LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS Vak: AV Informatica 2 lt/w Studierichting: Bijzondere wetenschappelijke vorming Onderwijsvorm: Graad: Leerjaar: ASO derde graad derde leerjaar Leerplannummer: 2007/092 (vervangt 97148) Nummer inspectie: 2007 / 51 // 1 / G / SG / 1 / III3 / / D/ Pedagogische begeleidingsdienst GO! Onderwijs van de Vlaamse Gemeenschap Emile Jacqmainlaan 20 1000 Brussel
ASO 3e leerjaar van de 3e graad Bijzondere wetenschappelijke vorming 1 INHOUDSTAFEL Beginsituatie... 2 Algemene doelstellingen... 3 Leerplandoelstellingen en leerinhouden... 4 Pedagogisch-didactische wenken... 6 Minimale materiële vereisten... 8 Evaluatie... 9 Bibliografie... 11
ASO 3e leerjaar van de 3e graad Bijzondere wetenschappelijke vorming 2 BEGINSITUATIE De leerlingen komen uit diverse richtingen, meestal niet-wetenschappelijke ASO-richtingen of allerlei TSOrichtingen. Sommigen hebben in de 3e graad helemaal geen informatica gehad, anderen beschikken over een degelijke voorkennis. Ze volgen het jaar Bijzondere wetenschappelijke vorming als voorbereiding op een wiskundige of wetenschappelijke opleiding in het hoger onderwijs.
ASO 3e leerjaar van de 3e graad Bijzondere wetenschappelijke vorming 3 ALGEMENE DOELSTELLINGEN Complexe problemen kunnen oplossen door gebruik te maken van een modulair ontwerp. De gegevensstructuren en controlestructuren kunnen ontwerpen. Het ontwerp kunnen implementeren via een objectgerichte programmeertaal. Attitudes ontwikkelen zoals zin voor nauwkeurigheid, efficiënt werken en overdraagbaarheid van oplossingsmethodes en technieken.
ASO 3e leerjaar van de 3e graad Bijzondere wetenschappelijke vorming 4 LEERPLANDOELSTELLINGEN EN LEERINHOUDEN De gecursiveerde doelstellingen en leerinhouden (aangeduid met een U) zijn te beschouwen als uitbreiding. DEEL 1: ONTWERP LEERPLANDOELSTELLINGEN LEERINHOUDEN De leerlingen kunnen 1 de stappen volgen die nodig zijn om problemen op te lossen. verschillende datatypes onderscheiden. bepalen welke controlestructuur moet gebruikt worden en technieken toepassen om deze vast te leggen. het belang inzien van het gebruik van klassen. enkele verschillen tussen een procedureel gerichte taal en een object gerichte taal aantonen. de ontwikkelomgeving efficiënt gebruiken. 2 enkele sorteeralgoritmen toepassen op rijen en implementeren. een element in een (on)gesorteerde rij opzoeken. een binaire boom opbouwen en doorlopen (U). tabellen adresseren via hashing (U). 3 (U) het doel en de werking van recursie en van eenvoudige recursieve problemen begrijpen (U). eenvoudige recursieve problemen oplossen en implementeren (U). 1 Probleemanalyse 1.1 Te volgen stappen 1.2 Datastructuren 1.3 Controlestructuren 1.4 Indeling in klassen 1.5 Onderscheid tussen procedureel gericht en object gericht programmeren 1.6 Ontwikkelomgeving 2 Algoritmen 2.1 Sorteeralgoritmen 2.2 Zoekalgoritmen 2.3 Binaire bomen (U) 2.4 Hashtabellen (U) 3 Recursie (U) 3.1 Doel en werking (U) 3.2 Eenvoudige toepassingen (U) DEEL 2: OBJECTGEORIENTEERDE TAAL LEERPLANDOELSTELLINGEN LEERINHOUDEN De leerlingen kunnen 1 aan de hand van een voorbeeld de gelijkenissen en verschillen herkennen tussen een objectgeoriënteerde taal en een procedureel gerichte taal. de verschillen inzien tussen een applicatie en een applet. het begrip garbage collection uitleggen. 2 de begrippen object, klasse en methode uit elkaar houden en deze gebruiken in een toepassing. de rol en het gebruik van methodes begrijpen aan de hand van een voorbeeld. 1 Algemeenheden 1.1 Objectgericht versus procedureel 1.2 Java programma s: applicatie (klassieke toepassing) en applet 1.3 Garbage collection 2 Bouwstenen van de objectoriëntering 2.1 Object en zijn attributen 2.2 Klasse: declaratie en gebruik (public, private), standaardklassebibliotheek 2.3 Methodes
