Подготовка к олимпиадам по информатике и примеры заданий для учащихся

Размещено на http://www.allbest.ru/

Подготовка к олимпиадам по информатике и примеры заданий для учащихся

информатика олимпиада



Содержание

Введение

1. Обоснование педагогического опыта

2. Описание педагогического опыта

3. Примеры заданий для учащихся

Список использованной литературы

Приложение

Введение

Данные методические рекомендации являются результатом осмысления конкретного опыта, достижений и проблем практического преподавания в школе. Обучение информатике и олимпиадному программированию в данном случае рассматривается как целостная система. Соответственно, объединение этих родственных по содержанию и качеству дисциплин помогает решить задачи, поставленные перед школой по подготовке учеников, в совершенстве владеющих ПК.

В настоящее время разработано множество методик преподавания информатики. В данной брошюре предлагается методика совмещения преподавания информатики и подготовки к олимпиадам через использование компьютерных сетей. Дополнительно появляется возможность создания внутришкольного WEB сервера с почтой, форумом и ЧАТом. Возможности «интранет сервера» могут быть использованы на уроках информатики при изучении тем «Основы работы в локальной компьютерной сети» 8 класс и «Компьютерные сети» 10 класс, а так же на факультативных и разного рода дополнительных занятиях.

1. Обоснование педагогического опыта

Актуальность темы.

В связи с актуализацией и активизацией олимпиадного движения все острее встает проблема подготовки учащихся к участию в олимпиадах. Подготовка «ученика-олимпиадника» начинается с подготовки учителя.

Проблемы, встающие перед учителем:

Изучение новых форм проведения олимпиад.

Знание алгоритмов решения олимпиадныРазмещено на http://www.allbest.ru/

х задач.

Наличие самих задач.

Знание языков программированРазмещено на http://www.allbest.ru/

ия.

Время на изучение, отладку и проверку задач.

Обучение уРазмещено на http://www.allbest.ru/

чащихся правильной организации деятельности на олимпиаде.

Несмотря на то, что круг задач рассматриваемых на олимпиаде по программированию ограничен, решение задачи может быть сложным не только для ученика, но и для учителя, так как некоторые задачи требуют знания высшей математики. Проверка решений и подготовка тестов обычно занимает много времени.

Большинству учителей это не по силам. Наиболее правильный выход в этой ситуации - повышение связей между школой и ВУЗом, но в каждую школу не отправишь преподавателя ВУЗа, поэтому я предлагаю на базе подготовительных курсов в ВУЗах создавать группы одаренных учащихся для подготовки не к вступительным экзаменам, а к олимпиадам по профилю поступления.

Вот некоторые особенности подготовки школьников к олимпиадному программированию:

1. В школьной программе нет такого предмета и даже раздела. Т.е. обучаемый должен иметь собственную довольно сильную мотивацию.

2. Действует ограничение, что при решении задач можно использовать только один из языков программирования (СИ или ПАСКАЛЬ).

3. Постоянные тренировки идут почти на спортивном уровне.

4. Большие затраты времени; длительность олимпиады с разбором часто превышает 6 часов.

5. Алгоритмы и формулы, применяемые при решении большинства задач, изучаются только в ВУЗах.

Разумеется, подготовка более высокого уровня необходима и учителям для работы с одаренными учащимися, участвующими в олимпиаде по программированию:

Возможно второе образование, профильный ВУЗ по программированию.

ИПК учителей, курсы по изучению языков программирования, по олимпиадному программироваРазмещено на http://www.allbest.ru/

нию.

Самостоятельная подготовка с использованием материалов из дополнительных источников.

Но даже знание языка программированияРазмещено на http://www.allbest.ru/

не дает стопроцентную гарантию, что учащийся победит даже на школьной или районной олимпиаде.

Педагогическая идея опыта

Основным стимулом к участию в олимпиадах для школьника является мотивация. В моем случае это не только возможность улучшить свою отметку, но и возможность показать знания и эрудицию по решаемой проблеме, свои организаторские способности, дать возможность “заработать отметку” другим учащимся (даже не участвующим в олимпиаде) смотри. (4)

Стремление школьника к лидерству, демонстрации собственных достижений является одним из основополагающих условий для участия в олимпиадном движении. Разумеется, при такой мотивации желающих работать достаточно, но в ходе работы происходит частичная ротация и это неизбежно при современной загруженности школьников. В основном остаются трудолюбивые дети, те учащиеся, которые не боятся поражений и ставят перед собой конкретные цели.

