Õppenõukogu 1

Valikaine „Informaatika“

VALIKKURSUS „ARVUTI KASUTAMINE UURIMISTÖÖS”

Õppe- ja kasvatuseesmärgid

Valikkursusega taotletakse, et õpilane:

1) tuleks toime arvuti kasutamisega uurimistööd tehes, sh andmeid kogudes, töödeldes ja analüüsides ning uurimistulemusi esitades;

2) suudaks andmete kogumiseks ja töötlemiseks valida sobivad meetodid ning tarkvara;

Kursuse lühikirjeldus

Kursus kuulub tinglikult informaatika õppeaine alla, kuid keskendub informaatika põhiküsimustele üsna kitsas kontekstis, mis on piiritletud otseselt gümnaasiumiastmes üleminekueksami asemel tehtava uurimistöö vajadustega. Informaatika on info struktuuri, loomist, hankimist, töötlemist, tõlgendamist, edastamist ning esitamist käsitlev teaduse ja tehnika haru. Selle kursusega tutvustatakse õpilastele praktiliste tegevuste kaudu meetodeid ning tarkvaravahendeid, mis lihtsustavad uurimisandmete kogumist, töötlemist, analüüsi ja esitlemist.

Õpitulemused

Kursuse lõpul õpilane:

1) leiab info sobivast allikast, hindab selle usaldusväärsust ja koostab korrektse viitekirje;

2) viitab tekstis allikatele korrektselt;

3) koostab erinevaid küsimuse tüüpe ja vastuste skaalasid sisaldava veebipõhise

küsimustiku;

4) korraldab veebipõhise ankeetküsitluse ning esitab küsitluse teel kogutud andmestiku

elektroonilise andmetabelina;

5) koostab andmetabeli põhjal risttabeli ja sagedustabeli ning erinevat tüüpi diagramme;

6) esitab kirjeldavad ja statistilised karakteristikud (keskmised, standardhälve, miinimum, maksimum) koos oma selgitustega;

7) vormistab korrektselt uurimisaruande;

8) koostab uurimisaruande põhjal esitluse ning kannab selle ette.

Õppesisu

Kursus jaguneb neljaks mooduliks.

Moodulid keskenduvad järgmistele teemadele:

1. Infootsing internetis ja raamatukogus. Töö allikatega ja viitamine. Viitekirje vormistamine ning viidete haldamine spetsiaalse tarkvara abil.

2. Uurimisandmete kogumine. Küsimuste tüübid ja vastuste skaalad. Veebipõhise küsimustiku koostamine spetsiaalse tarkvara abil.

3. Andmetöötluse alused. Andmetabeli koostamine tabelarvutustarkvara abil. Kirjeldav statistika: keskväärtus, mood, mediaan, standardhälve. Andmete visualiseerimine diagrammide abil.

4. Uurimisaruande vormindamine: tabelid, joonised, laadid, sisukord, indeks, päis, jalus, joonealused märkused. Uurimisaruande põhjal esitluse koostamine ja ettekandmine.

Õppetegevus

Õppetegevust kavandades ja korraldades:

1) lähtutakse õppekava alusväärtustest, üldpädevustest, õppeaine eesmärkidest, õppesisust ja oodatavatest õpitulemustest ning toetatakse lõimingut teiste õppeainete ja läbivate teemadega;

2) jälgitakse, et õpilase õpikoormus (sh kodutööde maht) on mõõdukas, jaotub õppeaasta ulatuses ühtlaselt ning jätab piisavalt aega puhkuseks ja huvitegevusteks;

3) võimaldatakse õppida individuaalselt ning üheskoos teistega (iseseisvad, paaris- ja rühmatööd), et toetada õpilaste kujunemist aktiivseteks ja iseseisvateks õppijateks;

4) kasutatakse diferentseeritud õppeülesandeid, mille sisu ja raskusaste toetavad individualiseeritud käsitlust ning suurendavad õpimotivatsiooni;

5) kasutatakse standardset kontoritarkvara, nüüdisaegset veebipõhist õpikeskkonda ning tasuta kättesaadavaid veebipõhiseid töövahendeid ja õppematerjale;

