Обучение систематизации информации и структурированию данных в курсе информатики

Панфилова, Ольга Владимировна

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: Обучение систематизации информации и структурированию данных в курсе информатики

Автореферат

Автор научной работы: Панфилова, Ольга Владимировна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Тамбов
Год защиты: 2007
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Обучение систематизации информации и структурированию данных в курсе информатики"

На правах рукописи

ПАНФИЛОВА ОЛЬГА ВЛАДИМИРОВНА

ОБУЧЕНИЕ СИСТЕМАТИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИИ И СТРУКТУРИРОВАНИЮ ДАННЫХ В КУРСЕ ИНФОРМАТИКИ

13.00 02 - Теория и методика обучения и воспитания (информатика)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Москва 2007

003161308

Работа выполнена в Институте Дистанционного Образования ГОУ ВПО «Тамбовский Государственный Технический Университет»

Научный руководитель Официальные оппоненты:

Ведущая организация

доктор педагогических наук, профессор Ракитина Елена Александровна

доктор педагогических наук, профессор Китаевская Татьяна Юрьевна, кандидат педагогических наук, доцент Матвеева Наталья Владимировна

Борисоглебский государственный педагогический институт

Защита состоится 12 ноября 2007 года в /У часов на заседании диссертационного совета Д 008 008 04 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора педагогических наук в Институте содержания и методов обучения РАО (119121, г. Москва, ул Погодинская, д 8)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института содержания и методов обучения РАО (119435, г. Москва, ул. Погодинская, д.8). Автореферат размещен на сайте ИПр^/ттоЛзтолозо-ги.

Автореферат разослан октября 2007 года

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат педагогических наук, доцент

Е А. Седова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Актуальность исследования. Отличительной особенностью курса информатики является его динамичность Содержание, методы, формы и средства обучения приходится постоянно адаптировать к новым научным идеям и техническим разработкам, которые быстро и прочно входят в повседневную жизнь и профессиональную деятельность людей В то же время активно проходит процесс фундамента-лизации информатики, выявления и уточнения того круга вопросов, которые составляют ее теоретический базис В настоящее время существует реальная возможность приблизить построение курса информатики к дисциплинам естественнонаучного цикла с их стройной логикой изложения При этом, как подчеркивали многие исследователи (В К Белошапка, К К Колин и др.), в информатике сильно развит "метапредметный" аспект - повышенное внимание к разнообразным структурам представления информации Заметим, что развитие именно структурного момента является одной из научных парадигм XX века (идеи Бурбаки в математике, структурализм в лингвистике и др) Дисциплина информатика в значительной мере аккумулирует все эти идеи, однако, в существующих общеобразовательных курсах информатики вопросы, связанные с систематизацией и структурированием информации, а также организация больших массивов данных, и выбор их оптимальной структуры при решении практических задач, представлены настолько разрозненно, что говорить о цельности восприятия и сформированное™ знаний, умений и навыков в этой области не представляется возможным. Одной из причин является несовершенство понятийного аппарата (многозначность терминов, нечеткие определения в толковых словарях, расхождения в определениях базовых понятий в учебниках) Другая причина - отсутствие целенаправленного внимания к вопросам систематизации информации и структурирования данных в существующих методиках преподавания

Стоит отметить, что в данном направлении ведется активная исследовательская работа. Большое внимание вопросам совершенствования курса информатики и его фундаментализации уделяется в работах В С Леднева, А А Кузнецова, Т.А Бороненко, С А Бешенкова, М.В Швецкого, Т.Ю. Китаевской и др Возможные пути совершенствования содержания курса информатики определены в трудах Е К Хеннера, С И Окулова, Т Б. Захаровой, А Л Семенова, А Я. Фридланда и др. Систематизация понятийного аппарата курса информатики проводится в работах Ф С Воровского, И Г. Семакина, Т А Кувалдиной, С В Симоновича, Н В. Матвеевой, АХ Шелепаевой и др Необходимость расширения содержания курса информатики за счет включения в него рассмотрения перспективных направлений развития ИТ (в частности, ГИС) обоснована в трудах И В Пролеткина, А В Симонова и др. Однако потребность проведения исследований, связанных с целенаправленным формированием у обучаемых теоретических знаний и практического опыта систематизации информации и структурирования данных, остается крайне высокой.

Основными противоречиями, разрешение которых определяет актуальность такого рода исследований, являются противоречия между.

- необходимостью целостного восприятия вопросов систематизации информации и структурирования данных и сложившейся практикой разрозненного изучения этих вопросов в современных курсах информатики,

- целесообразностью точного и, по возможности, однозначного подхода к определению основных понятий учебного курса информатики и существованием в учебной и методической литературе различных трактовок многих основных понятий и терминов, относящихся к систематизации информации и структурированию данных,

- практической необходимостью включения в учебный курс знакомства с перспективными разработками в области ИТ, связанными с обработкой больших объемов разнородных данных, и неразработанностью единой теоретической базы, на основе которой процесс обучения проходил бы в оптимальном режиме,

- жесткими временными рамками, характерными для процесса обучения информатике, и сложившейся практикой дублирования вопросов структурирования данных в разных разделах курса, приводящей к дополнительным затратам учебного времени

В методическом аспекте недостаток существующих подходов проявляется в отсутствии стройной концепции целостного и взаимосвязанного изучения вопросов систематизации и структурирования информации в общеобразовательном курсе информатики, позволяющей обучаемым на единой теоретической базе применять методы и средства систематизации информации как при изучении стандартных, так и при освоении новых информационных технологий в условиях постоянного усложнения структур данных в информационных системах

Разрешение названных выше противоречий составляет основную проблему нашего исследования

Объектом исследования является обучение информатике и информационным технологиям в общеобразовательной школе

Предмет исследования содержательные и методические аспекты обучения систематизации информации и структурированию данных в курсе информатики.

Цель исследования заключается в разработке, теоретическом обосновании и практической реализации содержания и методики обучения систематизации информации и структурированию данных в курсе информатики

Гипотеза исследования заключается в том, что изучение вопросов, связанных с систематизацией информации и структурированием данных в общеобразовательном курсе информатики может бьгть более эффективным, если

- в соответствие с принципом двойного вхождения (В С Леднев) наряду с существующей содержательной линией, проходящей через все разделы курса, вопросы, относящиеся к систематизации и структурированию информации, будут выделены в отдельный модуль, что позволит избежать дублирования сходных вопросов, изучаемых сегодня разрозненно в различных разделах курса; изучать их с единых позиций, выстроить такую последовательность изложения материала, которая бы позволяла ло-

гично включать в содержание обучения новые перспективные способы систематизации информации и структуры данных,

- уточнён понятийный аппарат, относящийся к данному модулю, а также уточнены и адаптированы к целям курса и возрасту обучаемых определения основных понятий данного модуля,

- первым этапом внедрения данного модуля в общеобразовательный курс информатики будет разработка элективных курсов, апробация которых позволит выявить те вопросы, которые целесообразно в дальнейшем включить в общеобразовательный курс информатики, а также отработать методику обучения систематизации информации и структурированию данных

В соответствии с проблемой, целью и гипотезой исследования определены следующие задачи исследования

1. Выявить на основе анализа психолого-педагогической литературы основополагающие взгляды, представления и понятия, относящиеся к систематизации и структурированию информации человеком в познании и деятельности (в том числе в учебной деятельности)

2 Раскрыть сущность и особенности изучения вопросов систематизации и структурирования информации в школьном и вузовском курсах информатики, определив тем самым основные подходы к отбору содержания и выбору методов обучения

3 Обобщить существующие в информатике подходы к определению и применению основных понятий, базовых структур данных, методов систематизации информации, встречающиеся обучаемым при изучении программного обеспечения, основ программирования, баз данных, геоинформационных систем, сетевых технологий, разработке сайтов и т п с целью уточнения понятийного аппарата.

4 Отобрать содержание модуля «Структуры данных в информатике» и определить дидактические условия его реализации

5 Разработать содержание элективного курса «Основы систематизации информации и структурирования данных» и методику его преподавания Апробировать данный курс

Теоретико-методологическую основу исследования составили системный подход как методология научного познания (П К Анохин, В.Г Афанасьев, И В Блауберг, В Н Садовский, Э.Г Юдин), системный подход к педагогическим процессам (М С Каган, В В Краевский, И ЯЛернер, Л Я Зорина),

- психологические теории мышления, памяти, внимания (Л С Выготский, П Я Гальперин, В П Зинченко, А.Н Леонтьев, С Л Рубинштейн, Н И Чуприкова, М А Холодная, Ж Пиаже, Р Солсо),

- теория структуры и содержания обучения, в том числе обучения информатике (В С Леднев, А А Кузнецов, М В Рыжаков, Ю К Бабанский),

- исследования, раскрывающие основные направления развития образовательной информатики (С А Бешенков, К К. Колин, А А Кузнецов, С С Лавров, В.В, Лаптев, В С Леднев, С М Окулов, А Я Фридланд, Г С Цейтин, М В. Швецкий),

- концепции углубленного и профильного обучения информатике (Т.Б Захарова, А Г Каспаржак, А А Кузнецов, 3 А Семенова, Л О Филатова),

- работы по совершенствованию методической системы обучения информатике (С А Бешенков, С Г Григорьев, Т А Кувалдина, М П Лапчик, В.Ю Лыскова, Н В Матвеева, М.А Плаксин, Е А Ракитина, Н И Рыжова, И Г Семакин, Е К Хеннер, С А Христочевский),

- работы, раскрывающие особенности применения различных структур данных при решении задач в информатике (Н Вирт, Де Мерс, В Д Далека, А С. Деревянко, Ю К Королев, О.Г Кравец, Л А Рейнгольд, Л Е. Тимановская, Г Г Чоговадзе),

- работы по проблемам оценки образовательных достижений обучаемых (ТО К Бабан-ский, М И Грабарь, И Я Лернер, А.Н Тубельский)

Методы исследования определялись его целями, базовыми концепциями, задачами конкретного этапа и включали в себя изучение и анализ психолого-педагогической, научной и методической литературы по проблематике исследования, анализ нормативных документов и программ курса информатики, изучение опыта преподавания информатики в школе и вузе; педагогические эксперименты, опросы и анкетирование обучающихся и преподавателей, экспертные оценки, наблюдение за ходом учебного процесса и деятельностью обучаемых, методы педагогической диагностики и статистической обработки результатов экспериментов

Опытно-экспериментальная база исследования Опытно-экспериментальная работа проводились в ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет» с 2002 по 2007 годы. В исследовании принимали участие преподаватели и студенты института дистанционного образования, института экономики и управления производством, Мичуринского государственного педагогического института, школьники ряда подшефных школ ТГТУ. Общее число участников эксперимента - 240 человек Исследование проводилось поэтапно, начиная с 2002 года.