Одними из основных направляющих сил участия учащегося в олимпиадах по программированию являются желание и заинтересованность учителя, а также помощь, терпение и доверие родителей.

Адресная направленность и условия возникновения и становления опыта.

В 1964 году В. Врум предложил «теорию ожиданий». Он считал, что стимул к эффективному и качественному труду зависит от сочетания трех факторов - ожиданий человека:

1. Ожидание того, что усилия приведут к желаемому результату.

2. Ожидание того, что результаты повлекут за собой вознаграждение.

3. Ожидание того, что вознаграждение будет иметь достаточную ценность.

Чем больше вера человека, что все эти ожидания оправдаются, тем более сильным будет стимул к деятельности. Я осмелился немного изменить формулировки В. Врума в образовательном контексте, и вот что получилось.

Теория ожидания указывает на то, что должны делать учителя, чтобы стимулы к учебе у учеников были сильными.

Учить учеников получать требуемые результаты и создавать для этого все необхоРазмещено на http://www.allbest.ru/

димые условия.

Устанавливать непосредственную связь между результатами труда и оценкой учеРазмещено на http://www.allbest.ru/

ников.

Изучать потребности учеников, чтобы знать, какие вознаграждения имеют для них ценности.

Исходя из этого, механизмы мотивРазмещено на http://www.allbest.ru/

ации и основные факторы эффективности стимулирования можно выразить как:

1. Знание учителями потребностей, интересов, нужд учеников.

2. Установление справедливой непосредственной связи между результатами и вознаграждением.

3. Безотлагательность вознаграждения.

4. Степень удовлетворения ожиданий. (1)

Методика подготовки к олимпиадам по программированию с использованием системы «Олимпиадник» позволяет оперативно решать некоторые из этих пунктов.

Новизна данного опыта

В Интернете имеется очень много программ и тестов, выполняющих функции дистанционного обучения и учителя используют их для подготовки учащихся к олимпиадам. Но иногда из-за скорости, качества связи невозможно участвовать в online-олимпиадах по программированию. Часто учащийся не знает стандарта интерфейса отсылки заданий, а для отладки задачи и получения результата требуется повторный вход на обучающий сайт проведения олимпиады. Проверка и подробный анализ результатов требует дополнительного времени. Установка подобной серверной системы в классе довольно трудоемка. А на домашнем компьютере ученика на данный момент практически невозможна. Не все учителя информатики знают правила ввода и вывода данных через текстовый файл при отсылке и приеме решений через Интернет.

Методика использования системы «Олимпиадник» в принципе похожа на методики использования тестирующих систем в Интернете, но ее коренное отличие в скорости работы в локальной сети (интранете). Ее интерфейс - обычный браузер, да и предназначена система для обучения работе на олимпиадах с автоматической проверкой решений, которая используется уже на уровне районной олимпиады по информатике и требует более высокой подготовки учащихся. Обучение посылке заданий, тренировка, выдача заданий и оперативный контроль решения задач является результатом применения данной методики.

Еще один плюс и новизна методики заключаются в использования ее элементов даже на домашнем компьютере (система выдается ученикам для домашней тренировки).

Дополнительно, кроме отработки навыков решения олимпиадных задач, в методике используются обучающий раздел «теория», сетевой форум, ЧАТ, электронная почта, возможность оперативно в сети просмотреть рейтинги учащихся.

Система, применяемая в методике, открыта для изменений и дополнений, поставляется без пароля. Посмотрев структуру заданий и теории, дополнения и изменения можно вносить с помощью программы архивации.

Технология использования данного опыта.

Конечно, подготовка к олимпиадам это длительный и трудоемкий процесс, поэтому рекомендуется использовать следующие игровые моменты:

Задача не должна быть скучной и оторванной от реальности, в ней должна содержаться изюминка.

