WWW.KONF.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Авторефераты, диссертации, конференции
 

Pages:   || 2 |

«МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ПРОГРАММИРОВАНИЮ УЧАЩИХСЯ СТАРШЕЙ ШКОЛЫ НА ОСНОВЕ СИСТЕМНО-ДЕЯТЕЛЬНОСТНОГО ПОДХОДА ...»

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

УДК 373.016:002

Нилова Юлия Николаевна

МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ПРОГРАММИРОВАНИЮ

УЧАЩИХСЯ СТАРШЕЙ ШКОЛЫ

НА ОСНОВЕ СИСТЕМНО-ДЕЯТЕЛЬНОСТНОГО ПОДХОДА

Специальность: 13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания

(информатика, уровень общего образования)

Автореферат



диссертации на соискание ученой степени

кандидата педагогических наук

Санкт-Петербург

Работа выполнена на кафедре информатизации образования федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена».

Научный руководитель:

доктор педагогических наук, профессор, заслуженный работник высшей школы РФ, профессор кафедры информационных технологий в бизнесе федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования ГУАП «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения»

Макарова Наталья Владимировна

Официальные оппоненты:

доктор педагогических наук, профессор, заведующая кафедрой информатики и вычислительной математики автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования АОУ ВПО «Ленинградский государственный университет имени А.С. Пушкина»

Бороненко Татьяна Алексеевна кандидат педагогических наук, методист государственного бюджетного общеобразовательного учреждения ГБОУ гимназия № 528 Невского района Санкт-Петербурга Шапиро Константин Вячеславович

Ведущая организация:

Государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования (повышения квалификации) специалистов СанктПетербургская академия постдипломного педагогического образования

Защита состоится 18 июня 2015 года в 11 часов на заседании Совета Д 212.199.03 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук на базе федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена» по адресу: 191186, г. Санкт-Петербург, наб. реки Мойки, дом 48, корп. 1, ауд. 237

С диссертацией можно ознакомиться в Фундаментальной библиотеке имени императрицы Марии Федоровны Российского государственного университета им. А.И. Герцена, 191186, г. Санкт-Петербург, наб. реки Мойки, дом 48, корп. 5 и на сайте университета (URL: http://disser.herzen.spb.ru/Preview/Karta/karta_000000220.html).

Автореферат разослан « ____ » _________________ 2015 года

Ученый секретарь Диссертационно

–  –  –

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Актуальность исследования. Повышение качества современного российского общего образования осуществляется в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС) среднего (полного) общего образования от 17 апреля 2012 г. № 413, который определяет приоритетной задачей системы образования развитие личности учащегося, устанавливая требования к достижению учащимися личностных, метапредметных и предметных результатов освоения образовательной программы, структуре программы и условиям ее реализации.

Стандарт определяет как методологическую основу обучения системнодеятельностный подход. Общенаучный системный подход ориентирует исследование на раскрытие целостности объекта и обеспечивающих ее механизмов, на выявление многообразных типов связей сложного объекта и сведение их в единую теоретическую картину. Основной тезис теории деятельности в психологии заключается в том, что умственные действия являются результатом внешней социальной деятельности. Системно-деятельностный подход в обучении является объединением принципов системного и деятельностного походов.

В предметной области информатики использование системного подхода позволит определить разработку методики обучения на основе методов системного анализа применительно ко всей совокупности взаимосвязанных учебных тем и их объектов в соответствии с поставленной целью обучения и требованиями к результатам обучения.





Современным инструментом системного анализа и синтеза является информационное моделирование с использованием компьютерных технологий. Решение учебно-познавательных задач по моделированию наполнит обучение деятельностью, которая обеспечит овладение учащимся не только специфическими для данной области знаниями, умениями, навыками, но и системой универсальных учебных действий, приводящих к развитию умственных действий. Таким образом, в информатике системнодеятельностный подход в обучении может быть реализован в процессе деятельности по моделированию.

Анализ требований ФГОС к предметным результатам освоения базового уровня информатики показывает увеличение доли требований к знаниям по алгоритмизации и программированию от общего количества требований к результатам освоения программы по информатике, что позволяет сделать вывод о возрастающей роли программирования в образовании современного выпускника при общих требованиях ФГОС к каждому школьному предмету, учебному разделу «…формирования готовности обучающихся к саморазвитию и непрерывному образованию; активной учебно-познавательной деятельности обучающихся…», «…формирования научного типа мышления…».

Изучение программирования в школе обладает большим развивающим потенциалом, так как вырабатывает умение учащихся планировать и описывать в знаковой форме последовательность действий, прогнозировать деятельность и корректировать ее по результатам тестирования, а в условиях классно-урочной формы работы требует от учащегося способности к сотрудничеству с учителем и сверстниками. Перечисленные умения соответствуют универсальным учебным действиям, овладение которыми образует метапредметные результаты освоения образовательной программы. Программирование требует от учащихся умения узнавать системные объекты, видеть систему как иерархическую структуру элементов, взаимодействующих на основе выявленного принципа или закономерности, то есть обеспечивает развитие системного мышления, которое в монографии И.А. Сычева, О.А. Сычева «Формирование системного мышления в обучении средствами информационно-коммуникационных технологий» определено как «мышление, в процессе которого субъект рассматривает предмет мыслительной деятельности как систему, выделяя в нём соответствующие системные свойства и отношения, обнаруживая проявления общих системных принципов и закономерностей».