Этапы исследования. Первый этап (2002-2003) - подготовительно-аналитический. По материалам научно-педагогических и учебно-методических изданий изучалось состояние проблемы Анализировались содержание и методика обучения информатике и различные подходы к их модернизации Проводились наблюдения за деятельностью обучаемых на занятиях информатики и выявлялись основные затруднения, возникающие у обучаемых при выполнении учебных заданий Исследовались различные способы систематизации информации и особенности применения структур данных, изучаемых в информатике

Второй этап (2003-2006) - поисково-практический Уточнялся понятийный аппарат и конкретизировались формулировки определений терминов, относящихся к теме исследования Разрабатывалось и апробировалось содержание модуля «Введение в ГИС» и определялись методические подходы к его преподаванию Разрабатывались и апробировались учебные, тренировочные и тестовые задания для дидактической поддержки изучения вопросов систематизации информации и структурирования данных Разрабатывались программы элективного курса «Основы

систематизации информации и структурирования данных» и спецкурса «Структуры данных в информатике». Планировался и проводился формирующий эксперимент по внедрению курсов в учебный процесс

Третий этап (2006-2007) - экспериментальный На данном этапе проводилась экспериментальная проверка эффективности разработанных методических подходов, а также соответствия разработанных курсов основным тенденциям развития информатики, потребностям и возможностям обучаемых Проверялась достоверность выдвинутой гипотезы Обобщались результаты практики преподавания. Проводился качественный и количественный анализ полученных результатов на основе статистической обработки данных тестирований и анкетирования обучаемых. Оформлялись результаты диссертационного исследования

Научная новизна и теоретическая значимость исследования:

- определены пути реализации фундаментального принципа двойного вхождения В С Леднева применительно к вопросам изучения основ систематизации информации и структурирования данных в общеобразовательном курсе информатики;

- обоснована необходимость выделения в единый модуль вопросов, относящихся в курсе информатики к систематизации информации и структурированию данных, что позволит заложить основу для осознанного и успешного изучения информационных технологий, связанных с разработкой и использованием сложных структур данных,

- выявлены теоретические основы изучения структур данных и методов систематизации в различных разделах курса, в контексте которых предложены и обоснованы уточнения формальных определений понятий, «систематизация информации», «структура данных», «формат данных», «тип данных», отвечающих целям и задачам общеобразовательного курса информатики

Практическая значимость исследования

- разработано и теоретически обосновано содержание элективного курса «Основы систематизации информации и структурирования данных», определены и апробированы формы и методы его преподавания, отобрана совокупность задач, как основного дидактического средства данного элективного курса;

- произведен отбор, теоретическое обоснование и апробирование содержания модуля «Структуры данных в информатике» и предложены различные «траектории» его изучения в зависимости от целей курса и напряженности учебного плана;

- разработанные автором программы курсов и дидактические материалы могут быть использованы в учебной практике преподавания информатики в профильных классах общеобразовательных школ и высших учебных заведениях

Положения, выносимые на защиту: 1 Целостность восприятия и системность знаний обучаемых в области назначения, методов и средств систематизации информации могут быть достигнуты, если данные вопросы будут представлены в виде отдельного модуля, что позволит достаточно полно, всесторонне и на единой методологической базе раскрыть существенные для учебного курса информатики вопросы систематизации информации и структурирова-

ния данных

2 Методологической основой изучения вопросов систематизации информации является системный подход Систематизация раскрывается через "организацию", "форму", "структуру", что дает возможность при изучении различных информационных технологий применять единый понятийный аппарат, что, в свою очередь, способствует более строгому и точному употреблению в учебном процессе таких терминов как "систематизация информации", "структура данных", "тип данных", "формат данных" и др

3 Внедрение в учебную практику разработанных содержания и методики обучения систематизации и структурированию информации позволяет- оптимизировать распределение учебного времени за счет устранения дублирования сходных вопросов в различных разделах курса,

- повысить уровень сформированное™ у обучаемых умения осознанно и целесообразно работать с большими объемами разнородной информации,

- включить в курс информатики знакомство с перспективными разработками в области ИТ, связанными с обработкой больших объемов разнородных данных (геоинформационные системы, пространственно распределенные данные и т п ), на единой теоретической базе с такими разделами курса, как представление информации в компьютере, структуры данных в программировании, базы данных, файловая система и т п

4 На начальном этапе реализацию разработанных содержания и методики целесообразно апробировать в рамках элективного курса, расширяющего содержание базового уровня старшей ступени общеобразовательной школы

Апробация результатов исследования осуществлялась через публикации в центральной и местной печати (по материалам исследования опубликовано 12 работ), участие в научно-практических конференциях регионального и всероссийского уровня (Москва, Санкт-Петербург, Тамбов, Борисоглебск, Бургас) Внедрение результатов исследования осуществлялось в процессе обучения информатике в Тамбовском государственном техническом университете, Мичуринском государственном педагогическом институте, Новолядинской СОШ (Тамбовская область)

Достоверность и обоснованность основных положений и выводов исследования обусловлены теоретической обоснованностью базовых положений исследования и практической реализацией разработанной методики обучения систематизации и структурированию информации, опорой основных положений на достижения педагогической науки; соблюдением логики системного подхода, рациональным сочетанием теоретических и эмпирических методов исследования, адекватных его целям и задачам, количественным и качественным анализом результатов проведенного опытно-экспериментального исследования

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка источников, приложений

Основное содержание работы Первая глава «Научно-методические основы обучения систематизации и структурированию информации» посвящена анализу современного состояния изученности вопросов структурирования информации человеком в педагогической психологии и дидактике Цель анализа психолого-педагогических аспектов заключается в выявления взглядов, представлений и понятий, относящихся к систематизации и структурированию информации человеком в мышлении, познании и практической деятельности, прежде всего, в учебной деятельности

Современное общество находится на информационном этапе развития, что накладывает отпечаток на требования, которые предъявляются к члену общества. В частности, важным для успешной социализации человека является умение эффективно работать с потоками разнородных данных и большими массивами информационных ресурсов Одним из аспектов данного умения выступает умение оптимальным образом систематизировать информацию, исходя из требований решаемой задачи Анализ показал, что, с точки зрения психологов разных школ и направлений, мышление человека (восприятие, запоминание, преобргвование информации и иные интеллектуальные операции) ориентировано на работу с систематизированной информацией Например, процесс запоминания проходит более эффективно, если при получении информации человеку удаётся предельно рационально её структурировать. Особенности коммуникативных процессов таковы, что важную роль играет систематизированное представление передаваемой информации В этом случае интерпретация ее получателем будет более адекватной тому, что хотел передать источник информации, по сравнению с передачей хаотично организованных и плохо структурированных сведений По сути, систематизация и структурирование информации - психологические механизмы, позволяющие человеку работать с большими потоками информации Важно научить школьников и студентов осознано использовать эти механизмы В дидактике это положение нашло отражение в принципе системности, который обычно соотносится с системностью знаний и деятельности обучаемых, а также с систематичностью подачи материала, которые должны иметь результатом прочную систему знаний у обучаемых В соответствие с принципом системности, обучение должно быть построено так, чтобы воспринятая обучаемым информация не только стала знанием, но чтобы отдельные элементы знания выстроились в систему, которая является необходимым условием успешного оперирования этими знаниями в практической деятельности при работе с реальными объектами-системами

Принцип системности - только один из компонентов системного подхода, который является важной теоретической и методологической базой современной науки и практики Его суть в том, что все окружающие объекты и деятельность человека рассматриваются как системы, то есть как нечто целое, состоящее из отдельных взаимосвязанных частей, обладающее некими общими функциями и интегративными качествами

Стремление к целостному охвату объекта изучения, к системной организации знания свойственно любому познанию, как научному, так и учебному Это отмечается многими исследователями в области педагогики и когнитивной психологии Так, по мнению Ю А Самоненко, при работе над проблемой стратегия познавательных действий идёт от осознания целостных свойств, характеристик и функций объекта к поиску недостающих структурных элементов, их связей и отношений. Недостаточная рефлексия этой части познавательных действий приводит к тому, что поиск идет хаотично, неэффективно, нерезультативно Владение системным подходом и умение систематизировать и структурировать информацию является залогом успешного обучения и решения учебных и профессиональных задач Огромный потенциал курса информатики в данном вопросе раскрыт далеко не полностью

Все учебные курсы предоставляют обучаемым опыт работы с информацией, знакомят со специфическими методами её поиска, анализа, формализации, систематизации, запоминания, применения и т п Но курс информатики и дисциплины информационного цикла стоят особняком в этом ряду, поскольку методы работы с информацией и сами информационные структуры для них не столько методические приёмы и средства, сколько важная составная часть содержания обучения С одной стороны, цели и задачи самого курса, зафиксированные в Образовательном стандарте, во многом связаны с формированием умений работать с информацией, что невозможно без владения методами ее организации, структурирования, упорядочивания и т п С другой стороны, умение грамотно систематизировать информацию является также надпредметным умением, формируемым курсом информатики В этом, в частности, проявляется интегративная и метапредметная роль информатики

Вторая глава «Роль и место изучения вопросов систематизации и структурирования информации в современном курсе информатики» посвящена выявлению особенностей и описанию методики обучения систематизации информации и структурированию данных на уроках информатики Рассмотрены сложившиеся подходы к изучению основных видов и методов систематизации информации и употреблению терминов, относящихся к данной сфере Отобран и обоснован круг вопросов, касающихся систематизации информации и структурирования данных, который целесообразно включить в содержание курса в виде самостоятельного модуля Определены цели и задачи данного модуля Сформулированы и обоснованы предложения по выбору последовательности изучения вопросов данного модуля в зависимости от ступени обучения и напряженности учебного плана.

