Теория и методика изучения основ объектно-ориентированного программирования в школьном курсе информатики
Краткое сожержание материала:
Размещено на
2
Содержание
Введение
Глава 1. Введение в объектно-ориентированное программирование
1.1 Основные понятия ООП
1.2 Основные концепции объектно-ориентированного программирования
1.3 Программирование на языке Object Pascal
1.4 Система визуального программирования Delphi
Глава 2. Методика обучения визуальному программированию
2.1 Планирование школьного курса по объектно-ориентированному программированию
2.2 Методика изучения основных разделов объектно-ориентированного программирования
2.3 Методика контроля знаний
Заключение
Список литературы
Приложения
Введение
В данной работе объектно-ориентированное программирование будет рассматриваться с использованием среды Delphi. В его основе лежит язык Object Pascal. Язык программирования Pascal является базовым в большинстве университетов страны, в том числе и педагогических. Вследствие этого, практически все учителя информатики владеют основами программирования на языке Pascal. Поэтому, именно Delphi, должен стать базовым языком в школах для изучения объектно-ориентированного программирования.
Выбор Pascal в качестве языка для обучения сделан неслучайно:
во-первых, Pascal признан сам лучшим языком для обучения основам программирования;
во-вторых, принципы программирования, заложенные в Pascal, находят свое отражение во всех других языках, значит, изучив Pascal, можно легко перейти к любому другому языку программирования;
в-третьих, Pascal изучается в большинстве высших учебных заведений страны.
Естественно, с появлением объектно-ориентированной версии Object Pascal, встал вопрос об изучении основ объектно-ориентированного программирования в школьном курсе. Изучение Delphi в школьном курсе является логическим продолжением непрерывного курса информатики в школе. Овладение основами программирования на Delphi позволит учащимся реализовать свои творческие проекты в соответствии с современными требованиями.
· Delphi - идеальный продукт для школьного курса информатики. Изучение данного языка программирования в школьном курсе имеет ряд преимуществ:
· Delphi - современный язык программирования, отражающий все мировые тенденции в информационных технологий;
· концепция языка проста и понятна уже начинающему программисту;
· в основе Delphi лежит язык программирования Pascal, который изучается в большинстве школ;
· изучение Delphi связано с изучением вспомогательных разделов курса информатики таких, как: операционные системы, создание и редактирование текста, создание и редактирование графических объектов, мультимедиа, базы данных, компьютерные сети.
Целью исследования является проработка проблемы изучения основ объектно-ориентированного программирования в школьном курсе информатики.
Из определения целей вытекают задачи исследования: изучить теорию объектно-ориентированного программирования, показать использование визуальной среды программирования при разработке программ, рассмотреть методику обучения основам объектно-ориентированного программирования.
Предметом исследования является теория и методика обучения информатике, а объектом является обучение объектно-ориентированному программированию.
Глава 1. Введение в объектно-ориентированное программирование
1.1 Основные понятия ООП
В основе объектно-ориентированного программирования лежит идея объединения данных и действий, которые производятся над этими данными, в одной структуре.
Каждая используемая в программе переменная имеет смысл только тогда, когда может принимать какие-либо значения. Множество значений, которые может принимать переменная, является определяющей характеристикой переменной и называется ее типом. Тип переменной, в свою очередь, определяет набор операций, которые можно к ней применять.
В объектно-ориентированном программировании базовыми единицами программ и данных являются классы.
1. Объект и класс
Класс - это структура данных, которая может содержать в своем составе переменные, функции и процедуры. Переменные, в зависимости от назначения, называются полями (field) или свойствами. Процедуры и функции, входящие в состав класса, называются методами (классы также называются объектными типами).
В Object Pascal определен структурный тип class. Объявление типа class похоже на объявление типа record, однако в нем могут содержаться не только поля-переменные, но и методы. Кроме того, в объявлении класса используется ряд специальных зарезервированных слов, определяющих область видимости полей и методов. В отличие от всех остальных типов, тип class обязательно должен быть описан как пользовательский тип в разделе type (приложение 1).
Затем в разделе var может быть объявлена переменная объектного типа (приложение 2).
Имена типов в Delphi принято начинать с большой буквы Т. Желательно следовать этому правилу для удобочитаемости программы.