Рассмотрение психолого-педагогических особенностей обучения программированию в школе на базовом уровне выявляет высокий уровень сложности данного раздела для учащихся и отсутствие у них мотивов овладения языком программирования. Обзор учебников по информатике и научных работ по методике обучения программированию позволяет сделать вывод, что современный опыт преподавания программирования в школе на базовом уровне опирается на репродуктивный метод.

Таким образом, сложились следующие противоречия:

между возможностями программирования для развития учащихся, планируемым повышением роли программирования в школьном курсе информатики, в том числе на базовом уровне изучения, и отсутствием у учащихся базового уровня изучения информатики мотива изучения программирования;

между применяемым на практике в основном репродуктивном методе обучения программированию и необходимостью реализации системнодеятельностного подхода в обучении.

Выявленные противоречия обуславливают актуальность диссертационного исследования, заключающегося в поиске методики обучения программированию учащихся базового уровня изучения информатики. Методика обучения программированию может быть построена на основе деятельности по исследованию окружающей действительности, которая выполняется в процессе моделирования.

Объектом исследования является процесс обучения программированию учащихся в школьном курсе информатики базового уровня в старшей школе.

Предметом исследования является методика обучения программированию в процессе моделирования.

Целью исследования является разработка, обоснование и экспериментальная проверка методики обучения программированию учащихся на базовом уровне в старшей школе, основанная на деятельности по моделированию, использование которой обеспечит достижение предметных результатов освоения программирования, формирование универсальных учебных действий и развитие системного мышления учащихся.

Гипотеза исследования: овладение учащимися предметными результатами по программированию, универсальными учебными действиями, развитие системного мышления при изучении программирования в процессе моделирования возможно, если:

выделить базовые понятия, обеспечивающие системный подход к изучению программирования, определить логическую структуру их освоения;

разработать компоненты учебной деятельности обучения программированию в процессе моделирования, определить ожидаемые результаты обучения, методические подходы и средства обучения для каждого компонента;

разработать комплекс задач для освоения инструментария программирования и комплекс задач по моделированию, обеспечивающий реализацию системно-деятельностного подхода.

В соответствии с выдвинутой гипотезой и целью исследования были поставлены следующие задачи:

1. Провести анализ отечественной и зарубежной литературы по системному подходу и возможностям его применения в обучении, по содержанию и принципам деятельностного подхода в применении к обучению.

2. Провести аналитический обзор методик обучения программированию и моделированию в школьном курсе информатики.

3. Проанализировать психологические возможности учащихся старшей школы к обучению программированию и моделированию.

4. Обосновать актуальность разработки методики обучения программированию учащихся старшей школы, реализующей принципы системнодеятельностного подхода. Разработать методику обучения программированию, основанную на деятельности по моделированию, выполнив отбор содержания раздела программирования школьного курса информатики базового уровня в старшей школе, разработав комплекс задач для освоения инструментария программирования, обосновав понятие и структуру ситуационных задач, как содержащих описание ситуации и личностно-значимую для учащихся цель исследования, разработав комплекс ситуационных задач по моделированию средствами языка программирования. Разработать примерный учебный план раздела программирования школьного курса информатики базового уровня ступени основного общего образования и элективного курса «Моделирование средствами языка программирования».

5. Проверить эффективность разработанной методики: провести педагогический эксперимент, обработать и проанализировать полученные результаты.

Методологическую основу исследования составляют работы: Барановой Е.В., Берталанфи Л., Богданова А.А., Волкова К.Н., Выготского Л.С., Гальперина П.Я., Гейна А.Г., Глинского Б.А., Горстко А.Б., Давыдова В.В., Дейкстра Э., Друкера П., Жемчужникова Д.Г., Ершова А.П., Кнут Э., Коменского Я.А., Кушниренко А.Г., Лебедева А.Н., Лебедева Г.В., Леонтьева А.Н., Макаровой Н.В., Милс Х., Пидкасистого П.И., Песталоцци И.Г., Петровой Ю.А., Подходовой Н.С., Полетаева И.А., Рожина И.В., Рубинштейна С.Л., Руссо Ж.-Ж., Самарского А.А., Свореня Р.А., Семакина И.Г., Симоновой И.В., Скаткина М.Н., Сычева И.А., Сычева О.А., Талызиной Н.Ф., Туркина О.В., Фребеля Ф., Фридмана Л.М., Фролова И.Т., Хоор С., Шеннона Р., Штоффа В.А., Эльконина Д.Б.

Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования: анализ научной, психолого-педагогической, методической литературы, анализ учебников и учебных пособий по информатике для старшей школы, изучение и анализ педагогического опыта, анализ учебных программ, планов, пособий, диссертаций, анкетирование учителей информатики, практическое и экспериментальное преподавание, психологическое диагностирование, анализ и обработка письменных работ учащихся, количественная и качественная обработка данных, полученных в ходе педагогического эксперимента.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Методика обучения программированию на основе системнодеятельностного подхода, использующая моделирование как метод познания окружающего мира и как инструмент системного анализа, обеспечивает вовлечение учащихся в учебно-познавательную деятельность, достижение предметных результатов освоения учебной программы, специфических для данной области знаний, формирование универсальных учебных действий и развитие системного мышления учащихся.