6) suurendatakse andmeid kogudes õpikeskkonda arvutiklassist väljapoole: looduskeskkond, raamatukogu, kooliõu, muuseumid, näitused, ettevõtted jne;

7) tehakse õpiülesandeid õpetaja etteantud näidisandmestiku baasil; ainult erandjuhul on võimalik kasutada õpilaste endi kogutud andmeid, sest üldjuhul on see kursus siiski

ettevalmistus oma uurimistöö tegemisele, mitte osa sellest;

8) ei anta õpilastele üldjuhul arvuti kasutamist eeldavaid kodutöid, et tagada kõigile õpilastele võrdsed võimalused ja sarnase tarkvara kasutamine;

Füüsiline õpikeskkond

Klassis on tagatud järgmiste vahendite kasutamine:

1) üldjuhul igal õpilasel eraldi arvutitöökoht, erandjuhul mitte rohkem kui kaks õpilast ühe

arvuti taga;

2) standardne kontoritarkvara;

3) esitlustehnika;

4) failide salvestamise võimalus võrgukettale või kooli pakutavasse/toetatud

veebikeskkonda;

5) juurdepääs infosüsteemidele (e-kool, intranet või veebipõhine sisuhaldussüsteem, rühmatöökeskkond);

6) arvutitöökohtadel reguleeritavad toolid, arvutilauad, sundventilatsioon, aknakatted¹;

7) erineva operatsioonisüsteemiga arvutid; ²

8) isikutunnistuse kasutamise võimalus (kaardilugejad, juhtprogrammid);

9) kõrvaklapid ja mikrofonid³.

Hindamine

Hindamisel lähtutakse vastavatest gümnaasiumi riikliku õppekava üldosa sätetest.

Informaatika valikaine õpitulemusi hinnatakse jooksvalt õpiülesannete põhjal.

Jooksvate õpiülesannete tegemise hinnatakse:

1) õppe plaanipärasust, loomingulisust ja ratsionaalsust;

2) õppekavas ettenähtud õpitulemuste saavutamist ning seonduvate pädevuste olemasolu veenvat tõendamist;

3) arvutiga loodud materjalide tehnilist teostust, esteetilisust ja originaalsust;

4) õpilasepoolset praktilise tegevuse mõtestamist;

5) õpilase arengut.
VALIKKURSUS „RAKENDUSTE LOOMISE JA PROGRAMMEERIMISE ALUSED”

Õppe- ja kasvatuseesmärgid

Valikkursusega taotletakse, et õpilane:

1) arendab loovust, loogilist, analüütilist ja algoritmilist mõtlemist ning süsteemset käsitlusviisi probleeme ja ülesandeid lahendades;

2) teadvustab ja tunnetab programmjuhtimisega süsteemide tööpõhimõtet ning info esitamise ja töötlemise põhiprotsesside olemust;

3) tunneb rakenduste ja programmide loomise vahendeid ning põhimeetodeid;

4) omandab programmide ja algoritmide koostamise ning probleemide lahendamise baasoskused programmjuhtimisega süsteemide abil;

5) tutvub objektorienteeritud modelleerimise, analüüsi ja disaini põhimõtetega;

6) saab aru objektide ja andmete olemusest, nende omadustest ning nendega täidetavatest tegevustest algoritmides ja programmides;

7) omandab algoritmimise ja programmeerimise põhikontseptsioonid ja mõisted ning oskused kavandada, koostada, siluda ja testida programme, mis koosnevad mitmest koostoimivast üksusest (protseduurist); kasutab objekte, skalaarandmeid ja massiive ning kirjeldab eri liiki protsesse.

Kursuse lühikirjeldus

Kursuse põhiosad:

1) rakenduste loomise põhimõtted;

2) mudelid ja modelleerimise alused;

3) algoritmimise ja programmeerimise alused.