Информатика как наука и область практической деятельности очень динамична, в то же время образовательный стандарт по дисциплине «информатика» так насыщен, что ввести новые вопросы в содержание достаточно проблематично Одним из путей расширения содержания в рамках того же учебного времени, но без резкого увеличения интенсивности обучения, является выявление в разных разделах курса сходных вопросов, определение для них общей теоретической базы, объединение их на этой общей основе в самостоятельные модули Такой подход позволяет избежать

различных толкований одних и тех же понятий в разных разделах, избежать дублирования учебного материала и, главное, обеспечить формирование системного взгляда на изучаемые проблемы

Изучение информатики и информационных технологий во многом связано с вопросами систематизированного представления информации. Эти вопросы изучаются сегодня разрозненно - для каждого типа задач и каждого вида программных сред изучаются те способы систематизации и те структуры данных, которые свойственны конкретному программному средству и/или конкретной информационной технологии В результате получается, что некоторые частные вопросы нередко дублируются в разных разделах курса, а общие закономерности структурирования данных выпадают из поля внимания

Как показывает опыт, многие старшеклассники и студенты, даже при решении несложных задач, испытывают большие затруднения с анализом условий, если данные представлены бессистемно Они не всегда могут выделить существенные для данной задачи условия и данные, а также отделить их от второстепенных или вовсе лишних Они не могут построить адекватную структуру таблицы при знакомстве с реляционными базами данных При изучении программирования пугаются в типах данных и не соотносят их с изученными ранее способами кодирования информации в компьютере. Понятие «структура данных» ассоциируется у учащихся в основном с реляционной, иерархической и сетевой моделями структур данных и никак не согласуется со структурированными типами данных в программировании «Тип данных» в электронных таблицах никак не связывается с «типом данных» в программировании или в базах данных Часто не видится различие между «типом данных» и «форматом данных» Этот список можно продолжать и дальше

Наиболее наглядно это проявляется, когда приступаем к изучению различных сфер применения информационных технологий Например, при изучении геоинформационных систем и технологий приходилось вначале вновь подробно рассматривать способы двоичного кодирования, форматы представления и хранения данных, различия между атрибутивными и пространственными данными при описании объектов и т п Естественно, что при таком подходе времени хватает только на самое общее знакомство с методами и задачами непосредственно ГИС, а, следовательно, у учащихся вновь остается только поверхностное представление о них На наш взгляд, во многом это следствие того, что проблемы систематизации информации и структурирования данных в курсе информатики системно не рассматриваются

Способом разрешения этих проблем может быть объединение всех вопросов курса информатики, так или иначе относящихся к систематизации и структурированию информации, в единый модуль Мы руководствовались принципом двойного вхождения Вадима Семеновича Леднева о том, что каждая из базисных содержательных линий должна входить в общую структуру содержания двояко - как отдельный самостоятельный модуль (рассматриваться как объект изучения), так и в качестве

"сквозной" линии по отношению ко всем другим модулям (задавать аспект изучения и применения)

В настоящее время различные процедуры систематизации и структурирования применяются при изучении большинства тем информатики То есть, как сквозная линия курса данные вопросы в содержании курса присутствуют Но их важность для формирования умения работы с информацией так велика, что целесообразно рассматривать их и как объект изучения Для этого необходимо выделить самостоятельный модуль, в котором можно целенаправленно изучать общие методы систематизации, базовые структуры данных, связь систематизации с моделированием и кодированием и т п В качестве общей методологической базы построения методики обучения систематизации и структурированию информации целесообразно выбрать системный подход, как наиболее соответствующий целям учебной деятельности

При отборе содержания модуля возникает проблема определения понятийного аппарата, адекватно отражающего общие подходы к систематизации информации и структурированию данных. В настоящее время понятийный аппарат, относящийся к данной теме, представлен в учебно-методической и справочной литературе не однозначно Определений многих понятий нет, либо они противоречат друг другу у разных авторов Многие понятия многозначны и нередко неправомерно используются как синонимы Но системность знаний во многом зависит от точности и хорошей организации понятийного аппарата. Овладение обучаемыми понятийным аппаратом изучаемой темы - одна из важнейших задач методики обучения Владение понятиями

- основа понимания

По мнению А А Кузнецова и Т А Кувалдиной, система понятий учебного курса - весьма динамичный, «живой» организм, в котором происходит непрерывное «движение» информации, изменение связей, их обновление, появление новых, ранее не встречавшихся понятий Многозначность понятий и использование одного и того же термина для обозначения значительно отличающихся друг от друга объектов, возможно, не сильно мешает специалистам обмениваться идеями, но играет отрицательную роль в обучении Когда один и тот же объект в разных книгах или при изучении разных тем называют по-разному, это может приводить к путанице и, в конечном счете, к непониманию материала или снижению уровня его усвоения К сожалению, в известных нам учебниках для средней школы практически нет ни четких определений, ни простого описания, что понимается под структурой, типом, форматом данных, хотя эти термины широко используются

Проанализировав учебную и справочную литературу и выявив общие ситуации употребления терминов на практике, мы уточнили определения понятий, наиболее важных для понимания особенностей систематизации информации в курсе информатики. таким образом, чтобы они

- отвечали целям и задачам курса,

- помог али прояснить суть той или иной процедуры систематизации,

- позволяли применять их в одном и том же смысле при изучении различных программных сред и информационных технологий

При уточнении формулировок мы считали важным отразить в определениях суть той процедуры систематизации, которая приводит к появлению данного понятия Например, идет ли речь только о представлении данных (кодирование, форматирование) или при систематизации учитываются операции, которые допустимы для данных (ти-пологизация) Мы стремились так сформулировать определения, чтобы учащиеся могли понять, почему, например, в базах данных «дата» - это самостоятельный тип данных, а в электронных таблицах «дата» - один из форматов данных Почему, в языках программирования есть структурированные типы данных «массив» и «запись», а таких типов, как «очередь», «стек», «дерево» нет, хотя задачи на обработку таких структур данных мы решаем В результате анализа мы пришли к следующим формулировкам

Структура данных - это способ организации данных, необходимых для решения задачи, отражающий существующие между ними взаимосвязи Структура данных может рассматриваться как модель данных, в которой отражаются связи и отношения, реально существующие в ситуации, о которой идет речь в условиях задачи Это логическая модель данных, которую строит человек при осмыслении условий задачи.

Тип данных — это допустимый в конкретной программе способ кодирования и хранения данных, однозначно связанный с теми значениями, которые могут принимать данные в процессе работы программы, и теми операциями, которые разрешены для этих данных

Формат данных - способ оформления данных для их предоставления пользователю, это модель «внешнего» вида, в котором они должны быть изображены на экране дисплея или принтере Форматом данных называют также способ приведения данных к заданной форме хранения данных в памяти компьютера Форма в этом случае - это модель их записи на компьютерные носители информации

Систематизация информации - это процесс расположения информационных элементов в соответствии с некоторой заранее заданной закономерностью Закономерность, в соответствии с которой происходит систематизация информации, определяется, исходя из условий задачи В зависимости от решаемой задачи систематизация информации может заключаться в упорядочивании информационных элементов, их группировке по видам, структурировании данных, типологизации, классификации

Информационными элементами могут быть

- отдельные смысловые части текста (например, при создании документа, сайта или гипертекста),

- числовые данные (например, при решении расчетных задач),

- совокупность данных, характеризующие свойства объекта (например, записи при ведении базы данных),

- пункты пользовательского меню (например, при настройке изображения на экране дисплея, при создании сайтов),

- файлы (например, при поиске нужного файла) и т п

Конечно же, приведенные выше формулировки можно уточнять или упрощать в зависимости от дидактических целей, но важно, чтобы на протяжении всего курса термины употреблялись в одном и том же смысле

Разработка методики обучения систематизации информации невозможна без ответов на вопросы какова роль курса информатики в приобретении учащимися опыта систематизации и структурирования информации"? Как это согласуется с целями и задачами курса информатики9 На формирование каких конкретно знаний, умений, способов деятельности нацелена методика'' Что должно входить в содержание обучения? Как отбирать учебные задачи и иные дидактические средства7 Как оценить уровень сформированное™ знаний и умений? Все эти вопросы подробно освещены в диссертации.