2. Методика обучения программированию в процессе моделирования обеспечивает целенаправленную учебную деятельность, включающую компоненты: мотивирования деятельности, освоения инструментария программирования, деятельности по моделированию. Средством обучения при освоении инструментария программирования является комплекс задач, обеспечивающих уровни мыслительного поведения: знание, понимание, применение.

Средством обучения при моделировании является комплекс ситуационных задач, обеспечивающих уровни мыслительного поведения: анализ, синтез, оценка.

3. Обучение программированию в процессе моделирования ситуационных задач является необходимым условием развития познавательного мотива и вовлечения учащихся в учебно-познавательную деятельность, обеспечивающим достижение цели обучения.

Научная новизна исследования заключается в том, что, в отличие от известных методик обучения программированию учащихся старшей школы на базовом уровне изучения информатики:

обучение программированию осуществляется в процессе деятельности по моделированию объектов исследования, рассматриваемых с системных позиций, таким образом, методологической основой разработанной методики является системно-деятельностный подход;

для разработанной методики выделены компоненты учебной деятельности: мотивирование деятельности, освоение инструментария программирования, деятельность по моделированию;

определены задачи, средства и методы обучения для компонентов освоения инструментария программирования и деятельности по моделированию;

определены структура учебного материала освоения инструментария программирования в зависимости от уровней усвоения и виды учебного материала деятельности по моделированию в зависимости от уровня самостоятельности учащихся;

обосновано освоение универсальных учебных действий и развитие системного мышления учащихся для разработанной методики на основе показанного соответствия этапов деятельности по моделированию этапам формирования умственных действий, универсальных учебных действий этапам моделирования и основным системным умениям.

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что теоретически обоснована методика обучения программированию учащихся базового уровня изучения информатики, основанная на системнодеятельностном подходе;

теоретически обоснован и осуществлен выбор языков программирования, целесообразный для изучения в школьном курсе информатики на базовом уровне;

теоретически обоснованы требования к отбору задач по моделированию, определенных как ситуационные задачи и разработан комплекс ситуационных задач.

Практическая значимость полученных результатов состоит в том, что разработана и апробирована методика обучения программированию учащихся старшей школы на базовом уровне, реализующая системнодеятельностный подход;

разработаны учебно-методические материалы, опубликованные в учебно-методическом комплексе, состоящим из учебников [5-17], в том числе допущенных Министерством образования и науки Российской Федерации к использованию в учреждениях, реализующих программы общего назначения [7, 11, 13], практикумов [8, 12, 14], задачников [17], методических пособий [9, 10], электронных ресурсов на CD и интернетресурсов для дистанционного обучения (URL: http://do2.rcokoit.ru);

разработаны примерные учебные планы раздела программирования школьного курса информатики ступени среднего (полного) образования и элективного курса «Моделирование средствами языка программирования».

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечены теоретическим анализом проблемы исследования, выбором методов исследования, результатами экспериментальной проверки и их анализа, подтвердивших гипотезу исследования.

Логика и основные этапы исследования.

Исследование проводилось с 2000 по 2014 год и включало три этапа:

1. Поисковый этап (2000-2011 гг.). Осуществлялся теоретический анализ системного и деятельностного подходов применительно к образованию, анализ методик обучения программированию и моделированию в школе, выбор среды программирования для обучения в школе на базовом уровне изучения информатики, определялась актуальность темы исследования и формировалась предварительная гипотеза исследования.

2. Констатирующий этап (2011-2012 гг.). Решались задачи по уточнению формулировки гипотезы исследования, выполнялся выбор ведущего методического подхода, описывались компоненты учебной деятельности при изучении программирования, производился отбор и адаптация материала, разрабатывался комплекс задач по программированию и по моделированию, определялся начальный уровень развития системного мышления, мотивы учебной деятельности учащихся старшей школы.

3. Формирующий этап (2012-2014 гг.). Проводилась апробация разработанной методики, определялся уровень развития системного мышления и мотивы учебной деятельности учащихся старшей школы к окончанию обучения, выполнялась статистическая обработка результатов, доказывающая правильность выдвинутой гипотезы.

Апробация и внедрение результатов исследования:

методика реализована в учебнике «Информатика: Учебник. 10-11 класс.

Часть 2. Программирование и моделирование» под редакцией проф.

Н.В. Макаровой;

основные положения методики опубликованы в четырех журналах, включенных в перечень рецензируемых изданий ВАК МОиН РФ, сборнике научных статей и представлены в докладах на четырех конференциях по проблемам информатизации образования;

методика используется для преподавания программирования в курсе информатики в ряде школ Санкт-Петербурга с 2010 года.

Материал диссертационного исследования состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии и одиннадцати приложений. Общий объем работы 244 страницы, из них 170 страниц – основной текст, 13 страниц – библиографический список, содержащий 146 наименований. Часть материала структурирована в 38 таблиц. Работа иллюстрирована 8 рисунками.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении раскрыта актуальность темы исследования, сформулированы объект, предмет, цель, гипотеза и задачи исследования, раскрыта научная новизна, теоретическая значимость и практическая ценность работы, определены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Теоретический базис методики обучения программированию учащихся на основе системно-деятельностного подхода» проведен анализ педагогических условий для повышения эффективности обучения программированию учащихся старшей школы: современных методологических требований, методических возможностей и психолого-педагогических особенностей учащихся старшей школы.

