В современных условиях, когда компьютер стал непременным атрибутом многих профессий, обучение информатике приобретает очень большое значение. Выпускники школ должны обладать достаточными знаниями и навыками для использования современных информационных технологий в своей дальнейшей деятельности.
Вопросам отбора содержания и разработке общей концепции преподавания информатики посвящено множество работ. Это и понятно, так как подготовка квалифицированного пользователя является одной из целей курса информатики.
Современная школа все больше стремится к применению специальных методик направленных на развитие детей, формирование у них творческих способностей. Не в стороне и информатика с информационными технологиями. Ясно, что, придерживаясь и основываясь только на обязательном минимуме содержания образования по информатике не всегда можно удовлетворить те потребности ребенка, которые связаны с получением более глубоких и полных знаний по интересующим его направлениям, поэтому дальнейшее развитие курса информатики должно быть связанно, прежде всего, с углублением знаний по данному направлению.
Проблема организации факультативов становится все актуальней и актуальней.
Актуальность
Научная
Практическая
Цел работы:
Теоретически обосновать методы проведения факультативных курсов по информатике для старшей школы и разработать факультативный курс «Программирование графики» для старшей школы.
Задачи
- Изучить и проанализировать литературу по тематике курсовой работы;
- Определить понятийный аппарат факультативных курсов
- Выделить основные аспекты проведения факультативного курса «Программирование графики» для старшей школы;
- Выявить систему средств для проведения факультативного курса «Программирование графики» для старшей школы;
- Раскрыть теоретические основы факультативного курса «Программирование графики» для старшей школы;
- Разработать содержание факультативного курса «Программирование графики» для старшей школы;
- Подобрать и систематизировать задания для факультативного курса «Программирование графики» для старшей школы;
- Курсовая работа состоит из двух глав, введения, заключения, списка литературы, который включает в себя источников.
Глава 1. Факультативные курсы по информатике для старшей школы
Разработка элективного курса «Моделирование в среде Macromedia ...
... – обучение информатике на старшей ступени школы в рамках элективных курсов. Предмет исследования – методика обучения работе в редакторе векторной графики в рамках элективного курса, основанном на построении компьютерной модели. Цель исследования - разработка элективного курса «Моделирование в ...
1.1. Понятийный аппарат факультативных курсов
Важной задачей обучения информатике в средней школе является подготовка к продолжению образования в высшей школе, воспитание у них стремления к непрерывному пополнению своих знаний в избранном направлении с помощью самообразования. Школьная программа содержит обязательный для всех учащихся минимум знаний по всем предметам. Факультативные занятия, вводятся с целью углубления знаний по естественным и гуманитарным наукам, а также развития разносторонних интересов и способностей учащихся.
В течение многих лет идет большая работа по определению содержания, разработке методов и лучших путей организации факультативных занятий. В результате экспериментальной работы подготовлены и опубликованы различные программы, учебные пособия для учащихся и методические руководства для учителей.
Факультативы
Целью организации факультативных занятий является расширением кругозором учащихся, развитие математического мышления, формирование активного познавательного интереса к предмету.
Требования к ученику, участвующему в работе факультатива, такие же, как и в отношении любого учебного предмета: обязательное посещение занятий, выполнение домашних заданий и других поручений, собранность, дисциплинированность в учебе и так далее.
1. Факультативный курс представляет собой систему нескольких тем, частично связанных между собой. Каждая из них предназначена для развития основных идей школьной информатики, ее понятий, методов. Следовательно, факультативные занятия важно соотносить с основным курсом информатики, можно, например, отработать навыки решения задач с помощью ЭВМ.
Для осуществления такой связи необходимо:
- систематизировать материал;
- последовательно развертывать теорию;
- рассматривать дополнительные методы для решения задач.
Факультативные занятия по информатике, проводятся в форме модульных групп по предложенной учебной программе, включающей в себя целевой план действий, банк информаций, руководство по достижению цели, реализуют образовательные запросы учащихся. Основной курс информатики и ВТ служит источником тем для углубленной разработки факультативных занятий по предмету. Взаимосвязью основного и факультативного курсов необходимо воспользоваться для развития мышления школьников.
