Темы диссертаций по педагогике » Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Методика обучения учащихся классов с углубленным изучением информатики объектно-ориентированному проектированию программ

Автореферат недоступен
Автор научной работы
 Кузнецов, Александр Борисович
Ученая степень
 кандидата педагогических наук
Место защиты
 Екатеринбург
Год защиты
 1999
Специальность ВАК РФ
 13.00.02
Диссертация по педагогике на тему «Методика обучения учащихся классов с углубленным изучением информатики объектно-ориентированному проектированию программ», специальность ВАК РФ 13.00.02 - Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)
Диссертация

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Кузнецов, Александр Борисович, 1999 год

ГЛАВА I. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ИЗУЧЕНИЮ В ШКОЛЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ПРОГРАММ (КИТ ООПП)

1.1. Компьютерные информационные технологии (КИТ) как фактор формирования информационной культуры у школьников.

1.2. Основные этапы формирования содержания по изучению КИТ в школьном образовании по информатике.

1.3. Методические подходы к организации изучения в школе основных положений объектно-ориентированного проектирования программ (ООПП).

ВЫВОДЫ ПО I ГЛАВЕ:.

ГЛАВА II. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОСТРОЕНИЯ МЕТОДИКИ ОБУЧЕНИЯ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОМУ

ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПРОГРАММ

2.1. Психолого-дидактический анализ деятельности объектно-ориентированного проектирования программ на основе соответствующей КИТ.

2.2. Факторы, источники и принципы формирования содержания и методики обучения объектно-ориентированному проектированиюпрограмм в классах с углубленным изучением информатики.

2.3. Методический подход.

ВЫВОДЫ ПО II ГЛАВЕ:.

ГЛАВА III. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ

ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

3.1. Организация и проведение педагогического эксперимента. $ 3.2. Методические рекомендации по курсу "Основы объектноориентированного проектирования программ".

3.3. Результаты обучающего педагогического эксперимента.

ВЫВОДЫ ПО III ГЛАВЕ.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Методика обучения учащихся классов с углубленным изучением информатики объектно-ориентированному проектированию программ"

Основу социально-экономического развития современного общества составляют используемые на рабочих местах передовые технологии (в промышленном производстве, в строительстве, и т.д.)- Любая технология -это в первую очередь научное достижение в области теории соответствующей науки, используемое впоследствии на практике для достижения более высоких результатов по критериям, определяемым областью их применения.

В последнее время в связи с растущей информатизацией практически всех сфер жизни нашего общества особое значение приобретают информационные технологии. Главное их отличие от других видов технологий - наличие методов, способов, приемов и средств для работы с информацией в соответствующей предметной области. Информатика как наука, занимающаяся исследованиями в области обработки и хранения информации, объединяет информационные технологии, которые содержат в основном различные методы решения задач, посвященных проблемам из разнообразных предметных областей (образования, естественных наук, и т.д.). Из-за трудоемкости и рутинности операций, производимых при использовании некоторых информационных технологий, возникла естественная потребность в автоматизации умственной деятельности. В результате сформировался класс компьютерных информационных технологий, используемых сегодня на основе персонального компьютера.

Под информационными технологиями (ИТ) в информатике понимается совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, хранение, обработку, вывод и распространение информации для снижения трудоемкости процессов использования информационных ресурсов, повышения их надежности и оперативности [бб].

Широкое использование и соответственно трактовка термина "информационная технология" [16,17,56,67,104] требует конкретизации. Сфера применения этого термина в нашем исследовании ограничивается компьютерными информационными технологиями.

Под компьютерными информационными технологиями (КИТ) мы будем понимать информационные технологии, реализованные на основе компьютера. К ним относятся информационные технологии по обработке текста, графики, числовых данных и других всевозможных информационных ресурсов как с использованием прикладных программ, так и при помощи инструментальных средств (к примеру, языков программирования).

Спектр задач (проблем), решаемых сегодня при помощи КИТ, достаточно широк: от образования до промышленного проектирования, что требует постоянного их совершенствования и, как следствие, появления новых КИТ. В то же время появление новых прогрессивных информационных технологий приподнимает планку не только уровня профессионального их применения, но и уровня информационной культуры общества в целом.

Под информационной культурой, согласно определению, данному в учебнике "Информатика" под редакцией Н.В.Макаровой [33], понимается умение целенаправленно работать с информацией и использовать для ее получения, обработки й передачи компьютерную информационную технологию, современные технические средства и методы.

Формирование общей информационной культуры у школьника является одной из целей школьного образования, что и предполагает изучение ряда КИТ. В частности, это нашло отражение в обязательном минимуме содержания образования по информатике [59]: информационные технологии, технологии обработки числовых данных (электронные таблицы), технология хранения, поиска и сортировки информации (базы данных).

Проблемам общего школьного образования в области информатики (дидактико-методическим, психолого-педагогическим) посвящены труды

A.П.Ершова, В.М. Монахова, АЛ. Кузнецова, В.Я. Ваграменко, И.В.Роберт, it В.К.Белошапки, С.А.Бешенкова, Д.Ш.Матроса, В.Ф.Шолоховича, А.Г.Гейна,

B.Г.Житомирского, Е.И.Машбида, А.С.Лесневского и др.

Подготовка людей к жизни и труду в условиях информационного общества предполагает формирование умения использовать для решения своих практических задач информационные технологии и, в частности, именно КИТ.

На сегодняшний день мы можем выделить два основных типа КИТ, которые имеют разную базу и соответственно опираются:

• на инструментальные программные средства и реализуемые ими методологии (подходы) программирования и проектирования моделей;

• на прикладные программы и методы, которые они предоставляют пользователю.

