автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Методика обучения визуальному программированию в педагогических вузах

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Бабушкина, Ирина Анатольевна, 0 год

Введение.

Глава 1. Визуальное программирование вктуре подготовки будущих учителей информатики.

§ 1.1. Технологии программирования.

1. О сложности программного обеспечения.

2. Операциональное программирование.

3. Нисходящее проектирование, структурное и модульное программирование.

4. Объектно-ориентированное программирование.

5. Визуальное программирование.

6. Компонентное программирование.

7. Жизненный цикл программного обеспечения.

8. CASE-технологии (Computer Aided Software Engineering -автоматизация разработки программного обеспечения).

9. Нелинейность развития технологий программирования.

§ 1.2. Структура профессиональной деятельности учителя информатики в условиях информатизации образования.

§1.3. Место курса «Визуальное программирование» в системе подготовки будущих учителей информатики.

§ 1.4. Выбор среды для обучения визуальному программированию будущих учителей информатики.

Глава 2. Проектирование и разработка содержания обучения визуальному программированию в среде Delphi.

§2.1. Принципы отбора содержания курса «Визуальное программирование».

§ 2.2. Содержание курса «Визуальное программирование (среда программирования Delphi)».

§ 2.3. Этапы усвоения понятий курса «Визуальное программирование».

§ 2.3.1. Первый этап - «Введение в среду программирования Delphi».

§ 2.3.2. Второй этап - «Метод проектов».

§ 2.3.3. Третий этап - «Курсовые проекты».

Глава 3. Педагогический эксперимент.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Методика обучения визуальному программированию в педагогических вузах"

Информатизация как решающий фактор развития современного общества требует подготовки квалифицированных кадров, способных использовать в своей профессиональной деятельности все достижения современной информатики, информационных технологий.

Среди современных информационных технологий программирование занимает особую роль. В технологиях программирования в определенной степени синтезируются все достижения информатики на каждом этапе ее развития. Визуальное программирование - одна из современных технологий программирования. В ее основе лежит объектно-ориентированный подход к описанию процессов (явлений), который, по утверждению ряда исследователей, является одним из наиболее эффективных и удобных средств, используемых сегодня программистами для создания больших программных систем. Кроме того, при визуальном программировании учитывается вероятностная природа решаемых задач, что, естественно, более соответствует реальной действительности.

Навыки программирования в среде визуального программирования в настоящее время становятся перспективным компонентом профессиональной деятельности преподавателя информатики. Это обусловлено следующими обстоятельствами.

1. В школьном образовании осуществляется переход к многоэтапной структуре обучения информатике, состоящей из трех этапов: пропедевтического, базового и профильного. При это подготовка по информатике учащихся старших классов, чья дальнейшая профессиональная деятельность будет связана с программированием ведется в рамках соответствующего профильного курса. Его содержание включает и знакомство с принципами и технологиями программирования, среди которых визуальное программирование занимает ведущее место. Это определяет необходимость подготовки в данной области учителей информатике в педвузе.

2. Навыки программирования в среде визуального программирования дают возможность учителю информатики разрабатывать на профессиональном уровне обучающие, демонстрационные, контролирующие программы и другие программные педагогические средства (ППС). Помимо этого, овладение технологией разработки программ в современных системах программирования обеспечивает учителю возможность модификации имеющихся программных средств учебного назначения.

3. Одна из тенденций развития современной системы образования -переход к системе непрерывного образования. Среди наиболее перспективных средств реализации непрерывного образования следует назвать дистанционное обучение. Знания, умения и навыки, полученные при изучении технологии визуального программирования, обеспечивают учителя информатики возможностью разработки собственных курсов дистанционного обучения, и, таким образом, способствуют реализации функции учителя как организатора применения НИТ в обучении.

4. Навыки программирования в среде визуального программирования повышают профессиональный уровень использования современных прикладных программ, позволяя конструировать для них надстройки, применимые в реальной практике преподавания. Например, разработать макрос в Табличном процессоре Excel, автоматизирующих деятельность по обработке экспериментальных данных.

Таким образом, актуальность исследования определяется потребностью в совершенствовании подготовки учителя информатики, связанного с необходимостью обучения их визуальному программированию как компонента современной профессиональной подготовки.

