- Metodika optimálneho spôsobu výučby aplikačného softvéru v technickej výchove
METODIKA ...
Vyučovanie programovania môžeme považovať za problémové
vyučovanie, pretože pri problémovom vyučovaní žiak akoby sám objavoval
poznatky riešením problémových úloh, ktoré mu vytýčil vyučujúci, alebo
na ktoré prichádza sám.
Prečo sa v problémovom vyučovaní dávajú
žiakom takéto úlohy?
Lebo myslenie môže vzniknúť iba v tzv. problémovej situácii, v
situácii, keď sa človek stretne s nejakou prekážkou, ťažkosťou vo
svojej činnosti, t.j. s protirečením, ak narazí na niečo neznáme,
znepokojujúce, udivujúce, nepochopiteľné, pričom spôsob prekonania
ťažkosti, prekážky je mu neznámy. Okrem protirečenia, t. j. neznámeho
musí problémová situácia obsahovať ešte tieto dve stránky:
1. motivačnú - prebudenie záujmu na
odstránenie uvedomeného protirečenia a pocítenie možnosti odstrániť ho
pri súčasnom osvojení si nových vedomostí a zručností
2. predmetovo-obsahovú - isté
základné vedomosti subjektu zodpovedajúce vecnému obsahu situácie a
intelektuálne prostriedky na manipuláciu s týmto vecným obsahom
Ako navodíme u žiakov problémové
situácie?
Tak, že im predložíme tzv. problémové úlohy. Problémová úloha môže mať
rozličnú formu: otázka, príklad, praktická úloha. Najväčší účinok majú
úlohy, ktoré si vyžadujú odhalenie nových (pre žiakov)
príčinno-dôsledkových vzťahov, nových algoritmov.
Problémová úloha musí byť formulovaná tak, aby žiaci videli jasne jej
cieľ. Cieľ je pre riešenie problémovej situácie hlavnou podmienkou. V
jeho neprítomnosti alebo pri jeho neznalosti sa proces hľadania nového
zastavuje, pretože tým sa stratí dôvod pre činnosť žiakov. Pre žiaka je
napríklad cieľom, aby Karel obišiel miestnosť. Žiak tvorí algoritmus a
program s jediným cieľom, a to, aby Karel obišiel miestnosť (bez
nárazu). Cieľom vyučujúceho je však naučiť žiaka podmienený cyklus.
Problémová úloha, ktorá sa žiakom zadáva, má zodpovedať ich
intelektuálnym možnostiam. Musí byť dostatočne zložitá a náročná, no
súčasne dostupná pre možnosť jej vyriešenia.
Ďalšou možnosťou je použiť informačno-receptívnu
metódu (výklad) kombinovanú s reproduktívnou metódou
(cvičenia) alebo heuristickú metódu.
Praktický príklad (pre Karla 96)
-
názov učiva: Cyklus s presným počtom opakovaní
-
ročník: deviaty
-
výchovno-vzdelávací cieľ: Získať základné poznatky a zručnosti o cykle s presným počtom opakovaní
-
motivácia: Prebudiť záujem o osvojenie nových poznatkov a zručností, založených na uvedomení si logických väzieb medzi už známymi poznatkami a zručnosťami. Žiak by mal byť v stave, ktorý ho núti niečo urobiť, niečo sa naučiť pre vlastný zážitok a uspokojenie vlastnej potreby. Pri vysvetľovaní cyklu s presným počtom opakovaní, vyučujúci môže motivačne pohroziť, že kto nebude vedieť cyklus s presným počtom opakovaní a bude vyrušovať, napíše za trest presne sto krát, že už na hodine vyrušovať nebude. V tomto prípade by žiak mal dve možnosti. Buď by do zblbnutia písal a písal, alebo by trest vyriešil cyklom s presným počtom opakovaní. Ako?
-
vysvetlenie pojmov: cyklus s presným počtom opakovaní
-
úloha: Karel môže položiť na jedno miesto najviac 9 značiek. Zaplň celé miesto.
-
praktická činnosť žiakov: Samostatná práca žiakov s mini-jazykom - objavovanie nových poznatkov a metód práce pri osvojovaní učiva.