В первом параграфе «Системно-деятельностный подход как методологическая основа обучения» рассмотрены принципы системно-деятельностного подхода, который является методологической основой рассматриваемой методики обучения программированию учащихся. В дескриптивной форме такая методология представляет собой объединение принципов системного и деятельностного подходов.

Загрузка...

Принципы общенаучного системного подхода, рассмотренные в работах А.А. Богданова, П. Друкера и др., обеспечивают представление объекта в виде системы с целью его исследования. Современный человек вне зависимости от сферы деятельности и области интересов должен владеть методикой и средствами системного подхода как универсального метода познания окружающего мира. Задача формирования научного мировоззрения, основанного на системном подходе, решается школьным образованием не в рамках выделенного предмета, а в ходе освоения основ наук, систематических знаний и способов действий, присущих учебному предмету. Следовательно, методика изучения любого учебного предмета должна содержать основы системного подхода. Одним из инструментов системного подхода является моделирование, в том числе и информационное моделирование с помощью информационнокоммуникационных технологий.

Согласно теории деятельности в психологии, обоснованной Л.С. Выготским, А.Н. Леонтьевым, С.Л. Рубинштейном и др., в процессе деятельности человека происходит формирование его психики. Этапы формирования умственных действий установлены психологами П.Я. Гальпериным, Н.Ф. Талызиной и являются обязательными для формирования умственного действия с заранее заданными свойствами. Теория целенаправленной учебной деятельности разработана Д.Б. Элькониным, В.В. Давыдовым и определяет обязательные элементы учебной деятельности: адекватные познавательной цели мотивы деятельности, учебные задачи, учебные действия, среди которых следует выделить информационное моделирование, так как оно используется в разработанной методике обучения программированию.

Информационное моделирование является с одной стороны инструментом системного подхода, с другой стороны учебным действием, поэтому основой методики обучения программированию в процессе моделирования является системно-деятельностный подход в обучении. Обучение опирается на идеи системного подхода к объекту моделирования, содержит обязательные элементы целенаправленной учебной деятельности, которые соответствуют этапам формирования умственных действий и обеспечивают развитие системного мышления в результате преобразования внешних учебных действий в умственную деятельность.

Во втором параграфе «Аналитический обзор методик обучения программированию и моделированию в школьном курсе информатики» рассмотрены этапы развития школьной информатики и сделано утверждение, что требования ФГОС к предметным результатам освоения информатики обращаются к мировоззренческой идее первого этапа школьной информатики «…актуализировать в виде программ информационную модель мира…», сформулированную академиком А.П. Ершовым в ходе рассуждений о программировании, как о «второй грамотности» и связи между программированием и моделированием.

Концепция изучения структурного программирования авторов учебника «Основы информатики и вычислительной техники» А.Г. Кушниренко, Г.В. Лебедева, Р.А. Свореня, основанная на методическом принципе познания через работу, введении новой конструкции языка как необходимости при решении поставленной задачи, выделении смысла в решении, наиболее близка к концепции разработанной методики.

По результатам анализа учебников по информатике, рекомендованных Министерством образования и науки Российской Федерации для обучения информатики в 10-11 классе на базовом уровне (авторы: А.Г. Гейн и др., И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер, Т.Ю. Шеина) сделан вывод, что в выделенных для анализа учебниках методика обучения программированию основана на изучении алгоритмизации и поддержана отдельными примерами, иллюстрирующими моделирование в среде программирования.

Анализ научных работ, посвященных методикам преподавания программирования в средней школе (Д.Г. Жемчужникова, Ю.А. Петровой, И.В. Рожина, О.В. Туркина), основанных на объектно-ориентированном программировании, позволяет согласиться с выводом И.А. Сычева и О.А. Сычева, исследующих формирование системного мышления школьников: «Разработка простейших математических моделей в среде Turbo-Pascal (аналогично BASIC, ком. – Нилова Ю.Н.)… обладает большим развивающим потенциалом, чем моделирование в виртуальных средах…». Применение объектно-ориентированных сред целесообразно в при решении задач углубленного, дополнительного обучения.

По результатам анализа учебников по информатике, рекомендованных Министерством образования и науки Российской Федерации для обучения информатики в 10-11 классе на базовом уровне сделан вывод, что методика обучения моделированию опирается на разработанный понятийный аппарат и схему моделирования применительно к школьному курсу. Анализ научных работ, посвященных методикам обучения на основе деятельности по моделированию для различных предметных областей (Е.М. Ложкиной, Ю.Ф. Титовой) позволяет выделить их концептуальную идею - моделирование как учебное действие обеспечивает развитие у учащихся познавательного мотива и овладение предметными результатами освоения образовательной программы, что следует учесть при разработке методики обучения программированию в процессе моделирования.

В условиях поэтапного перехода на обучение в соответствии с требованиями ФГОС актуальной становится разработка методики обучения программированию в процессе деятельности по моделированию, которая в отличие от большинства методик обучения программированию основана на системнодеятельностном подходе.

В третьем параграфе «Психолого-педагогические условия обучения программированию и моделированию в школьном курсе информатики» выполнен анализ особенностей обучения программированию в подростковом и юношеском периодах, который опирается на результаты исследований проблем процессов обучения, развития и оценки степени зрелости психических функций к началу обучения Л.С. Выготского, П. Я. Гальперина, В. В. Давыдова, И.Я. Якиманской, Д. Б. Эльконина, Ж. Пиаже, Д.И. Фельдштейна и др.