Так, мы считаем, что в результате целенаправленного изучения основ систематизации информации мы можем добиться более глубокого понимания

- смысла основных для информатики понятий «информация», «данные», «формат данных», «тип данных», «файловая структура» и т.п,

- назначения и особенностей существующих способов систематизации информации (упорядочивания, классификации, структурирования, типологизации),

- сходства и различий в употреблении таких часто встречающихся в информатике словосочетаний, как «тип данных», «тип информации», «формат данных», «формат файлов», «тип файлов», «сортировка данных», «упорядочивание данных», «структура данных», «структура документа», «организация информационных ресурсов в сети»; более прочных знаний

- основных способов организации разнородной информации,

- способов организации файловых структур, данных в базах данных, информационных ресурсов сети,

- основных структур данных и способов их представления средствами электронных таблиц, баз данных, программирования, геоинформационных систем,

- основных типов и форматов данных в различных программных средах, умений

- выбирать оптимальную для решения конкретной задачи структуру данных,

- приводить данные к выбранной структуре,

- организовывать поиск нужных сведений и данных в зависимости от способа их организации и формата представления в конкретном программном средстве или конкретной поисковой системе

В итоге это у обучаемых формируются следующие качества

- понимание того, что решение любой задачи должно начинаться с анализа имеющихся сведений, с оценки свойств данных, содержащихся в этих сведениях (полноты, полезности, достоверности, актуальности и т.п ),

- опыт выделения существенных для решения задачи данных и существующих между ними связей;

- понимание того, что каждое программное средство рассчитано на определенный набор способов организации, структурирования, представления данных, и это необходимо учитывать при организации процесса решения задачи с помощью компьютерных средств,

- умения осознанно выбирать модель структур данных, адекватных условиям задачи и возможностям программной среды, с одной стороны, и позволяющих применить наиболее эффективный метод решения задачи, с другой (быстрее осуществить поиск информации, точнее провести расчеты, экономнее храним, данные и т п ),

- опыт поиска недостающих для решения задачи сведений путем обращения к словарям, справочникам, базам данных, ресурсам Сети и т п

На основе сформулированных требований к образовательным достижениям учащихся «на выходе» была отобрана совокупность теоретических вопросов, которые целесообразно включить в содержание обучения Поскольку в практической информатике появляются новые структуры и формы представления данных, то и образовательному курсу нужно придавать современный характер, то есть включать в него рассмотрение как традиционных структур и методов систематизации информации, так и новых перспективных Таковыми, например, являются методы и структуры представления пространственных данных в геоинформационных системах, которые в методике могут и должны рассматриваться как закономерное продолжение идей и методов баз данных и методов систематизации сложно организованных структур данных

Совокупность тем и вопросов представлены в Таблице 1 Рекомендуемое распределение учебного времени дано в двух вариантах Первый рассчитан на спецкурс, если учебный план допускает такую возможность (например, у будущих учителей информатики), или электнв в классе информационно-технологического профиля Второй вариант предназначен для модуля общеобразовательного курса информатики

Таблица 1 - Тематический план модуля «Структуры данный в информатике»

Содержание Часы спецкурс Часы модуль

1. Понятие о структурировании данных

Систематизация информации и способы организации данных Понятие «структура данных» Цели и задачи структурирования данных 2 0,5

2. Классификация структур данных

Основные модели организации данных линейная, табличная, иерархическая, сетевая 1 0,5

Простые базовые структуры. Числовые, символьные, логические и производные от них 2 2

Статические структуры. Вектор, массивы, множества, записи, таблицы 4 2

Полустатические структуры. Стеки, очереди, деки, строки 4 0,5

Динамические структуры. Графы, деревья 3 1

3. Организация информации в компьютере

Организация экранного пространства. Виды пользовательских интерфейсов Особенности графического интерфейса. Структура окна программного средства Система меню программного средства 2 1

Файлы, как традиционные компьютерные структуры, обеспечивающие хранение, упорядочивание и поиск элементов данных Неупорядоченный массив записей Последовательно упорядоченные файлы Индексированные файлы Организация файловой структуры в различных операционных системах. 2 0,5

Структура документа. Способы структурирования документов в текстовых редакторах, электронных таблицах и программах презентационной графики. Понятие гипертекста. Организация гипертекстового пространства Гиперссылки и способы адресации документов 6 1

4. Базы данных

Способы организации разнотипных данных в компьютере Базы данных Системы управления базами данных возможности, основные функции, способы хранения данных и обработки запросов БД, состоящие из комбинаций файловых структур для поддержки более сложных методов управления данными 2 1

БД иерархической (древовидной) структуры. Строение Основные характеристики Достоинства и недостатки Проектирование БД данной структуры 2 0,5

БД сетевой структуры. Строение Основные характеристики Достоинства и недостатки Проектирование БД данной структуры 3 0,5

БД реляционной (табличной) структуры. Строение Основные характеристики Достоинства и недостатки Проектирование БД данной структуры Особенности обращения с запросами к реляционной БД 6 2

5. Структурирование данных в ГИС

Пространственные данные. Характеристики (пространственные и временные) реальных объектов. Переход от реальных данных к их абстрактному представлению Цифровые карты Принцип послойной организации данных Назначение ГИС и типовые задачи 1 1

Графическое представление объектов и их атрибутов. Растровое представление графики Растровые модели Векторное представление графики Векторные модели 2 0,5

Сравнительный анализ баз данных при проектировании ГИС. Обоснование основных критериев выбора БД в процессе проектирования ГИС Анализ структуры базы данных (на примере конкретных ГИС) Особенности обращения с запросами к ГИС при решении задач 6 1

Гибридные, интегрированные, объектно-ориентированные и прикладные модели данных ГИС. Их характеристика в отношении связи графических данных с атрибутивной информацией Пути корректировки «старых» моделей по мере возрастания возможностей ГИС и ВТ в целом 3 0,5

ИТОГО: 51 16

На рисунке 1 представлены возможные траектории изучения вопросов данного раздела в зависимости от доступного учебного времени

Введение нового содержания в общеобразовательный курс может быть эффективным только после его апробации в рамках спецкурсов и/или элективных курсов Это положение особо справедливо для методики обучения закономерностям и методам систематизации информации Только после анализа результатов апробации данных курсов можно вносить предложения по изменению содержания и/или методики общеобразовательного курса. 16

« Картографические и геонкформацдонные | [ струкпурыданных 1

г-----------------------¿-----------------------,

----1------, ,---------у----,----------л-------,

I Простракстоен- 1 I Особенности I [ Графическое представление | ' ные данные | | проектирования ГИС ] I объектов и их атрибутов |

Г ".Г" -.............*____________________—т

_______________________________

Гибрвдные, интегрированные, обьектно-ориентироваиные | | и прикладные модели данных ГИС I

Рис 1 - Возможные траектории изучения основ систематизации информации

В третьей главе «Внедрение результатов исследования в учебный процесс» раскрыты цели, задачи, содержание элективного курса «Основы систематизации информации и структурирования данных», требования к знаниям и умениям обучаемых Описаны общие положения методики обучения Приведены примеры задач как важного дидактического средства методики его преподавания Представлены результаты опытно-экспериментальной работы по внедрению данного курса в учебную практику Дан анализ результатов анкетирования, опросов, тестирования участников эксперимента и сформулированы обобщенные выводы по опытно-экспериментальной работе Основная цель курса- дополнить и систематизировать знания учащихся по

вопросам систематизации информации и структур данных, полученные на уроках информатики и других учебных предметов Задачи курса

1 Раскрыть назначение и роль систематизации информации в познании, общении и практической деятельности человека.

2 Познакомить учащихся с понятиями организации информации, ее систематизации и структурирования.

3 Конкретизировать соотношение понятий «система» - «структура системы» применительно к передаваемой, хранимой и обрабатываемой информации и информационным ресурсам автоматизированных информационных систем.

4 Дать представление о способах систематизации информации (организация, классификация, типологизация, структурирование, упорядочивание, форматирование) и особенностях их применения при решении практических задач

5 Закрепить полученные в курсе информатики знания об основных структурах данных и дать опыт организации данных в соответствии с разными структурами

6 Обеспечить приобретение опыта организации информационных ресурсов сложной структуры (гипертекстов, сайтов, баз данных, цифровых карт).

7 Приобрести опыт анализа организации информационных ресурсов (сайтов, электронных справочников, поисковых систем) на соответствие их структуры задачам, которые решаются с их помощью

Преимуществом элективных курсов является то, что обучение можно сделать максимально диалогичным, когда мнения и идеи учеников выясняются не столько в процессе контроля усвоения материала, сколько являются важным фактором отбора содержания и мерилом успешности каждого конкретного урока. В силу этого ведущими методами обучения были выбраны объяснительно-иллюстративный в сочетании с эвристическим. Основной мотивацией добросовестного и вдумчивого изучения элективного курса может быть только интерес к рассматриваемым вопросам и занимательная форма изложения В наибольшей степени этого можно добиться в рамках задачного подхода. Основная дидактическая нагрузка приходится на практические занятия, которые организованы как постановка, обсуждение и решение задач, которые реализуются в четыре этапа.

На первом этапе учитель ставит перед учениками задачу Как правило, постановка даётся в обобщенном виде, допускает разные способы ее истолкования и требует уточнения и формализации условий задачи Например, «Проведена городская олимпиада по информатике Разработать информационные материалы для представления участников и определения результатов олимпиады» или «Построить модель организации работы доски электронных объявлений в аэропорту и сравнить ее с моделью организации работы чата в Сети», или «Несколько населенных пунктов расположено недалеко от железнодорожной ветки Необходимо выбрать место для ж/д станции, основываясь на соображениях социальной справедливости и существующей дорожной сети» Все уточнения проводятся в обсуждении с учениками Учитель направляет дискуссию и либо подводит учащихся к заранее намеченной фор-

мальной постановке задачи, либо выбирается тот вариант постановки задачи, который больше всего интересен большинству учеников Второй этап - основной Определяется какая совокупность сведений и данных может потребоваться для решения задачи, откуда можно получить эти данные, как ввести данные в компьютер и как организовать их хранение, какую структуру данных и какие типы данных целесообразно использовать в разных ПС. На третьем этапе рассматривается конкретный вариант задачи и осуществляется решение в конкретном программном средстве. Четвертый этап — аналитический Обобщаются результаты обсуждения, анализируются особенности применения данной структуры или способа систематизации, формулируются выводы

Контроль уровня усвоения материала осуществляется по активности участия ученика в дискуссии, по результатам выполнения практических заданий, по результатам тестирования на зачетном занятии

