Рабочая программа электива «Курс объектно-ориентированного программирования», 10-11 классов
рабочая программа по информатике и икт (10 класс)

Рабочая программа

элективного курса по информатике

«Объектно-ориентированное программирование»

10-11 класс

Предназначена для кадет 10-11 классов.

Срок реализации программы 2 года.

Автор: Симонов А.А., учитель информатики.

Год разработки программы 2017 г.

СОДЕРЖАНИЕ:

Пояснительная записка

Рабочая программа элективного курса по информатике и ИКТ «Объектно-ориентированное программирование» составлена на основе авторской программы М.А. Дранкина, федерального компонента государственного стандарта среднего (полного) общего образования по информатике.

Эпоха быстрых социальных изменений и стремительный прогресс в области информационных технологий предъявляют повышенные требования к развитию познавательной активности молодого поколения. Поэтому основными задачами любого учебного курса информационно-технологической направленности являются развитие индивидуальности учащихся и высвобождение их творческого потенциала в процессе освоения средств информационных технологий.

Умение выделять актуальные проблемы и решать их оптимальным способом средствами приложений является важным условием формирования информационной компетентности учащихся, выбравших учебный курс «Объектно-ориентированное программирование». Программы-приложения, которые можно написать, являются конструктивными средствами для реализации творческих идей.

Элективный курс «Объектно-ориентированное программирование» предназначен для учащихся старших классов. Курс может проводиться в классах естественно-математического профиля, информационного профиля. Основное требование к предварительному уровню подготовки –  освоение «Базового курса» по информатике.

Активизация познавательного процесса позволяет учащимся более полно выражать свой творческий потенциал и реализовывать собственные идеи в изучаемой области знаний, создаёт предпосылки по применению приложений, созданных в среде Lazarus, и в других учебных курсах, а также способствует возникновению дальнейшей мотивации, направленной на освоение профессии программиста.

Курс включает в себя практическое освоение техники создания программ-приложений различной направленности, с использованием объектно-ориентированного подхода в программировании.

Курс служит средством внутрипрофильной специализации в области новых информационных технологий, что способствует созданию дополнительных условий для проявления индивидуальных образовательных интересов учащихся.

Основа курса – практическая и продуктивная направленность занятий, способствующая позитивному изменению индивидуально-личностных качеств учащихся. Одна из целей обучения работе в среде Lazarus заключается в предоставлении обучающимся возможности личностного самовыражения и самореализации в программных продуктах, созданных в этой среде. Достижение цели становится возможным при создании личностно значимой для обучающихся образовательной продукции в рамках программирования программ-приложений.

Реализация творческих замыслов учеников осуществляется поэтапно:

• на первом этапе создаются простейшие программы-приложения;
• на втором этапе уделяется особое внимание объектно-ориентированным принципам работы с компонентами ОС посредством среды Lazarus. Рассказывается о работе с некоторыми классами языка Lazarus;
• на третьем этапе создаются приложения для работы с графикой.

Цели и задачи курса:

• сформировать целостное представление о разработке программных приложений с помощью объектно-ориентированных подходов в программировании;
• реализовать способности в ходе создания различных приложений;
• сформировать элементы информационной компетенции по отношению к знаниям, умениям и опыту создания программных продуктов с использованием объектно-ориентированных технологий;
• понять принципы объектно-ориентированного подхода к составлению алгоритмов и программ, значение объектно-ориентированного программирования в современном множестве информационных технологий;
• овладеть базовыми понятиями объектно-ориентированного программирования и применять их при создании приложений;
• приобрести навыки разработки программных приложений в визуальной среде программирования Lazarus.

Образовательные результаты

В процессе изучения элективного курса «Объектно-ориентированное программирование» обучающиеся овладевают следующими знаниями, умениями и способами деятельности:

• знают инструментарий среды Lazarus, необходимый для разработки полнофункционального приложения;
• знают принципы работы основных компонентов Lazarus и умеют с ними работать;
• знают основы объектно-ориентированного подхода в программировании и умеют работать с некоторыми классами языка Free Pascal;
• умеют конструировать интерфейс приложений и разрабатывать их дизайн;
• умеют работать с графическими средствами среды;
• владеют приёмами организации и самоорганизации работы по созданию приложений;
• имеют положительный опыт коллективного сотрудничества при создании программ;
• овладевают процедурой самооценки знаний и деятельности и корректируют дальнейшую деятельность по созданию приложений.

Технологии, используемые в учебном процессе: личностно-ориентированное обучение, дифференцированное обучение.