Прикладные программы используют в своей профессиональной деятельности как специалисты в области информатики и вычислительной техники, так и специалисты из других научных областей. Они позволяют решать множество трудоемких задач из различных предметных областей науки и техники (по математическому моделированию, по статистическим расчетам, по работе с базами данных и т.д.) при помощи персонального компьютера, требуя при этом минимум усилий со стороны пользователя и времени. Теоретические основы применяемых в них методов можно найти в соответствующих научных трудах (по статистике, математическому моделированию и т.д.), но чаще всего глубокого их знания от пользователя прикладных программ не требуется. Более того, в хорошей прикладной программе имеется достаточно полная в содержательном плане помощь по используемым в ней методам, а также правилам их применения. В работе Е.А.Васениной данный вид КИТ еще называется как универсальные б информационные технологии (УИТ) [25]. На самом деле их универсальность ограничена определенным набором реализованных в них методов, в соответствии с которыми ограничивается и спектр задач, решаемых на их основе.

Если же необходимого метода нет в используемой прикладной программе, или если необходима особая прикладная программа, работающая со специфическим набором методов, особым интерфейсом, тогда применяются языки программирования.

Но, в любом случае, прежде чем использовать методы прикладной программы или составлять программу на языке программирования, необходимо спроектировать модель решения поставленной задачи. Именно в создаваемой пользователем (программистом) модели им предусматривается применение того или иного метода прикладной программы, а при ее создании могут использоваться специальные методы проектирования программных систем, входящие в состав соответствующей применяемой методологии (подхода).

У Г.Буча можно найти следующее описание методов проектирования программных систем: "Метод - это последовательный процесс создания ряда моделей, которые описывают вполне определенными средствами различные стороны разрабатываемой программной системы. Методы появились как ответ на растущую сложность программных систем"[16, стр.25]. Там же представлено следующее деление методов проектирования на три основные группы:

• Метод структурного проектирования сверху вниз.

• Метод организации потоков данных.

• Объектно-ориентированное проектирование.

Практически все современные языки программирования высокого уровня (к примеру, Object Pascal, С++, Visual Basic и т.д.) созданы на основе объектно-ориентированного подхода и предоставляют объектно-ориентированные средства для написания программ. При этом на сегодоетшний день одним из удобных и практичных подходов в использовании средств современных инструментальных систем (к примеру, Delphi, C++Builder и т.д.) является визуальное программирование, которое стало возможным только благодаря реализации его на основе объектно-ориентированного подхода. Его использование превращает сам процесс написания программ в занятное и непривычно легкое занятие. Но за всем этим стоит большое количество программного кода, создаваемого на языке высокого уровня с использованием принципов объектно-ориентированного подхода. Это и является одним из результатов применения метода объектно-ориентированного проектирования в борьбе со сложностью программных систем: "Основная задача разработчиков состоит в создании иллюзии простоты, защищающей пользователей от сложности описываемого предмета или процесса. Размер исходных текстов программной системы отнюдь не входит в число ее главных достоинств, поэтому исходные тексты стараются сделать более компактными, используя при этом уже существующие методы и изобретая новые, более мощные" [16, стр.13].

Таким образом, подобная концептуальность объектно-ориентированного подхода как профессионального метода, используемого при проектировании программ, обусловливает целесообразность его изучения в рамках допрофессиональной подготовки, в частности, в школе, в классах с углубленным изучением информатики. В национальном докладе Российской Федерации на

II Международном конгрессе ЮНЕСКО "Образование и информатика" указывается на необходимость овладения учащимися методами и средствами информационной технологии решения задач на втором этапе (VII-IX классы) изучения базового курса информатики [67]. Это нашло отражение и в примерных дополнительных вопросах к экзамену по ОИВТ для классов с углубленным ее изучением: "1.Технология алгоритмического программирования; 2. Технология объектно-ориентированного программирования." [78].

Проблема овладения школьниками методами и средствами технологии объектно-ориентированного программирования, а точнее, компьютерной информационной технологии объектно-ориентированного проектирования программ (в дальнейшем мы будем использовать сокращение КИТ ООПП), на сегодняшний день упирается в объективные противоречия, свойственные существующей школьной системе образования по информатике.

1. Противоречие между наличием социального заказа на изучение в школе КИТ ООПП и отсутствием учебных программ, примерного тематического и поурочного планирования, методической и учебной литературы, которая была бы рекомендована для ее изучения.

2. Противоречие между притязаниями и возможностями школьников по изучению КИТ ООПП. С одной стороны, при беседе со школьниками выясняется, что практически каждый из них, кто увлекается программированием, хотел бы изучать КИТ ООПП, так как в той или иной мере считает его более действенным и эффективным способом создания программ. В то же время каждый из них ждет, что после изучения данного метода он сразу либо научится создавать программы, либо, по крайней мере, станет их создавать быстрее и лучше, чем другие. Таким образом, можно сказать, что объектно-ориентированное программирование представляется школьникам универсальной "палочкой-выручалочкой" при создании любых программ, что, естественно, не соответствует действительности. Осознание этого факта и крушение неоправдавшихся надежд может снизить или свести на нет интерес школьников к изучению данной темы, что и должно быть учтено учителем при организации процесса обучения. С другой стороны, одного желания школьника оказывается недостаточно для начала изучения объектно-ориентированного программирования. Необходимо, чтобы он обладал определенным уровнем знаний и опыта в области создания программ, так как "объектно-ориентированная методология не является резким отходом от прежних методов, а строится с учетом предшествующего опыта" [81].

