Методическая разработка открытого урока по МДК "Микропроцессорные системы"

Департамент образования, науки и молодежной политики

Воронежской области

ГБПОУ ВО «  Воронежский государственный промышленно-

гуманитарный колледж»»

Методическая  разработка

открытого урока

Учебная дисциплина: МДК 02.01 Микропроцессорные системы

Тема: Программирование

Богучар 2016 г

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время инновационный подход в образовательном процессе – жизненная потребность и необходимость. Применение в работе интерактивных методов обучения способствуют эффективности учебного процесса, повышению качества знаний.

Использование презентации при проведении занятия способствует лучшему восприятию нового материала.

           В настоящее время интерактивные методы обучения, в том числе презентация позволяет:

- повысить познавательный интерес к изучаемым дисциплинам

- способствует пониманию связей между этапами;

- соединять теорию и практику;

Отличительной особенностью данного метода является создание наглядности. При просмотре презентации обучающиеся проявляют большую внимательность и, как следствие, лучше усваивают новый материал.

        Подготовка к учебному занятию включает четыре этапа:

1. Поисковый этап

1)  поиск и анализ проблемы.

2)  выбор темы

3) постановка целей

4)  планирование деятельности по этапам

5) сбор, изучение информации по теме проекта.

2. Конструкторский этап

1)      Разработка сценария (осуществляется преподавателем совместно с творческой группой, подбирается материал, подготавливаются средства контроля, ставятся задачи провести занятие в виде игры с использованием конкретных заданий).

2)      Составление и сбор материалов для презентации и докладов.

3)      Создаются слайды с презентацией.

4)      Подготавливаются контрольные вопросы для закрепления изученного материала.    

3. Технологический этап – проведение занятия, где формируются знания, умения и навыки.

Этап включает несколько составляющих:

-Составления плана проведения занятия – технологической карты занятия.

- Подбор необходимого оборудования: экран, ПК, проектор.

- Выполнение запланированных технологических операций (этапов занятия)

- Текущий контроль качества знаний:

   Контролируется  и оценивается каждый этап занятия (могут использоваться сигнальные карточки)

- оформление результатов деятельности (ведение протоколов).

             На этом этапе происходит инициирование нестандартных способов учебной деятельности, независимого поведения в учебных ситуациях, осмысления студентами методов, способов и средств обучения, развитие способности обучаемых к оценочным действиям; возникают связи между приобретением знаний и умений и применением их в решении практических задач, т. Е формируются учебные компетенции.

4. Рефлексивно – оценочный этап

На нем происходит анализ занятия и результата выполнения учебной деятельности

      Этот этап развивает способность к рефлексии своего поведения, общения.

           Происходит осознание студентом самого себя как индивидуальности, своего места в учебной и профессиональной деятельности, понимание своего потенциала, своих знаний.

Студенты отрабатывают и закрепляют навыки комплексного анализа решения учебных проблем через рефлексию.

Таким образом, проведение учебного занятия  с применением презентации вызывает интерес к учению, помогает правильно  оценить собственные знания и формировать личностные и профессиональные компетенции в ходе изучения учебной дисциплины: МДК 02.01 Микропроцессорные системы

Технологическая карта учебного занятия

Тема занятия: Программирование

Форма учебной работы: классно-урочная.

Дидактическое оснащение урока и ТСО: компьютер учителя, рабочие тетради учащихся, презентация, проектор.

Тип урока: комбинированный.

Форма проведения:  викторина, доклады, презентация, лекция

Методы обучения:  групповой,  наглядный.

Приобретаемые навыки студентов: применение  знаний о пройденном ранее и освоенном на уроке материале; развитие способностей  быстро  мыслить и находить решения, совершенствование умений работать самостоятельно, выполняя практическое задание.

Формы организации работы студентов: индивидуальная и фронтально-групповая работа.

Цель занятия: создать условия для освоения профессиональных компетенции, в рамках изучаемого междисциплинарного курса.

Задачи урока:

1. Учебные:

• Повторить освоенный ранее материал. Освоить и закрепить с учащимися вводные знания о программировании и языке «ассемблер».

2. Развивающие:

• Развивать способность учащихся анализировать, сравнивать, делать выводы.
• Активизировать познавательную активность учащихся через использование компьютера как средства обучения.
• Развивать образное, критическое, дивергентное мышление.

3. Воспитательные:
• Повышение мотивации учащихся на уроке.
• Достижение сознательного уровня усвоения материала учащимися.
• Формирование чувства коллективизма и здорового соперничества.