1. В задачах, которые предлагаются на тренировках, отрабатываются различные жизненные ситуации, порой запутывающие учеников и воспитывающие умение абстрагироваться, выделять главное.

2. Соревновательный характер тренировок и олимпиад позволяет иногда применять приемы спортивных игр, привлекать болельщиков вводить понятие рейтинга.

3. Часто разбор задач проводится в игровой обстановке с участием учеников младших классов.

Такие встречи способствуют развитию у школьников логического и образного мышления, развивают комбинаторные способности, смекалку и находчивость, а у выступающих повышается самооценка, возможность еще раз более подробно просмотреть задание.

Использование принципа «Что заработал, то и получил» позволяет создавать потребность в повышении познавательной активности учащихся, их самовыражении и заинтересованности в продуктивной учебной деятельности, стремлении к демонстрации собственных достижений.(6,7,8)

Внедрение и использование данного опыта

Интерес к «олимпиадному программированию» можно пробуждать разными способами. Самый лучший способ - это расширение знаний о компьютере, компьютерных вычислениях, введение алгоритмических конструкций на занятиях информатики и последующая интеграция с более узким решением задач на конкретном языке программирования. (3,5)

Первый шаг. Подготовительный. Занятия проводятся в игровой форме. Постепенно вводится набор команд, позволяющий привлекать к решению задач вычислительные средства. При этом достаточно описания алгоритма на любом языке программирования (даже русском). Обязательно более подробное ознакомление с клавиатурой, в частности, я использую профессиональную программу «СОЛО на клавиатуре».

Второй шаг. Начало программирования. В ходе проведения следующих занятий вводятся различные приемы решения задач с использованием стандартных алгоритмов реализованные на языке программирования. Вводится понятие отладка программы. Желательно рассмотреть несколько путей решения, чтобы в итоге научить учащихся элементам оптимального поиска.

Третий шаг. «Обучающая рефлексия». Учащийся обучает решению задач других. Обычно это происходит при разборе задач. Это помогает учащемуся определить признаки оптимальности (краткость, понятность), научиться четко прослеживать и объяснять работу программы.

Четвертый шаг. Вытекает из второго и третьего с последующим усложнением задач и инструментов их решения. На этом этапе особенно важно подключить преподавателей ВУЗа или самим искать более сложные задания, которые способствуют развитию логического, образного мышления, развивают комбинаторные способности.

Пятый шаг. «Созидательная рефлексия». Составление учеником задач с авторским решением, с тестами, входными и выходными требованиями.

Высшее достижение мастерства: создание и применение обучающих технологий, придуманных самими обучаемыми для обучения других. Я считаю это одним из наиболее приемлемых направлений в образовании, а не только в олимпиадном движении.

Результативность.

Методика подготовки к олимпиадам по программированию была разработана и уже несколько лет плодотворно работает в СШ № 51. Она может быть использована для решения задач, стоящих перед учителями информатики, готовящими участников олимпиад и учениками, участвующими в олимпиадах. Предлагаемая методика - не панацея, но она поможет не только в подготовке к районной олимпиаде, но и к олимпиадам более высокого уровня.

Результаты участия моих учеников СШ № 51 в научно-практических конференциях (НПК) и олимпиадах по программированию: 2 диплома республиканской и 4 городской НПК, 2 диплома международной олимпиады, 19 дипломов республиканской и 25 городской олимпиад по программированию. Подробнее см. в приложении 1.

2. Описание педагогического опыта

Научно-методическое обоснование появления системы.

Потребность в методике для подготовки к олимпиадам по программированию возникла давно. Еще в учебнике 1998 года «Методика преподавания информатики» была описана тестирующая система применяемая для решения олимпиадных задач, но она не прижилась, т.к. проверялся только откомпилированный код. Работала система в привычном тогда консольном меню. (9)

