Информационной культуры учащихся

1.1. Проектирование алгоритмов «сверху вниз» и «снизу вверх»

Технология обучения проектированию алгоритмов решения задач является управляемой системой с планируемыми результатами. Существуют различные методы поиска решения задачи. Найденное, известное решение задачи обычно излагают синтетическим методом, а чтобы найти способ решения, пользуются анализом. Синтез позволяет изложить известное решение задачи быстро и четко. Однако ученику при этом трудно понять, как было найдено решение. Анализ является средством поиска решения задачи. Если при проектировании алгоритмов систематически используется технология проектирования «сверху вниз», то у обучаемого формируются навыки поиска алгоритмов решения задач.

Одним из принципов проектирования программ является принцип декомпозиции. Декомпозиция используется для разбиения программы на модули, которые затем могут быть объединены, позволяя решить основную задачу. Создание отдельных модулей может осуществляться отдельными группами разработчиков независимо друг от друга, при этом объединенная программа будет функционировать правильно.

Процесс проектирования алгоритмов решения практических задач «сверху вниз» состоит в следующем: задача разбивается на подзадачи, решение которых приводит к решению основной задачи. Составляется основной алгоритм, в котором вместо алгоритмов решения подзадач записываются команды обращения к еще не написанным вспомогательным алгоритмам. В команде обращения к вспомогательному алгоритму записывается имя вспомогательного алгоритма и параметры (имена аргументов для передачи во вспомогательный алгоритм и имена результатов работы вспомогательных алгоритмов). После этого так же строятся вспомогательные алгоритмы. Процесс продолжается до тех пор, пока задача не будет сведена к набору «элементарных» задач. Под «элементарными» задачами будем понимать сложные задачи, алгоритм решения которых известен, или простые задачи, алгоритм решения которых обучаемый легко напишет. Этот способ называется так же способом последовательного уточнения алгоритма или способом пошаговой детализации алгоритма.

Процесс проектирования алгоритма «снизу вверх» состоит в следующем: задача разбивается на такие подзадачи, решения которых уже известны, и решение которых приводит к решению основной задачи. Вместо известных вспомогательных алгоритмов пишутся команды обращения к ним. В команде обращения к вспомогательному алгоритму записывается имя вспомогательного алгоритма и параметры, т.е. «заголовки» известных вспомогательных алгоритмов.

Обычно при проектировании алгоритмов используются технологии проектирования алгоритма и «сверху вниз», и «снизу вверх». Рассмотренные технологии позволяют создавать программы, имеющие простую, ясную, легко модифицируемую структуру. Они позволяют создавать программы, требующие минимального времени на отладку и тестирование.

Использование технологий проектирования алгоритмов «сверху вниз» и «снизу вверх» позволяет широко применять групповые технологии обучения, например, обучаемые делятся на группы для разработки вспомогательных алгоритмов, на которые разбивается основной алгоритм. При создании электронного, классического портфолио в раздел «Рабочие материалы» учащимся надо предложить включить папку «Банк алгоритмов», куда они записывают разработанные и собранные из различных источников, разобранные алгоритмы. Количественно и качественно содержимое папки необходимо регулярно оценивать. Технологии проектирования алгоритмов «сверху вниз» и «снизу вверх» показывают, какую общеобразовательную силу могут иметь подходы, заимствованные из области алгоритмизации и программирования. В рассмотренные схемы укладывается процесс исследования в самых различных областях профессиональной деятельности.