ASO 3e leerjaar van de 3e graad Bijzondere wetenschappelijke vorming 5 3 de begrippen inkapseling, overloading, overerving, overriding (U) en polymorfisme gebruiken in concrete toepassingen. eenvoudige klassen- en objectendiagrammen lezen en interpreteren. 4 de verschillende datatypes bepalen en toepassen. de ontworpen datatypes vastleggen met behulp van programmeercode. een onderscheid maken tussen variabelen en constanten. variabelen declareren, gebruiken en bewerken met operatoren. 5 de verschillende soorten controlestructuren kunnen implementeren. 3 Basisprincipes van de objectoriëntering 3.1 Inkapseling 3.2 Overloading 3.3 Overerving 3.4 Overriding (U) 3.5 Polymorfisme 3.6 UML-klassendiagram 4 Datatypes 4.1 Primitieve datatypes: gehele getallen, kommagetallen, tekens, logische waarde 4.2 Klassetypes: voorgedefineerd en zelfgedefinieerd 4.3 Array-type 4.4 Constanten 5 Controlestructuren 5.1 Sequentie 5.2 Selectie 5.3 Iteratie 6 het onderscheid tussen accessor, mutator, constructor toelichten en toepassen. interne en externe oproepen toepassen. de wijze waarop variabelen moeten worden doorgegeven, toepassen. 7 een geschikte klassenstructuur voor een probleem ontwerpen. de nodige attributen en methoden bepalen. klassen toepassen waarvan enkel de specificatie gekend is. interfaces implementeren los van een hoofdprogramma. de typische toepassingsdomeinen van klassenvariabelen en klassenmethodes bepalen. een programmaonderdeel debuggen en testen. 6 Methodes 6.1 Accessor, mutator, constructor 6.2 Externe en interne oproep 6.3 Parametermechanisme, begrippen return en void 7 Werken met klassen 7.1 Onderverdelen van programma s in klassen 7.2 Toepassen van een klasse 7.3 Opbouw van een klasse (attributen, constructoren, methodes...) 7.4 Ontwerp van een klasse 7.5 Klassenvariabelen en klassenmethodes 7.6 Debuggen en exceptions
ASO 3e leerjaar van de 3e graad Bijzondere wetenschappelijke vorming 6 PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN 1 Keuze van de taal Het implementatiemiddel (of programmeertaal) is steeds ondergeschikt aan de conceptuele aanpak die vervat zit in de oplossing van problemen. Dat betekent dat de methodische aanpak primeert. De keuze van de taal zal afhangen van diverse factoren zoals: de voorkennis en de gedrevenheid van de leerlingen; de ervaring van de leraar; de gekozen omgeving in het vervolgonderwijs. Indien de leraar maximaal wil inspelen op de keuze die het hoger onderwijs blijkbaar genomen heeft en wil opteren voor een universele taal, die trouwens veelal voor de ontwikkeling van moderne webtoepassingen gebruikt wordt, kan hij kiezen voor Java. In principe zouden de leerinhouden eveneens met andere programmeertalen (zoals Visual Basic) kunnen behandeld worden, maar dan moet er over gewaakt worden dat ook de objectgerichte doelstellingen aan bod komen (bijv. met VB.net). Alle aspecten uit het leerplan moeten worden geïntroduceerd aan de hand van goedgekozen uitgewerkte voorbeelden (probleemgevallen, cases). Bij het maken van de oefeningen moet de nadruk gelegd worden op het taalonafhankelijk leren oplossen van problemen. De leerkracht moet ernaar streven om niet te dikwijls wiskundige voorbeelden te gebruiken, maar in tegendeel oefeningen te kiezen uit de belangstellingssfeer van de leerlingen. 2 Begeleid zelfgestuurd leren 2.1 Wat? Met begeleid zelfgestuurd leren bedoelen we het geleidelijk opbouwen van een competentie naar het einde van het secundair onderwijs, waarbij leerlingen meer en meer het leerproces zelf in handen gaan nemen. Zij zullen meer en meer zelfstandig beslissingen leren nemen in verband met leerdoelen, leeractiviteiten en zelfbeoordeling. Dit houdt onder meer in dat: de opdrachten meer open worden; er meerdere antwoorden of oplossingen mogelijk zijn; de leerlingen zelf keuzes leren maken en die verantwoorden; de leerlingen zelf leren plannen; er feedback is op proces en product; er gereflecteerd wordt op leerproces en leerproduct. De leraar is ook coach, begeleider. De impact van de leerlingen op de inhoud, de volgorde, de tijd en de aanpak wordt groter. 