При объявлении класса вначале описываются поля, а затем - методы. Поля класса являются переменными, входящими в состав его структуры. Они предназначены для использования внутри класса. В описании объектного типа присутствуют только заголовки методов. Сами методы описываются в разделе реализации того модуля, в котором объявляется новый объектный тип.
Объектом, или экземпляром класса, называется переменная объектного типа.
Чтобы объект мог обмениваться данными с другими объектами, используются свойства. Свойства объекта определяют его состояние. Технология ООП запрещает работать с объектом иначе, чем через методы, то есть изменение состояния объекта производится только через вызов методов этого объекта. Этим существенно ограничивается возможность приведения объекта в недопустимое состояние и/или несанкционированного разрушения объекта.
Объект можно интерпретировать как модель некоторого реального объекта или процесса, которая обладает следующими свойствами:
· поддается хранению и обработке;
· способна взаимодействовать с другими объектами и вычислительной средой, посылая сообщения и реагируя на принимаемые сообщения.
В ООП состояние вычислительной среды разделяется на состояния объектов, что в принципе отличает объектно-ориентированные вычисления от вычислений, заданных в процедурных языках. Процедуры выполняются в общей памяти, в то время как объекты выполняют свои операции с учетом данных, получаемых из сообщений, и собственного состояния.
2. Поля, свойства и методы
Класс является сложной структурой данных, объединяющей переменные, функции и процедуры в одном типе данных. Переменные, входящие в состав класса, называются полями. Процедуры и функции класса обычно называются методами. Свойства класса представляют собой поля, обращение к которым производится через специальные методы. Свойства позволяют реализовать важный принцип объектно-ориентированного программирования, называемый скрытием данных.
Поля
Поля класса представляют собой переменные, объявленные внутри класса. Фактически, поля класса аналогичны полям записи. Объявление полей класса должно предшествовать объявлению методов и свойств (приложение 3).
Свойства
Прямое обращение к полям, определяющим состояние объекта, противоречит принципам объектно-ориентированного программирования. Поэтому для обмена данными с другими объектами используются свойства, обращение к которым может выполняться не напрямую, а только через соответствующие методы. В этом и заключается отличие свойств от полей, к которым можно обращаться непосредственно.
Для объявления свойств используется служебное слово property. Так как свойство может обмениваться данными только через соответствующие методы, то при объявлении свойства обычно указываются три элемента: свойство и два метода, обеспечивающие обращение к нему (чтение и запись) (приложение 4).
В объявлении свойства после служебного слова read указывается имя метода, обеспечивающего чтение значения свойства, а после директивы write - имя метода, изменяющего значение свойства. Чтение и запись значения свойства могут производиться только через некоторое промежуточное поле (приложение 5).
· При обращении к свойству класса нет необходимости в явном виде вызывать методы, обеспечивающие чтение значения свойства и/или изменение его значения. Синтаксически обращение к свойству может выглядеть точно так же, как и обращение к полю (но при этом следует помнить, что эта операция будет выполняться через соответствующие методы).
· Для обращения к свойству необязательно использовать методы. Вместо имен методов после слов read и write в объявлении свойства можно указать просто имя поля (приложение 6).
Теория и методика преподавания раздела "Алгоритмизация и программирование" в школьном курсе информатики
Разработка теории и методики преподавания раздела "Алгоритмизация и программирование" в школьном курсе информатики. Методические проблемы изучения алг...
Особенности преподавания темы "Основы алгоритмизации и программирования" в школьном курсе информатики
История и роль школьного предмета "Информатика". Общие вопросы изучения алгоритмизации и программирования в школьном курсе информатики. Основные метод...
Изучение веб-конструирования в школьном курсе информатики и ИКТ
Язык программирования HTML: его мультимедийные и графические возможности. Требования к оформлению и созданию Web-сайтов. Методические разработки по из...
Методика изучения графических редакторов в школьном курсе информатики
Виды компьютерной графики, системы цветов. Растровый графический редактор Paint, векторный редактор MS Office. Методика рассмотрения основных понятий...
Средства объектно-ориентированного программирования в задачах защиты информации
Понятие объектно-ориентированного программирования, характеристика используемых языков. Практическая разработка средств объектно-ориентированного прог...