Изучение учащимися языка программирования осложнено отсутствием естественной мотивации в освоении искусственного символического языка.

Изучение языка программирования в подростковом и юношеском возрасте на базовом уровне изучения информатики не поддерживается эгоистическими потребностями учащихся, а на углубленном уровне опирается на направленность личности, следовательно, особое внимание необходимо уделить разработке методики обучения программированию для базового уровня изучения информатики. Изучение программирования целесообразно связать с деятельностью по моделированию окружающей действительности, основываясь на интересе учащихся к окружающему миру и естественности программирования в мире, что позволит создать мотивацию для изучения программирования.

Во второй главе «Обучение программированию в процессе моделирования в базовом курсе информатики на основе системнодеятельностного подхода» рассмотрена методика обучения программированию в процессе моделирования для учащихся старшей школы базового уровня изучения информатики.

В первом параграфе «Методика обучения программированию, обеспечивающая реализацию системно-деятельностного подхода» определены цели, содержание, структура и средства обучения программированию на основе системно-деятельностного подхода, который в обучении может быть реализован посредством информационного моделирования. Моделирование является инструментом системного анализа и синтеза, а также определяет учебную деятельность, опирающуюся на познавательную мотивацию учащихся.

Целью обучения является достижение учащимися старших классов результатов освоения программирования на базовом уровне изучения, определенных требованиями ФГОС к предметным результатам освоения информатики, формирование у учащихся универсальных учебных действий и развитие системного мышления.

Компоненты учебной деятельности при обучении программированию определены в соответствии с компонентами целенаправленной учебной деятельности, разработанной Д.Б. Элькониным, В.В. Давыдовым и адаптированы к изучаемой области знаний: мотивирование деятельности, освоение инструментария программирования, деятельность по моделированию.

Концепция рассматриваемой методики опирается на принципы обучения информатике, лежащие в основе авторской программы и комплекта учебников по информатике под редакцией проф. Н.В. Макаровой, заключающиеся в необходимости использования в обучении системного подхода к предмету изучения, который позволяет выявлять закономерности и взаимосвязи изучаемых объектов, процессов и явлений, представлять их в виде информационной модели и проводить исследование с системных позиций, используя компьютерные технологии.

Поэтому базовыми понятиями являются:

информация, объект и его характеристики, система, класс, классификация, модель, информационная модель, моделирование, изучаемые в курсе информатики на ступени основной школы.

Специфика программирования выделяет базовые понятия, которые существенны для изучаемой области знаний: данные как инструмент, с помощью которого можно описать информацию об объекте исследования так, чтобы ее можно было обрабатывать в среде программирования; способы управления вычислительным процессом как конструкции языка программирования, позволяющие выполнять действия обработки информации в среде программирования.

Логическая структура освоения этих учебных элементов соответствует принципам последовательности и концентрического обучения.

Описание информационной модели выполняется в единой для учебнометодического комлекта под редакцией проф. Н.В. Макаровой табличной форме, отражающей параметры объекта, действия и среду. Учитывая, что моделирование выполняется в среде программирования, то нет необходимости в указании среды. Учитывая, что действия над моделями объектов в среде программирования будут сведены к варьированию значений параметров, то нет необходимости в указании действий. Параметры реального объекта характеризуются названием и значением, поэтому названию параметра должно соответствовать имя переменной, обозначающее параметр объекта, а значение параметра требует указания класса (переменная/константа) и типа данных.

Результирующая табличная форма описания информационной модели представлена в таблице 1.

Таблица 1. Описание информационной модели объекта в среде программирования Параметры Объект реального объекта для среды программирования моделирования переменная/ название значение имя тип константа Отбор содержания раздела программирования должен обеспечить достижение предметных результатов освоения курса «Информатики» базового уровня, связанных с алгоритмизацией и программированием, и опираться на классические дидактические принципы, а также на принцип соответствия технологии структурного программирования.

Технология структурного программирования, опирающаяся на структуризацию действий, с одной стороны, соответствует особенностям мыслительной деятельности человека, которая сформировалась в ходе эволюции, с другой стороны, дает фундаментальные знания, на базе которых возможно понимание новых открытий в области технологий программирования. Не менее важно и то, что существующий опыт преподавания программирования в школе в основном опирается на технологию структурного программирования.

В соответствии с целями обучения, выделенными принципами и опытом преподавания программирования в школе разработанная методика определяет содержание раздела программирования в школьном курсе информатики, состоящим из следующих тем:

1. Линейные процессы

2. Циклические процессы с известным числом повторений

3. Ветвящиеся процессы

4. Циклические процессы с неизвестным числом повторений

5. Обработка символьных данных

6. Структурированные типы данных

7. Понятие технологии программирования Изучение каждой темы содержит выделенные компоненты учебной деятельности, что позволяет наделить изучение программирования мировоззренческой концепцией, рассматривая его как инструмент познания мира посредством моделирования, и отвечает учащемуся на вопрос, для чего им изучается программирование.

Во втором параграфе «Характеристика компонета мотивирования деятельности» рассматривается проблема низкого мотива при изучении программирования у учащихся базового уровня информатики, как результат отсутствия потребности в освоении искусственного языка - языка программирования и наличия большого рынка готовых программных продуктов, удовлетворяющих любую потребность учащегося в компьютерных программах.