2. Факультативы по информатике дополняют кружки, занятия компьютерных клубов новым содержанием, новыми подходами к его раскрытию.
3. Факультативные занятия представляют большие возможности подготовки к конкурсам, соревнованиям и олимпиадам (пользовательским, по языкам программирования), занятиям проектной деятельностью.
Варианты факультативов для старшей школы
Навыки работы с клавиатурой, Настольная издательская система, Компьютеры и связь, Программирование и разработка программного обеспечения, Создание графики, Работа с мультимедией, Система автоматического проектирования, Моделирование и имитация, Экспертные системы, Роботы и устройства с обратной связью
- Музыка
Статистика
Такой вариант факультативного курса как программирование может быть достаточно вариативным. Можно рассматривать различные языки программирования, различные среды программирования. Эта тема достаточно обширна и тематика задач, используемая для обучения, может быть основана на различном материале. В данной работе представлен один из вариантов.
Развитие пространственного мышления у учащихся строительного ...
... особенностей учащихся. Задачи дипломной работы: 1. Теоретический анализ проблемы развития пространственного мышления при обучении инженерной графике. 2. Разработать учебно-методический комплекс по курсу «Инженерная графика», включающий: ѕ рабочую программу; ѕ планы-конспекты теоретического и практического занятий; ...
1.2. Методика проведения факультативных курсов по информатике для старших школьников
При выборе методов и приемов обучения на факультативных занятиях необходимо учитывать содержание факультативного курса, уровень развития и подготовленности учащихся, их интерес к тем или иным разделам этого курса.
Одно из важнейших требований к методам состоит в активизации мышления учащихся, развитии самостоятельности в различных формах ее проявлении.
На факультативах по информатике могут использоваться разнообразные формы и методы проведения занятий: лекции, практические работы, обсуждение заданий по дополнительной литературе, доклады учеников, написание рефератов, экскурсии .
Часть курса может быть прочитана в форме лекции. Как показывает опыт преподавания, применение лекционно-семинарской системы при изучении ряда тем курса позволяет учителю излагать учебный материал крупными порциями и на этой основе высвободить время для повторения вопросов теории и решении задач. Кроме того, такая организация занятий обеспечивает усиление практической и прикладной направленности преподавании, приобщение учащихся к активной работе с учебной литературой, повышения уровня их подготовки. При проведении лекции допустимы беседы с учащимися, обсуждение по ходу рассказа вопросов, которые заинтересовали школьников.
Уроки практических занятий. Основным видом занятий является самостоятельная работа учащихся по закреплению и углублению теоретического материала, изложенного на лекции. На уроках практических занятий проводится целенаправленная работа по выработке у учащихся умений и навыков решения основных типов задач.
Уроки-семинары. Возможно проведение семинаров различных типов.
Большую пользу приносит подготовка учениками рефератов. Выполнение такого рода работы необходимо для развития навыков самообразования, удовлетворения индивидуальных интересов учащихся. Необходимо, чтобы подготовленные рефераты заслушивались всеми и обсуждались всеми школьниками. Для рефератов следует подбирать темы, по которым имеется легкий доступ к литературе. Можно использовать журналы «Информатика и образование», «Мир ПК», газета «Информатика» (приложение к газете «1 сентября»).
План реферата можно предложить составить ученику самостоятельно, но можно и помочь ему в этом.
Для проведения практических работ учитель составляет рекомендации, с помощью которых определяется цель работы, задания для учащихся, порядок выполнения практической работы. Задания целесообразно подбирать дифференцированно. При подведении итогов можно показать результаты деятельности всей группы в целом.
Методические рекомендации по организации факультативов по информатике:
1. Взаимосвязь в содержании, формах и методах организации учебной работы и факультативных занятий;
2. Обеспечивать взаимосвязь (по содержанию) уроков и факультативных занятий;
3. Единство в содержании факультативных занятий различных разделов информатики;
4. Активизация самостоятельной работы учащихся;
5. Построение учебного процесса как совместная исследовательская деятельность учащихся;
6. Использование наглядных пособий;
7. Использование системы ключевых задач по темам на факультативных занятиях;
8. Принципы занимательности занятий;
9. Построение занятий проблемного изучения материала.