3. Противоречие между разнообразием литературы по программированию и однобокостью, узконаправленным изложением в ней материала по объектно-ориентированному программированию. Изложение правил использования синтаксических конструкций того или иного языка имеет смысл лишь тогда, когда школьник знает, в какой ситуации и зачем их нужно применять, то есть в случае, когда им создан проект будущей программы на основе объектно-ориентированного подхода. А вот как создать данный проект, чаще всего не найти в многочисленных книгах по программированию.

Разрешение данных противоречий мы видим в отборе содержания и разработке методики обучения основам объектно-ориентированного проектирования программ на базе одного из языков программирования, широко применяемого в процессе обучения информатике в классах с углубленным ее изучением.

Решение некоторых аспектов методики обучения основам объектно-ориентированного программирования в школе можно найти в работах Белошапки В .К. [5,6,7], Бешенкова С. А. [9], Гейна А.Г.[9,79], Горячева А.В.[21], Григорьева С.Г.[9], Лесневского А.С.[5,7,21,53,54], Сенокосова А.И.[79], и др. Однако в указанных работах предлагается реализация данных аспектов: либо в рамках комплексного подхода в течение почти всех лет обучения, либо на основе специального языка, либо путем общего знакомства с некоторыми положениями объектно-ориентированного подхода и т.д. Это, к сожалению, не всегда бывает приемлемо, так как, с одной стороны, вопрос о технологии объектно-ориентированного программирования уже включен в билеты к экзамену по информатике и примерный ответ на него можно найти в специально изданном пособии под редакцией

А.А.Кузнецова [71]. С другой стороны, без практического применения рассматриваемый в этом пособии учебный материал по данной теме не будет должным образом закреплен.

Все вышесказанное обусловливает актуальность нашего исследования:

1) разработки методики, которая бы обеспечивала усвоение учащимися теоретических основ объектно-ориентированного подхода (понятий, принципов, методов) и его практического использования на одном из языков программирования, широко применяемом в школьном образовании;

2) ориентации данной методики на классы с углубленным изучением информатики;

3) обучения целесообразному применению школьниками КИТ О01Ш при решении задач.

Следовательно, цель нашего исследования можно обозначить как разработку методики обучения учащихся классов с углубленным изучением информатики по курсу "Основы объектно-ориентированного проектирования программ".

Объектом исследования является процесс обучения проектированию программ в школе на основе одного из языков программирования, применяемого в процессе обучения информатике.

Предмет исследования содержание, методы, закономерности, и основные компоненты процесса обучения целесообразному применению учащимися классов с углубленным изучением информатики КИТ ООПП при решении задач на основе языка программирования Турбо Паскаль.

Исходя из цели исследования, на основе анализа проблемы и результатов констатирующего эксперимента, нами была выдвинута следующая гипотеза: использование в процессе обучения школьников классов с углубленным изучением информатики объектно-ориентированному проектированию и программ на основе языка программирования Турбо Паскаль методического подхода, в основу которого положено:

• применение теории поэтапного формирования умственных действий для организации усвоения школьниками понятий и умений, для которых данные понятия являются ориентировочной основой действия;

• применение метода "сквозных задач";

• обучение основам объектно-ориентированного анализа (ООА), проектирования (OOD) и программирования (OOP); обеспечит усвоение КИТ ООПП.

Для достижения цели и проверки гипотезы нами ставятся следующие задачи:

1. Определить роль и место КИТ ООПП среди других КИТ, выявить ее основные элементы.

2. Проанализировать состояние проблемы обучения объектно-ориентированному проектированию программ в школе.

3. Провести анализ деятельности объектно-ориентированного проектирования программ, на основе которого вывести и обосновать методический подход к организации обучения учащихся классов с углубленным изучением информатики объектно-ориентированному проектированию программ на основе языка программирования Турбо Паскаль.

4. Разработать необходимый учебно-дидактический материал: программу, примерное содержание, поурочное планирование и методические рекомендации для реализации разработанной методики.

5. Экспериментально проверить результативность разработанной методики обучения.

Теоретико-методологической основой исследования являются работы

• по теории содержания образования и процесса обучения (Ю.К.Бабанского [2], В.В. Краевского [39,82,83], И.Я. Лернера [52,82,83], М.Н. Скаткина [25], Б.П.Есипова [61] и др.);

• по педагогической психологии (Л.С.Выготского [19], П.Я.Гальперина [20], Л.Б. Ительсона [35], Л.М. Фридмана и И.Ю. Кулагиной [93], В.Д. Шадрикова [99] и др.);

• по теории учебных задач (Л.М.Фридмана [94], Г.А.Балла [3], Е.КМашбица [57] и др.);

• по теоретической информатике (В.Н.Агафонова [1], Ф.Л.Бауэра и Г.Гооза [4], М.Бройя [14,15], Г.Буча [16], Н.Вирта [18], АГ.Калинина и И.В. Мацкевича [37], В.А.Крюкова [40], Э.Р.Телло [81] и др.);

• по теории и практике школьного образования по информатике (В.К.Белошапки [5,6,7], С.А.Бешенкова [8,9], Т.А.Бороненко [12], А.И.Бочкина [13], А.Г.Гейна [9,65,79], А.В.Горячева [21], С.Г.Григорьева [9], А.П.Ершова [27,28], Т.Б.Захаровой [31,42], А.А.Кузнецова [41,42], А.С.Лесневского [5,7,21,53,54], В.Ф. Шолоховича [101] и др.).

Для решения поставленных задач использовались методы исследования:

• изучение и анализ философской, научно-методической, психолого-педагогической и специальной литературы по проблематике исследования;

• анализ программ, учебных пособий и методических материалов по школьной информатике;

• наблюдение за деятельностью учащихся в процессе изучения основ объектно-ориентированного проектирования программ, анализ результатов этой деятельности;

• анкетирование, беседы с учителями и учащимися;

• проведение педагогического эксперимента;

• анализ и обобщение экспериментальной работы.