Учебный материал, обеспечивающий компонент мотивирования деятельности, разработан и опубликован в учебнике «Информатика: Учебник. 10-11 класс. Программирование и моделирование». Он содержит примеры информационных процессов, которые характеризуются общими признаками по типу действий и содержат возможность исследования. Так как исследование предлагается выполнять в среде программирования, то это побуждает учащихся к освоению инструментария программирования, позволяющего описать выделенные информационные процессы.

В третьем параграфе «Характеристика компонента освоения инструментария программирования» рассмотрены цели, структура и средства обучения компонента освоения инструментария программирования, а также принципы выбора среды программирования и обоснование сделанного выбора.

Целью компонента освоения инструментария программирования является формирование знаний, умений и навыков программирования.

Выбор языков программирования для обучения в общеобразовательной школе на базовом уровне информатики должен определяться в первую очередь соответствием общеучебным целям и обеспечивать достижение предметных результатов освоения программирования. Выделенные требования определили выбор языков программирования семейств BASIC и Pascal. Сходство их лингвистических конструкций позволяет рассматривать методы программирования в двух средах параллельно до момента, определенного сложностью задач и спецификой языковых конструкций, не изучаемой на базовом уровне освоения программирования в школе.

Сформулированная цель компонента освоения инструментария программирования и психолого-педагогические особенности изучения программирования учащимися базового уровня определили выбор репродуктивного методического подхода для данного компонента. Репродуктивное обучение направлено на передачу готового опыта и обеспечивает быстрое освоение знаний в условиях низкого уровня подготовленности учащихся и низкого уровня мотивации обучения.

Выбранный репродуктивный метод обучения определяет уровни усвоения учебного материала. Задачами обучения, соответствующими уровням усвоения, являются: «формирование представления об инструментарии программирования», то есть знакомство с синтаксисом и семантикой конструкций языка программирования, которое обеспечивает достижение первого уровня усвоения учебного материала – «понимания»; «узнавание инструментария программирования» решается за счет набора демонстрационных примеров; «формирование умения применять инструментарий программирования в типовых ситуациях» обеспечивает достижение уровня «воспроизведение» на основе метода упражнений; «формирование навыков применения инструментария программирования» обеспечивает уровень усвоения «применение», при котором учащиеся способны самостоятельно воспроизвести и применить в нетиповых ситуациях изученный инструментарий программирования. Самостоятельная деятельность учащихся реализуется набором заданий по освоению инструментария программирования, которые группируются по мере их усложнения следующим образом: чтение фрагмента готовой программы, определение результата; поиск, исправление ошибки во фрагменте готовой программы; составление программы для типовых ситуаций; составление программы для нетиповых ситуаций.

Средством обучения компонента освоения инструментария программирования является разработанный комплекс учебных задач, которые обеспечивают достижение каждого уровня усвоения и определяют структуру компонента.

В четвертом параграфе «Характеристика компонента деятельности по моделированию» сформулированы цели, описаны структура и средства обучения, соответствующие компоненту, а также принципы отбора задач по моделированию. Целью компонента является достижение предметных результатов освоения программирования для базового уровня информатики, формирование универсальных учебных действий и развитие системного мышления учащихся. Цель определяет системно-деятельностный подход, реализуемый в процессе деятельности по моделированию.

Средством обучения целенаправленной учебной деятельности данного компонента являются задачи по моделированию. Задачи, необходимые для методики обучения программированию в процессе моделирования, должны представлять собой задания, содержащие основания для исследования и мотив познавательной деятельности. Наиболее точно этим требованиям отвечают ситуационные задачи.

Понятие ситуационной задачи применительно к различным сферам деятельности и различным школьным предметам исследовали авторы:

П.А. Кисляков, Е.К. Павленко, П. Шеремет, Г. Канщенко. Анализ работ перечисленных авторов позволяет рассматривать ситуационную задачу как методический прием, включающий совокупность условий, содержащих основание для исследования в описании конкретной ситуации. Ситуационные задачи имеют единую структуру: название, описание ситуации, наличие личностно-значимого вопроса в явном или неявном виде.

Компонент деятельности по моделированию опирается на разработанный комплекс задач, отбор которых основан на следующих принципах.

1-й принцип «Связь с окружающей действительностью». Задачи должны представлять описание ситуаций из различных предметных областей, создавая у учащихся представление о моделировании как универсальном методе познания.

2-й принцип «Естественность описания». Ситуационные задачи должны иметь неформализованное описание. Формулировка задач должна быть интересна для учащихся старших классов, не должна содержать искусственных постановок вопросов. Неформализованное описание задачи подчеркивает возможность исследования в информационной модели любого объекта или процесса окружающей действительности, развивает умения формализации.

3-й принцип «Доступность». Доступность должна быть двусторонней: вопервых, формулировка задач должна быть доступна для учащихся старшей школы по уровню восприятия, во-вторых, содержание задачи должно быть доступно для решения на основе имеющихся знаний из различных предметных областей, а также личного опыта учащихся.

4-й принцип «Соответствие инструментарию программирования». Задача должна быть подобрана так, чтобы учащийся был способен выбрать и применить изученный инструментарий программирования при моделировании.

5-й принцип «Дифференциация». Отбор задач должен учитывать естественные различия в индивидуальных способностях учащихся, а также обеспечивать последовательное усложнение задач для их самостоятельной работы.