1.3 . Система средств для проведения факультативных курсов
В систему средств обучения должны входить учебники, учебные и методические пособия, компьютеры и программное обеспечение. Они должны образовывать единую комплексную среду, которая позволяет учителю достигать поставленных целей обучения.
Основные компоненты системы средств обучения на факультативных курсах:
- Программно-методическое обеспечение факультативного курса, включающее как программные средства для поддержки преподавания, так и инструментальные программные средства, обеспечивающие учителю возможность управления учебным процессом, автоматизацию контроля учебной деятельности, разработке программных средств (или их фрагментов) учебного назначения для конкретных педагогических целей;
- Объектно-ориентированные программные системы, обеспечивающие формирование культуры учебной деятельности, в основе которых лежит определенная модель объектного мира пользователя;
- Учебное, демонстрационное оборудование;
- Средства телекоммуникации, обеспечивающие доступность информации для обучаемых, вовлеченность их в учебное взаимодействие, богатое интеллектуальными возможностями и разнообразием видов использования ресурсов Всемирной информационной сети.
Глава 2.Факультативный курс «Программирование графики» для старшей школы
2.1. Теоретические основы программирования графики
Несомненно, перед тем как разработать факультативный курс необходимо четко представлять, о чем можно и нужно рассказать детям. В основу любого курса должен быть заложен хорошо проработанный теоретический материал. В данном разделе будет предложен теоретический материал, на который будет в дальнейшем опираться факультативный курс «Программирование графики».
Графика в Pascal
Экран дисплея ПК представляет собой прямоугольное поле, состоящее из большого количества точек. Дисплей может работать в текстовом и графическом режимах. Но в отличие от текстового режима в графическом режиме имеется возможность изменять цвет каждой точки.
Чтобы сделать процесс графического программирования более эффективным, фирма Borland International разработала специализированную библиотеку Graph (в этом библиотечном модуле содержится 79 графических процедур, функций, различных стандартных констант и типов данных), набор драйверов, позволяющих работать с разными типами мониторов, и набор шрифтов для вывода на графический экран текстов разной величины и формы. Аппаратная поддержка графики ПК обеспечивается двумя основными модулями: видеомонитором и видеоадаптером. Какой бы адаптер ни был установлен на компьютере, мы можем использовать один и тот же набор графических процедур и функций TurboPascal благодаря тому, что их конечная настройка на конкретный адаптер осуществляется автоматически. Эту настройку выполняют графические драйверы.
Запуск и завершение работы в графической системе осуществляется следующим образом:
1. Подключить модуль Graph (библиотеку графических процедур): uses Graph;
2. Установить графический режим:
- описываем переменные, которые определяют графический драйвер и монитор: var gd, gm: integer;
- задаем команду ПК для самовыбора значений переменных: gd := Detect; (detect — драйвер сам определяет лучший режим) — инициализируем графический режим: InitGraph(gd, gm, ’указывается путь к драйверу (пусть будет пустым)’) С этого момента все графические средства доступны пользователю.
3. Завершить работу в графической системе: CloseGraph;
Совет: Возникает очень много вопросов вроде «я всё делаю, как написано, а почему оно не работает?». Так вот перед использованием графического режима, перепишите файлы bgi в папку, куда у вас компилируется программа, и проверьте, не стоит ли на файле bgi атрибут Read Only (толко чтение) и если стоит, то уберите его.