Достоверность результатов исследования обеспечивалась тем, что на всех этапах обработай и получения педагогической информации использовались научно-обоснованные методы с опорой на основополагающие теоретические положения, корректно применялся аппарат математической статистики.

Исследование проводилось в три этапа.

На первом этапе осуществлялось изучение проблемы обучения КИТ ООПП в практике школьного образования. С целью разработки научных основ по проблеме исследования был проведен анализ психолого-педагогической, учебной и методической литературы, сформулирована гипотеза исследования, составлен план опытно-экспериментальной работы.

На втором этапе исследования определены теоретические основы построения методики обучения учащихся классов с углубленным изучением информатики по курсу "Основы объектно-ориентированного проектирования программ", в соответствии с которыми проведена методическая разработка и составлена программа, а также примерное содержание данного курса. Для их проверки был организован и проведен констатирующий педагогический эксперимент.

На третьем этапе исследования усовершенствовано содержание и методика обучения, проведен обучающий эксперимент с целью проверки справедливости гипотезы, выполнена обработка результатов.

Научная новизна выполненной работы состоит в том, что:

• теоретически обоснованы основные положения методического подхода, на основе которого была разработана методика обучения учащихся классов с углубленным изучением информатики по курсу "Основы объектно-ориентированного проектирования программ";

• обоснована целесообразность разработки методики обучения объектно-ориентированному проектированию программ, которая бы была направлена на реализацию методического подхода, гарантирующего достаточно полное усвоение учащимися КИТ ООПП на протяжении одной или нескольких тем курса информатики;

• предложены схемы последовательности изучения объектно-ориентированного анализа, проектирования и программирования;

• систематизирован материал по эволюции КИТ проектирования программ.

Теоретическая значимость проведенного исследования заключается в том, что:

• разработана совокупность требований для изучения КИТ ООПП в классах с углубленным изучением информатики, с опорой на понятия «зона актуального развития» и «зона ближайшего развития»;

• выделены основные виды компьютерных информационных технологий (КИТ), а также определена взаимосвязь понятий «компьютерная информационная технология» и «объектно-ориентированное проектирование программ»;

• выделены варианты реализации событий при объектно-ориентированном проектировании программ;

• разработан один из вариантов технологической цепочки КИТ ООПП, используемый как ориентировочная основа в процессе обучения;

• предложен частнодидактический метод «сквозных задач», применение которого позволяет более эффективно построить процесс обучения.

Практическая значимость проведенного исследования состоит в том, что:

• для классов с углубленным изучением информатики разработана методика обучения объектно-ориентированному проектированию программ на языке программирования Турбо Паскаль, как одному из видов КИТ;

• разработаны и внедрены в учебный процесс следующие учебно-дидактические материалы:

- программа курса;

- ориентировочные основы по ключевым понятиям объектно-ориентированного подхода (для учителей);

- дидактический материал для учащихся;

- методические рекомендации для учителей по преподаванию курса «Основы объектно-ориентированного проектирования программ» на основе использования языка программирования Турбо Паскаль.

Результаты исследования внедрены на базе Уральского регионального экспериментального учебно-научного комплекса в г. Белорецке и в физико-математическом лицее №31 г.Челябинска.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Основными компонентами КИТ ООПП являются: теоретическое основание, практическое основание, технологическая цепочка. Технологическая цепочка КИТ ООПП не только фиксирует специфические аспекты деятельности программиста, но и является ориентировочной основой умственной деятельности при проектировании программ с использованием объектно-ориентированного подхода.

2. Владение учащимися алгоритмическим стилем мышления есть основа освоения ими деятельности по проектированию программ и необходимый "уровень актуального развития" перед изучением КИТ ООПП.

3. Методический подход и разработанная нами на его основе методика обучения школьников объектно-ориентированному проектированию программ определяют "зону ближайшего развития" школьников, которая содействует развитию у них теоретического мышления.

Апробация результатов исследования. Теоретические положения и результаты исследования обсуждались на научно-методических семинарах при кафедре ИВТ Челябинского государственного педагогического университета (1995-1999гг.), на конференциях по итогам научно-исследовательской работы преподавателей и аспирантов ЧГПУ (19951999гг.), на научно-методическом семинаре института повышения квалификации учителей города Челябинска (1998г.), на Всероссийской научно-практической конференции "Методология, теория и методика формирования понятий у учащихся школ и студентов вузов (1998 г.), на Ш Международной научной конференции по проблемам интеркультурной коммуникации (г. Оренбург, 1997 г.), на VIII и IX Международных конференциях "Применение новых технологий в образовании" (г. Троицк, Московская область, 1997-1998 гг.).

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)"

ВЫВОДЫ ПО III ГЛАВЕ

1. Педагогический эксперимент подтвердил необходимость наличия у учащихся минимально необходимого уровня знаний и умений для начала обучения их объектно-ориентированному проектированию программ, то есть владение учащимися алгоритмическим стилем мышления - основа освоения ими деятельности по проектированию программ и необходимый "уровень актуального развития" перед изучением КИТ ООПП. На сегодняшний день необходимого уровня знаний и умений учащиеся общеобразовательных школ чаще всего достигают только к моменту окончания школы. Поэтому предлагаемая нами методика обучения основам объектно-ориентированного проектирования программ предназначена в основном для классов с углубленным изучением информатики, где знания и умения необходимого уровня могут быть сформированы у учащихся несколько раньше, чем в общеобразовательной школе (к примеру, обучающий эксперимент проводился с учащимися восьмого класса).

2. Проведенный педагогический эксперимент показал возможность успешного изучения КИТ ООПП на основе языка программирования Турбо Паскаль в классах с углубленным изучением информатики.

