (for), или цикл с предусловием (while). Если количество чисел не задано, а есть признак   окончания   ввода,   используем   цикл   с   постусловием  repeat  (сначала вводим число, затем его анализируем).  Необходимо знать операции mod – остаток от деления (if a mod 10 = 8) и div – деление нацело (x := x div 10), понимать, что условие (a mod 10 = 8) проверяет последнюю цифру в числе (10 с.с.), а условие (a mod 6 = 0) проверяет кратность переменной  a  на 6 (остаток от деления на 6 равен 0). Оператор  x  :=  x  div  10 меняет значение переменной x, отбрасывая цифру младшего разряда ((10 с.с.). Знать, как считается количество (b  :=  b  +1 – в цикле к значению переменной прибавляем по 1) и сумма ( s := s + a – в цикле к старому значению переменной прибавляем очередное число и сохраняем в той же переменной).   Уметь использовать сложные условия (if (a mod 10 =2) and (a mod 6 =0)), знать логические операции  not, and, or; помнить, что простые условия в логическом выражении берутся в круглые скобки; знать приоритет логических операций. Можно использовать вложенные условные операторы, при этом надо помнить, что   внутренний   условный   оператор   целиком   вкладывается   во   внешний   (как матрёшка).  Уметь сравнивать и находить в последовательности наибольшее или наименьшее число.  Избегаем   подсказок   и   пояснений   в   операторах   вывода.   Мы   требуем   их применение на уроках, но на экзамене их использование не обязательно. При подготовке к решению заданий №20_2 и №10 необходимо повторить и научить легко узнавать   типовые   алгоритмы   –   поиск   максимального   элемента   массива   или последовательности   чисел,   поиск   минимального   элемента,   определение   суммы   чисел, соответствующих   определённым   критериям,   определение   количества   чисел, соответствующих   условию.   Дети   должны   понимать,   чем   отличаются   индекс   элемента массива и значение элемента массива, обращать внимание, поиск идёт во всем массиве или только среди части элементов, фиксировать, что именно выводится на экран. Задания   в   ЕГЭ   на   программирование   –   это   №6   (формальное   исполнение   алгоритма, записанного   на   естественном   языке   или   умение   создавать   линейный   алгоритм   для формального   исполнителя   с   ограниченным   набором   команд),   №8   (знание   основных конструкций   языка   программирования,   понятия   переменной,   оператора   присваивания), №11 (умение исполнить рекурсивный алгоритм), №14 (умение исполнить алгоритм для конкретного исполнителя с фиксированным набором команд), №19 (работа с массивами (заполнение,   считывание,   поиск,   сортировка,   массовые   операции   и   др.),   №20   (анализ алгоритма,   содержащего   цикл   и   ветвление),   №21   (умение   анализировать   программу, использующую процедуры и функции), №22 (умение анализировать результат исполнения алгоритма), №24 (умение прочесть фрагмент программы на языке программирования и исправить допущенные ошибки), №25 (умение написать короткую (10–15строк) простую программу на языке программирования), №27 (умение создавать собственные программы (30–50 строк) для решения задач средней сложности) Здесь   сложнее   написать,   что   необходимо   учесть   при   подготовке   к   экзамену.  Ученики должны научиться использовать в практике построения алгоритмов основные управляющие структуры: следование, ветвление, цикл; уметь разбивать задачу на подзадачи, применять метод последовательной детализации алгоритма.  Разумеется, необходимо знать основные операторы   языка   программирования,   типы   переменных,   что   такое   рекурсия,   уметь использовать подпрограммы – процедуры и функции, уметь работать с массивами.  Надо помнить, что для решения задачи №27 требуется написать эффективную по времени и по памяти программу. Материалы   для   подготовки   я   беру   с   сайта   Константина   Юрьевича   Полякова (kpolyakov.narod.ru), различных сайтов для учителей информатики ( videouroki.net, metod­ kopilka.ru,  uchportal.ru,  zavuch.info,   nsportal.ru,  znanio.ru),   с   демонстрационных   версий прошлых   лет,   c   открытого   банка   заданий   ФИПИ.   Но   большинство   материалов   по подготовке   к   экзаменам   предназначено   для   индивидуального   использования,   мне   же хотелось сделать презентации, которую я могла бы использовать для групповых занятий (через   проектор)  во   время   уроков,   на  занятиях   по   подготовке  к   ЕГЭ   и   ОГЭ,во   время предэкзаменационных   консультаций   для   повторения   пройденного   материала.   Такие презентации я публикую на своём сайте nsportal.ru/bog­gal, а также на своей странице сайта лицея lyceum144.ru/lyceum/struktura­litseya/metodkabinet/kafedra­mif/bogacheva­galina­ vladimirovna/.     В   процессе   работы   над   темой   я   веду   блог   по   адресу http://galinabogacheva.livejournal.com.   Работа   с   блогом   ведётся   следующим   образом   –   я публикую   экзаменационные   материалы   несколько   раз   в   месяц.   Ребята   читают   эти материалы дома, на занятия приходят с вопросами. Так как все задачи из блога были собраны в презентации, то достаточно оперативно можно найти нужную задачу и объяснить её ещё раз. Решаются аналогичные задачи. На предэкзаменационной консультации ещё раз просматриваем все задачи, чтобы вспомнить весь пройденный материал. Апробация такой формы работы показала её эффективность – за последние годы все выпускники нашего лицея, выбравшие информатику, сдали ЕГЭ с результатом лучше, чем средний балл по Санкт­Петербургу.