Экран и окно в графическом режиме
По аналогии с текстовыми режимами графический экран может рассматриваться как одно большое или несколько меньших по размеру окон. После установки окна вся остальная площадь экрана как бы не существует, и весь ввод-вывод осуществляется только через окно. В каждый отдельный момент может быть активным только одно окно. Если окон несколько, за переключение ввода-вывода в нужное окно отвечает программист. По умолчанию окно занимает весь экран, значения координат его левого верхнего и правого нижнего угла устанавливаются автоматически процедурой инициализации InitGraph. Если требуется создать окно, следует воспользоваться процедурой SetViewPort (x 1 , y1 , x2 , y2 integer, Clip:boolean) ; где x1 , y1 – координаты левого верхнего угла, x2 , y2 . Координаты левого верхнего угла окна. Параметр Clip определяет, будет ли рисунок отсекаться при выходе за границы окна( Clip:= True) или нет (Clip:=False).
После создания окна за точку отсчета принимается верхний левый угол окна, имеющий координаты (0,0).
Необходимо помнить, что в отличие от текстовых окон графические окна после команды установки фона SetBkColor и очистки с помощью ClearViewPort меняют фон вместе с общим фоном экрана. Поэтому фон (точнее «закраску») графического окна следует устанавливать с помощью процедур SetFillStyleи SetFillPattern.
Вывод простейших фигур
Вывод точки
Какие бы изображения не выводились на экран, все они построены из точек, теоретически можно создать любое изображение путем построения точек определенного цвета в нужном месте экрана. В библиотеке Graph вывод точки осуществляется процедурой PutPixel (x, y: integer, color:word);где x, y: координаты расположения точки, color – цвет.
Возможные значения Color приведены в таблице 1
| Цвет | Код | Цвет | Код |
| Black – черный | 0 | DarkGray – темно-серый | 8 |
| Blue – синий | 1 | LightBlue – голубой | 9 |
| Green — зеленый | 2 | LightGreen – ярко-зеленый | 10 |
| Gyan – бирюзовый | 3 | LightGyan – ярко-бирюзовый | 11 |
| Red – красный | 4 | LightRed – ярко-красный | 12 |
| Magenta – малиновый | 5 | LightMagenta – ярко-малиновый | 13 |
| Brown – коричневый | 6 | Yellow – желтый | 14 |
| LightGray – светло-серый | 7 | White – белый | 15 |
Вывод линии
Из точек строятся линии (отрезки прямых).
Это можно сделать с помощью процедуры Line (x 1 , y1 , x2 ,y2 :integer); где x1 , y1 – координаты начала, x2 ,y2 — координаты конца линии.
В процедуре Line нет параметра для установки цвета. В этом случае цвет задается процедурой SetColor (цвет: word); где цвет из таблицы 1.
Для черчения линий применяются еще две процедуры: LineTo и LineRel. Процедура LineTo (x,y: integer) строит линию из точки текущего положения указателя в точку с координатами x,y. Процедура LineRel (dx,dy: integer) проводит линию от точки текущего расположения указателя (x, y) в точку x+dx, y+dy.
TurboPascal позволяет вычерчивать линии самого различного стиля: тонкие, широкие, штриховые, пунктирные и т.д. Установка стиля производится процедурой SetLineStyle(a,b,c: word), где a устанавливает тип строки, возможные значения которого приведены в таблице 2; b – образец, с – толщина линии, определяемая константами, указанными в таблице 3. Если применяется один из стандартных стилей, то значение b равно 0. Если пользователь хочет активизировать собственный стиль, то значение b =4. В этом случае пользователь сам указывает примитив (образец), из которого строится линия.
Таблица 2
| Константа | Значение | Описание |
| SolidLn | 0 | Непрерывная линия |
| DottedLn | 1 | Линия из точек |
| CenterLn | 2 | Линия из точек и тире |
| DashedLn | 3 | Штриховая линия |
| UserBitLn | 4 | Тип пользователя |
Таблица 3
| Константа | Значение | Описание |
| NormWidth | 1 | Нормальная толщина (1 пиксель) |
| ThickWidth | 3 | Жирная линия (3 пикселя) |
Построение многоугольников
Построение прямоугольников
Для построения прямоугольных фигур имеется несколько процедур. Первая из них – вычерчивание одномерного прямоугольника: Rectangle (x 1 , y1 , x2 , y2 :integer ), где x1 , y1 – координаты левого верхнего угла, x2 , y2 — координаты правого нижнего угла прямоугольника. Область внутри прямоугольника не закрашена и совпадает по цвету с фоном.