Методы обучения:

• Объяснительно-иллюстративные.
• Репродуктивные.
• Проблемные.
• Частично-поисковые (при выполнении практических и лабораторных работ).
• Метод программированного обучения.
• Исследовательские (при выполнении лабораторных, проектных работ).
• Метод проектов.

Формы обучения:

Обще-классные формы:

• урок;
• лекция;
• лабораторно-практические занятия;
• зачетный урок;

Групповые формы обучения:

• групповая работа;
• групповые творческие задания;
• групповая лабораторно-практическая работа.

Индивидуальные формы работы в классе и дома:

• индивидуальные задания.

Содержание курса

1. Введение. Основные понятия
2. Тема 1. Техника безопасности. Введение в программирование 

Техника безопасности и правила поведения в компьютерном классе.

Структура курса. Взаимосвязь курса со смежными дисциплинами.

Обзор истории развития вычислительной техники. Технические средства. Основные составные части компьютера и физические процессы, лежащие в основе его работы. Понятие о компьютерных сетях, виды сетей.

Эволюция программного обеспечения. Понятие об операционной системе. Программа, выполнение программ. Программное обеспечение. Цели и методы программирования. Основы современных технологий программирования, направления их развития в настоящее время.  Роль, значение и преимущества использования объектно-ориентированного программирования. Обоснование выбора среды объектно-ориентированного программирования Lazarus.

Тема 2. Алгоритмизация. Понятия ООП

Основы разработки программ. Информация и данные. Обработка данных. Этапы разработки программ. Понятие об алгоритме, свойства алгоритмов (выполнимость, определенность, массовость, конечность, результативность). Тестирование.

Алгоритмические языки программирования. Принципы структурного программирования. Этапы решения задач с помощью ПК.

Допустимые операции и значения (арифметические и логические функции). Постоянные величины (константы) и переменные величины. Массивы. Формы записи алгоритма. Блок-схема. Основные блоки. Алгоритмические структуры. Линейные алгоритмы.

Учащиеся должны знать / понимать:

• три принципа объектно-ориентированного программирования: инкапсуляциию, наследование, полиморфизм;
• понятия объекта и класса, их различия;
• назначение методов, свойств и событий объекта;
• принципы работы с готовыми объектами и классами языка Lazarus.

Учащиеся должны уметь:

• приводить примеры классов, объектов, наследования классов.

Объект как сущность реального мира. Его моделирование посредством свойств, методов и событий. Классы как шаблоны объектов. Преимущества объектно-ориентированного подхода при организации взаимосвязи внутри одного объекта и между несколькими объектами с помощью принципов инкапсуляции, наследования и полиморфизма. Связь классов и объектов реального мира с компонентами и классами среды Lazarus.

Тема 3. О программе Lazarus

Интерфейс среды визуального программирования Lazarus.

Учащиеся должны знать / понимать:

• назначение окон среды программирования Lazarus;
• назначение основных команд меню.

Учащиеся должны уметь:

• запускать среду Lazarus;
• настраивать интерфейс среды Lazarus;
• переключаться между окнами среды Lazarus.

Запуск среды программирования Lazarus на исполнение. Основные окна среды Lazarus: главное окно, окно редактора форм, окно инспектора объектов, окно дерева объектов, окно редактора кода. Минимальная настройка среды Lazarus.

Проект в среде Lazarus

Учащиеся должны знать / понимать:

• структуру проекта.

Учащиеся должны уметь:

• создавать новый проект;
• добавлять в проект новую форму;
• переключаться на нужную форму либо на нужный модуль;
• запускать проект;
• сохранять проект.

Создание проекта в Lazarus. Добавление в проект новой формы. Переключение между формами. Структура проекта Lazarus. Сохранение проекта. Запуск проекта на исполнение.

Практическая работа 1. Первый запуск программы.

Раздел 1. Компоненты и события

Тема 4. Компоненты

Учащиеся должны знать / понимать:

• способы работы с компонентами;
• основные свойства компонентов.

Учащиеся должны уметь:

• выделять и копировать компоненты;
• помещать компоненты на форму;
• изменять свойства компонентов;
• изменять порядок расположения компонентов;
• работать с компонентами: Button, Label.

Понятие и особенности визуального программирования в среде Lazarus. Палитра компонентов, редактор форм и инспектор объектов. Создание приложения с помощью компонентов. Изменение свойств компонентов.

Элементы языка

Учащиеся должны знать / понимать:

• важность комментирования исходного кода, виды комментариев;
• классификацию типов данных языка программирования Lazarus;
• порядковые типы;
• вещественные типы.