По характеру постановки цели все ситуационные задачи для моделирования средствами языка программирования можно разделить на группы: задачи, в которых цель исследования сформулирована в явном виде и задачи, допускающие множественность целей, формулировка которых выполняется учащимися самостоятельно или в диалоге с учителем.

По степени подробности описания ситуационные задачи для моделирования средствами языка программирования можно разделить на группы: задачи, в которых параметры исследуемых объектов, условия, отношения описываются точно, при этом учащиеся должны отобрать те параметры, которые существенны при построении информационной модели и задачи, в которых параметры исследуемых объектов не оговариваются, при этом учащиеся должны уточнить необходимые для информационной модели параметры, их значения, диапазон их изменения в процессе формализации.

Ситуационные задачи по моделированию включают демонстрационные примеры и набор задач для самостоятельной работы, а так же демонстрационные примеры и набор тем для организации проектной деятельности, позволяющие обобщить практический опыт программирования в процессе учебной деятельности, создать условия для реализации метода проектов для тех учащихся, чей интерес к программированию выходит за рамки базового школьного курса.

Этапы моделирования позволяют структурировать деятельность по моделированию в среде программирования:

I этап «Постановка задачи»

II этап «Разработка модели»

III этап «Компьютерный эксперимент»

IV этап «Анализ результатов моделирования»

Данный компонент обучения дает наглядное представление об этапах моделирования в среде программирования и позволяет на практике применить выбранный подход к моделированию. Постановка задачи, содержащая описание ситуации, позволяет организовать активную учебно-познавательную деятельность: учащиеся выделяют цель исследования, прототип моделирования, определяют параметры, которые являются исходными данными и результатами, соотношения между ними, продумывают ориентировочную схему действий по достижению цели моделирования. В виде постановки вопросов и поиска ответов выполняется формализация задачи. Информационная модель обязательно представляется в табличной форме (Таблица 1), ее разработка обеспечивает системность анализа объектов окружающего мира. В зависимости от цели моделирования информационная модель может быть создана дополнительно в геометрической, математической и других формах. Информационная модель является основанием для построения компьютерной модели в среде программирования, что обязательно предполагает моделирование последовательности действий в виде алгоритма и программы. Компьютерный эксперимент включает в себя тестирование компьютерной модели-программы и собственно эксперимент, который заключается в воздействии на модель варьированием ее параметров инструментами программной среды, приближаясь по способам действий к естественному эксперименту.

Этапы деятельности по моделированию определяют систему действий, соответствующую этапам формирования умственных действий (Таблица 2) по теории П.Я. Гальперина и Н.Ф. Талызиной.

–  –  –

Рисунок 1. Структура учебно-познавательной деятельности обучения программированию в процессе моделирования В пятом параграфе «Формирование универсальных учебных действий и развитие системного мышления как ожидаемый результат обучения на основе методики» описаны конкретные универсальные учебные действия в соответствии с классификацией и требованиями ФГОС, формируемые на этапах моделирования средствами языка программирования.

Методика обучения программированию в процессе моделирования построена на базовых понятиях, которые являются основой понятийного аппарата системного подхода. Усвоение понятий системного подхода согласно концепции Л.С. Выготского является основанием для развития системного мышления.

Предлагаемая деятельность моделирования в среде программирования опирается на необходимость выделения системных свойств, функций и отношений предмета путем системного анализа, поэтому учащиеся рассматривают объект исследования в его существенных системных свойствах, отношениях и закономерностях. Выполняемые учащимися универсальные учебные действия при моделировании соответствуют элементам аналитико-синтетической деятельности. Выбранные для изучения языки программирования относятся к алгоритмическим языкам высокого уровня, реализующим принципы структурного программирования, в основе которого лежат системные принципы.

В монографии И.А. Сычева, О.А. Сычева «Формирование системного мышления в обучении средствами информационно-коммуникационных технологий» предложена модель формирования элементов системного мышления у учащихся, доказана важность освоения понятий и формирования «системных умений», а так же выделены умения, которые авторы определили как основные системные. Установленное соответствие формируемых универсальных учебных

–  –  –

В шестом параграфе «Примерные учебные планы» предложены примерные учебные планы ступени среднего (полного) общего образования по информатике для раздела «Программирование», а также примерный учебный план элективного курса «Моделирование средствами языка программирования».

В период поэтапного перехода на обучение по ФГОС второго поколения особое внимание должно уделяться изменению методики преподавания учебных предметов. Концепция рассматриваемой методики изучения программирования в школьном курсе информатики является универсальной, методические средства содержат большой вариативный объем заданий на освоение инструментария программирования и задач по моделированию в среде программирования. Методика позволяет выбрать для изучения один из популярных в школьном курсе алгоритмических языков программирования: BASIC или Pascal. Применение концепции методики и выбор части учебного материала, не связанного с конкретным инструментарием программирования, позволят использовать методику при изучении других алгоритмических языков программирования.

В третьей главе «Педагогический эксперимент» описан педагогический эксперимент, подтверждающий эффективность разработанной методики обучения программированию.

В первом параграфе «Поисковый этап педагогического эксперимента»

рассмотрены задачи, методы и результаты поискового этапа эксперимента.