Методическое обеспечение урока:

• Подготовленные студентами доклады
• Мультимедийная презентация в формате «Prezi»

Продолжительность урока: 90 минут.

Структура и методический инструментарий учебного занятия

Этапы занятия	Методические приемы и методы обучения	Деятельность преподавателя	Деятельность студентов
1.Организационный момент ( 2 мин) Задача: обеспечить нормальную внешнюю обстановку для работы на занятии и психологически подготовить студентов к обучению и предстоящему занятию	Методы формирования внимания, долга, ответственности, методы создания внутреннего комфорта.	Техническая пятиминутка: - приветствие; - проверка отсутствующих; - проверка готовности студентов к занятию.	Приветствуют преподавателя;
2. Мотивация темы и цели урока (5 мин) Цель: подвести студентов  к осознанию необходимости и важности закрепления знаний, формированию профессиональных и практических умений и навыков. Задача: создать установку на мобилизацию опорных  знаний студентов	Метод словесной передачи информации и слухового восприятия информации.	Преподаватель сообщает о порядке оценки работы на уроке; характеризует этапы работы на занятии; мотивирует к деятельности.	Осмысливают и записывают тему занятия в рабочей тетради; формулируют вместе с преподавателем цель занятия; воспринимают информацию на слух
3.Актуализация опорных знаний студентов. Проведение викторины(20 мин) Цель: выявить уровень усвоения пройденного. Задача: определить уровень усвоения теоретических знаний, определить  уровень формирования практических умений	Презентация	Преподаватель предлагает студентам ответить на основные  вопросы предыдущих тем: 1.         Какие существуют два принципа производства ЭВМ? (открытой архитектуры и закрытой архитектуры) 2.         Какой существует принцип организации структуры ЭВМ? (магистрально-модульный) 3.         Как называется центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией? (микропроцессор)	Студенты осмысливают и  формулируют ответы на поставленные вопросы.
4. Заслушивание докладов студентов(25мин) Цель: развитие познавательной деятельности студентов Задачи: - содействовать лучшему восприятию нового материала	Метод наглядности передачи информации и зрительного восприятия информации, проблемный, развитие самостоятельной деятельности студентов	Переключает слайды, комментирует доклады	Участники читают доклады Остальные студенты слушают и принимают участие в обсуждении услышанного
5.Презентация, лекция(30 мин) Цель: развитие познавательной деятельности студентов Задачи: - содействовать лучшему восприятию нового материала	Метод наглядности, проблемный	Читает лекцию, комментирует слайды	В тетради фиксируют основные моменты лекции
6. Обобщение и систематизация полученных результатов (5 мин) Цель: выявить степень правильности, объем, глубину знаний, умений и навыков Задачи: - формирование умений и навыков, стимулирование внимания и сосредоточенности студентов; - учет индивидуальных способностей; - осуществление дифференцированного подхода; - формирование целостной системы ведущих знаний по теме	Метод умения соотносить факты, понятия, правила и идеи, умение выделять существенные признаки понятий: обобщать, классифицировать, сравнивать. Метод проблемный	Предлагает самостоятельно сделать выводы, классифицировать понятия, задания по формированию внутрипредметных и междисциплинарных знаний. Сформулировать проблемные вопросы	Отвечают на вопросы, обсуждают изученную тему
6. Подведение итогов (2 мин) Задача: Дать анализ и оценку успешности достижения цели и наметь перспективу последующей работы. Адекватность самооценки студента оценке преподавателя. Получение студентами информации о реальных результатах учения.	Метод самооценки и оценки знаний, прием личностно – ориентированного обучения	Кратко напоминает цель урока. Предлагает подвести итоги работы на уроке: выставить среднюю оценку за урок по всем заданиям. Объявляет итоговую оценку	Высказывают свое мнение о достижении поставленной цели, выставляют итоговую оценку
7. Рефлексия (5 мин) Мобилизация студентов на рефлексию своего поведения (мотивации, способов деятельности, общения). Усвоения принципов саморегуляции, общения	Рефлексивный метод, прием личностно ориентированного обучения	Какие компетенции сформировали в ходе подготовки и проведения урока? Можете ли вы применить в жизни то, что узнали на уроке? Как вы оцениваете свою работу на уроке? Как бы вы оценили работу своих одногруппников сегодня? Что бы вы пожелали своему преподавателю в организации дальнейшей работы?	Открытость студентов в осмыслении своих действий и самооценки. Прогнозирование способов саморегуляции и сотрудничество.
8.Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению ( 2мин) Задача: Сообщить студентам о домашнем задании, разъяснить методику, его выполнения, необходимость и обязательность.	Метод контроля и самоконтроля, метод словесной передачи информации и слухового восприятия информации. Метод консультирования Приём создания успешности.	Отмечает подготовленность студентов к занятию, даёт оценку работы группы в целом и отдельных студентов. Помогает осмыслить результаты проделанной работы, определяет степень достижения  целей занятия, выставляет и объявляет оценки.  Объясняет, как оформить протокол судебного заседания и приговор суда.	Слушают преподавателя, осмысливают и анализируют замечание преподавателя, оценивают вместе с преподавателем свою работу.  Записывают условия выполнения задания