В исследованиях, посвященных структуре и содержанию профессиональной подготовки будущих учителей информатики в педагогических вузах (С.А. Жданов, Э.И. Кузнецов, Н.И. Рыжова, В.И. Пугач, Т.А. Лавина, М.В. Швецкий и др.) раздел программирования выделен как самостоятельный и подлежащий изучению.

В частности, в диссертации М.В. Швецкого рассматривается содержание учебных дисциплин, связанных с программированием, выделяется курс под названием «Визуальное программирование», рассматриваются его взаимосвязи с другими предметами.

Однако существующие исследования, посвященные изучению визуального программирования, затрагивают только некоторые аспекты методики преподавания визуального программирования. Так, в работе В.А. Касторновой среда визуального программирования рассматривается как средство создания мультимедийных обучающих программ, В.А. Толкачев строит систему упражнений по императивному программированию, касаясь * вопросов программирования в среде Delphi, Е.В. Баранова проектирует объектную модель содержания обучения созданию приложений баз данных в среде Delphi и т.д.

Анализ исследований в области методики преподавания программирования показал, что вопросы преподавания курса «Визуальное программирование» в высшем педагогическом учебном заведении не рассматривалась.

Проблема исследования определяется противоречием между объективной потребностью в совершенствовании содержания подготовки по информатике, определяемой возрастающей ролью изучения визуального программирования для формирования ряда компонентов профессиональной деятельности современного учителя информатики, и содержанием существующей системы профессионального образования учителя информатики.

Объектом исследования система профессиональной подготовки будущих учителей информатики в условиях применения современных ■9 информационных технологий.

Предметом исследования является методика обучения визуальному программированию. Ш

Целью данного исследования является проектирование курса «Визуальное программирование» для студентов факультетов информатики педвузов, а также отбор методов и форм обучения данному курсу.

В основу диссертационного исследования была положена следующая гипотеза: эффективная методика обучения визуальному программированию может быть построена, если содержание обучения курсу "Визуальное программирование" будет определяться с позиций развития технологий программирования, основано на системе учебных задач, ориентированных на профессиональную деятельность учителя информатики.

Цель диссертационного исследования потребовала решения следующих задач:

• обосновать место и роль курса «Визуальное программирование» в профессиональной подготовке будущих учителей информатики;

• определить принципы отбора содержания курса;

• разработать содержание и структуру курса «Визуальное программирование в среде программирования Delphi» для студентов педагогического вуза, будущих учителей информатики;

• обосновать методы обучения данному курсу;

• провести эксперимент по внедрению курса в систему подготовки учителей информатики.

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования: изучение и анализ философской, методической, психолого-педагогической и профессиональной литературы по проблеме исследования; анализ учебной документации педагогических вузов и общеобразовательных учреждений; диагностические методы (анкетирование, интервьюирование); наблюдение за деятельностью и изучение результатов деятельности студентов на занятиях; проведение педагогического эксперимента.

В основу исследования положены следующие теоретико-методологические основания и источники:

• работы педагогов в области формирования содержания образования (С.И. Архангельский, Н.В. Кузьмина, А.И. Пискунов, В.А. Сластенин и др.);

• работы в области методологии и методики обучения информатике (Т.А. Бороненко, И.Б.Готская, Т.В. Добудько, М.М.Жалдак, А.А. Кузнецов, Э.И. Кузнецов, М.П. Лапчик, И.В. Марусева, Ю.А.Первин, В.И.Пугач, A.M. Пышкало, Н.И. Рыжова, М.В.Швецкий и др.);

• работы в области технологий программирования (Г. Буч, Ф. Брукс, Э. Иодан, Б.Страуструп, Э. Дейкстра и др.).

Организация исследования. Исследование проводилось в несколько этапов. На первом этапе (1998-1999 гг.) исследования, связанного с констатирующим и частично с поисковым экспериментом, проводился теоретический анализ психолого-педагогической и методической литературы с целью определения степени разработанности проблемы, наблюдение за процессом обучения визуальному программированию в педагогическом вузе. В результате этого изучения выявлена актуальность исследования, сформулирована гипотеза исследования, уточнены цели и задачи изучения курса «Визуальное программирование» в педагогическом вузе.