Результаты эксперимента свидетельствуют о том, что большинство учащихся усвоили материал в среднем на уровне оценки "хорошо". Следовательно, молено говорить о положительном эффекте применения предлагаемого нами методического подхода.

3. В ходе обучающего эксперимента при применении учителем метода "сквозных задач" учащиеся смогли создавать и модифицировать достаточно большие по размеру исходного кода программы на основе объектно-ориентированного подхода. Это позволило в процессе обучения закрепить или сформировать у них соответствующие знания и умения на практике, затрачивая при этом минимум необходимого учебного времени. Таким образом, можно сказать, что в ходе обучающего педагогического эксперимента продемонстрирована эффективность применения метода "сквозных задач" в процессе обучения объектно-ориентированному проектированию программ в классах с углубленным изучением информатики.

4. Созданный нами учебно-дидактический материал (программа, примерное учебное содержание, поурочное планирование с методическими рекомендациями по его реализации на практике) позволил успешно осуществить методический подход в процессе обучения объектно-ориентированному проектированию программ учащихся классов с углубленным изучением информатики.

5. Педагогический эксперимент и анализ его результатов подтверждает выдвинутую нами гипотезу о положительном влиянии (результативности) разработанного нами методического подхода на процесс обучения объектно-ориентированному проектированию программ в классах с углубленным изучением информатики.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Анализ существующих на сегодняшний день компьютерных информационных технологий (КИТ) и деятельности объектно-ориентированного проектирования программ показал:

• объектно-ориентированный подход, по принятой нами классификации КИТ, является основой соответствующей компьютерной информационной технологии (КИТ) первого типа - КИТ ООПП;

• основным средством в применении КИТ ООПП является язык программирования;

• изучение основ объектно-ориентированного проектирования программ предполагает освоение учащимися соответствующей КИТ, то

• есть усвоение ими содержания основных ее компонентов: теоретического и практического оснований, а также технологической цепочки;

• технологическая цепочка является элементом, связывающим между собой теоретическое и практическое основания КИТ и тем самым обусловливающим их освоение;

• технологическая цепочка КИТ ООПП не только принадлежит к ее основным компонентам, но и является ориентировочной основой умственной деятельности при проектировании программ с использованием объектно-ориентированного подхода, фиксирующей специфические аспекты деятельности программиста.

2. В школьной методике обучения информатике на сегодняшний день можно выделить по крайней мере три вида методических подходов, принадлежащих соответствующим методикам обучения, где одной из задач является изучение объектно-ориентированного проектирования программ или другая близкая к этому цель (к примеру, освоение учащимися КИТ ООПП):

1) достаточно полное (усвоение трех основных составляющих КИТ ООПП) и комплексное (совместно с другими КИТ) освоение КИТ ООПП на протяжении изучения большей части курса информатики;

2) частичное (недостаточно полное), но комплексное усвоение КИТ ООПП на протяжении изучения большей части курса информатики;

3) частичное (недостаточно полное) усвоение КИТ ООПП на протяжении только одной темы курса информатики.

3. Проведенный психолого-дидактический анализ деятельности объектно-ориентированного проектирования программ на основе соответствующей КИТ показал, что:

• владение учащимися алгоритмическим стилем мышления - основа освоения ими деятельности по проектированию программ и необходимый "уровень актуального развития" перед изучением курса "Основы объектно-ориентированного проектирования программ";

• обучение школьников объектно-ориентированному проектированию программ является своеобразным источником развития, создающего так называемую "зону ближайшего развития", включающую как минимум содействие развитию у школьников теоретического мышления.

4. Предлагаемая нами методика обучения школьников объектно-ориентированному проектированию программ должна опираться на методический подход, описывающий суть и способ применения:

• теории поэтапного формирования умственных действий для организации усвоения школьниками основополагающих понятий и умений, необходимых для осуществления КИТ ООПП на практике;

• схем последовательности изучения объектно-ориентированного анализа и проектирования, а также объектно-ориентированного программирования на основе языка программирования Турбо Паскаль;

• метода "сквозных задач".

5. Созданный учебно-дидактический материал (программа, примерное учебное содержание, ориентировочные основы для учителей по основным понятиям объектно-ориентированного подхода, дидактический материал и методические рекомендации для его использования учителем в процессе обучения основам объектно-ориентированного проектирования программ на основе языка программирования Турбо-Паскаль) позволили успешно осуществить методический подход в процессе обучения объектно-ориентированному проектированию программ учащихся классов с углубленным изучением информатики.

6. В общем случае для решения учащимися задач с использованием КИТ ООПП на лабораторно-практических занятиях требуется достаточно много времени. Поэтому для наиболее эффективного использования учебного времени на таких занятиях следует применять частнодидактический метод "сквозных задач".

В ходе обучающего эксперимента при применении учителем метода "сквозных задач" учащиеся смогли создавать и модифицировать достаточно большие по размеру исходного кода программы на основе объектно-ориентированного подхода. Это позволило в процессе обучения закрепить или сформировать у них соответствующие знания и умения на практике, затрачивая при этом минимум необходимого учебного времени. Таким образом, можно сказать, что в ходе обучающего педагогического эксперимента продемонстрирована эффективность применения метода "сквозных задач" в процессе обучения объектно-ориентированному проектированию программ учащихся классов с углубленным изучением информатики.