Сценарий занятия

Преподаватель: Здравствуйте, сегодня мы проводим открытый урок по МДК Микропроцессорные системы

(Организационный момент.  Уточнение отсутствующих. Сообщение темы и целей урока.

Повторение изученного материала.)

Тема сегодняшнего занятия: Программирование.

Цель занятия: создание условий для освоения профессиональных компетенций, в рамках изучаемого междисциплинарного курса.

В изученном ранее материале мы рассматривали структуру и функционирование микропроцессорных систем. Давайте вспомним основные понятия этих тем. Для этого пройдем викторину под названием «Вспомнить все»

Вопросы для викторины

1.         Как называлось первое устройство, управляемое при помощи перфокарт?(ткацкий станок)

2.         Кто такая Ада Лавлейс? (дочь поэта Джорджа Байрона – которая стала первой программисткой в мире)

3.         Как называется первый язык программирования? (Фортран FORTRAN – FORmula TRANslated – первый язык , создан в 1956 году Дж. Бэкусом)

4.         Сколько существует поколений ЭВМ?(5)

5.         Какие существуют два принципа производства ЭВМ? (открытой архитектуры и закрытой архитектуры)

6.         Какой существует принцип организации структуры ЭВМ? (магистрально-модульный)

7.         Как называется центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией? (микропроцессор)

8.         Как называется совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие? (интерфейс)

9.         Как называется основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой? (системная шина)

10.       На какие части функционально разделяется микропроцессор? (Операционная и интерфейсная)

11.       Что входит в операционную часть?( устройство управления (УУ), арифметико-логическое устройство (АЛУ) и микропроцессорную память (МПП)

12.       Что входит в интерфейсную часть?( адресные регистры МПП, регистры памяти для хранения кодов команд, схемы управления шиной и портами)

13.       Как называется устройство для выполнения арифметических операций с плавающей точкой?(математический сопроцессор)

14.       Что такое регистр? (быстродействующие ячейки памяти различной длины)

15.       Как называются регистры базовой модели процессора? (универсальные регистры, сегментные регистры, регистры смещения, регистры флагов)

16.       Какие регистры могут использоваться для временного хранения любых данных? (универсальные)

17.       Какие регистры предназначены для хранения относительных адресов ячеек памяти внутри сегментов? (смещения)

18.       Какие регистры содержит условные одноразрядные признаки-маски, управляющие прохождением программы в ПК? (флагов)

19.       Какие регистры используются для хранения начальных адресов полей памяти? (сегментные)

20.       Как называется микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами? (микроконтроллер)

21.       Что входит в структуру модульного микроконтроллера? (процессорное ядро и изменяемый функциональный блок)

22.       Какие процессоры выполняют большой набор команд, давая разработчику возможность выбрать наиболее подходящую команду для выполнения необходимой операции? (процессоры с CISC-архитектурой)

23.       В каких процессорах набор исполняемых команд сокращен до минимума и для выполнения более сложных операций приходится комбинировать команды? (в процессорах с RISC-архитектурой)

Теперь предлагаю послушать докладчиков.

Все перечисленные в докладах устройства не совершили бы ни одного движения без существенного процесса, который отвечает за «жизнь» этих объектов. Это программирование.

Программи́рование — процесс создания компьютерных программ.

По известному выражению Никлауса Вирта (швейцарский учёный, специалист в области информатики, один из известнейших теоретиков в области разработки языков программирования) «Программы = алгоритмы + структуры данных»; иными словами, ключевыми непосредственными задачами программирования являются создание и использование алгоритмов и структур данных.