-
predpoklady: Na mieste, kde stojí Karel nie je žiadna značka. (Je dôležité na tento predpoklad dôrazne upozorniť, aby žiak chápal dané vstupné podmienky, ktoré vo všeobecnosti pri tvorbe programu treba zohľadniť)
-
riešenie:
Predchádzajúca skúsenosť subjektu (žiaka) - známe
začiatok, polož, polož, polož, polož, polož, polož, polož, polož, polož, koniec
Problém vyplývajúci z úlohy - skrátiť program a zachovať jeho
funkčnosť s využitím cyklu s presným počtom opakovaní
začiatok, opakuj 9x (polož), koniec
V zápise je využitý cyklus s presným počtom opakovaní. V zátvorke za
opakuj je príkaz (môže byť aj blok príkazov), ktorý sa opakuje presný
počet krát - pozor na syntax príslušného jazyka. V PASCALE cyklus s presným počtom opakovaní
používa kľúčové slová FOR - TO (DOWNTO) - DO.
Karel 96 používa syntax opakuj - konec.
-
spätná väzba: Overovanie poznatkov. Spätná väzba je zabezpečená funkčnosťou programu.
-
hodnotenie: Zhodnotenie výsledkov práce žiakov.
Metodika aplikácie programovania na ZŠ v predmete
technická výchova si vyžaduje komplexný, zodpovedný a fundovaný prístup
vyučujúceho. Sekcia poskytuje dostatok overených príkladov (od návrhu
časovo-tematického plánu až po program napísaný v jazyku Pascal). Na
tomto mieste ponúkam množstvo úloh a námetov vhodných pre precvičenie
naučených programovacích prvkov a štruktúr.
Úlohy
1. Zaveď K. do náprotivného rohu miestnosti:
a) pozdĺž stien miestnosti
b) po uhlopriečke
2. Nauč K. pochodovať "do štvorca" (dva kroky, vľavo vbok, dva kroky,
...).
3. Polož presne 5 tehál (značiek) na seba ako stĺpik.
4. Polož presne 5 tehál (značiek) vedľa seba v rade.
5. Predstav si, že v K. miestnosti je akvárium s piraňami. Polož
"chodník" z tehál (značiek) až po najbližšiu stenu a po ňom sa s K. vráť
na miesto, z ktorého vyšiel.
6. K. položí po jednej značke na každé miesto v spodnom rade
a) manuálne - myškou a ikonami
b) postupnosťou príkazov - (polož-krok-polož-krok-...) treba poznať
rozmer miestnosti
c) v jednoduchom cykle - (opakuj X krát) treba poznať rozmer miestnosti
d) s podmienkou dokiaľ - netreba poznať rozmer miestnosti
e) s použitím rekurzie
7. Polož po jednej tehle (značke) pred K., za neho, vľavo a vpravo od
neho.
8. Nauč K. položiť tehlu (značku) za chrbát.
9. K. zoberie značku za sebou.
10. Nauč K. postaviť štyri tehly (značky) vedľa seba - 2 vpravo a 2
vľavo.
11. Urob s K. chodník okolo miestnosti a potom ho rozober.
12. Urob s K. škôlku na skákanie.
13. Pomôž K. "zariadiť miestnosť" (stoličky, stôl, ...).
14. Vydláždi s K. celú miestnosť tehlami (značkami).
15. Postav s K. schody z tehál (značiek) (ak to dovoľuje verzia
mini-jazyka, môže po nich aj vyjsť).
16. Šachovnicovo vyplň s K. miestnosť.