Osi ega nende teemasid ei läbita järjestikku, vaid sobiva käsitluse valib õpetaja, arvestades kasutatavat programmeerimisvahendit, kursuse suunitlust, oma metoodilisi kogemusi ja eelistusi jmt. Rakenduste loomise põhimõtteid ja põhifaase tutvustatakse praktilise töö kaudu, koostades mõned projektid, mis sisaldavad modelleerimise, analüüsi ning disaini elemente. Modelleerimises on peamine koostada ja esitada algoritme unifitseeritud modelleerimiskeele UML abil realiseeritavate programmide jaoks. Klassimudelite olemust võib tutvustada võrdlemisi lühidalt ja üldiselt, arvestades, et õppija oskaks lugeda nende abil esitatud süsteemide ja andmete struktuure ning saada neist aru. Põhiosa ajast kulub programmeerimise ning algoritmimise aluste omandamisele praktilise töö kaudu.

Kursuse eesmärkide saavutamiseks on tähtis teadvustada ning tunnetada programmide ja programmjuhtimise olemust, koostades praktilises töös programme ning realiseerides neid arvutil. Et seda protsessi lihtsustada ja kiirendada ning mitte tekitada õpilastes vastumeelsust aine vastu, peaks esimeseks või ainsaks keeleks olema võimalikult lihtsa süntaksiga, atraktiivne ning multimeedia vahendite kasutamist võimaldav programmeerimiskeel või -keskkond.

Viimasel ajal on kiiresti arenenud ning levinud spetsiaalsed nn programmeerimise õppimise keeled ja keskkonnad (Scratch, Alice, Game Maker, uue põlvkonna Basic- ning Logo-põhised keeled jm). Need on mõeldud algajatele, eeskätt lastele ja noortele programmeerimise õppimiseks ning õpetamiseks. Võrreldes traditsiooniliste vahenditega (nt Pascal) võimaldavad need õppijal omandada programmeerimise ning algoritmimise põhitõed ja -oskused 2–3 korda kiiremini. Praeguse seisuga võiks esimeseks keskkonnaks (keeleks) olla kiiresti leviv Massachusettsi Tehnoloogia Instituudis (MIT) loodud ja arendatav Scratch (http://scratch.mit.edu). Tegemist on vabavaraga, mille kohta on internetis üsna palju õppematerjale, sh eesti ja vene keeles. Arvestades kursuse eesmärke ja mahtu, võiks lisaks Scratchile lühidalt tutvustada mõnda sellist vahendit nagu rakenduste arendussüsteem Visual Basic (VBA).

Kursus peaks põhiosas olema orienteeritud praktilisele tegevusele ja e-õppe materjalide kasutamisele.
Õpitulemused

Kursuse lõpul õpilane:

1) eristab ja oskab kirjeldada rakenduste loomise põhifaase: ülesande püstitus, analüüs, disain, realisatsioon;

2) teab ning oskab võrrelda ja hinnata rakenduste loomise erinevaid vahendeid ning meetodeid;

3) teab programmide loomise, töötlemise, täitmise, silumise ning testimise põhimõtteid;

4) eristab ning oskab programmides ja algoritmides kasutada eri liiki andmeid (arve, tekste, tõeväärtusi, graafika- ja heliandmeid) ning on omandanud ettekujutuse nende esitusviisidest arvutis;

5) teab ja mõistab konstantide, muutujate, massiivide ja objektide olemust ning kasutab neid

otstarbekalt algoritmides ja programmides;

6) eristab ning oskab kasutada eri liiki operatsioone, avaldisi ja funktsioone väärtuste leidmiseks;

7) teab ja tunnetab omistamise operatsiooni olemust ning oskab seda kasutada algoritmides ja programmides;

8) teab ja oskab kasutada vahendeid andmete lugemiseks väliskeskkonnast ning kirjutamiseks väliskeskkonda;

9) teab graafikaandmete peamisi vorminguid, oskab määrata tegevusi graafikaobjektidega ning tunneb ja oskab kasutada vahendeid ja meetodeid graafiliste kujundite joonestamiseks;

10) tunneb ning oskab algoritmides ja programmides kasutada protsesside juhtimise vahendeid ning kirjeldada eri liiki protsesse: järjestikused protsessid (jada), tsüklilised protsessid (kordused), hargnevad protsessid (valikud) ja paralleelprotsessid;