Позднее появились различные подходы для обучения решению олимпиадных задач и методики для подготовки к олимпиадам с использованием информационных ресурсов Интернета. А в 2003 году на «Восьмом республиканском конкурсе исследовательских работ учащийся «Хусаинов Дмитрий из Минска разработал "Программный комплекс "Олимпиадник" (www.olimpiadnik.com), который служит для подготовки к олимпиадам по информатике самого разного уровня. Ученик регистрируется на сайте, выбирает олимпиаду и решает ее в течение определенного времени. После этого он отправляет на сайт решения задач (в виде исходников), которые автоматически проверяются. После олимпиады ученик может просмотреть всю статистику по своему решению. Данная работа также стала призовой». Выдержка из газеты «Компьютер и образование», №11, 2003 год. (10) Предварительное тестирование элементов системы и последующая эксплуатация проходила в компьютерном классе СШ № 51. Именно эта система послужила прототипом нынешнего «Олимпиадника». С этого периода шаг за шагом шло усовершенствование программы, исправление ошибок, оптимизация интерфейса и дополнение функций.

Методические рекомендации по применению методики.

В настоящее время разработано множество методик преподавания информатики. Но, несмотря на то, что программирование и алгоритмизацию можно совмещать при изучении информатики, решение олимпиадных задач по программированию требует совершенно иного подхода. В данной брошюре предлагается методика подготовки к олимпиадам по программированию путем совмещения преподавания этих дисциплин с использованием компьютерных сетевых технологий.

При изучении информатики некоторые учителя чтобы решить проблему формирования интереса учащегося к учебе выдвинули девиз «Игра как награда за работу». А я при применении своей методики использую девиз «Дополнительную работу как награду за хорошую работу».

В работе с учащимися по подготовке к олимпиадам для закрепления навыков требуется многократное решение задач определенного типа. При этом учитель может выдать задание учащимся на дом в электронном виде (ссылка на сайт, в архиве), а ученики, решив задачи, приносят их решение на носителе и сдают для проверки. После этого производится разбор задач в группе, учащиеся рассказывают пути решения задач.

На следующих этапах работы идет усложнение заданий. Все результаты оперативно выходят в информационную сеть школы автоматически.

Дополнительно для решения олимпиадных задач используются возможности компьютерной сети, создание внутришкольного WEB сервера с почтой, форумом и ЧАТом. Возможности «интранет сервера» могут быть использованы на уроках информатики при изучении тем «Основы работы в локальной компьютерной сети» 8 класс и «Компьютерные сети» 10 класс, а также на дополнительных занятиях.

Проблема психологической и физической перегрузки

Ученики, которые участвует в олимпиадах, отличаются большой работоспособностью, и порой учителя, видя это, начинают понемногу повышать планку требований (это не очень страшно) и оценок (а вот это, на мой взгляд, нехорошо). А ведь при подготовке к олимпиадам любого уровня, не только по программированию, учащемуся приходится много и упорно работать дополнительно дома, на уроках и факультативных занятиях, даже на начальных этапах. Иногда учащийся на свой страх и риск идет «ва-банк», уменьшая внимание к другим предметам. Многие темы учебных предметов учащийся изучает на базовом уровне ускоренно только благодаря старанию, большой работоспособности, при помощи учителей и родителей. Задача учителей и администрации - не превышать планку по другим предметам на период подготовки. Поэтому требуется контроль и поддержка не только со стороны родителей, но и учителя, а то и помощь, и понимание администрации.

3. Примеры заданий для учащихся

В данной работе рассмотрено решение некоторых задач.

Задания, используемые в подготовке, разноплановые как по сложности решения, так и по темам, рассматриваемым в них.

Перечень теоретических вопросов для задач, включенных в подготовку к олимпиадам по программированию: работа с длинной арифметикой, геометрические задачи, теория графов, вывод короткого математического решения, теория игр, головоломки, комбинаторика, теория чисел. Задачи и темы можно добавлять и изменять.

Задания предназначены для школьников, готовящихся к участию в олимпиадах, но могут быть также использованы на уроках информатики или факультативных занятиях.

Примеры заданий

Задача № 1

Сумма чисел

Входной файл: input.txt

Выходной файл: output.txt

Ограничение на время выполнения: 1 секунда

Ограничение на объём памяти: 2 МБ

Баллы за задачу: 20

Напишите программу, которая находит сумму двух целых чисел A и B.

Входные данные.

Первая строка ввода содержит число A. Вторая строка ввода содержит число B.

