Разработка элективного курса "Графика в Pascal 7.0"

1. Концепция курса.

Курс носит практико-методологический характер. Его практическую часть составляет выработка умений применения графических операторов при построении статических и динамических, плоскостных и трехмерных, растровых и векторных изображений. Методология базируется на выработке у учащихся знаний о реализации процессов анимации, особенностях построения трехмерных объектов на плоскости (экране монитора), сути растрового (поточечного) метода формирования изображений, особенностях вывода повторяющихся изображений, полярной системе координат и особенностях построения в ней объектов.

В отличие от работы с пакетами компьютерной графики, где при построении объектов действия пользователя сводятся к выбору (указанию) нужного инструмента, цвета объекта, определения его местоположения и подтверждения выполняемого действия, реализация подобных операций средствами языков программирования высокого уровня менее автоматизирована, так как предварительно следует на бумаге определить положение графических объектов относительно координатных осей и друг друга, рассчитать координаты объектов, после чего приступить к формированию объектов и композиций из них на компьютере. С одной стороны, в этом имеются минусы (на построения затрачивается больше времени, получаемое изображение трудно вывести на печать, наличие больших объемов программного кода может привести к путанице при редактировании программы и т. д.), но, с другой, есть и плюсы — ученики выполняют действия не формально (выбрал — подал команду — получил результат), а подходят к работе творчески, развивая логическое и алгоритмическое мышление, пространственное воображение, навыки вычислений, учатся понимать процесс как бы изнутри, не только работая с изображением, но и приобретая знания о специфике выполняемых действий.

2. Учебные цели и задачи курса.

• формирование и отработка навыков построения графических изображений средствами языка программирования Pascal 7.0;
• закрепление знаний о компьютерной графике, ее видах и особенностях каждого из этих видов;
• знакомство с возможностями языка программирования Pascal 7.0 по обработке графической информации;
• выработка представлений о различных способах построения трехмерных объектов на плоскости и реализации динамических объектов с использованием персонального компьютера;
• расширение представлений о возможностях компьютера;
• демонстрация межпредметных связей информатики с другими дисциплинами;
• углубление навыков решения задач на компьютере.

3. Минимально необходимый уровень знаний и технологических умений учащихся перед прохождением курса.

Учащиеся:

• владеют языком программирования Pascal 7.0;
• умеют применять базовые алгоритмические структуры при программировании решения задач;
• имеют представление о графических операторах языка программирования и умеют строить элементарные изображения;
• знают особенности растровой и векторной графики и умеют строить изображения в пакетах компьютерной графики;
• владеют навыками ручного построения графиков функций;
• имеют представление об анимации как динамической смене кадров изображения.

4. Методическая часть.

Основной тип занятий – практикум. Большинство заданий курса выполняется с помощью персонального компьютера и необходимых программных средств.

Занятия включают лекционную и практическую часть. Практическая часть курса реализуется через классно-урочную систему. Важной составляющей каждого урока является самостоятельная работа учащихся. Тема урока определяется приобретаемыми навыками. В каждом уроке материал излагается следующим образом: повторение основных понятий и методов работы с ними, разбор новой темы, основные приемы работы (самостоятельное выполнение заданий для получения основных навыков работы), упражнения для самостоятельного выполнения.

Теоретическая и практическая части курса изучаются параллельно, чтобы сразу же закреплять теоретические вопросы на практике.

В ходе обучения учащимся периодические предлагаются короткие (5-10 мин) контрольные работы на проверку освоения изученных способов действий. Проводятся краткие срезовые работы (тесты, творческая работа) по определению уровня знаний учеников по данной теме. Выполнение контрольных тестов способствует быстрой мобилизации и переключению внимания на осмысливание материала изучаемой темы. Кроме того, такая деятельность ведет к закреплению знаний и служит регулярным индикатором успешности образовательного процесса.

Регулярное повторение способствует закреплению изученного материала. Возвращение к ранее изученным темам и использование их при изучении новых тем способствуют устранению весьма распространенного недостатка – формализма в знаниях учащихся – и формируют научное мировоззрение учеников.

Данная система организации учебного процесса позволяет максимально приблизить учащихся к форме обучения в высших учебных заведениях.

Для проверки знаний и умений учащихся осуществляется как текущий, так и итоговый контроль. Текущий контроль уровня усвоения материала осуществляется по результатам выполнения учащимися практикума по каждому разделу курса. Итоговый контроль реализуется в форме итогового практикума.

Предметом диагностики и контроля являются составленные алгоритмы и программы на языке программирования Pascal к предложенным задачам.

Оценке подлежит в первую очередь уровень достижения учеников минимально необходимых результатов, обозначенных в целях и задачах курса.

Качество знаний и умений ученика оценивается следующими характеристиками:

• знание основных алгоритмических конструкций;
• умение составить и записать алгоритм с использованием соответствующей алгоритмической конструкции;
• умение найти более эффективный способ решения задачи;
• умение тестировать программу.

Таблица 1

Учебно-тематическое планирование курса (всего 70 часов)

Примеры заданий для практических работ находятся в ПРИЛОЖЕНИИ В. Примерные задания для контрольного тестирования в ПРИЛОЖЕНИИ Г.

5. Ожидаемые результаты прохождения курса.