На втором этапе (1999-2000 гг.) производился отбор материала для построения системы обучения визуальному программированию: подбор материала и создание на его основе текстов лабораторных работ и учебных файлов. Основной целью было проведение отбора содержания обучения по курсу «Визуальное программирование», а также разработка системы лабораторных работ по этому курсу.

На третьем этапе (2000-2001 гг.) исследования выполнялась корректировка и усовершенствование методики преподавания информатики. Проведен контрольно-оценочный педагогический эксперимент с целью проверки справедливости гипотезы, выполнена обработка результатов.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования состоит в построении содержания курса "Визуальное программирование", исходя из анализа тенденций развития компонентов деятельности учителя информатики.

Практическая значимость исследования состоит в том, что разработана и внедрена в учебный процесс методика обучения курсу «Визуальное программирование», элементы которой могут быть применены при изучении визуального программирования в старших классах учебных заведений математического и естественнонаучного профилей.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Одно из направлений дальнейшего повышения эффективности профессионально-педагогической подготовки будущих учителей информатики связано с внедрением курса «Визуальное программирование» в цикл предметов по программированию.

2. В системе подготовки будущих учителей информатики изучение языков программирования целесообразно осуществлять с позиций развития технологий программирования.

3. Разработанная методика обучения курсу «Визуальное программирование» ведет к повышению качества теоретической и практической подготовки студентов по информатике и создает предпосылки для овладения ими методикой преподавания данного курса в школе.

Формирование состава и структуры методической системы обучения визуальному программированию базировалось на анализе опыта экспериментальной работы, которая проводилась на базе Вятского государственного педагогического университета (ВГПУ) в 1998-2001 гг.

Достоверность и обоснованность результатов и выводов проведенного исследования обеспечиваются использованием предшествующих научно-обоснованных результатов психолого-педагогических и методических исследований; выбором взаимодополняющих методов педагогического исследования, соответствующих поставленным задачам; применением статистических методов обработки данных педагогического эксперимента, а также положительными результатами эксперимента, нашедшими применение в конкретном образовательном процессе.

Апробация результатов работы. За период с 1998 по 2001 год основные положения диссертации внедрялись в практику в форме педагогической экспериментальной работы на факультете информатики Вятского государственного педагогического университета, через опубликованные автором работы, выступления с докладами на I областной конференции учителей и преподавателей информатики Кировской области «Преподавание информатики в школе» (1999 г.), на 51-й научной сессии по итогам научно-исследовательской работы за 1998 год в ВГПУ (секция теории и методики обучения в высшей и средней школе, 1999 г.), межвузовской научно-практической конференции «Активизация познавательной деятельности студентов» (2000 г.) и на 53-й научной сессии по итогам научно-исследовательской работы за 2000 год в ВГПУ (секция теории и методики обучения информатике в высшей и средней школе, 2001 г.).

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

Основные результаты исследования:

• показана необходимость обучения технологии визуального программирования на основе анализа деятельностной модели учителя информатики;

• определено место обучения курсу «Визуальное программирование» в системе подготовки будущих учителей информатики;

• на основе анализа сред визуального программирования обоснован выбор Delphi для обучения курсу «Визуальное программирование»;

• произведен отбор содержания курса «Визуальное программирование», определены этапы усвоения материала курса;

• разработан технологический комплекс, который включает специальным образом сконструированные учебные тексты лабораторных работ, содержащие необходимую теорию, дидактические материалы, а также текущий и итоговый контроль;

• на основе разработанной методики была проведена опытно-экспериментальная работа, которая подтвердила выдвинутую нами гипотезу.

Заключение

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Бабушкина, Ирина Анатольевна, Б. м.

1. Абдеев Р.Ф. Философия информационной цивилизации. - М.: ВЛАДОС, 1994 .-336 с.

2. Абрамов С.А., Зима Е.В. Начала информатики. М.: Наука. Гл.ред. физ.-мат.литер., 1989. - 256 с.

