Публикации автора

В статье анализируется дидактический потенциал изучения законов алгебры логики (свойств логических операций) в симуляторе логических схем. Рассмотрено место алгебры логики в тематическом планировании федеральных рабочих программ по информатике базового и углубленного уровней и в учебной литературе. Обоснованы актуальность и новизна исследования. Рассмотрены реализованные примеры как отдельных логических вентилей, так и логических схем, иллюстрирующих законы алгебры логики: двойного отрицания, повторения (идемпотентности), де Моргана (общей инверсии), а также сочетательный (ассоциативный) закон конъюнкции. Представлены области формируемых предпрофессиональных компетенций. Обозначен дидактический потенциал изучения законов алгебры логики в симуляторе логических схем. Выявлены задействованные внутрипредметные и межпредметные связи. Дальнейшие направления исследований включают создание логических схем, демонстрирующих законы алгебры логики (свойства логических операций), не рассмотренные в рамках настоящей статьи.

В статье приведены возможные решения задания 25 ЕГЭ по информатике, в условии которого содержатся маски чисел. Рассмотренные методы решения заданий включают, во-первых, широко используемый вызов функции fnmatch модуля fnmatch для проверки соответствия числа заданной маске, во-вторых, использование операций над строками для проверки соответствия маске, в-третьих, перебор диапазонов чисел в циклах для чисел одной разрядности с последующей проверкой соответствия маске отдельных разрядов чисел. Предложены возможные перспективные задания формата задания 25 повышенного уровня сложности, требующие проверки дополнительных условий, включая условия для четности некоторых цифр числа, для суммы цифр числа, для количества различных цифр числа, для количества нетривиальных делителей числа. Описаны дополнительные возможности функции fnmatch, приведен соответствующий пример задания и программного кода. Для представленных заданий и различных видов их решений приведены формируемые компетенции старшеклассников в области программирования. Показано, что при формировании компетенций в области программирования на описанном предметном содержании также формируются математические компетенции. Формируемые компетенции обучающихся входят в ключевые компетенции модели Key competences for lifelong learning как цифровые компетенции и STEM-компетенции.

Аннотация В статье представлена и подробно описана лабораторная работа «Цифровая схемотехника и алгебра логики: создание цифровых устройств в онлайн-симуляторе», проводимая для старших школьников в МГТУ имени Н. Э. Баумана. Во введении показано место занятия в системе взаимодействия организаций среднего общего и высшего уровней образования, на основе рассмотренных проблем образования в области цифровой схемотехники приведено обоснование необходимости данной лабораторной работы. Практико-ориентированный характер рассмотренной лабораторной работы по информатике обуславливает необходимость применения современных средств моделирования. В данной лабораторной работе используется онлайн-среда Logic. ly, позволяющая создавать и исследовать цифровые устройства: полусумматор, сумматор, триггеры, мультиплексоры, дешифраторы. Подробно описаны основные характеристики, структура и ход занятия, предметное содержание и межпредметные связи, целевые предметные и метапредметные результаты на основе современного компетентностного подхода.

В статье представлен подход к изучению рекурсивных функций на углубленном уровне освоения курса информатики в X—XI классах на примере функций вычисления факториала и обобщенных функций Фибоначчи различного порядка. Являясь объектом исследования в рассматриваемой в статье исследовательской работе, эти функции предоставляют усредненные экспериментальные данные времени выполнения, которые в дальнейшем визуализируются, анализируются и аппроксимируются. В процессе такого анализа соотносятся теоретические оценки вычислительной сложности и полученные экспериментальные данные времени выполнения рекурсивных функций в зависимости от переменных аргументов. Показаны примеры двумерной визуализации времени выполнения функции вычисления факториала средствами языка программирования Python и трехмерной визуализации времени выполнения обобщенных функций Фибоначчи различного порядка в редакторе электронных таблиц. Выделены развиваемые STEM-компетенции, изучаемые теории, методы, принципы и концепции в науке, технологиях, инженерии и математике. Объектами научной новизны в данной работе являются: демонстрация нелинейной вычислительной сложности рекурсивного алгоритма вычисления факториала в Python при больших аргументах и выявление причин такого поведения данного алгоритма, основанное на контрпримере; написание рекурсивной обобщенной функции вычисления чисел рядов Фибоначчи с различным порядком как пример реализации принципа DRY; предложенные подходы к углубленному изучению рекурсии и знакомству обучающихся с теорией вычислительной сложности.

Рекурсивная функция для решения задания 23 ЕГЭ по информатике на динамическое программирование используется экзаменуемыми без глубокого понимания принципов ее работы: при сформированном навыке ее использования отсутствуют необходимые знания, что является беззнаниевой формой компетенции. Формирование понимания принципов работы программного кода и переход от беззнаниевой формы к полноценным компетенциям и компетентностям — информационным, цифровым, математическим, а также в области программирования — позволит ученикам получить более глубокие знания теории рекурсивных функций, сформировать навыки, деятельностные и ценностные отношения в области решения задач динамического программирования на более высоком уровне, что способно привести к улучшению образовательных результатов, пониманию методов динамического программирования, применяемых в том числе на ЕГЭ и олимпиадах по информатике. Для формирования знаниевой компоненты компетенции предлагается построение, изучение и использование деревьев вызовов рассматриваемой рекурсивной функции, созданных в среде программирования Observable, а также изучение мемоизации как ключевого отличия метода динамического программирования от рекурсии.