В более широком смысле под программированием понимают весь спектр деятельности, связанный с созданием и поддержанием в рабочем состоянии программ — программного обеспечения. Сюда входят анализ и постановка задачи, проектирование программы, построение алгоритмов, разработка структур данных, написание текстов программ, отладка и тестирование программы (испытания программы), документирование, настройка (конфигурирование), доработка и сопровождение.

Программирование основывается на использовании языков программирования, на которых записываются инструкции для компьютера. Современное приложение содержит множество таких инструкций, связанных между собой.

Текстовый редактор среды программирования может иметь специфичную функциональность, такую, как индексация имен, отображение документации, подсветка синтаксиса, средства визуального создания пользовательского интерфейса. С помощью текстового редактора программист производит набор и редактирование текста создаваемой программы, который называют исходным кодом. Язык программирования определяет синтаксис и изначальную семантику исходного кода.

В настоящее время активно используются интегрированные среды разработки, включающие в свой состав также редактор для ввода и редактирования текстов программ, отладчики (т. н. дебаггеры) для поиска и устранения ошибок, трансляторы с различных языков программирования, компоновщики для сборки программы из нескольких модулей и другие служебные модули.

Стремление к управлению механизмами с минимальным воздействием человека уходит корнями в далекое прошлое. Так еще в Древней Греции был изобретен калькулятор, использовавший шестерни различных размеров и конфигураций, которые обусловливали его работу. Персидский ученый Аль-Джазари построил программируемый автомат-гуманоид в 1206 году, в котором последовательно действовали рычаги, которые, в свою очередь, управляли ударными инструментами.

Затем жаккардовый ткацкий станок с перфокартами, построенный в 1804 году Жозефом Жаккардом. Аналитическая машина Чарлза Бэббиджа. Ада Лавлейс написала первую в истории человечества программу для Аналитической машины. Лавлейс были намечены такие понятия, как подпрограмма и библиотека подпрограмм, модификация команд и индексный регистр, которые стали употребляться только в 1950-х годах.

Большая часть работы современных программистов связана с написанием исходного кода, тестированием и отладкой программ на одном из языков программирования. Исходные тексты и исполняемые файлы программ являются объектами авторского права и являются интеллектуальной собственностью их авторов и правообладателей.

Различные языки программирования поддерживают различные стили программирования (парадигмы программирования). Отчасти искусство программирования состоит в том, чтобы выбрать язык программирования, наиболее полно подходящий для решения поставленной задачи. Разные языки требуют от программиста различного уровня внимания к деталям при реализации алгоритма, результатом чего часто бывает компромисс между простотой и производительностью (или между временем программиста и временем пользователя).

Единственный язык, напрямую выполняемый ЭВМ — это машинный язык (также называемый машинным кодом и языком машинных команд). Изначально все программы писались в машинном коде, но сейчас этого практически уже не делается. Вместо этого программисты пишут исходный код на том или ином языке программирования, затем, используя компилятор, транслируют его в один или несколько этапов в машинный код, готовый к исполнению на целевом процессоре, или в промежуточное представление, которое может быть исполнено специальным интерпретатором — виртуальной машиной. Но это справедливо только для языков высокого уровня. Если требуется полный низкоуровневый контроль над системой на уровне машинных команд и отдельных ячеек памяти, программы пишут на языке ассемблера, мнемонические инструкции которого преобразуются один к одному в соответствующие инструкции машинного языка целевого процессора ЭВМ (по этой причине трансляторы с языков ассемблера получаются алгоритмически простейшими трансляторами).

Язык ассемблера – это символическое представление машинного языка. Ассемблер позволяет писать короткие и быстрые программы. Однако этот процесс чрезвычайно трудоёмкий. Для написания максимально эффективной программы необходимо хорошее знание особенностей команд языка ассемблера, внимание и аккуратность. Поэтому реально на языке ассемблера пишутся в основном программы, которые должны обеспечить эффективную работу с аппаратной частью. Также на языке ассемблера пишутся критичные по времени выполнения или расходованию памяти участки программы. Впоследствии они оформляются в виде подпрограмм и совмещаются с кодом на языке высокого уровня.

 Для программирования в ассемблере используют непосредственно регистры. Напомню, что такое регистры - это специальные ячейки памяти, расположенные непосредственно в процессоре. Работа с регистрами выполняется намного быстрее, чем с ячейками оперативной памяти, поэтому регистры активно используются как в программах на языке ассемблера, так и компиляторами языков высокого уровня.

На следующем уроке мы рассмотрим основные команды и операции в ассемблере.

Подведение итогов, выставление оценок.

Домашнее задание: проработать конспекты.