2.2 Waarom? Begeleid zelfgestuurd leren sluit aan bij enkele pijlers van ons PPGO, o.m.: leerlingen zelfstandig leren denken over hun handelen en hierbij verantwoorde keuzes leren maken; leerlingen voorbereiden op levenslang leren; het aanleren van onderzoeksmethodes en van technieken om de verworven kennis adequaat te kunnen toepassen. Vanaf het kleuteronderwijs worden werkvormen gebruikt die de zelfstandigheid van kinderen stimuleren, zoals het gedifferentieerd werken in groepen en het contractwerk. Ook in het voortgezet onderwijs wordt meer en meer de nadruk gelegd op de zelfsturing van het leerproces in welke vorm dan ook. Binnen de vakoverschrijdende eindtermen, meer bepaald Leren leren, vinden we aanknopingspunten zoals: keuzebekwaamheid; regulering van het leerproces; attitudes, leerhoudingen, opvattingen over leren.
ASO 3e leerjaar van de 3e graad Bijzondere wetenschappelijke vorming 7 In onze (informatie)maatschappij wint het opzoeken en beheren van kennis voortdurend aan belang. 2.3 Hoe te realiseren? Het is belangrijk dat bij het werken aan de competentie de verschillende actoren hun rol opnemen: de leraar als coach, begeleider; de leerling gemotiveerd en aangesproken op zijn leer kracht; de school als stimulator van uitdagende en creatieve onderwijsleersituaties. De eerste stappen in begeleid zelfgestuurd leren zullen afhangen van de doelgroep en van het moment in de leerlijn Leren leren, maar eerder dan begeleid zelfgestuurd leren op schoolniveau op te starten is klein beginnen aan te raden. Vanaf het ogenblik dat de leraar zijn leerlingen op min of meer zelfstandige manier laat: doelen voorop stellen; strategieën kiezen en ontwikkelen; oplossingen voorstellen en uitwerken; stappenplannen of tijdsplannen uitzetten; resultaten bespreken en beoordelen; reflecteren over contexten, over proces en product, over houdingen en handelingen; verantwoorde conclusies trekken; keuzes maken en die verantwoorden; is hij al met een of ander aspect van begeleid zelfgestuurd leren bezig.
ASO 3e leerjaar van de 3e graad Bijzondere wetenschappelijke vorming 8 MINIMALE MATERIËLE VEREISTEN1 Het basisprincipe houdt in dat elk lesuur er per leerling één computer aanwezig is. In deze richting is het noodzakelijk dat de leerlingen toegang hebben tot het Internet. Het is vanzelfsprekend dat de school beschikt over legale versies van de te gebruiken software. Vanuit louter didactisch standpunt is de keuze van de versie van het pakket niet zo belangrijk (maar alle items van het leerplan moeten wel kunnen aan bod komen). De toestellen moeten zo opgesteld staan dat er naast de computer nog voldoende ruimte is voor een boek of schrift. Tevens moeten volgende ergonomische eisen vervuld zijn: het scherm moet van goede kwaliteit (stabiel beeld zonder reflecties) en verstelbaar zijn. Voor het toetsenbord moet er voldoende ruimte zijn voor de polsen. Het is aangewezen dat in de mediatheek een aantal basiswerken over informatica en vaktijdschriften aanwezig is. Het gebruik van een computer thuis is eigenlijk vanzelfsprekend. De vakgroep zal zich regelmatig beraden over de keuze en het gebruik van cursussen en handboeken. 1 1 Inzake veiligheid is de volgende wetgeving van toepassing: Codex, ARAB, AREI, Vlarem. Deze wetgeving bevat de technische voorschriften die in acht moeten genomen worden m.b.t. de uitrusting en inrichting van de lokalen en de aankoop en het gebruik van toestellen, materiaal en materieel. Zij schrijven voor dat duidelijke Nederlandstalige handleidingen en een technisch dossier aanwezig moeten zijn, alle gebruikers de werkinstructies en onderhoudsvoorschriften dienen te kennen en correct kunnen toepassen, de collectieve veiligheidsvoorschriften nooit mogen gemanipuleerd worden en de persoonlijke beschermingsmiddelen aanwezig moeten zijn en gedragen worden, daar waar de wetgeving het vereist.