Учащиеся должны уметь:

• преобразовывать целочисленный и вещественный типы в строковый и обратно;
• работать с основными математическими функциями среды Lazarus.

Практическая работа 2. Первые успехи.

Практическая работа 3. Диалог.

 Тема 5. Арифметические операции.

Учащиеся должны знать / понимать:

• как запросить у пользователя информацию с клавиатуры и выполнить над ней арифметическую операцию либо операцию конкатенации.

Учащиеся должны уметь:

• программировать ввод, вывод чисел и арифметические операции;
• переводить из строкового типа данных в целочисленный и обратно.

Конкатенация строк. Преобразование типов (функции IntToStr и StrToInt). Арифметические операции.

Практическая работа 4. Калькулятор.

Тема 6. Обработка исключений.

Учащиеся должны знать / понимать:

• как отобразить на форме произвольный текст программным способом;
• что такое событие и обработчик события;
• структуру программного модуля;
• основные события компонентов;
• что можно делать на этапе конструирования и на этапе написания кода.

Учащиеся должны уметь:

• создавать обработчик события;
• назначать компонентам осмысленные имена;
• редактировать исходный код в обработчике события;
• программно изменять свойства компонента и вызывать его методы;
• работать с компонентами: Edit, Button, Label;
• определять, какие события необходимы при реализации поставленной задачи, и какая у них должна быть реализация.

Обработка события OnClick. Программное изменение свойств компонентов и вызов их методов. Исходный код модуля. Однострочный редактор.

Понятие события и обработчика события в среде Lazarus. Создание обработчика события для компонента. Структура программного модуля среды Lazarus. Процесс конструирования и процесс написания кода. Программное изменение свойств компонентов и вызов их методов.

Управление событиями

Учащиеся должны знать / понимать:

• в каких случаях рационально использовать один обработчик событий для нескольких событий.

Учащиеся должны уметь:

• выполнять приведение типов для компонентов;
• назначать одно событие нескольким компонентам;
• работать с компонентом SpeedButton.

Параметр Sender в процедурах обработки событий. Приведение типов.

Практическая работа 5. Ваш вес.

Практическая работа 6. Тест по географии.

Итоговая работа 1. «Компоненты и события».

Раздел 2. Дизайн и обработка данных.

Тема 7. Работа с формами.

Учащиеся должны знать / понимать:

• в каких случаях необходимо использовать несколько форм;
• каковы преимущества и недостатки использования дополнительных форм в приложении;
• как перейти к нужной форме, к соответствующему ей модулю в проекте.

Учащиеся должны уметь:

• создавать новую и корректно удалять существующую форму;
• подключать модуль формы к модулю другой формы;
• производить обмен информацией между несколькими формами;
• работать с компонентами: StringGrid, UpDown, RadioButton, GroupBox, SpeedButton.

Создание и удаление формы. Переключение между формами. Зависимый переключатель.

Практическая работа 7. Много форм.

Тема 8. Логика.

Учащиеся должны знать / понимать:

• основные определения, связанные с алгеброй логики;
• законы алгебры логики;
• принципы работы с логическими выражениями и действия над ними;
• принципы построения таблиц истинности.

Учащиеся должны уметь:

• понимать смысл логических выражений;
• читать логические формулы;
• производить действия над логическими формулами и логическими выражениями;
• строить таблицы истинности;
• решать логические задачи

Составление логических выражений, преобразование логических выражений, действия с логическими функциями, составление таблиц истинности.  

Практическая работа 8. Решение задач.

Тема 9. Массивы

Учащиеся должны знать / понимать:

• основные понятия по теме Массивы;
• принципы построения массивов;
• принципы нумерации массивов;
• возможность производить с массивами различные операции преобразования.

Учащиеся должны уметь:

• создавать одномерные массивы;
• производить над массивами операции поиска максимального и минимального элементов;
• производит сортировку одномерного массива по возрастанию и по убыванию;
• менять местами элементы массива;
• копировать один массив в другой;
• решать задачи с использованием массивов.

Ввод элементов массива с клавиатуры. Чтение элементов массива. Операции над элементами массива. Перестановка элементов массива. Печать элементов массива в заданном порядке.

Практическая работа 9. Обработка массива.

Итоговая работа 2. «Дизайн и обработка данных».

Раздел 3. Интерфейс и работа с текстом

Тема 10. Стандартный интерфейс пользователя

Учащиеся должны знать / понимать:

• функциональность стандартных элементов пользовательского интерфейса приложений.