Выходные данные.

Единственная строка вывода должна содержать одно целое число, равное A+B.

Ограничения.

|A|, |B|, |A+B| ? 2,000,000,000

Примеры.

Ввод	Вывод
0 0	0
1 -1	0
123 321	444

Автор (источник): Олимпиада школьников г. Слуцка, 2004

Решение задачи.

Решение полностью описано в теории «Работа с файлами при программировании на языке Паскаль»

Если вы умеете использовать ввод с клавиатуры и вывод на экран, легко использовать эти навыки для файлового ввода-вывода.

Для этого следует добавить следующие строки в начале исходного текста главной программы (после оператора Begin):

Assign(Input, 'input.txt');

Reset(Input);

Assign(Output, 'output.txt');

Rewrite(Output);
и следующие - в конце (перед "End."):

Close(Input);

Close(Output);

Примечание: Если имена входного и выходного файлов не input.txt и output.txt, следует заменить их на требуемые.

Пример: Задача "A - B". Требуется ввести из входного файла input.txt два числа типа LongInt и вывести в выходной файл output.txt их разницу. Гарантируется, что разница также умещается в тип данных LongInt.
Решение этой задачи выглядит следующим образом.

Текст программы:

Program Difference;

Var A, B: LongInt; { переменные для обозначения вводимых чисел }

Begin

Assign(Input, 'input.txt'); { входной файл - input.txt }

Reset(Input); { открыть его для чтения }

Assign(Output, 'output.txt'); { выходной файл -output.txt}

Rewrite(Output); { открыть его для записи }

Read(A, B); { прочитать входные данные }

WriteLn(A - B); { вывести ответ }

Close(Input); { закрыть входной файл }

Close(Output); { закрыть выходной файл }

End.

Заметьте, что если убрать из программы строки, выделенные полужирным шрифтом, она будет вводить два числа с клавиатуры и выводить их разницу на экран.

Примечания:

1.В задаче № 1 требуется сложить два числа.

2.Использование типа INTEGER даст неполное решение.

Задача № 2

Сумма чисел-2

Входной файл: input.txt

Выходной файл: output.txt

Ограничение на время выполнения: 1 секунда

Ограничение на объём памяти: 2 МБ

Баллы за задачу: 20

Напишите программу, которая по введенным целым числам A и B (0 ? A ? B ? 30000) находит сумму S всех целых чисел X таких, что A ? X ? B.

Входные данные.

Ваша программа должна вводить числа A и B в указанном порядке. Каждое число будет вводиться в отдельной строке.

Выходные данные.

Ваша программа должна вывести на экран число S.

Пример.

Ввод	Вывод
5 10	45

Автор (источник): Традиционная

Решение задачи.

Смотри «Работа с файлами при программировании на языке Паскаль».

Решение в лоб. Т.е. суммирование последовательности чисел от А до В через ЦИКЛ даст неполное решение. Поэтому, по формуле вычисляются суммы арифметической прогрессии от 1 до А и от 1 до В, а после вычитается из большего меньшее.

Список использованной литературы

1. Бикбулатов Н. Тэорыя чакання. - Настаўніцкая газета, 2004. 18 февраля.

2. Бикбулатов Н. Электронный дневник. Вопросы интернет образования, 2002. № 2.

3. Бикбулатов Н. Безопасная работа за компьютером. Вопросы интернет образования, 2001.№ 5.

4. Бикбулатов Н. Стимулирование познавательной активности учащихся. Вопросы интернет образования, 2001.№ 3.

5. Бикбулатов Н. Технология работы на компьютере. Изобретатель, 2000.№ 4.- С.15-16.

6. Бикбулатов Н. «Рыночные отношения» при оценивании знаний. Информатика и образование, 1999. № 5 С.35-37.

7. Бикбулатов Н. Стимулирование познавательной активности через игру в рынок знаний. Настаўніцкая газета, 1998.4 февраля.

8. Бикбулатов Н. Как ученику выкупить пятерку? Экономическая газета, 1996. 12 ноября.

9. Бочкин А.И. Методика преподавания информатики: Учеб. Пособие.Мн.: Выш. шк., 1998. 431 с.: ил.

