Marcin Hagmajer e-mail: mhagmajer[malpka]gmail.com Student I roku informatyki na Wydziale Matematyki, Informatyki i Mechaniki Uniwersytetu Warszawskiego Absolwent LXIV Liceum Ogólnokształcącego im. St. I. Witkiewicza w Warszawie PROGRAM KOŁA INFORMATYCZNEGO dla uczniów klas 1-3 liceum ogólnokształcącego 4 października 2006 1
1. Informacje ogólne: Program przeznaczony jest dla uczniów klas 1-3 liceum ogólnokształcącego zainteresowanych pogłębieniem swojej wiedzy z informatyki, przygotowujących się do matury z tego przedmiotu lub olimpiad i konkursów informatycznych. Prezentowany program jest zgodny z podstawą programową przedmiotu elementy informatyki nauczanego w klasie pierwszej i rozszerza jego zakres o treści, których znajomość jest wymagana na maturze, a także ułatwia start w konkursach i olimpiadach przedmiotowych. Realizowany program szkolny zawiera tylko podstawowe treści i często okazuje się niewystarczający dla osób bardziej zainteresowanych technologią informacyjną. Zajęcia będą odbywały się raz w tygodniu w wymiarze 90 minut (ok. 30 spotkań w bieżącym roku szkolnym). Grupa powinna stanowić nie więcej niż 15 uczniów. Zakres realizowanego materiału będzie dostosowywany do indywidualnych umiejętności i potrzeb uczestników. W trakcie realizacji programu będzie prowadzona internetowa strona koła. Znajdą się na niej notatki z dotychczas poprowadzonych zajęć, materiał ćwiczeniowy w postaci prac domowych, a także wskazówki w jakiej literaturze oraz na jakich stronach WWW uczniowie mogą pogłębiać swoją wiedzę i ćwiczyć zdobyte umiejętności. Komplet notatek będzie stanowić materiał powtórzeniowy, a zarazem ułatwiał nowym uczniom, którzy się z nimi zapoznają, dołączenie do zajęć koła. Strona będzie środkiem kontaktu z uczestnikami. Do realizacji programu przydatne będą komputery jako narzędzie do doskonalenia zdobywanych umiejętności. Wysoce przydatny w wizualizacji przedstawianych treści okaże się rzutnik multimedialny lub klasyczny, z zestawem foliogramów. W trakcie roku szkolnego program będzie podlegał modyfikacji w zależności od potrzeb i oczekiwań uczniów. 2. Cele edukacyjne: a) Przygotowanie uczniów do egzaminu maturalnego z informatyki, jako uzupełnienie zajęć obowiązkowych. b) Ułatwienie uczniom startu w konkursach i olimpiadach informatycznych. c) Pokazanie sposobów wykorzystania komputera (szczególnie programowania) w różnych dziedzinach nauki. d) Uświadomienie ścisłych związków informatyki z matematyką. e) Zachęcenie uczniów do samodzielnego poszerzania swojej wiedzy z zakresu informatyki. f) Motywacja uczniów przez współzawodnictwo i obserwację swoich postępów. 3. Materiał nauczania: a) Omówienie pojęcia algorytmu i różnych sposobów jego zapisu wraz ze specyfikacją. b) Projektowanie i analiza algorytmów pojęcie złożoności obliczeniowej i pamięciowej. Dowodzenie poprawności algorytmów. c) Składnia imperatywnego języka programowania na przykładzie Pascala: słowa kluczowe, operatory, procedury, funkcje, instrukcje warunkowe oraz pętle. Deklaracja i typy zmiennych, instrukcje przypisania. Komunikacja programu z użytkownikiem: operacje wejścia-wyjścia, operacje na plikach. 2
d) Omówienie podstawowych typów zmiennych i struktur danych (znaki, ciągi znaków, liczby, tablice, rekordy). e) Omówienie klasycznych struktur dynamicznych: lista, kolejka, stos, kopiec, drzewo, graf i algorytmów z nimi związanych. f) Algorytmy z rozgałęzieniami (np. do rozwiązywania równań kwadratowych). g) Rekurencja, a iteracja: wyznaczanie liczb Fibonacciego. h) Porządkowanie i przeszukiwanie danych. Porównanie metod sortowania: bąbelkowego, przez wstawianie, przez wybór, przez scalanie, szybkiego, przez kopcowanie, liniowego. i) Metoda dziel i zwyciężaj na przykładzie wyszukiwania binarnego i sortowania szybkiego. j) Algorytmy klasyczne: algorytm Euklidesa, sito Eratostenesa, eliminacja Gaussa, schemat Hornera. k) Programowanie dynamiczne i zachłanne. l) Algorytmy wyszukiwania wzorca w tekście. m) Rozwiązywanie zadań z poprzednich matur, konkursów i olimpiad informatycznych. n) Projektowanie baz danych w Microsoft Access, polecenia SQL. 4. Założone osiągnięcia uczniów (zgodne z informatorem maturalnym): Z zakresu układania i implementacji algorytmów Uczeń: posługuje się klasycznymi algorytmami: o zna pojęcie algorytmu i różne sposoby jego zapisu, o opisuje algorytmy w języku potocznym, o wyodrębnia elementy składowe algorytmu, o omawia klasyczne algorytmy, o zna i omawia typowe sytuacje, w których wykorzystuje się algorytmy klasyczne; stosuje klasyczne algorytmy w typowych sytuacjach: o przedstawia typowe sytuacje problemowe i podaje dla nich specyfikację, o stosuje klasyczne algorytmy do rozwiązywania prostych zadań praktycznych i szkolnych, o dobiera postać i reprezentacje danych odpowiednio do działań wykonywanych na algorytmach, o omawia komputerową reprezentację znaków, liczb, tekstów, o podaje przykłady wpływu ograniczeń reprezentacji na dokładność obliczeń (powstawanie błędów zaokrągleń), o analizuje liczby wykonywanych w algorytmie działań oraz zapotrzebowanie programu na pamięć; 3