Анализ учебно-методической литературы по информатике, анкетирование учителей, работающих в школах-участниках эксперимента, анализ рабочих программ по информатике и ИКТ показал, что изучение программирования в базовом курсе информатики в старшей школе затруднено отсутствием внутренней положительной мотивации к изучению, при обучении используется в основном репродуктивный метод, не обеспечивающий формирование универсальных учебных действия и развития системного мышления учащихся. Таким образом, учителям необходима методика обучения программированию, которая решает выделенные проблемы, такой является методика обучения программированию в процессе моделирования, основанная на системно-деятельностном подходе.

Во втором параграфе «Констатирующий этап педагогического эксперимента» рассмотрены задачи, методы и результаты констатирующего этапа эксперимента.

В ходе констатирующего этапа эксперимента необходимо было определить (констатировать) начальный уровень развития системного мышления и мотивов учебной деятельности учащихся 10-х классов к началу обучения.

Исследование проводилось совместно с Государственным образовательным учреждением для детей, нуждающихся в психолого-педагогической и медикосоциальной помощи Центром психолого-медико-социального сопровождения детей Кировского района Санкт-Петербурга.

Оценка уровня развития системного мышления учащихся выполнена с помощью диагностики структуры интеллекта Р. Амтхауэра. Диагностика состоит из девяти субтестов, каждый из которых направлен на измерение различных функций интеллекта. Задания каждого субтеста опираются на системные умения, то есть выбранный метод диагностирования функций интеллекта хорошо проецируется на оценку уровня развития системного мышления.

В констатирующем эксперименте приняли участие 50 учащихся 10-х классов школ без специализации, то есть с базовым уровнем изучения информатики, и школ со специализацией, предполагающей углубленное изучение информатики. Результаты диагностики показали, что учащиеся базового уровня изучения информатики имеют одинаковый средний потенциал к обучению, умения системного мышления соответствуют среднему и низкому уровню нормы.

Учащиеся углубленного уровня изучения информатики в основном обладают средним уровнем интеллекта, их системные умения соответствуют среднему и выше среднего уровня нормы. Первичная статистическая оценка позволяет считать совокупность полученных данных однородной.

Формирование учебной мотивации учащихся является одной из самых важных задач, обеспечивающих достижение личностных результатов освоения образовательной программы. Внутреннее стремление к знаниям, к способам его приобретения необходимо формировать у учащегося целенаправленно, это обеспечит успех учебной деятельности, формирование универсальных учебных действий, являющихся с одной стороны, метапредметными результатами освоения образовательной программы, с другой стороны, обеспечивающих развитие умственной деятельности согласно теории деятельности.

Для выявления мотивов деятельности учащегося невозможно использовать простое анкетирование, так как он большей частью не может сам точно сформулировать мотивы своей деятельности, поэтому для их выявления необходимо использовать специальные диагностики. Для исследования использованы диагностики выявления ведущих мотивов учебной деятельности: тест мотивации достижения А. Мехрабиана, методика изучения мотивации профессиональной деятельности К. Замфира.

Сравнивая результаты диагностирования ведущих мотивов учебной деятельности учащихся 10-х классов можно утверждать, что в школе с углубленным уровнем в большей степени учащиеся мотивированы на достижение успеха, при этом внутренняя мотивация является доминирующей, в то время как в школе базового уровня абсолютное большинство учащихся имеют мотив избегания неудачи при явном доминировании внешней отрицательной мотивации.



Pages:   || 2 |
 
Похожие работы:

«ЛОЖАКОВА Елена Анатольевна ФОРМИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ БУДУЩИХ МУЗЫКАНТОВ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ Специальность 13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания (информатика) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Москва – 201 Работа выполнена на кафедре информатики и методики обучения информатике Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования...»

«МАТИНЯН НОРИК СИРЕКАНОВИЧ ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ГЛОБАЛИЗАЦИИ (НА ПРИМЕРЕ ТУБЕРКУЛЕЗА) 14.00.33 – Общественное здоровье и здравоохранение Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук Москва, 2009 г. Работа выполнена в ФГУ «Центральный научно-исследовательский институт организации и информатизации здравоохранения Росздрава» Научный консультант: Заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук,...»

«ЗАСЛАВСКИЙ АЛЕКСЕЙ АНДРЕЕВИЧ МЕТОДИКА ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ В СИСТЕМЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ, ОСНОВАННАЯ НА ИСПОЛЬЗОВАНИИ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ БАЗЫ УЧЕБНЫХ МАТЕРИАЛОВ 13.00.02 теория и методика обучения и воспитания (информатика) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Москва – 20 Работа выполнена на кафедре информатизации образования Государственно бюджетного образовательного учреждени...»

«ГОПТА ЕВГЕНИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА СИНТЕЗА СТРУКТУР ФИЗИЧЕСКОГО ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ 05.13.12 – «Системы автоматизации проектирования (промышленность)» АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Волгоград – 2014 Работа выполнена на кафедре «Системы автоматизированного проектирования и поискового конструирования» Волгоградского государственного технического университета Научный руководитель доктор технических наук, профессор...»

«ГЕРАСИМОВА ЕЛЕНА КОНСТАНТИНОВНА МЕТОДИКА РАЗРАБОТКИ ЭЛЕКТРОННЫХ УЧЕБНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ СЕРВИСОВ WEB 2.0 В УСЛОВИЯХ РЕАЛИЗАЦИИ ФГОС ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания (информатизация образования) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Москва – 2015 Работа выполнена на кафедре информатизации образования Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования города Москвы...»









 
2016 www.konf.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, диссертации, конференции»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.