ASO 3e leerjaar van de 3e graad Bijzondere wetenschappelijke vorming 9 EVALUATIE 1 Algemene principes Evaluatie wordt niet meer beschouwd als een afzonderlijke activiteit louter gericht op beoordelen, maar wordt in tegendeel meer en meer verweven met het leerproces zelf. Het doel van de evaluatie is de leerling beter te kunnen begeleiden in zijn leerproces m.a.w. de leerling (maar ook de leraar) moet uit de evaluatie iets kunnen leren. Naast de evaluatie door de leraar, kunnen ook de leerlingen bij de evaluatie betrokken worden via peerevaluatie (leerlingen evalueren elkaar), zelfevaluatie (de leerling evalueert zichzelf) of co-evaluatie (samen met de leraar). De school is bevoegd voor alles wat met evaluatie te maken heeft. Het spreekt dus vanzelf dat de individuele leraar zijn evaluatie moet afstemmen op het evaluatiebeleid van de school en dat de in het leerplan opgenomen aanbevelingen hieraan ondergeschikt zijn. 2 Kwaliteitscriteria Zoals alle meetapparatuur, moet ook het evaluatie-instrument aan bepaalde kwaliteitscriteria voldoen. Het is vanzelfsprekend dat er een sterke overeenkomst moet bestaan tussen de onderwezen doelstellingen (op niveau van kennis, vaardigheden en attitudes) en de opgaven van toetsen en examens. Elke opgave moet communicatief eenduidig zijn (slechts voor één interpretatie vatbaar, goed afgebakend en met een beperkt aantal kettingopdrachten). Indien de leerling bij een complexe oefening niet verder kan, zal de leraar hulp bieden. Het spreekt vanzelf dat de leerlingen op toetsen en examens enkel te maken krijgen met opgaven waaraan ze zich min of meer verwachten. Vermits vooral vaardigheden getest worden, moeten bij voorkeur de kennisinhouden beschikbaar gesteld worden (bijv. cursus, handboek of handleiding). Hoe groter het aantal vragen, hoe groter de betrouwbaarheid van het resultaat. Verschillende soorten vragen die gerangschikt zijn in bijv. stijgende moeilijkheidsgraad, motiveert de leerlingen. Een handige vuistregel is: ongeveer 3/4 van de vragen hebben betrekking op kennis en vaardigheden die voor de leerstofvooruitgang onmisbaar zijn en die voor het opleidingsprofiel functioneel zijn. De overige vragen zijn dan (moeilijkere) differentieervragen. De analyse van de antwoorden en de resultaten (ook de samenhang van het aantal onvoldoendes met andere vakken) geven aanleiding tot bijsturingen en tot leeradviezen. Toetsen en examens worden besproken met en zijn ter inzage van de leerlingen. Ten slotte zal de leraar erop letten dat de evaluatie op geen enkel moment demotiverend werkt. 3 Proces- en productevaluatie Het onderscheid tussen proces- en productevaluatie is niet altijd even duidelijk: bij procesevaluatie wordt de leerling tijdens het leerproces zelf geëvalueerd en gaat men na in welke mate de doelstellingen al bereikt zijn en of de gebruikte werkvormen wel efficiënt waren; de productevaluatie is eerder gericht op het resultaat, wordt afgenomen na een afgesloten geheel van de leerstof en spreekt een oordeel uit over de prestaties van de leerling, dus in welke mate de doelstellingen bereikt werden. In beide gevallen gaat het (afhankelijk van het leerplan) over een mix van kennis, vaardigheden en attitudes. 4 Hoe moet de leraar evalueren? Meestal maakt de leraar gebruik van volgende evaluatievormen: permanente evaluatie waar kennis, vaardigheden en attitudes geëvalueerd worden; schriftelijke toetsen en examens waar doorgaans vooral de productevaluatie aan bod komt; volledigheidshalve moeten nog de mondelinge toetsen vermeld worden, maar de praktijk wijst uit dat die steeds minder voorkomen. Het is aan de leraar om bij elke evaluatievorm een evenwichtige puntenverdeling op te stellen voor alle in aanmerking komende evaluatie-elementen (en die ook aan de leerlingen mee te delen).