После прохождения курса учащиеся владеют следующими знаниями, умениями и способами деятельности:

• владеют знаниями об основных понятиях компьютерной графики, векторном и растровом способах построения изображений;
• умеют записывать преобразования между системами координат с различным расположением осей, переходить от декартовой системы координат к полярной и наоборот;
• имеют представления о способах построения плоскостных и трехмерных объектов и умеют реализовывать соответствующие алгоритмы на компьютере с помощью языка программирования Pascal 7.0;
• знают способы организации повторяющихся и движущихся изображений с применением циклов и умеют реализовывать их на Pascal 7.0;
• знают способы параметрического задания линий и умеют строить такие линии на компьютере;
• способны осуществлять рефлексивную деятельность, оценивать свои результаты.

После завершения курса ученик должен выполнить индивидуальный проект, который он может разработать самостоятельно или взять у учителя.

Такая форма работы позволяет учителю увидеть и использовать индивидуальные способности каждого ученика, привить детям вкус к творчеству и исследовательской деятельности.

Допустимо, чтобы над проектами ученики работали группами. Опыт работы над проектами позволяет сформулировать некоторые общие методические рекомендации:

1. При работе над проектами ученику нужен постоянный консультант, поэтому целесообразно приглашать для консультации школьников – старшеклассников.
2. Проект должен быть небольшим. Ученику может не хватить терпения довести большой проект до конца.
3. Проект должен побуждать к получению новых знаний. Получение знаний правильно мотивируется, и этот мотив выставляет не преподаватель, а сам ученик.
4. Проект должен иметь полезный результат, имеющий общественное признание.
5. При утверждении проекта должны учитываться:

• успеваемость;
• личностные качества;
• творческие способности;
• объем работы.

6. Проект целесообразно разбить на этапы и последовательно оценивать учителем.
7. На последнем уроке данной темы целесообразно провести конкурс проектов.

Задачи для проектов подбирает учитель, но ученик и сам может предложить интересную ему тему.

Критерии подбора задач:

1. Оригинальность;
2. Актуальность;
3. Время для решения;
4. Использование только изученных операторов;
5. По возможности привлекать к созданию задач учителей предметников.

Возможные проекты данного курса:

Необходимо изобразить:

• сову, хлопающую глазами;
• распускающийся цветок;
• танцующую балерину;
• планету, вращающуюся вокруг солнца;
• сечение шара, параллельное осевому сечению;
• сечение прямоугольного параллелепипеда по трем точкам, расположенным на ребрах параллелепипеда;
• сечение усеченной треугольной пирамиды, расположенное под углом 45° к основанию;
• любой тест, выполненный в графическом режиме, и т.д.

Пример итогового проекта приведен в ПРИЛОЖЕНИИ В.

ПРИЛОЖЕНИЕ А.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б.

ПРЕЗЕНТАЦИЯ.

Список литературы:

1. Turbo Pascal в задачах и примерах, Н.Культин, СПб.: БХВ-Петербург, 2005.-256 с.: ил.;
2. Адаменко А. Pascal на примерах и задачах из математики – “БХВ-Петербург”, 2005;
3. Алексеев Е. Р., Чеснокова О. В., Турбо Паскаль 7.0, NT Press Москва, 2005;
4. Информатика. Задачник-практикум в 2 т. / Л.А.Залогова, М.АПлаксин, С.В.Русаков и др. Под ред. И.Г.Семакина, Е.К.Хеннера: Том 1., М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006.
5. www.college.ru Статья “Типология элективных курсов и их роль в организации профильного обучения”, Орлов Владимир Алексеевич, канд. пед. наук, зав. лабораторией физики ИОСО РАО;
6. www.intuit.ru Интернет – Университет Информационных технологий;
7. Зюзьков В.М. Программирование на языке высокого уровня: Учебное пособие. - Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2003. - 217 с.;
8. Немнюгин С.А., Turbo Pascal: Практикум. – СПб: Питер, 2000. – 256 с.:ил;
9. Концепция профильного обучения на старшей ступени общего образования. Приложение к приказу Минобразования России от 18.07.2002 2783// Информатика и образование. 2003. 6;
10. Кузнецов А. А. Профильное обучение: проблемы, перспективы развития // Народное образование, 2003, 4;
11. Кузнецов А. А. Элективные курсы в профильном обучении. // Учительская газета, 2004. . 7. с. 49-50;
12. Кузнецов А.А. Элективные курсы образовательной области Информатика // Элективные курсы в профильном обучении: Образовательная область Информатика // Министерство образования РФ Национальный фонд подготовки кадров. М.: Вита-Пресс, 2004. С. 5-20;
13. Кузнецов А. А., Захарова Т. Б. Принципы дифференциации содержания обучения информатике// Информатика и образование, 1997 – 4;
14. Примерная программа основного общего образования по информатике и ИКТ / Программы для общеобразовательных учреждений. Информатика 2 11 кл. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005;
15. Федеральная целевая программа развития образования на 2006 - 2010 годы. - М., 2005;
16. Концепция модернизации российского образования на период до 2010 г. // Вестник образования, 2002, 6. с. 11-40;
17. Лапчик М.П., Семакин М.П., Хеннер Е.К. Методика преподавания информатики: Учеб. пособие для студ. пед. вузов / под общей ред. М.П. Лапчика. 2-е изд. М.: Издательский центр Академия, 2005. 624 с.