7. Педагогический эксперимент подтвердил необходимость наличия у учащихся минимально необходимого уровня знаний и умений для начала обучения их объектно-ориентированному проектированию программ, владения учащимися алгоритмическим стилем мышления, который является основой для освоения ими деятельности по проектированию программ и своеобразным необходимым "уровнем актуального развития". На сегодняшний день необходимого уровня знаний и умений учащиеся общеобразовательных школ чаще всего достигают только к моменту окончания школы. Поэтому предлагаемая нами методика обучения основам объектно-ориентированного проектирования программ предназначена в основном для классов с углубленным изучением информатики, где знания и умения необходимого уровня могут быть сформированы у учащихся несколько раньше, чем в общеобразовательной школе.

8. Проведенный педагогический эксперимент показал возможность успешного изучения КИТ ООПП на основе языка программирования Турбо Паскаль в классах с углубленным изучением информатики.

Результаты эксперимента свидетельствуют о том, что большинство учащихся усвоило материал в среднем на уровне оценки "хорошо". Следовательно, можно говорить о положительном эффекте применения предлагаемого нами методического подхода.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Кузнецов, Александр Борисович, Екатеринбург

1. Агафонов В.Н. Спецификация программ: понятийные средства и их организация. 2-е изд., испр. и доп. - Новосибирск: Наука. Сиб.отд-ние, 1990. -224 с.

2. Бабанский Ю.К. Избранные педагогические труды / Сост.М.Ю. Бабанский. -М.: Педагогика, 1989. 560 с.

3. Балл Г.А. Теория учебных задач: психологопедагогический аспект.

4. М.: Педагогика, 1990.-184 с.

5. Бауэр Ф.Л., Гооз Г. Информатика. 4.1: Вводный курс. /Пер. с нем. М.К. Валиева и др.; Под ред. А.П.Ершова. 2-е изд. перераб. и расшир. - М.:Мир, 1990.-324 с.

6. Белошапка В.К., Лесневский А.С. Основы информационного моделирования // Информатика и образование 1989. - №3. - С. 17-24.

7. Белошапка В.К. О языках, моделях и информатике // Информатика и образование,- 1987. №6. - С. 12-16.

8. Белошапка В.К., Лесневский А.С. Требования к знаниям и умениям школьников по информатике // Информатика и образование. 1993. - №6. - С. 25-29.

9. Бешенков С.А. Развитие содержания обучения информатике в школе на основе понятий и методов формализации: Дис. . д-ра пед. наук (13.00.02). -М.: Б.г. -250 с.

10. Бешенков С.А., Гейн А.Г., Григорьев С.Г. Информатика и информационные технологии: Учеб. пособие для гуманит. факультетов педвузов / Урал. гос. пед. ун-т. Екатеринбург, 1995. -144 с.

11. Билеты выпускных экзаменов по информатике // Информатика и образование. -1998. №1. - С. 13-16.

12. Большой энциклопедический словарь. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: «Большая Российская энциклопедия»; СПб.: «Норинт», 1997. -1456 с.

13. Бороненко Т.А. Теоретическая модель системы методической подготовки учителя информатики: Автореф.дис. . д-ра. пед. наук (13.00.02). -СПб., 1998.-34 с.

14. Бочкин А.И. Методика преподавания информатики: Учеб.пособие. -Минск: Вышэйш.шк., 1998.-431 с.

15. БройМ. Информатика. 4.1: Основополагающее введение: Пер с нем-М.:Диалог-МИФИ, 1996. 299 с.

16. Брой М. Информатика. 4.4: Теоретическая информатика, алгоритмы и структуры данных, логическое программирование, объектная ориентация: Пер с нем. М.:Диалог-МИФИ, 1998. - 224 с.

17. Буч Г. Объектно-ориентированное проектирование с примерами применения: Пер.с англ. -М.: Конкорд, 1992. 519 с.

18. Васенина Е.А. Методика изучения универсальных информационных технологий в школьном курсе информатики: Автореф. дис. . канд. пед. наук (13.00.02). -М., 1997, 19 стр.

19. Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных: Пер. с англ. -М.: Мир, 1989.-360 с.

20. Выготский Л.С, Педагогическая психология / Под ред. В.В. Давыдова. -М.: Педагогика, 1991,-480 с.

21. Гальперин П.Я. Развитие исследований по формированию умственных действий // Психологическая наука в СССР. М.: АПН РСФСР, 1959. - С.441-469.

22. Горячев А.В., Лесневский А.С. Программа курса информатики для I -IX классов средней школы // Информатика и образование,- 1997. №7. - С.12 -17.

23. Грабарь М.И., Краснянская К.А. Применение математической статистики в педагогических исследованиях: Непараметрические методы. М.: Педагогика, 1977. -136 с.

24. Данилина И.И. Обучение информатике в условиях профильной дифференциации (на примере курса экологической направленности): Дис. . канд. пед. наук (13.00.02). Екатеринбург, 1998 - 143 с.

25. Дзида Г.А. Развитие способностей и решение учебных задач: Монография / Под ред. Н.Н.Тулькибаевой. Тюмень: Изд-во ТГУ, 1997. -188с.

26. Дмитриева М.В., Кубенский А. А. Элементы современного программирования: Учеб. пособие /Под ред. С.С.Лаврова. СПб.: Изд-во С.-Петербургского ун-та, 1991. - 272 с.

27. Ершов А.П. Школьная информатика в СССР: от грамотности к культуре // Информатика и образование. 1987. - №6. - С. 3-11.

28. Ершов А.П., Первин Ю.А., Звенигородский Г.А. Школьная информатика (концепции, состояния, перспективы) // Информатика и образование. 1995. -Ш. - С.З -19.

29. Жоголев Е.А. Объектная организация систем гиперпрограммирования // Программирование. 1997. - №5. - С. 24-32.

30. Жучок П.М. Оценка эффективности обучения методами математической статистики // Советская педагогика. 1965. - №6. - С.83-94.

31. Захарова Т.Б. Обучение информационному моделированию в профильном курсе информатики: Дис. . канд. пед. наук (13.00.02). -М.,1992-226 с.