Одной из задач элективного курса является укрепление и систематизация знаний учащихся по курсу информатики Поэтому оценить эффективность элективного курса можно по тому, повлияло ли его прослушивание на лучшее усвоение непосредственно курса информатики Понятно, что сравнивать полученные учениками экспериментальной и контрольной групп теоретические знания в области структурирования данных было бы некорректно, хотя бы потому, что в контрольной группе данные вопросы специально не рассматривались. Поэтому надо было сформулировать такие задания, которые позволяли бы проверить умение систематизировать информацию и структурировать данные, не выходя за рамки общеобразовательного стандарта. Причем формулировки заданий должны быть достаточно близкими к традиционным, к которым ребята привыкли на уроках В диссертации представлены контрольные задания и критерии оценки их выполнения Для каждого задания была разработана своя совокупность критериев, которые касались умения выделить главное, выбрать структуру, обосновать выбор, отразить результаты наиболее наглядным образом и т п

Учащиеся, прослушавшие элективный курс, справлялись с заданиями быстрее, выполняли их более полно, выбирали структуры данных, точнее соответствующие условиям и требованиям задач, точнее объясняли результаты, осознанно употребляли специальные термины

Разработанный модуль апробировался и на студентах Лекционная система вуза более гибка с точки зрения объединения различных вопросов в одну тему, переструктурирования материала. Поэтому позволяет внедрить содержание модуля без риска снизить качество подготовки Мы апробировали содержание на спецкурсе «Структуры данных в информатике»

При организации педагогического эксперимента по оценке эффективности отбора содержания и методики проведения курса основной сложностью было сформировать систему критериев, по которым можно было бы оценить, какие новые знания, умения, компетенции формируются у обучаемых в результате его прохождения, какие способы система газации информации формируются именно в этом курсе Кроме

того, были сложности с выбором контрольной и экспериментальной групп, поскольку было непонятно, каким образом разработать тестовые задания, которые, с одной стороны, можно предложить студентам, как изучавшим, так н не изучавшим данный курс, с другой — выявить приобретенные умения работы с информацией. В результате было принято решение оценивать уровень сформирован кости умения систематизировать информацию как компонента общеучебных умений до и после прохождения курса. В качестве критериев оценки были выбраны;

1) владение понятийным аппаратом, относящимся к данной теме;

2) умение выделять главные, существенные элементы учебных текстов (условий задач, описательных моделей и т.п.);

3) умение ориентироваться в массиве информации организованной в виде определенной структуры (таблицы, схемы, цифровые карты, система меню и т.п.);

4) умение выбирать структуру данных (из ряда предложенных), наиболее релевантную условиям задачи;

5) умения разработать структуру данных и организовать их в соответствии с этой структурой;

6) умение организовывать большие массивы хаотично представленной информации в виде структур разных типов.

Для каждого из критериев были сформулированы признаки, позволяющие на основе экспертной оценки качественно оцепить уровень подготовки обучаемых (высокий, средний или низкий). В качестве экспертов выступали преподаватели, наблюдавшие за выполнением обучаемыми предложенных заданий. Обобщенные результаты представлены в таблице 2 и на рисунке 2.

Таблица 2 - Сводная таблица результатов по оцениваемым критериям

Критерий До прохождения курса Поел с прохождения курса

НИЗКИЙ средний высокий низкий Средний ВЫСОКИЙ

I 24% 65% 11% 14% 62% 24%

Л 48% 44% 8% 29% 56% 15%

III 13% 20% 67% 9% 22% 69%

IV 36% 32% 32% 18% 43% 39%

V 45% 35% 20% 28% 40% 32%

VI 57% 37% 6% 44% 45% 51%

низкий уровень средний уровень высокий уровень

ВдоСиосге р.V Опш -

Рис, 2 - Обобщенные результаты подготовки обучаемых по уровням

Анализ результатов показывает, что значительно сократилось число обучаемых, показавших низкие результаты по таким критериям, как умение выделять главное, выбирать адекватную структуру из ряда предложенных и организовать данные в соответствии с разработанной структурой Значимым для нас явилось существенное увеличение числа студентов, показавших высокий уровень владения понятийным аппаратом, умеющих разрабатывать структуры данных, адекватные условиям задачи, и умеющих организовывать большие массивы хаотично представленной информации. Даже учитывая возможное влияние других прослушанных обучаемыми курсов и возрастание уровня абстрактного мышления в результате взросления, полученные результаты подтверждают эффективность курса н необходимость целенаправленной подготовки в области систематизации и структурирования информации

В целом результаты экспериментальной работы подтвердили гипотезу исследования

Общие выводы

В результате проведенного исследования были получены следующие результаты

1 Было выявлено, что вопросы систематизации и структурирования информации в условиях возрастания объема информационных ресурсов и усложнения структур данных приобретают важное значение и для курса информатики, и для развития общеучебных навыков работы с информацией В то же время знакомство с этими вопросами не носит системный характер, в результате чего у обучаемых не формируется целостного представления об основах систематизации информации

2 На основе проведенного анализа психолого-педагогической, методической литературы и нормативных актов был отобран круг вопросов, входящих в содержание курса информатики и относящихся к видам, методам и средствам систематизации информации Объединение данных вопросов на содержательном и методическом уровнях в самостоятельный модуль позволит

- более полно, глубоко и с единых позиций раскрыть проблемы организации больших массивов разнородной информации в таких областях информатики, как представление информации в компьютере, программное обеспечение и интерфейс программ, базы данных и СУБД структуры данных в программировании, организация файловой системы, цифровые карты и геоинформационные системы, организация сетевых ресурсов и разработка сайтов,

- обеспечить понимание обучаемыми назначения и роли структурирования данных при решении задач,

- систематизировать знания обучаемых о закономерностях, моделях, методах систематизации и структурирования информации,

- обеспечить приобретение учащимися опыта анализа различных структур данных, выбора структуры, адекватной условиям решаемой задачи, и работы с разными структурами

3 Одним из основных затруднений, мешающих сформировать у обучаемых системный взгляд на проблемы систематизации информации, является неоднозначность,

расплывчатость, неточность понятийного аппарата. Чтобы устранить это затруднение, требуется уточнение формальных определений таких понятий, как «структура данных», «тип данных», «формат данных», «систематизация информации»

4 Образовательный стандарт по информатике обуславливает крайне напряженный учебный план Практически нет резерва учебного времени, чтобы апробировать предложения по внедрению модуля, раскрывающего основы систематизации информации, в общеобразовательный курс В силу этого на первом этапе представляется целесообразным реализация разработанного модуля в виде элективного или спецкурса, в рамках которых были бы апробированы предлагаемые содержание и методика Разработанные элективный курс «Основы систематизации информации и структурирования данных» и спецкурс «Структуры данных в информатике» были внедрены в учебную практику и подтвердили свою состоятельность.

5 Было обосновано, что в содержание элективных курсов можно «безболезненно» ввести изучение новых, перспективных способов структурирования данных В частности, в содержание элективного курса включены вопросы ГИС-технологий, наиболее объемно демонстрирующих возможности современных технических, программных и алгоритмических средств по представлению сложно организованных данных Изучение этих вопросов проходило заинтересованно, обучаемые успешно решали типовые задачи ГИС и работали с цифровыми картами

6. Анализ результатов внедрения элективных курсов показал, что необходима корректировка содержания общеобразовательного курса информатики, связанная с более полным, целостным и систематичным включением в него вопросов систематизации информации и структурирования данных Результаты проведенного исследования позволили нам предположить, что, наряду с системным подходом, общей теоретической базой может быть теория кодирования и теория информационного моделирования Но необходимы дополнительные исследования, которые бы позволили выявить и формализовать (применительно к общеобразовательному курсу) общие теоретические и методические закономерности систематизации информации в человеко-машинных системах

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях:

1 Ракитина Е А. Особенности изучения вопросов систематизации информации и структурирования данных в курсе информатики / Е А Ракитина, О В. Панфилова И Информатика и образование. - 2007 - №4 - С. 32-42 (0,875 п л)

2. Панфилова О В Дидактическое средство обучения геоинформационным технологиям / Панфилова О В. // Актуальные проблемы информатики и информационных технологий. - Тамбов- изд-во ТГУ им. ГР Державина, 2002. С. 124-125 (0,1 пл.).

3 Панфилова О.В Обучающий комплекс ГИС-технологий / Панфилова О В. // Информационные технологии в образовании Сборник трудов - Москва: МИФИ, 2002. - Часть III - С 59-60 (0,1 п л).

4. Панфилова О В Изучение ГИС в курсе информационных технологий / Панфилова О В // Информационные технологии в образовании. Сборник трудов -Москва. Просвещение, 2002. - Часть V - С 105-106 (0,1 п л)

5 Панфилова О.В. Геоинформационное образование / Панфилова О В. // Актуальные проблемы информатики и информационных технологий- Материалы 11 Всероссийской (VII Тамбовской межвузовской) научно-практической конференции -Тамбов- изд-во ТГУ, 2003 С 152-153 (0,1 п.л)

6. Панфилова О В Проблемы разработки дидактических материалов по изучению геоинформационных систем / Панфилова О В. // Информационные и коммуникационные технологии в образовании - 2003 Материалы международной научно-практической конференции -Москва. Москва-2003,2003 С. 127 (0,1 п.л)

7 Панфилова О В Современное состояние и перспективы развития ГИС / Панфилова О В //VIII Научная конференция ТГТУ - Тамбов изд-во ТГТУ, 2003. С 181-182(0,1 пл)

8 Ракитина Е А Структура данных как элемент содержания курса информатики / Ракитина Е А, Панфилова О В // Телематика'2005 - Санкт-Петербург, 2005 -Том 2 - С 404-405 (0,1 п л )

9 Панфилова, О В Отражение динамики развития ИТ в обучении / Панфилова О В. // Телематика'2006 - Санкт-Петербург, 2006 - Том 2 - С 421-422 (0,1 п л)

10. Панфилова О В Изучение ГИС-технологий в курсе информатики / Панфилова О В // Информационные и коммуникационные технологии в образовании Сборник материалов VII Всероссийской научно-практической конференции -Борисоглебск Борисоглебск 2006,2006. - С. 26 (0,1 п л)

11 Ракитина Е А Особенности изучения проблемы структурирования данных в курсе информатики I Ракитина Е А, Панфилова О В Н Информационные и коммуникационные технологии в образовании Сборник материалов VII Всероссийской научно-практической конференции - Борисоглебск Борисоглебск 2006,2006. - С 33-35 (0,2 п.л).