Учащиеся должны уметь:

• создавать стандартный интерфейс пользователя для приложений;
• использовать в приложениях всплывающие подсказки (Hint);
• работать с компонентами: MainMenu, PopupMenu, ToolBar, ImageList.

Стандартный интерфейс пользователя. Главное и контекстное меню. Панель инструментов. Всплывающая подсказка (Hint). Строка состояния. Пиктограмма.

Практическая работа 10. Альбом

Практическая работа 11. Работа с меню

Практическая работа 12. Вкладки

Тема 11. Текстовые редакторы

Учащиеся должны знать / понимать:

• способы работы с компонентами-контейнерами;
• назначение класса TStrings.

Учащиеся должны уметь:

• работать со строками;
• работать с параметрами шрифта;
• работать с компонентами: Memo, CheckBox, FontsDialog, OpenDialog;
• создавать «резиновый» интерфейс.

Многострочный текст. «Резиновый» интерфейс. Многострочный редактор. Стандартный диалог. Компонент-контейнер. Независимый переключатель.

Практическая работа 13. Справочник

Практическая работа 14. Словарь

Итоговая работа 3. «Интерфейс и работа с текстом».

Раздел 8. Работа с графикой, решение задач

Тема 12. Работа с графикой

Теоретические сведения

Учащиеся должны знать / понимать:

• различия между компонентами Image и PaintBox;
• графические методы класса TCanvas: MoveTo, LineTo, Rectangle, Ellipse, Pie, Arc, Draw, OutText;
• свойство холста Pen;
• свойство холста Brush.

Учащиеся должны уметь:

• программировать рисование графических изображений.

Компоненты Image и PaintBox. Canvas (Канва). Линия, контур, закрашенная фигура. Цвет и стиль линий,  заливки. Графический формат файла.

Основы графики

Учащиеся должны знать / понимать:

• основы рисования линий на холсте при помощи мыши.

Учащиеся должны уметь:

• отслеживать движение мыши по компоненту и определять состояние кнопок мыши.

Рисование линий. Отслеживание движения мыши. Отслеживание состояния кнопок мыши.

Классы TPen и TBrush

Учащиеся должны знать / понимать:

• основные принципы рисования в цвете.

Учащиеся должны уметь:

• управлять параметрами пера, кисти;
• очищать канву;
• выбирать требуемый курсор для компонента;
• сохранять нарисованное изображение в формате BMP на диск.

Свойства Pen и Brush. Очистка канвы. Графический формат BMP. Вид курсора. Класс Tpicture.

Просмотр графических файлов

Учащиеся должны знать / понимать:

• уметь создавать простое приложение для просмотра графических файлов;
• принцип работы свойства Anchors.

Учащиеся должны уметь:

• загружать и отображать графические файлы;
• подключать графический формат JPG;
• работать с компонентами выбора файлов и директорий: FileListBox, DirectoryListBox и DriveComboBox.

Компоненты выбора файлов и директорий. Загрузка графических файлов с помощью компонента Image. Графический формат JPG.

Практическая работа 15. Светофор

Практическая работа 16. Мишени

Итоговая работа 3. «Работа с графикой».

Тема 13. Системы счисления.

Учащиеся должны знать / понимать:

• понятия о системах счисления;
• возможность представления чисел в различных системах счисления;
• правила действий над числами с различных системах счисления.

Учащиеся должны уметь:

• переводить числа из одной системы счисления в другую;
• производить основные арифметические действия над числами в разных системах счисления;
• определять основание системы счисления и используемые в ней символы;
• решать задачи с числами в разных системах счисления.

Практическая работа 17. Решение задач

Практическая работа 18. Решение задачи в программе.

Практическая работа 19. Решение математических задач программно.

Курсовой проект.

Защита курсового проекта.

Тематическое планирование

Календарно-тематическое планирование

10 класс

Календарно-тематическое планирование

11 класс

Учебно-методическое обеспечение курса

• Основы программирования в среде Lazarus. Мансуров К.Т., 2010
• Free Pascal и Lazarus: Учебник по программированию. Алексеев Е. Р., Чеснокова О. В., Кучер Т. В, 2010
• http://gospodaretsva.com/category/lazarus
• http://pascal-cod.ru/laz
• http://www.intuit.ru/studies/courses/13745/1221/lecture/23276

Программное обеспечение курса

Lazarus – свободная среда разработки программного обеспечения на языке Object Pascal для компилятора Free Pascal (часто используется сокращение FPC – Free Pascal Compiler, свободно распространяемый компилятор языка программирования Pascal). Интегрированная среда разработки предоставляет возможность кроссплатформенной разработки приложений в Delphi-подобном окружении.