3. Андреев А.Ю. Современные языки программирования результаты эволюции http://home.perm.ru/~strannik/st txt prog01.html

4. Андреев А.Ю. Сравнение языков программирования Си++, Паскаль и Ада (Си, Модула-2, Оберон-2 и Ява) http://home.perm.ru/~strannik/st txt prog 02.html

5. Антипов И.Н. Содержание и методы обучения программированию в средних учебных заведениях. Дисс. . д-ра пед. наук. М., 1981

6. Апатова Н.В. Влияние информационных технологий на содержание и методы обучения в средней школе. Дисс— д-ра пед. наук. М., 1994. - 217 с.

7. Апатова Н.В. Информационные технологии в школьном образовании. -М.: ИОСО РАО, 1994. 228 с.

8. Апатова Н.В. Развитие содержания школьного курса информатики. М.: ИОСО РАО, 1993.-132 с.

9. Бабанский Ю.К. Оптимизация учебно-воспитательного процесса. М., 1982,192 с.

10. Ю.Бабушкина И.А. Визуальное программирование в программе подготовки учителей информатики //Проблемы современного математического образования в педвузах и школах России. Киров, 2001

11. Балл Г.А. Теория учебных задач. М.: Педагогика, 1990. - 1984с.

12. Баранова Е.В. Теория и практика объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий. Автореф. дисс. . д-ра пед. наук. СПб, 2000, 36 с.

13. Беспалько В.П. Основы теории педагогических систем. Воронеж, 1977. -298с.

14. Бешенков С.А. и др. Гуманитарная информатика в начальном обучении. // ИНФО. 1997. -№№ 3. - с.96-98.

15. Бешенков С.А. и др. Педагогические требования к компьютерным обучающим программам по математике для начальной школы. //Педагогическая информатика. 1998. - № 2. - с.3-7.

16. Бешенков С.А. Проблемы профильного обучения информатике. М.: ИОШ РАО, 1993.-90 с.

17. Бешенков С.А., Бекзатов Б.А. О перспективах развития курса информатики в общеобразовательной школе // Педагогическая информатика, 1998. № 1.

18. Бороненко Т.А. Концепция школьного курса информатики. Учеб. пособие. СПб: ВАШ, 1995. - 67 с.

19. Брановский Ю.С. Введение в педагогическую информатику. Ставрополь, 1995.- 205 с.

20. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++, 2-е изд./Пер. с англ. М.: «Издательство БИНОМ», СПб.: «Невский диалект», 1999 г. - 560 с.

21. Ваграменко Я. А. Информатизация общего образования: итоги и направления дальнейшей работы. // Педагогическая информатика.- 1997. -№ 1. -с. 41-43.

22. Вендров A.M. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем http://kirill.iuf.net/network/database/case/index.shtnil

23. Венц А. Профессия программист. - Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 1999. -384 с.

24. Возневич Э. Освой самостоятельно Delphi, Киев: НИПФ «ДиаСофтЛтд», 315 с.

25. Гальперин П.Я. Типы ориентировки и типы формирования действий и понятий // Доклады АПН РСФСР, 1959. №2. - С. 75-79

26. ГейнА.Г. Изучение информационного моделирования как средство реализации межпредметных связей информатики с дисциплинами естественнонаучного цикла: Автореф. дис . д-ра пед.наук. М., 2000, 48 с.

27. Генецинский В.И. Основы теоретической педагогики. СПб.: Изд-во СПбУ, 1992, 154 с.

28. Гершунский Б.С. Компьютеризация в сфере образования: проблемы и перспективы. -М., 1987. 187с.

29. Гершунский Б.С. Философия образования для XXI века (в поисках практико-ориентированных концепций). М.,1998. - 608 с.

30. Грабарь М.И. Измерение и оценка результатов обучения. Москва, ИОСО-Рао, 2000.

31. Грабарь М.И., Краснянская К.А. Применение математической статистики в педагогических исследованиях. Непараметрические методы. М., Педагогика, 1997, 147 с.

32. Григорьев С.Г. Методика проведения педагогического эксперимента. -М., 1998, 31с.