12. Кузьмина Н.В. О применении пакетов прикладных программ в практике построения учетно-статистического программного обеспечения / Н В Кузьмина, М В Львова, О В Панфилова // Техномат & Инфотел - Болгария, 2003 [Электронный ресурс] 1 электрон опт. диск (CD-ROM)

Подписано в печать 8 10 2007 г Формат 60*84/16 Объем 1,5 п л Тираж 100 экз ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет» 392000, г Тамбов, ул Советская, 106

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Панфилова, Ольга Владимировна, 2007 год

Введение.

Глава 1. Научно-методические основы обучения систематизации и структурированию информации.

1.1. Психолого-педагогичские аспекты систематизации информации человеком в процессах мышления, познания, деятельности.

1.2. Дидактические аспекты обучения систематизации и структурированию информации в курсе информатики.

Выводы.

Глава 2. Роль и место изучения вопросов систематизации и структурирования информации в современном курсе информатики.

2.1. Особенности изучения вопросов систематизации информации и структурирования данных в курсе информатики.

2.2. Изучение основ ристематизации информации и их место в структуре курса информатики.

2.3. Особенности работы с данными сложной структуры на примере изучения геоинформационных систем и технологий.

Выводы.,,.

Глава 3. Внедрение результатов исследования в учебный процесс

3.1. Элективный курс «Основы систематизации информации и структурирования данных» и анализ результатов его внедрения.

3.2. Анализ результатов опытно-экспериментальной работы.

Вщоды,:;.,.,.,.,,., •«».•

Введение диссертации по педагогике, на тему "Обучение систематизации информации и структурированию данных в курсе информатики"

Актуальность исследования.

Отличительной особенностью курса информатики является его динамичность. Содержание, методы, формы и средства обучения приходится постоянно адаптировать к новым научным идеям и техническим разработкам, которые быстро и прочно входят в повседневную жизнь и профессиональную деятельность людей. В то же время активно проходит процесс фундаментализации информатики, выявления и уточнения того круга вопросов, которые составляют ее теоретический базис. В настоящее время существует реальная возможность приблизить построение курса информатики к дисциплинам естественно-научного цикла с их стройной логикой изложения. При этом, как подчеркивали многие исследователи (В.К.Белошапка, К.К.Колин и др.), в информатике сильно развит "метапредметный" аспект - повышенное внимание к разнообразным структурам представления информации. Заметим, что развитие именно структурного момента является одной из научных парадигм XX века (идеи Бурбаки в математике, структурализм в лингвистике и др.). Дисциплина информатика в значительной мере аккумулирует все эти идеи, однако, в существующих общеобразовательных курсах информатики вопросы, связанные с систематизацией и структурированием информации, а также организация больших массивов данных и выбор их оптимальной структуры при решении практических задач, представлены настолько разрозненно, что говорить о цельности восприятия и сформированности знаний, умений и навыков в этой области не представляется возможным. Одной из причин является несовершенство понятийного аппарата (многозначность терминов, нечеткие определения в толковых словарях, расхождения в определениях базовых понятий в учебниках). Другая причина - отсутствие целенаправленного внимания к вопросам систематизации информации и структурирования данных в существующих методиках преподавания.

Стоит отметить, что в данном направлении ведется активная исследовательская работа. Большое внимание вопросам совершенствования курса информатики и его фундаментализации уделяется в работах B.C. Леднева, А.А. Кузнецова, Т.А.Бороненко, С.А.Бешенкова, М.В. Швецкого, Т.Ю. Китаевской и др. Возможные пути совершенствования содержания курса информатики определены в трудах Е.К. Хеннера, С.И. Окулова, Т.Б. Захаровой, A.J1. Семенова, А .Я. Фридланда и др. Систематизация понятийного аппарата курса информатики проводится в работах Ф.С. Воройского, И.Г. Семакина, Т.А. Кувалдиной, С.В. Симоновича, Н.В. Матвеевой, А.Х. Шелепаевой и др. Необходимость расширения содержания курса информатики за счет включения в него рассмотрения перспективных направлений развития ИТ (в частности, ГИС) обоснована в трудах И.В. Пролеткина, А.В. Симонова и др. Однако потребность проведения исследований, связанных с целенаправленным формированием у обучаемых теоретических знаний и практического опыта систематизации информации и структурирования данных, остается крайне высокой.

Основными противоречиями, разрешение которых определяет актуальность такого рода исследований, являются противоречия между:

Разрешение названных выше противоречий составляет основную проблему нашего исследования.

Объектом исследования является обучение информатике и информационным технологиям в общеобразовательной школе.

- в соответствие с принципом двойного вхождения (B.C. Леднев) наряду с существующей содержательной линией, проходящей через все

разделы курса, вопросы, относящиеся к систематизации и структурированию информации, будут выделены в отдельный модуль, что позволит избежать дублирования сходных вопросов, изучаемых сегодня разрозненно в различных разделах курса; изучать их с единых позиций; выстроить такую последовательность изложения материала, которая бы позволяла логично включать в содержание обучения новые перспективные способы систематизации информации и структуры данных;

- уточнён понятийный аппарат, относящийся к данному модулю, а также уточнены и адаптированы к целям курса и возрасту обучаемых определения основных понятий данного модуля;

В соответствии с проблемой, целью и гипотезой исследования определены следующие задачи исследования:

2. Раскрыть сущность и особенности изучения вопросов систематизации и структурирования информации в школьном и вузовском курсах информатики, определив тем самым основные подходы к отбору содержания и выбору методов обучения.

3. Обобщить существующие в информатике подходы к определению и применению основных понятий, базовых структур данных, методов систематизации информации, встречающиеся обучаемым при изучении программного обеспечения, основ программирования, баз данных, геоинформационных систем, сетевых технологий, разработке сайтов и т.п. с целью уточнения понятийного аппарата.

4. Отобрать содержание модуля «Структуры данных в информатике» и определить дидактические условия его реализации.

5. Разработать содержание элективного курса «Основы систематизации информации и структурирования данных» и методику его преподавания. Апробировать данный курс.

Теоретико-методологическую основу исследования составили:

- системный подход как методология научного познания (П.К.Анохин,

B.Г.Афанасьев, И. В. Блауберг, В. Н.Садовский, Э.Г. Юдин); системный подход к педагогическим процессам (М.С. Каган, В.В. Краевский, И.Я.Лернер, Л .Я. Зорина);

- психологические теории мышления, памяти, внимания (Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, В.П. Зинченко, А.Н. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн, Н.И. Чуприкова, М.А. Холодная, Ж. Пиаже, Р. Солсо);

- теория структуры и содержания обучения, в том числе обучения информатике (B.C. Леднев, А.А. Кузнецов, М.В. Рыжаков, Ю.К. Бабанский); исследования, раскрывающие основные направления развития образовательной информатики (С.А. Бешенков, К.К. Колин, А.А. Кузнецов,

C.С.Лавров, В.В. Лаптев, B.C. Леднев, С.М. Окулов, А.Я. Фридланд, Г.С. Цейтин, М.В. Швецкий);

- концепции углубленного и профильного обучения информатике (Т.Б. Захарова, А.Г. Каспаржак, А.А. Кузнецов, З.А. Семенова, Л.О. Филатова);

- работы по совершенствованию методической системы обучения информатике (С.А. Бешенков, С.Г. Григорьев, Т.А. Кувалдина, М.П. Лапчик, В.Ю. Лыскова, Н.В. Матвеева, М.А. Плаксин, Е.А. Ракитина, Н.И. Рыжова, И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер, С.А. Христочевский);

- работы, раскрывающие особенности применения различных структур данных при решении задач в информатике (Н. Вирт, Де Мерс, В.Д. Далека,

А.С. Деревянко, Ю.К. Королев, О.Г. Кравец, JI.A. Рейнгольд, JT.E. Тимановская, Г.Г. Чоговадзе);

- работы по проблемам оценки образовательных достижений обучаемых (Ю.К. Бабанский, М.И. Грабарь, И .Я. Лернер, А.Н. Тубельский).

Методы исследования определялись его целями, базовыми концепциями, задачами конкретного этапа и включали в себя: изучение и анализ психолого-педагогической, научной и методической литературы по проблематике исследования; анализ нормативных документов и программ курса информатики; изучения опыта преподавания информатики в школе и вузе; педагогические эксперименты; опросы и анкетирование обучающихся и преподавателей; экспертные оценки; наблюдение за ходом учебного процесса и деятельностью обучаемых; методы педагогической диагностики и статистической обработки результатов экспериментов.

Опытно-экспериментальная база исследования. Опытно-экспериментальная работа проводилась в ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет» с 2002 по 2007 годы. В исследовании принимали участие преподаватели и студенты института дистанционного образования, института экономики и управления производством, Мичуринского государственного педагогического института, школьники ряда подшефных школ ТГТУ. Общее число участников эксперимента - 240 человек. Исследование проводилось поэтапно, начиная с 2002 года.

Этапы исследования.

Первый этап (2002-2003) - подготовительно-аналитический. По материалам научно-педагогических и учебно-методических изданий изучалось состояние проблемы. Анализировались содержание и методика обучения информатике и различные подходы к их модернизации. Проводились наблюдения за деятельностью обучаемых на занятиях информатики и выявлялись основные затруднения, возникающие у обучаемых при выполнении учебных заданий. Исследовались различные способы систематизации информации и особенности применения структур данных, изучаемых в информатике.