32. Зуев Е.А. Язык программирования Turbo Pascal 6.0. М.: Унитех, 1992.-298 с.

33. Информатика: Учебник / Под ред. Н.В. Макаровой. М.: Финансы и статистика, 1997. - 768 с.

34. Информатика: Энциклопедический словарь для начинающих / Сост. Д.А.Поспелов. -М.: Педагогика-Пресс, 1994. 352 с.

35. Ительсон Л.Б. Лекции по современным проблемам психологии обучения / Владимирский гос. пед. ин-т. Владимир, 1972.- 264 с.

36. Каймин В.А. Как все начиналось // Информатика и образование. -1995. -№3.- С. 7-10.

37. Калинин А.Г., Мацкевич И.В. Универсальные языки программирования: Семантический подход. М.: Радио и связь, 1991. - 400 с.

38. Клочков Д.П., Павлов Д.А. Введение в объектно-ориентированное программирование: Учеб. пособие. Нижний Новгород: Изд-во Нижегородского гос.ун-та, 1995. - 67 с.

39. Краевский В.В. Проблемы научного обоснования обучения. (Методологический анализ). -М.: Педагогика, 1977.-264 с.

40. Крюков В.А. Анализ объектно-ориентированного программирования // Микропроцессорные средства и системы. -1989. №2. - С.2-16,

41. Кузнецов А.А. О разработке стандарта школьного образования по информатике // Информатика и образование. 1994. - №1. - С. 5-13.

42. Кузнецов А.А., Захарова Т.Б. Принципы дифференциации содержания обучения информатике // Информатика и образование. 1997. - №7. - С. 9 - 11.

43. Кузнецов А.Б. Изучение основ современной технологии программирования в классах с углубленным изучением информатики // Сборник научных статей аспирантов ЧГПУ. Челябинск: Изд-во ЧГПУ, 1999. -С.179-183.

44. Кузнецов А.Б. Программа курса "Основы объектно-ориентированного программирования" // Информатика и образование. 1998. - № 7. - С.17-26.

45. Куликов Ю.П. Методические особенности формирования информационной культуры у учащихся 5-7 классов в процессе преподавания курса "ОИВТ": Автореф. дис. . канд. пед. наук (13.00.02). Тула, 1997. - 19 стр.

46. Лагунов А.Ю. Методика использования электронных таблиц при решении школьных математических задач: Автореф. дис. . канд. пед. наук (13.00.02). Архангельск, 1997. - 16 с.

47. Лапчик М.П. Информатика и технология: компоненты педагогического образования // Информатика и образование. -1992. №1. - С. 3-6.

48. Лернер И.Я. Дидактические основы методов обучения. М.: Педагогика, 1981. -186 с.

49. Лесневский А. С. Об основных понятиях школьного курса информатики // Информатика и образование. 1994. - № 2. - С.41-44.

50. Лесневский А.С. Практикум по объектно-ориентированному программированию // Информатика и образование. 1998. - № 5. - С.114-121.

51. Лихачев Б.Т. Педагогика. Курс лекций: Учебное пособие для студентов пед. учебн. заведений и слушателей ИПК и ФПК. М.: Прометей, 1992. - 528 с.

52. Матрос Д.Ш. Информационная модель школы // Информатика и образование. -1996. -№3. С. 1-8.

53. Машбиц Е.И. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации обучения: (педагогическая наука реформе школы). - М.: Педагогика, 1988. -192с.

54. Неформальное введение в С++ и TURBO VISION. СПб.: Галерея "ПЕТРАПОЛЬ", 1992. - 381 с.

55. Обязательный минимум содержания образования по информатике // Информатика и образование . 1997. - №6. - С.З

56. Основные компоненты содержания информатики в общеобразовательных учреждениях: (Приложение 2 к решению коллегии Министерства образования Российской Федерации от 22.02.95, № 4/1.) // Информатика и образование. -1995. №4. - С.17-36.

57. Основы дидактики / Под ред. Б.П. Есипова- М.: Просвещение, 1967. -472 с.

58. Основы информатики и вычислительной техники: Проб. учеб. для сред. учеб. заведений / А.Г.Кушниренко, Г.В.Лебедев, Р.А.Сворень. М.: Просвещение, 1990.-224 с.

59. Основы информатики и вычислительной техники: Проб. учеб. пособие для 10-11 кл. сред. шк. / В.А. Каймин, А.Г. Щеголев, Е.А. Ерохина, Д.П. Федюшин. М.: Просвещение, 1989.-272 с.

60. Основы информатики и вычислительной техники: Проб, учебное пособие для сред. учеб. заведений. В 2-х ч. Ч. 1 / А.П,Ершов, В.М.Монахов, С.А.Бешенков и др.; Под ред. А.П.Ершова, В.М.Монахова. М.: Просвещение, 1985.-96 с.

61. Основы информатики и вычислительной техники: Проб. учеб. для 1011 кл. сред. шк. / А.Г.Гейн, В.Г.Житомирский, Е.В.Линецкий и др. 3-е изд. -М.: Просвещение, 1993. - 254 с.

62. Першиков В.И., Савенков В.М. Толковый словарь по информатике. -2-е изд., доп. М.: Финансы и статистика, 1995. - 544 с.

63. Политика в области образования и новые информационные технологии (Национальный доклад Российской федерации на П Международном конгрессе ЮНЕСКО "Образование и информатика") // Информатика и образование -1996. №5. - С. 1-20.

64. Поляков Д.Б., Круглов И.Ю. Программирование в среде Турбо Паскаль (версия 5.5): Справ.-метод. пособие. М.: Изд-во МАИ, 1992. - 576 с.