33. Данилов М.А. Процесс обучения //Дидактика средней школы / Под ред. М.А.Данилова, М.Н.Скаткина. М., 1975,

34. Дантеманн Д., Мишел Д., Тейлор Д. Программирование в среде Delphi, -Киев: НИПФ «ДиаСофтЛтд», 1995, 607 с.

35. Дарахвелидзе П., Марков Е. Delphi среда визуального программирования, - СПб: BHV, 1996, 780 с.

36. Дидактика средней школы / Под ред. М.Н. Скаткина. М., 1982, 319 с.

37. Добудько Т.В. Формирование профессиональной компетентности учителя в условиях информатизации образования. Самара: Изд-во СамГПУ, 1999.-340 с.

38. Добудько Т.В. Формирование профессиональной компетентности учителя информатики в условиях информатизации образования: Автореф. дис . д-ра пед. наук. М., 1999, 44 с.

39. Еремин Е.А. Почему система Delphi интересна для образования? -Информатика и образование. 1997. -№ 1, с.65-69.

40. Ершов А.П., Звенигородский Г.А., Первин Ю.А. Школьная информатика (концепция, состояние, перспективы) // Информатика и образование. 1995.-№1.-С.З-19

41. Жалдак М.И. Система подготовки учителя к использованию информационных технологий в учебном процессе. Дисс. . д-ра пед. наук. М., 1989

42. Жилин С.А. О методике подготовки учащихся к сдаче вступительных экзаменов по курсу «Основы информатики и ВТ»// Информатика и образование 1997. - №3

43. Захарова Т.Б. Принципы дифференциации содержания обучения информатике // Информатика и образование, 1997. - №4.

44. Йордан Э. Структурное проектирование и конструирование программ.1. М., Мир, 1979,

45. Калверт Ч. Delphi 2. Энциклопедия пользователя, Киев: НИПФ «ДиаСофтЛтд», 1996, 511 с.

46. Касаткин В.М. Информация, алгоритмы, ЭВМ: Пособие для учителя. -ф М.: Просвещение, 1991, 191 с.

47. Колин К.К. Курс информатики в системе образования: современное состояние и перспективы развития / В кн. Системы и средства информатики. Вып. 8. М.: Наука. Физматлит, 1996. - С. 74-83

48. Конопка Р. Создание оригинальных компонент в среде Delphi, Киев: НИПФ «ДиаСофтЛтд», 1996Ш

49. Конспекты занятий по информатике. Киров, 1997. - 277 с. (Соавт. Бушмелева Н.А., Окулов С.М., Черных С.Ю.)

50. Концепция содержания обучения информатике в 12-летней школе. // ИНФО. 2000. - № 2. - с. 17-38.

51. Кручинина Г.А. Дидактические основы формирования готовности• будущего учителя к использованию новых информационных технологий.

52. Дисс. д-ра пед. наук. -М, 1996.

53. Кузнецов А.А. Проект федерального общеобразовательного стандарта по информатике / В сб. Информатика и информационная культура в современной школе. Самара: СИПКРО, 1996. - С. 69-79.

54. Кузнецов А.А., Дяшкина О.А. Школьные стандарты: первые шаги и направления дальнейшего развития // Информатика и образование, 1999. -№1. С.2-12.

55. Кузнецов А.А., Кариев С. Основные направления совершенствования методической подготовки учителей информатики в педагогических вузах // Информатика и образование, 1997. №6.- С. 13-21.

56. Кузнецов А.А. Развитие методической системы обучения информатике в средней школе: Автореф. дис . д-ра пед.наук. М., 1988.

57. Кузнецов Э.И. Общеобразовательные и профессиональные аспекты изучения информатики и вычислительной техники в педагогическом вузе. Дисс. д-ра пед. наук. М., 1990. - 277 с.

58. Кузьмина Н.В. Профессионализм деятельности преподавателя и мастера производственного обучения. М., 1989

59. Кузьмина Н.В. Профессионализм личности преподавателя и мастера производственного обучения. М., 1990

60. Кузьмина Н.В., Реан A.JI. Профессионализм педагогической деятельности. СПб., 1993

61. Куписевич. Основы общей дидактики. М., 1986.

62. Лавина Т.А. Содержание подготовки студентов педвузов к применению современных информационных технологий в будущей профессиональной деятельности. Дисс. канд. пед. наук. М., 1996. - 278 с.