10. Черных П.В. Восьмой республиканский конкурс исследовательских работ. Компьютер и образование, 2003 год. №11.

Приложение

Дипломы, полученные учениками на олимпиадах и научно-практических конференциях по программированию:

1. Диплом III степени на III республиканской НПК учеников по информатике 1998 год. «Электронный дневник». Жигоцкий Андрей 11а, Мельничек Юрий 11б, Строганов Иван 10а, Платонов Алексей 8е.

2. Диплом I степени на V республиканской НПК учеников по информатике 2000 год. «Клавиатурный тренажер». Левкович Николай 11б, Платонов Алексей 10б, Кожевко Дмитрий 8б, Чесалин Николай 10б, Шиманский Никита 11б

3. Диплом лауреата на городской НПК по информатике 2002 год «Интернет магазин». Осипов Максим 10 б.

4. Похвальный отзыв на городской НПК по информатике 2002 год Системная оболочка. Головнев Никита 11 а.

5. Диплом II степени на городской НПК по информатике 2002 год Визуальные эффекты на Паскаль. Осипов Максим 10б.

6. Диплом I степени на республиканской олимпиаде по информатике 2002 год. Осипов Максим 10б.

7. Диплом II степени на республиканской олимпиаде по информатике 2002 год. Жур Павел 9б.

8. Диплом III степени на республиканской олимпиаде по информатике 2002 год. Осипов Алексей 9б.

9. Серебряная медаль на международной олимпиаде по информатике Корея 2002 год. Осипов Максим 10б.

10. Диплом I степени на республиканской олимпиаде по информатике 2003 год. Осипов Максим 11б.

11. Диплом II степени на республиканской олимпиаде по информатике 2002 год. Жур Павел 10б.

12. Диплом III степени на республиканской олимпиаде по информатике 2003 год. Осипов Алексей 10б.

13. Бронзовая медаль на международной олимпиаде по информатике США 2003 год. Осипов Максим 11б.

14. Похвальный лист за участие в студенческой олимпиаде БГУ 2003. Осипов Максим 11б.

15. Диплом II степени на республиканской олимпиаде по информатике 2004 год. Жур Павел 10б

16. Диплом II степени на республиканской олимпиаде по информатике 2004 год. Осипов Алексей 10б.

17. Диплом III степени на республиканской олимпиаде по информатике 2004 год. Картынник Юрий 8б

18. Диплом II степени на городской олимпиаде по информатике 2004 год. Тихон Сергей 8б

19. Диплом II степени на республиканской олимпиаде по информатике 2005 год. Тихон Сергей 9б

20. Диплом II степени на городской олимпиаде по информатике 2005 год. Картынник Юрий 9б

21. Диплом II степени на городской олимпиаде по информатике 2005 год. Полещук Максим 9б

22. Диплом III степени на городской олимпиаде по информатике 2005 год. Писарчик Юрий 8б

23. Диплом III степени на городской олимпиаде по информатике 2005 год. Волков Андрей 10б

24. Диплом II степени на республиканской олимпиаде по информатике 2006 год. Картынник Юрий 10б

25. Диплом II степени на республиканской олимпиаде по информатике 2006 год. Полещук Максим 10б

26. Диплом III степени на республиканской олимпиаде по информатике 2006 год. Писарчик Юрий 9б

27. П/О на республиканской олимпиаде по информатике 2006 год. Богомолов Юрий 10д

28. Диплом II степени на городской олимпиаде по информатике 2006 год. Волков Андрей 11б

29. Диплом I степени на республиканской олимпиаде по информатике 2007 год. Писарчик Юрий 10б

30. Диплом II степени на республиканской олимпиаде по информатике 2007 год. Богомолов Юрий 11д

31. Диплом II степени на республиканской олимпиаде по информатике 2007 год. Картынник Юрий 11б

32. Диплом II степени на республиканской олимпиаде по информатике 2007 год. Полещук Максим 11б

Всего: 2 диплома республиканской и 4 городской НПК, 2 диплома международной олимпиады, 19 дипломов республиканской и 25 городской олимпиад по программированию.

Размещено на Allbest.ru