Второй этап (2003-2006) - поисково-практический. Уточнялся понятийный аппарат и конкретизировались формулировки определений терминов, относящихся к теме исследования. Разрабатывалось и апробировалось содержание модуля «Введение в ГИС» и определялись методические подходы к его преподаванию. Разрабатывались и апробировались учебные, тренировочные и тестовые задания для дидактической поддержки изучения вопросов систематизации информации и структурирования данных. Разрабатывались программы элективного курса «Основы систематизации информации и структурирования данных» и спецкурса «Структуры данных в информатике». Планировался и проводился формирующий эксперимент по внедрению курсов в учебный процесс.

Третий этап (2006-2007) - экспериментальный. На данном этапе проводилась экспериментальная проверка эффективности разработанных методических подходов, а также соответствия разработанных курсов основным тенденциям развития информатики, потребностям и возможностям обучаемых. Проверялась достоверность выдвинутой гипотезы. Обобщались результаты практики преподавания. Проводился качественный и количественный анализ полученных результатов на основе статистической обработки данных тестирований и анкетирования обучаемых. Оформлялись результаты диссертационного исследования.

Научная новизна н теоретическая значимость исследования:

- определены пути реализации фундаментального принципа двойного вхождения В.С.Леднева применительно к вопросам изучения основ систематизации информации и структурирования данных в общеобразовательном курсе информатики;

- выявлены теоретические основы изучения структур данных и методов систематизации в различных разделах курса, в контексте которых предложены и обоснованы уточнения формальных определений понятий: «систематизация информации», «структура данных», «формат данных», «тип данных», отвечающих целям и задачам общеобразовательного курса информатики.

Практическая значимость исследования:

- разработано и теоретически обосновано содержание элективного курса «Основы систематизации информации и структурирования данных»; определены и апробированы формы и методы его преподавания; отобрана совокупность задач, как основного дидактического средства данного элективного курса;

Положения, выносимые иа защиту: 1. Целостность восприятия и системность знаний обучаемых в области назначения, методов и средств систематизации информации могут быть достигнуты, если данные вопросы будут представлены в виде отдельного модуля, что позволит достаточно полно, всесторонне и на единой методологической базе раскрыть существенные для учебного курса информатики вопросы систематизации информации и структурирования данных.

2. Методологической основой изучения вопросов систематизации информации является системный подход. Систематизация раскрывается через "организацию", "форму", "структуру", что дает возможность при изучении различных информационных технологий применять единый понятийный аппарат, что, в свою очередь, способствует более строгому и точному употреблению в учебном процессе таких терминов как "систематизация информации", "структура данных", "тип данных", "формат данных" и др.

3. Внедрение в учебную практику разработанных содержания и методики обучения систематизации и структурированию информации позволяет:

- оптимизировать распределение учебного времени за счет устранения дублирования сходных вопросов в различных разделах курса;

- повысить уровень сформированное^! у обучаемых умения осознанно и целесообразно работать с большими объемами разнородной информации;

- включить в курс информатики знакомство с перспективными разработками в области ИТ, связанными с обработкой больших объемов разнородных данных (геоинформационные системы, пространственно распределенные данные и т.п.), на единой теоретической базе с такими разделами курса, как представление информации в компьютере, структуры данных в программировании, базы данных, файловая система и т.п.

4. На начальном этапе реализацию разработанных содержания и методики целесообразно апробировать в рамках элективного курса, расширяющего содержание базового уровня старшей ступени общеобразовательной школы.

Апробация результатов исследования осуществлялась через публикации в центральной и местной печати (по материалам исследования опубликовано 12 работ), участие в научно-практических конференциях регионального и всероссийского уровня (Москва, Санкт-Петербург, Тамбов, Борисоглебск, Бургас). Внедрение результатов исследования осуществлялось в процессе обучения информатике в Тамбовском государственном техническом университете, Мичуринском государственном педагогическом институте, Новолядинской СОШ (Тамбовская область).

Достоверность и обоснованность основных положений и выводов исследования обусловлены теоретической обоснованностью базовых положений исследования и практической реализацией разработанной методики обучения систематизации и структурированию информации; опорой основных положений на достижения педагогической науки; соблюдением логики системного подхода; рациональным сочетанием теоретических и эмпирических методов исследования, адекватных его целям и задачам; количественным и качественным анализом результатов проведенного опытно-экспериментального исследования.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка источников, приложений.

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

ВЫВОДЫ

1. Элективный курс «Основы систематизации информации и структурирования данных» призван компенсировать «пробелы», которые в настоящее время есть в общеобразовательном курсе информатики. Они связаны бессистемностью отражения в курсе методов и средств систематизации и структурирования информации.

2. В качестве основных методов обучения целесообразно выбрать сочетание объяснительно-иллюстративного и эвристического методов с преобладанием последнего. Это возможно, поскольку определенный багаж знаний учащиеся получают в курсе информатики, а в рамках элективного курса происходит уточнение, обобщение и систематизация знаний. Реализация эвристических методов обучения в рамках курса возможна при тщательном подборе задач. Условия задач должны содержать избыточные и/или недостаточные данные; предполагать анализ, сравнение и сопоставление особенностей разным способам структурирования данных; «наводить мосты» между задачами, традиционно относящимися к разным разделам курса.

3.Внедрение элективного курса в учебный процесс показало, что учащиеся, прослушавшие элективный курс, более полно и всесторонне анализируют наборы данных задачи, точнее выбирают способ их наглядного представления; больше стремятся структурировать свои действия и лучше умеют это делать; умеют выбирать оптимальные для задачи способы структурирования данных и обосновывать свой выбор.

4. Проведенные опросы, анкетирование и тестирование свидетельствуют о низком (в среднем) уровне владения выпускников школ методами систематизации и структурирования информации, что во многом мешает им успешно осваивать вузовский курс информатики. Реализация спецкурса «Структуры данных в информатике» позволяет компенсировать пробелы в знаниях и способствует формированию системного подхода к решению задач, связанных с обработкой данных различного вида и структуры.

5. Чтобы основы систематизации информации были включены в общеобразовательный курс информатики как полноценный учебный модуль, необходимо проведение специальных исследований, которые позволят отразить в курсе не только типовые методы и средства систематизации информации и структурирования данных, но и выявить закономерности, общие для различных видов систематизации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Было выявлено, что вопросы систематизации и структурирования информации в условиях возрастания объема информационных ресурсов и усложнения структур данных приобретают важное значение и для курса информатики, и для развития общеучебных навыков работы с информацией. В то же время знакомство с этими вопросами не носит системный характер, в результате чего у обучаемых не формируется целостного представления об основах систематизации информации.

2. На основе проведенного анализа психолого-педагогической, методической литературы и нормативных актов был отобран круг вопросов, входящих в содержание курса информатики и относящихся к видам, методам и средствам систематизации информации. Объединение данных вопросов на содержательном и методическом уровнях в самостоятельный модуль позволит:

- более полно, глубоко и с единых позиций раскрыть проблемы организации больших массивов разнородной информации в таких областях информатики, как представление информации в компьютере, программное обеспечение и интерфейс программ, базы данных и СУБД, структуры данных в программировании, организация файловой системы, цифровые карты и геоинформационные системы, организация сетевых ресурсов и разработка сайтов;

- обеспечить понимание обучаемыми назначения и роли структурирования данных при решении задач;

- систематизировать знания обучаемых о закономерностях, моделях, методах систематизации и структурирования информации;

- обеспечить приобретение учащимися опыта анализа различных структур данных, выбора структуры, адекватной условиям решаемой задачи, и работы с разными структурами.

3. Одним из основных затруднений, мешающих сформировать у обучаемых системный взгляд на проблемы систематизации информации, является неоднозначность, расплывчатость, неточность понятийного аппарата. Чтобы устранить это затруднение, требуется уточнение формальных определений таких понятий, как «структура данных», «тип данных», «формат данных», «систематизация информации».

4. Образовательный стандарт по информатике обуславливает крайне напряженный учебный план. Практически нет резерва учебного времени, чтобы апробировать предложения по внедрению модуля, раскрывающего основы систематизации информации, в общеобразовательный курс. В силу этого на первом этапе представляется целесообразным реализация разработанного модуля в виде элективного или спецкурса, в рамках которых были бы апробированы предлагаемые содержание и методика. Разработанные элективный курс «Основы систематизации информации и структурирования данных» и спецкурс «Структуры данных в информатике» были внедрены в учебную практику и подтвердили свою состоятельность.

5. Одним из базовых положений методики обучения в рамках элективного курса является целенаправленное знакомство с оптимальными способами и особенностями организации информации при решении учебных задач с помощью различных ПС. Результаты внедрения элективного курса подтверждают, что он способствует формированию у обучаемых указанных умений.

6. Было обосновано, что в содержание элективных курсов можно «безболезненно» ввести изучение новых, перспективных способов структурирования данных. В частности, в содержание элективного курса включены вопросы ГИС-технологий, наиболее объемно демонстрирующих возможности современных технических, программных и алгоритмических средств по представлению сложно организованных данных. Изучение этих вопросов проходило заинтересованно, обучаемые успешно решали типовые задачи ГИС и работали с цифровыми картами.

7. Анализ результатов внедрения элективных курсов показал, что необходима корректировка содержания общеобразовательного курса информатики, связанная с более полным, целостным и систематичным включением в него вопросов систематизации информации и структурирования данных. Результаты проведенного исследования позволили нам предположить, что, наряду с системным подходом, общей теоретической базой может быть теория кодирования и теория информационного моделирования. Но необходимы дополнительные исследования, которые бы позволили выявить и формализовать (применительно к общеобразовательному курсу) общие теоретические и методические закономерности систематизации информации в человеко-машинных системах.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Панфилова, Ольга Владимировна, Тамбов

1. Computing Curricula 2001: Computer Science (CC2001 Рекомендации по преподаванию информатики в университетах). Электронный ресурс. Internet: http://se.math.spbu.ru/cc2001.

2. Абчук В.А. Интенсификация: принятие решений: Научно-практическое пособие для руководителей / В.А.Абчук, В.А.Бункин. Л.: Лениздат, 1987.- 174 с.