63. Лаптев В.В., Швецкий М.В. Метод демонстрационных примеров в обучении информатике студентов педагогического вуза // Педагогическая информатика. 1994. - №2 - С.7-16.

64. Лапчик М.П. Информатика и технологии: компоненты педагогического образования // Информатика и образование, 1991. №6. - С. 3-8.

65. Леднев B.C. и др. О теоретических основах содержания обучения информатике в общеобразовательной школе.//ИНФО. 2000. - №-2. - с. 1316.

66. Леднев B.C. Содержание образования. М., 1989. 360 с.

67. Леднев B.C., Кузнецов А.А., Бешенков С.А. О теоретических основах содержания обучения информатике в общеобразовательной школе/ ИНФО. 1999.-№-2.-с. 13-16.

68. Леднев B.C. Содержание образования: сущность, структура, перспективы. М.: Высш. шк., 1991. - 224 с.

69. Лернер И.Я. Дидактические основы методов обучения. М.: педагогика,• 1981.- 186 с.

70. Марусева И.В. Методические основы подготовки будущего учителя информатики к использованию технологии компьютерного обучения. Дисс. . д-ра пед. наук. СПб., 1994.

71. Марусева И.В. Формы и методы компьютерного обучения как• Активизирующий аспект традиционных способов подачи учебного материала .

72. Педагогическая информатика. 1997. - № 3. - с, 19-22.

73. Машарова Т.В. Педагогическая технология: личностно-ориентированное обучение. М., 1999. 142с.

74. Машбиц Е.И. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации• обучения. М.: Педагогика, 1988. - 191 с.

75. Методы педагогических исследований. М., 1998. 213с.

76. Митина JI.M. Психология профессионального развития учителя. М.: Изд-во Флинта, Московский психолого-социальный институт, 1998. - 200 с.

77. Могилев А.В. Современные аспекты развития образовательной области «Информатика» //Педагогическая информатика.-1998. №1.

78. Могилев А.В. Развитие методической системы подготовки по информатике в педагогическом вузе в условиях информатизации образования: Автореф. дис . д-ра пед.наук. Воронеж, 1999, 40 с.

79. Монахов В.М. Вопросы методики преподавания программирования в средней школе/ В кн. Обучение в математических школах. М.: Просвещение, 1965.

80. Первая областная конференция Киров, 1999 92.Окулов С.М., Пестов А.А., Пестов О.А. Информатика в задачах. - Киров, 1998, 340 с.

81. Пейперт С. Переворот в сознании: дети, компьютеры и плодотворные идеи. -М., 1989.-220 с.

82. Первин Ю.А. Обучение программированию и использованию ЭВМ в системе компьютерной грамотности учащихся общеобразовательных школ: (На базе кабинета информатики). Автореф. дис. .д-ра пед. наук. М., 1987

83. Першиков В.И., Савинков В.М. Толковый словарь по информатике М., Финансы и статистика, 1991

84. Питер М. Внутренний мир Windows. Реализация операционной системы Windows.-К., 1995

85. Попов А.Ю., Самарский А.А. Вычислительный эксперимент. М.,1990,18 с.

86. Практикум по Delphi//Проблемы современного математического образования в педвузах и школах России. Киров, 1998

87. Практикум по Паскалю//Информатика. 1999. №22, 26, 30 (Соавт. Бушмелева Н.А., Окулов С.М., Черных С.Ю.)ф 103. Практикум по программному обеспечению ЭВМ. I. Киров: Изд-во

88. ВГПУ, 2000. 144 с. (Соавт. Овсянникова М.В., Пятышева Е.А.)

89. Практикум по программному обеспечению ЭВМ. Часть II. Киров: Изд-во ВГПУ, 2000. - 141 с. (Соавт. Овсянникова М.В., Пятышева Е.А.)

90. Практикум по Турбо Паскалю. - М.: Изд-во «ABF», 1998. - 384 с. (Соавт. Бушмелева Н.А., Окулов С.М., Черных С.Ю.)

91. Практикум по Турбо Паскалю //«Информатика» Еженедельное