dobiera właściwy program (użytkowy lub własnoręcznie napisany) do rozwiązania zadania: o samodzielnie ocenia, czy i jak zastosować komputer i TI do rozwiązania zadania lub osiągnięcia celu, o świadomie wybiera właściwy sposób rozwiązania zadania, o posługuje się kompilatorem wybranego języka programowania, o korzysta z odpowiedniego istniejącego oprogramowania lub programuje metodę rozwiązania w wybranym języku programowania; o stosuje i modyfikuje znane rozwiązania (metody lub programy) w zmienionych lub nowych sytuacjach; zapisuje rozwiązanie zadania w postaci algorytmu ze specyfikacją, w wybranej przez siebie notacji: o dokonuje analizy zadania, formułuje specyfikację rozwiązania i opracowuje algorytm zgodny ze specyfikacją, o zapisuje algorytm w postaci: listy kroków, schematu blokowego, pseudokodu, program w języku programowania; formułuje sytuację problemową (w tym podaję specyfikację problemu) i ocenia cechy zaproponowanego rozwiązania: o określa sytuację problemową, o definiuje problem i podaje jego specyfikację, o przystępuje do rozwiązania problemu w sposób planowy: określa plan działania, wydziela podproblemy i wskazuje zależności między nimi, projektuje metody (algorytmy) rozwiązania podproblemów; analizuje algorytmy rozwiązania podproblemów i algorytm rozwiązania problemu; formułuje informatyczne rozwiązanie problemu przez dobór odpowiednich struktur danych oraz algorytmu i realizuje je w wybranym języku programowania: o dobiera struktury danych odpowiednio do przetwarzanych informacji korzystając przy tym z podstawionych typów i struktur danych (znaki, ciągi znaków, liczby, tablice, rekordy, pliki, dynamiczne struktury danych, obiekty), o układa algorytmy dla zadanych problemów i implementuje je w wybranym języku programowania; wykorzystuje metody informatyki (metodę zstępującą, konstrukcje algorytmiczne, klasyczne algorytmy do rozwiązania problemu: o stosuje w trakcie implementacji algorytmów metody i techniki programistyczne: iterację, rekurencję, rozgałęzienia (warunki), metody wyboru, procedury, funkcje, o stosuje w rozwiązywaniu problemów metody: zstępującą, dziel i zwyciężaj, kolejnych uściśleń, o zapisuje algorytmy w stylu właściwym dla języków programowania wysokiego poziomu; 4
ocenia poprawność i efektywność rozwiązania danego problemu: o uzasadnia poprawność algorytmu. o ocenia złożoność obliczeniową (czasową i pamięciową) algorytmu; Z zakresu projektowania i obsługi relacyjnych baz danych Uczeń: omawia podstawowe formy organizacji danych w bazach danych; posługuje się programem obsługi baz danych: o projektując i tworząc relacyjne bazy danych, o tworząc zapytania i raporty; stosuje metody wyszukiwania i przetwarzania informacji w relacyjnych bazach danych: o wyszukuje informacje w bazach danych stosując różne techniki (w tym języki zapytań), o przetwarza (aktualizuje, porządkuje, filtruje, przygotowuje do wyświetlania lub drukowania w optymalnej formie) informacje zawarte w bazie; projektuje i tworzy bazy danych będące reprezentacją zbioru informacji i relacji między nimi: o analizuje problem i zbiór danych, którego rozwiązanie wymaga zaprojektowania i utworzenia relacyjnej bazy danych, o projektuje strukturę bazy danych (tabele i relacje między nimi) z uwzględnieniem specyfikacji zbioru zawartych w bazie informacji, o tworzy zaprojektowaną bazę danych; 5. Metody oceniania: ocena słowna ocena punktowa / procentowa ocena zadań domowych krótkie sprawdziany w warunkach egzaminacyjnych w celu oswojenia uczniów z rozwiązywaniem problemów podczas matury / olimpiady. 6. Procedury osiągania celów edukacyjnych: wykład informacyjny pokaz z objaśnieniem pokaz z instruktażem metoda przypadków nauczanie przez uczenie innych dyskusje: burza mózgów, panelowa, plenarna praktyczne: samodzielne rozwiązywanie zadań, układanie i implementacja algorytmów Elementy portfolio w formie elektronicznej 5
7. Ewaluacja Ewaluacja bieżąca będzie prowadzona w trakcie realizowanego przedsięwzięcia w formie: informacji zwrotnej od uczestników programu informacji od nauczyciela informatyki i matematyki konsultacji z inną osobą, która prowadziła podobne zajęcia analizy prac uczniów. Ewaluacja sumująca pozwoli określić całościowo wdrożone przedsięwzięcie. Będzie miała formę: analizy osiągnięć uczniów w konkursach i olimpiadach wyników ankiety skierowanej do uczestników programu informacji zwrotnej od dyrektora szkoły, nauczycieli informatyki i matematyki. 8. Środki: tablica kreda flamastry rzutnik multimedialny lub klasyczny ekran folie do drukarki komputery. Marcin Hagmajer 6