ASO 3e leerjaar van de 3e graad Bijzondere wetenschappelijke vorming 10 Het gebruik van de helpfaciliteiten van het softwareprogramma is vanzelfsprekend. Ook het laten gebruiken van eigen nota s of handboeken kan geen probleem vormen. 5 Permanente evaluatie De belangrijkste doelstellingen van het leerplan zijn de vaardigheden. De werkvorm die gebruikt wordt om deze doelen te bereiken, is hoofdzakelijk het onder begeleiding individueel werken aan de computer. De evaluatievorm die hiervoor in aanmerking komt, is de zgn. permanente evaluatie. Permanente evaluatie is per definitie de evaluatie van de kennis, vaardigheden en attitudes van de leerlingen tijdens hun opleiding. De leraar of vakgroep kan uitgaande van de doelstellingen van het leerplan een hanteerbare lijst opmaken van de te evalueren criteria (op niveau van kennis, vaardigheden en attitudes). Er kan gewerkt worden met een fiche per klas of per leerling, waarop de leraar gedurende een rapportperiode of korter (bijv. de duur van een thema of project) zijn observaties noteert (dat is de registratiefase). De mate waarin een criterium bereikt werd, kan op de fiche genoteerd worden door middel van een schaal: bijv. + bereikt, + niet helemaal bereikt, niet bereikt; ZG (zeer goed), G (goed), V (voldoende), ZW (zwak), ZZW (zeer zwak); cijfercode bijv. 1 tot 3. Het gebruik van schalen met meer dan 5 indelingen moet absoluut vermeden worden omdat het niet mogelijk is om waargenomen observaties zo sterk te nuanceren. Wat de attitudes betreft onderscheiden we de vakgerichte attitudes (die in het leerplan vermeld staan) en de vakoverschrijdende attitudes. De vakgerichte attitudes worden mee verrekend met het vakcijfer, maar voor de vakoverschrijdende is dat niet aangewezen (die worden bij voorkeur apart geëvalueerd en gerapporteerd via een zgn. attituderapport). Er moet wel over gewaakt worden dat attitude niet verward wordt met gedrag, waarvoor het lokale tuchtreglement toepasselijk is. Nadien moet de leraar al de observaties adequaat rapporteren (met woorden of vertaald naar een cijfer). Ten slotte moet dit proces leiden tot een aangepaste remediëring.
ASO 3e leerjaar van de 3e graad Bijzondere wetenschappelijke vorming 11 BIBLIOGRAFIE BARNES, D.J. & KÖLLING, M., Programmeren in Java met BlueJ, 2e ed., Pearson Education, 2005, 508 p. BELL, D. & PARR, M., Java stap voor stap, Academic Service, 2000, 614 p. BELL, D., PARR, M., Java voor studenten, 2e ed., Pearson Education, 2005, 533 p. BEURGHS, J., Objectgeoriënteerd programmeren, Van Duuren Media, 2005, 316 p. DEITEL & DEITEL, Java, how to program, Prentice Hall, 2003, 1450 p. HORTON, I., Ivor Horton s Beginning Java 2, JDK 5 Edition, Wiley Publishing Inc., 2005, 1470 p. LAAN, G., OO-programmeren in Java met BlueJ, Academic Service, 2006, 422 p. LAAN, G., En dan is er Java, Academic Service, 2005, 616 p. LAAN, G., Datastructuren in Java, Academic Service, 2003, 347 p. LAFORE, R., Datastructuren en algoritmen in 24 uur, Academic Service, 2000, 576 p. LARMAN, C., Applying UML and Patterns, Prentice Hall, 500 p. LEINECKER, R., Teach Yourself Visual J++ in 21 days, SAMS, 1999 LEMAY, L., CADENHEAD R., Programmeren in Java 2 in 21 dagen, Academic Service, 2000, 620 p. LUNN, K., Software engineering met UMl, Academic Service, 2004, 482 p. MEYER, B., Object-georiënteerd software-ontwerp, Academic Service, 1988, 684 p. NAGIN, P., IMPALGLIAZZO J., Computer science, A breath first approach with Pascal, Wiley, 1995, 730 p. PELLAND, P., Bouw uw eerste programma!, Academic Service, 2006, 181 p. VERHOEVEN, J., Toepassingen in Java, Academic Service, 2000. Weblinks java.sun.com/docs/books/tutorial/ www.ivobrugge.be www.ster.be