65. Попов В.Б. Turbo Pascal для школьников. Версия 7.0: Учеб.пособие. -М.:Финансы и статистика, 1996. 464 с.

66. Примерная программа курса информатики // Информатика и образование. -1998, -№3. С, 71-75.

67. Примерные билеты и ответы по информатике для подготовки к устной итоговой аттестации выпускников 11 классов общеобразовательных учреждений в 1997/98 учебном году / Авт.-сост. А.А. Кузнецов и др. М.: Дрофа, 1998. - 128 с.

68. Программа курса "Основы информатики и вычислительной техники" // Микропроцессорные средства и системы. -1986. № 2. - С.86-89

69. Психологический словарь / Под ред. В.П. Зинченко, Б.Г. Мещерякова. 2-е изд., перераб. и доп. -М.; Педагогика-Пресс, 1997. - 440 с.

70. Рассохин Д. От Си к Си++. М.: Изд-во "ЭДЭЛЬ", 1993. -128 с.

71. Рубенкинг Н. Турбо Паскаль для Windows: В 2 т. Т.1: Пер. с англ-М.:Мир, 1993.-536 с.

72. Рубенкинг Н. Турбо Паскаль для Windows: В 2 т. Т.2: Пер. с англ-М.:Мир, 1993. 552 с.

73. Рудин B.JI. Построение модульной системы обучения компьютерным технологиям: Автореф. дис. канд. пед. наук (13.00.02). -М., 1997. 16 с.

74. Самовольнова JI.E. Об экзаменационных вопросах по информатике // Информатика и образование. 1996. - №6. - С. 10- 11.

75. Сенокосов А.И., Гейн А.Г. Информатика: Учеб. для 8- 9 кл. с углуб. изуч. информатики. -М.: Просвещение, 1995. -255 с.

76. Современная философия: Словарь и хрестоматия. Ростов-на-Дону: Феникс, 1996.-511 с.

77. Телло Э.Р. Объектно-ориентированное программирова ние в среде Windows: Пер.с англ. -М.: Наука Уайли, 1993. 347 с.

78. Теоретические основы процесса обучения в советской школе / Под ред. В.В. Краевского, И.Я. Лернера; Науч.- исслед. ин-т общей педагогики АПН СССР. Педагогика, 1989. - 320 с.

79. Теоретические основы содержания общего среднего образования / Под ред. В.В .Краевского, И.Я. Лернера. -М.: Педагогика,1983- 352 с.

80. Тимофеев А.В. Информатика и компьютерный интеллект. М.: Педагогика, 1991. -128 с.

81. Тихонов А.Ю. Объектно-ориентированное проектирование программного обеспечения: Учеб. пособие. Пенза: Изд-во Пенз.гос.техн.ун-та, 1994. - 36 с.

82. Требования к средствам вычислительной техники и оборудованию кабинетов информатики // Информатика и образование. 1995. - №4. - С. 36 -66.

83. Турбо Паскаль 7.0. СПб: ВНУ, 1996. - 226 с.

84. Усова А.В. Формирование у школьников научных понятий в процессе обучения. -М.: Педагогика, 1986. 176 с.

85. Усова А.В., Тулькибаева Н.Н. Практикум по решению физических задач: Учеб. пособие для студентов физ.-мат. фак. М.: Просвещение, 1992. -208 с.

86. Фаронов В.В. Турбо Паскаль: В 3 кн. Кн.1: Основы Турбо Паскаля. -М.: Учебно-инженерный центр "МВТУФЕСТО ДИДАКТИК", 1992. 304 с.

87. Федосов А.Ю. Обучение современным информационным технологиям в школе городской экспериментальной площадке: Автореф. дис. . канд. пед. наук (13.00.02). -М., 1999. - 23 с.

88. Философский словарь / Под ред. И.Т. Фролова. 5-е изд. - М.: Политиздат, 1986. - 590 с.

89. Фридман Л.М., Кулагина И.Ю. Психологический справочник учителя. -М.: Просвещение, 1991.-288 с.

90. Фридман Л.М. Логико-психологический анализ школьных учебных задач. М.: Педагогика, 1977. - 208 с.

91. Фуги К., Судзуки Н. Языки программирования и схемотехника СБИС: Пер. с япон. М.: Мир, 1988. - 224 с.

92. Христочевский С.А. Компьютер и образование // Информатика и образование. 1995. -№3. - С. 3-7.

93. Цикритзис Д., Бернстайн Ф. Операционные системы / Пер. с англ. В.Л.Ушаковой, Н.Б.Фейгельсон; Под ред. И.Б. Задыхайло и В.В. Мартынюка. -М.: Мир, 1977.-336 с.

94. Черкасов В.А. Оптимизация методов и приемов обучения в общеобразовательной средей школе. Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1985. -200 с.

95. Шадриков В.Д. Психология деятельности и способности человека: Учеб. пособие- 2-е изд., перераб. и доп. М.: Издательская корпорация "Логос", 1996.-320 с.

96. Шапоринский С.А. Обучение и научное познание. М.: Педагогика. 1981.-208 с.

97. Шолохович В.Ф. Информационные технологии обучения // Информатика и образование. -1998. №2. - С. 5-13.

98. Шумилин В.П. Содержание и методика преподавания курса новых информационных технологий при подготовке специалистов в области правоведения: Автореф. дис. . канд. пед. наук (13,00.02). Архангельск, 1998. -14 с.

99. Экономическая информатика: Учебник для вузов / Под ред. В.В. Евдокимова. СПб.: Питер, 1997. - 592 с.

100. Яковлева Н.М. Подготовка студентов к творческой воспитательной деятельности.-Челябинск: ЧГПИ, 1991.-128 с.