17. Postav pre K. bludisko z tehál (stien) a preveď ním K.
18. Poskladaj v prázdnej miestnosti svoje meno z tehál (značiek).
19. Nauč chodiť K. tak, ako kráča kôň v šachu.
20. K. postaví tehlu (značku) iba na miesto, kde už značka je.
21. Postav s K. múr, ktorý prehradí miestnosť na dve polovice.
22. Vytvor príkazy:
a) Vpravobok - K. sa otočí vpravo
b) Vzad - K. sa otočí vzad
c) Zapln - K. zaplní miesto položením značiek (miesto nemusí byť
prázdne)
d) Vyber - K. vyberie všetky značky (nemusí ich byť plno)
e) Nasever - K. sa otočí na sever
f) Kstene - K. ide z ľubovoľného miesta k stene
g) Krokvzad - K. urobí krok vzad
h) Domov - K. sa z ľubovoľného miesta vráti domov
23. K. položí plno (9) značiek na každé miesto v spodnom rade
a) vo vnorenom cykle - treba poznať rozmer miestnosti a počet značiek
na zaplnenie
b) s vnorenými podmienkami - netreba poznať rozmer ani počet
c) s použitím rekurzie a podmienky
24. K obmuruje okraj miestnosti položením jednej značky na každé miesto.
25. K obmuruje okraj miestnosti položením plno značiek na každé miesto
a) v cykloch
b) s podprogramom (procedúrou)
c) rekurziou
26. K. zaplní celú miestnosť položením jednej značky na miesto
a) postupne v radoch
b) špirálou
27. K. zaplní celú miestnosť položením plno značiek na miesto
a) postupne v radoch
b) špirálou
28. K prebehne po miestnosti s náhodne porozhadzovanými značkami, tam
kde bolo prázdno, značku položí a tam, kde bola značka, ju zoberie.
29. Chaotický K. s využitím podmienky náhoda a stisk sa potáca po
náhodnej miestnosti plnej stien, nesmie naraziť, sem tam položí značku
(pregrcne si), až do stlačenia Ctrl.
30. K. po kocovine má stále neistý (náhoda) krok. Upratuje po
predchádzajúcej úlohe.
31. Urob z prostredia Karla 3.2 jednoduchý textový editor - písací
stroj.
32. K. položí plno (9) značiek na každé pole v spodnom rade:
a) vnoreným cyklom (je nutné poznať rozmer miestnosti a počet značiek
na zaplnenie poľa v rade)
b) s použitím podmienky a vnorenej podmienky (nie je nutné poznať
rozmer miestnosti, ani počet značiek na zaplnenie poľa v rade)
c) s použitím rekurzie a podmienky
33. K. obmuruje okraj miestnosti, položením jednej značky na každé
miesto.
34. K. obmuruje okraj miestnosti, s miestami plnými značiek (bazén)
a) K. môže plávať popri okraji bazénu
b) K. môže bazén zbúrať
35. K. urobí Inverziu - (do miestnosti najskôr manuálne nahádžeme
značky po jednej).
36. K. prebehne celú miestnosť - tam, kde je prázdno, položí značku a
kde je značka, odtiaľ ju zoberie. Ide postupne v radoch.
37. K. sa bude pohybovať ako šachový kôň (štyri možnosti).
38. K. tancuje - v strede miestnosti sa Karel otáča (tancuje) do
štvorca (v niektorých verziách sa môže otáčať na mieste).
39. K. tancuje valčík - Karel obchádza mesto a
a) v každom rohu sa zatočí
b) v každom poli sa zatočí
40. K. prechádza otvorom v stene - (v miestnosti je zvislá stena s
otvorom)
41. K. musí prejsť z ľavého dolného rohu do pravého horného rohu
miestnosti.
42. K. urobí toľko krokov, koľko je na mieste značiek.
43. K. vytvorí mrežu zo značiek (cez celú miestnosť).
44. K. odobratím značiek v mieste križovania, vytvorí K. šachovnicu.
45. K. napíše tvoje meno:
a) iba začiatočné písmená
b) meno
c) meno a priezvisko po písmene (úpravou značiek tak, aby sa jedno
písmeno zmenilo na druhé)
46. K. postaví pyramídu.
47. K. sa prechádza po obvode meste (využiť rekurziu).
48. K. urobí krok len vtedy, ak je otočený na sever.
49. K. urobí krok len vtedy, ak nestojí pred stenou.
50. Ak je v poli, kde K. stojí značka, K. ju zdvihne, inak sa otočí
vľavo a urobí krok.
51. K. zoberie rad značiek, pokiaľ nenatrafí na pole, na ktorom značka
nie je.
52. K. je uprostred polí so značkami, musí sa odmurovať.
53. K. preloží stĺp značiek na iné pole.
54. K. prehľadá miestnosť, ak nájde pole s práve dvomi značkami,
priloží tretiu.
55. K. urobí cimburie - ohradu z tehál (jedna, dve, jedna, ...)