11) oskab programmides luua ja kasutada massiive ning kirjeldada tüüpalgoritme nendega: summade ja keskmiste arvutamine, ekstreemumite leidmine, otsimine ja sorteerimine;

12) oskab korraldada programmide jaotamist üksusteks (protseduurideks, funktsioonideks või skriptideks) ning korraldada nende vahel koostööd ja andmevahetust.
Õppesisu

Rakenduste loomise põhimõtted. Rakenduse olemus. Rakenduste loomise meetodid ja vahendid. Üldotstarbelised programmeerimissüsteemid ja -keeled. Rakendusprogrammid ja nende arendusvahendid. Võrgurakenduse loomise vahendid. Rakenduste loomise põhifaasid: ülesande püstitus, analüüs, disain, realisatsioon.

Mudelid ja modelleerimise alused. Mudeli olemus. Mudelite liigid. Geomeetrilised, matemaatilised ja füüsikalised mudelid. Simulatsioonimudelid. Objektorienteeritud modelleerimine ja modelleerimiskeel UML. Objektid ja klassid. Objektide omadused ja tegevused.

Sündmused. Seosed objektide ja klasside vahel, klassidiagrammid. Tegevused ja tegevusdiagrammid. Tegevusdiagrammide kasutamine algoritmide esitamiseks.

Algoritmimise ja programmeerimise alused. Programmi olemus. Programmide loomise, töötlemise ja täitmise põhimõtted. Programmeerimiskeeled ja -süsteemid. Laused ning programmiüksused: protseduurid, funktsioonid ja skriptid. Translaatorid: interpretaatorid ja kompilaatorid. Algoritmi olemus. Algoritmide esitusviisid: tegevusskeemid, algoritmikeeled, programmeerimiskeeled jm.

Objektide ja andmete käsitlemine programmides. Objektide omaduste, meetodite ja sündmuste kasutamine. Andmete liigid ja organisatsioon. Konstandid ja muutujad. Massiivid. Operatsioonid andmetega. Avaldised ja funktsioonid. Omistamine. Andmete lugemine väliskeskkonnast ja kirjutamine väliskeskkonda.

Graafikaandmete kasutamine programmides. Graafikaobjektide importimine. Graafiliste kujundite loomine (joonestamine) programmi poolt. Graafikaobjektide põhiomadused ja nende muutmine.

Tüüptegevused graafikaobjektidega. Animatsioon.

Protsesside liigid algoritmides ja programmides: järjestikused protsessid (jada), tsüklilised protsessid (kordus), hargnevad protsessid (valik), paralleelprotsessid. Eri liiki protsesside kirjeldamise ja täitmise põhimõtted. Korduste liigid: lõpmatu kordus, etteantud kordamisarvuga kordus, eel- ja järelkontrolliga iteratiivsed kordused. Valik ühest, kahendvalik ja mitmene valik.

Massiivid. Massiivide põhiomadused: nimi, dimensioon, mõõtmed, dünaamilisus. Massiivide määratlemine ja loomine. Viitamine massiivide elementidele. Tüüpalgoritmid massiividega: summade ja keskmiste arvutamine, ekstreemumite leidmine, otsimine, sorteerimine jmt.

Koostöö ja andmevahetus programmiüksuste vahel. Pöördumised ja teadete saatmine. Globaalsed ja lokaalsed andmed.

Kasutajaliidese loomine. Programmide silumine ja testimine. Programmide vormistamine.
Õppetegevus

1. Õppetegevus toimub arvutiklassis praktikumide ja seminaride vormis.

2. Õppetööd peab toetama elektroonsete õppematerjalide komplekt: teooria põhiosad, harjutused, näited, lingid, elektroonsed töövihikud jm.

3. Õpilased teevad iseseisvalt (kas klassis või kodus) 3–4 tööd, mille alusel määratakse hinne.
Füüsiline õpikeskkond

Programmeerimise õpikeskkond (Scratch ja Python).