Более эффектные для восприятия прямоугольники можно строить с помощью процедуры Bar (x 1 , y1 , x2 , y2 :integer), которая рисует закрашенный прямоугольник. Цвет закраски устанавливается с помощью SetFillStyle. Еще одна эффектная процедура: Bar3D (x1 , y1 , x2 ,y2 , d: integer, a:boolean) вычерчивает трехмерный закрашенный прямоугольник (параллелепипед).
При этом используются тип и цвет закраски, установленные с помощью SetFillStyle. Параметр d представляет собой число пикселей, задающих глубину трехмерного контура. Чаще всего его значение равно четверти ширины прямоугольника ( d:= (x2 — x1 ) div 4 ).
Параметр a определяет, строить над прямоугольником вершину (а:=True) или нет (a:=False).
Построение многоугольников
Многоугольники можно рисовать самыми различными способами, например с помощью процедуры Line. Однако в Турбо Паскале имеется процедура DrawPoly, которая позволяет строить любые многоугольники линией текущего цвета, стиля и толщины. Она имеет формат DrawPoly( a: word, varPolyPoints).
Параметр PolyPoints является нетипизированным параметром, который содержит координаты каждого пересечения в многоугольнике. Параметр а задает число координат в PolyPoints. Необходимо помнить, что для вычерчивания замкнутой фигуры с N вершинами нужно передать при обращении к процедуре DrawPolyN+1 координату, где координата вершины с номером N будет равна координате вершины с номером 1.
В результате работы программы на экране появится красный треугольник на черном фоне. Изменить фон внутри треугольника можно с помощью процедуры FillPoly(a: word, varPolyPoints).
Значения параметров те же, что и в процедуре DrawPоly. Действие тоже аналогично, но фон внутри многоугольника закрашивается.
Построение дуг и окружностей
Процедура вычерчивания окружности текущим цветом имеет следующий формат: Cicrle(x, y, r: word), где x, y – координаты центра окружности, r – ее радиус.
Дуги можно вычертить с помощью процедуры Arc(x, y: integer, а, b, R:integer), где x, y- центр окружности, a, b- начальный и конечный углы в градусах, R – радиус. Для задания углов используется полярная система координат.
Цвет для вычерчивания устанавливается процедурой SetColor. В случае a=0 и b=360, вычерчивается полная окружность.
Для построения эллиптических дуг предназначена процедура Ellipse (x, y: integer, a, b, R x , Ry : integer), где x, y – центр эллипса, Rx , Ry : горизонтальная и вертикальная оси. В случае a=0 и b=360 вычерчивается полный эллипс.
Фон внутри эллипса совпадает с фоном экрана. Чтобы создать закрашенный эллипс, используется специальная процедура FillEllipse (x, y: integer, R x , Ry : integer).
Закраска эллипса осуществляется с помощью процедуры SetFillStyle (a, b: word), где а – стиль закраски (таблица 4), b – цвет закраски (таблица 1)
Таблица 4
| Константа | Значение | Маска |
| EmptyFill | 0 | Заполнение цветом фона |
| SolidFill | 1 | Заполнение текущим цветом |
| LineFill | 2 | Заполнение символами —, цвет – color |
| LtslashFill | 3 | Заполнение символами // нормальной толщины, цвет – color |
| SlashFill | 4 | Заполнение символами // удвоенной толщины, цвет – color |
| BkslashFill | 5 | Заполнение символами \\ удвоенной толщины, цвет – color |
| LtbkSlahFill | 6 | Заполнение символами \\ нормальной толщины, цвет – color |
| HatchFill | 7 | Заполнение вертикально-горизонтальной штриховкой тонкими линиями, цвет – color |
| XhatchFill | 8 | Заполнение штриховкой крест-накрест по диагонали «редкими» тонкими линиями, цвет – color |
| InterLeaveFill | 9 | Заполнение штриховкой крест-накрест по диагонали «частыми» тонкими линиями, цвет – color |
| WideDotFill | 10 | Заполнение «редкими» точками |
| CloseDotFill | 11 | Заполнение «частыми» точками |
| UserFill | 12 | Заполнение по определенной пользователем маске заполнения, цвет – color |
Для построения секторов можно использовать следующие процедуры: PieSlice (x, y: integer, a, b, R: word), которая рисует и заполняет сектор круга. Координаты x, y – центр окружности, сектор рисуется от начального угла a до конечного угла b, а закрашивание происходит при использовании специальных процедур; Sector (x, y: integer, a, b, R x , Ry : word), которая создает и заполняет сектор в эллипсе. Координаты x, y – центр, Rx , Ry – горизонтальный и вертикальный радиусы, и сектор вычерчивается от начального угла a до конечного угла b.
Работа с текстом
Выводимые на экран изображения лучше всего сопровождать пояснительным текстом. В графическом режиме для этого используются процедуры OutText и OutTextXY. Процедура OutText(Textst: string) выводит строку текста, начиная с текущего положения указателя. Недостаток этой процедуры – нельзя указать произвольную точку начала вывода. В этом случае удобнее пользоваться процедурой OutTextXY(x, y: integer, Textst: string), где x, y – координаты точки начала вывода текста, Textst – константа или переменная типа String. Например, OutTextXY(60, 100, ‘Нажмите любую клавишу’).
Вывод численных значений
В модуле Graph нет процедур, предназначенных для вывода численных данных. Поэтому для вывода чисел сначала нужно преобразовать их в строку с помощью процедуры Str, а затем подключить посредством ‘+’ к выводимой строке. Для удобства преобразование целочисленных и вещественных типов данных в строку лучше осуществлять специализированными пользовательскими функциями IntSt и RealSt:
function IntSt(Int: integer) : string;
- var Buf : string[10];
begin
Str(Int, Buf);
- IntSt := Buf;
- end;
function RealSt(R : real, Dig, Dec : integer) : string;
- var Buf: string[20];
begin
Str(R : Dig : Dec, Buf);
- RealSt := Buf;
- end;
- Эти функции указываются как параметры в процедурах OutText и OutTextXY.
Шрифты
Вывод текста в графическом режиме может осуществляться различными стандартными (таблица 5) и пользовательскими шрифтами. Различают два типа шрифтов: растровые и векторные. Растровый шрифт задается матрицей точек, а векторный – рядом векторов, составляющих символ.
По умолчанию после инициализации графического режима устанавливается растровый шрифт DefaultFont, который, как правило, является шрифтом, используемым драйвером клавиатуры.
Таблица 5
| Шрифт | Файл |
| TriplexFont | Trip.chr |
| SmallFont | Litt.chr |
| SansSerifFont | Sans.chr |
| GothicFont | Goth.chr |
Большинство стандартных шрифтом не содержат русских символов. Разработка же собственных шрифтов – довольно сложный и трудоемкий процесс. Он может быть ускорен, если воспользоваться специализированными пакетами TurboFont, BgiToolKit.
Установить нужный шрифт можно процедурой SetTextStyle(Font,d,c:word), где Font – выбранный шрифт, d – направление ( горизонтальное или вертикальное), с – размер выводимых символов. Возможные значения двух первых параметров представлены в таблице 5. При организации вертикального вывода необходимо учитывать, что если не установить точку начала вывода с помощью MoveTo, то текст начинается с нижней строки экрана и продолжается вверх. Величина символов устанавливается коэффициентом с. Если с=1, то символ строится в матрице 8×8, если с= 2, то матрица 16×16 и т.д. до 10-кратного увеличения.
Выравнивание текста
В некоторых случаях требуется в пределах одной строки выводить символы выше или ниже друг друга. Выравнивание текста выполняется с помощью процедуры SetTextJustify(Horiz, Vert : word) как по вертикали, так и по горизонтали посредством задания параметров Horiz и Vert (возможные значения в таблице 6).
Таблица 6
| Параметр |