3. Авксентьева Е.Ю. Развитие информационно-коммуникационной компетентности учащихся военных училищ через систему элективных курсов. Автореферат к.п.н. / Е.Ю. Авксеньева. СПб., 2006,20 с.

4. Аладьев В.З. Основы информатики. Учебное пособие. Издание 2-е, переработанное и дополненное/В.З. Аладьев, Ю.Я.Хунт, М.Л.Шишаков. -М.: Информационно-издательский дом «Филинъ», 1999. 544 с.

5. Анохин П.К. Философские аспекты теории функциональной системы // Избранные труды / П.К. Анохин М.: Наука, 1978. - 400 с.

6. Аношкин А.П. Основы моделирования в образовании / А.П. Аношкин. -Омск: Изд-во ОмГПУ, 1998. 144 с.

7. Афанасьев В.Г. Системность и общество. / В.Г. Афанасьев. М.: Политиздат, 1980 г.

8. Беспалов П.В. Программирование на языке Ассемблер / П.В. Беспалов, С.В. Горин, С.М. Коновалов. М.: Высшая школа, 1993. - 191 с.

9. Бешенков С.А. Программы профильных курсов по информатике и ИКТ (10-11 классы) / С.А. Бешенков, Е.А. Ракитина // Программы для общеобразовательных учреждений: Информатика. 2-11 классы. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2005. - 380 е.; с. 232-291.

10. БлаубергИ. В. Системный подход: в системной науке: проблемы методологии системного исследования / И.В. Блауберг, В.Н. Садовский, Э.Г. Юдин М.: Мысль, 1970.

11. Блауберг И.В. Становление и сущность системного подхода. Большая советская энциклопедия Электронный ресурс. / И.В. Блаубург, Э.Г.

12. Юдин. 1999. Internet: http://www.rubricon.com/ partner.asp?aid= {EDIA4E5E-3A3C-4A64-9492-4D09FB7CA52C}&ext=0 Загл. с экрана.

13. Борковский А. Б. Англо-русский словарь по программированию и информатике (с толкованиями) / А.Б. Борковский. М.: Московская международная школа переводчиков, 1992. - 335 с.

14. Бургин М. Проблемы преподавания основ информатики / М. Бургин. // Информатика и образование. 1987. - № 4. - С. 17-19.

15. Вайнер Р. С++ изнутри / Р. Вайнер, Л. Пинсон. Киев: «ДиаСофт», 1993. - 304 с.

16. Введение в абстрактные структуры Электронный ресурс.: Internet: http://algolist.manual.ru/ds/ Название с экрана.

17. Беликов К. БД-мания, или Заметки о структурировании информации. / К. Беликов Электронный ресурс.: Internet: http://www.kinnet.ru/cterra/356/36/html Загл. с экрана.

18. Вирт Н. Алгоритмы + данные = программы / Н. Вирт. М.: Мир, 1985. -406 с.

19. Вклад Л.В. Занкова в развитие психолого-педагогической мысли. Электронный ресурс. / Internet:http://www.zankov.ru/artical.http Загл. с экрана.

20. Воройский Ф.С. Информатика. Новый систематизированный толковый словарь-справочник (Вводный курс по информатике и вычислительной технике в терминах)/Ф.С.Воройский. -М.:«Изд-во Либерея»,2001 536с.

21. Гадамер Х.-Г. Истина и метод: Основы философской герменевтики / X.-Г. Гадамер. М.: Мир, - 1988. - 229 с.

22. Гальперин П.Я. Введение в психологию: Учебное пособие. /П.Я. Гальперин М., 2000. - 330 с.

23. Гальперин П.Я. К исследованию интеллектуального развития ребенка / П.Я. Гальперин //Вопросы психологии. 1969. - №1. - С.15-25.

24. Гальперин П.Я. Послесловие к книге Дж. Флейвелл. Генетическая психология Ж.Пиаже / П.Я. Гальперин, Д.Б. Эльконин. М.: Изд-во, 1967.-615 с.

25. Глоссарий компьютерных терминов Электронный ресурс. Internet: http://glossary.ru/cgi-bin/glsch2.cgi7RRywzqyzw:!kgtt:) Загл. с экрана.

26. Грабарь М. И. Применение математической статистики в педагогических исследованиях. / М.И. Грабарь, К.А. Краспанская М.: Педагогика, 1977.-304 с.

27. Грабарь М.И. Применение вероятностных процессов и факторного анализа в педагогике и психологии / М.И. Грабарь // Научно-техническая информация. Сер. 2. Информационные процессы и системы. 1997. № 7. С.1-11.

28. Далекса В.Д. Модели и структуры данных / В.Д. Далека, А.С. Деревянко, О.Г. Кравец, JI.E. Тимановская Харьков: ХГПУ, 2000-241 с. Электронный ресурс.: Internet:http://khpi-iip.mipk.kharkiv.edu/library/ datastr/ book/index.html.

29. Дейнеко С.В. Методика обучения информатике учащихся вузов / С.В. Дейнеко // ИНФО. 2000. № 4. С. 94-96.

30. Дейт, К. Дж. Веление в системы баз данных / К.Дж. Дейт. М.: Издательский дом «Вильяме», 2005. - 1328 с.

31. ДеМерс, М. Н. Географические Информационные Системы. Основы / М.Н. ДеМерс. М.: Дата+, 1999. - 489 с.

32. Дидактика средней школы / Под ред. М.Н. Скаткина. М.: Просвещение, 1982. - 319 с.

33. Дмитриева М.В. Элементы современного программирования / М.В.Дмитриева, А.А. Кубенский. СПб.: Изд-во С.-Петербургского университета, 1991. - 272 с.

34. Дьячковский, Г.Е. Спецкурс «Основы географических информационных систем» / Г.Е. Дьячковский, В.Д. Николаева, О.Э. Татарникова. Якутск Электронный ресурс.: Internet: http://www.ito.Su/2002/II/l/II-l-432.html

35. Захарова Т.Б. Профильная дифференциация обучения информатике на старшей ступени школы. / Т.Б. Захарова М.: Межд. центр научной и технич. инф., 1997. - 212 с.

36. Захарова Т.Б. Профильная дифференциация обучения информатике на старшей ступени школы. / Т.Б. Захарова. Автореф. дисс. д.п.н. М., 1997. -42 с.

37. Зорина Л.Я. Дидактические основы формирования системности знаний старшеклассников. / Л.Я. Зорина М.: Педагогика, 1978. - 128 с.

38. Зорина Л.Я. Системность качество знаний / Л.Я. Зорина. - М., «Знание», 1976. - 64 с.

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

40. Иванников АД. Геоинформатика / АД. Иванников, В.П. Кулагин, А.Н. Тихонов и др. -М.: МАКС-Пресс, 2001. 349с.

41. Иванов А.П. Использование тестов для повышения системности знаний учащихся по математике / А.П.Иванов, Ю.Ф.Фоминых Пермь: Изд-во Перм. ун-та, 1999.

42. Иванова Л.А. Активизация познавательной деятельности учащихся при изучении физики / Л.А. Иванова. М.: Просвещение, 1983. - 160 с.

43. Информатика (Методы экспертных оценок, ранговая корреляция, конкордация, многокритериальная оптимизация, однофакторныйдисперсионный анализ): Метод, указания. В 5 ч. Тамбов: Изд-во ТГТУ, 4.4. 1996. 63 е., 4.5.1998.40 с.

44. Информатика / А.Г. Гейн, Е.В. Линецкий, М.А. Сапир, М.Ф. Шолохович. М.: Просвещение, 1994.

45. Информатика в понятиях и терминах / Г.А. Бордовский, В.А. Ивозчиков, Ю.В. Исаев, В.В. Морозов. М.: Просвещение, 1991.

46. Информатика: Базовый курс / Под ред. С.В. Симоновича СПб.: Питер, 2002.-640 с.

47. Информатика: Учебник для студентов, преподавателей вузов по дисциплине "Информатика" / Под ред. Н.В.Макаровой. М.: Финансы и статистика, 1998. - 768с.

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

49. Кагаловский М.Р. Перспективные технологии информационных систем. / М.Р. Кагаловский М: ДМК Пресс; М.: Компания АйТи, 2003. - 288 с.

50. Каган М.С. Системный подход и гуманитарные знания. / М.С.Каган Л.: Изд-во ЛГУ, 1991.-384 с.

51. Камалов P.P. Логико-структурная модель как средство адаптации учебных программ пропедевтического и базового курса информатики к инварианту образовательной области. Автореферат к.п.н. / P.P. Камалов. -Омск, 1999.- 18 с.

52. Каменский Я. А. Избранные педагогические сочинения / Я.А. Каменский. М., 1955. - 287 с.

53. Каракозов С.Д. Направления развития содержания специализированной подготовки учителя информатики в контексте модернизации образования. / С.Д. Каракозов, Н.И. Рыжова // Ученые записки. Вып. 17. Сборник научных трудов. М.: ИИО РАО, 2005.

54. Каспаржак А.Г. Проблема выбора: элективные курсы в школе. / А.Г. Каспаржак-М.: УЦ Перспектива, 2004. 160 с.

55. Клетков IO.JI. Введение в системное программирование на языке Ассемблера ЕС ЭВМ / IO.JI. Кетков, B.C. Максимов, А.Н. Рябов. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1982. -264 с.

56. Когнитивная психология / Под ред. В.Н. Дружинина, Д.В. Ушакова. -М.: Пер. СЭ, 2002.-480с.

57. Колин К.К. Информатика сегодня и завтра / К.К. Колин // Информационные технологии. 2000. № 1. С. 2-8.

58. Колин К.К. Концепции содержания образования образовательной области «Информатика» в двенадцатилетней школе / К.К. Колин. М., 2002. - 32 с.

59. Колин К.К. О структуре и содержании образовательной области "Информатика" / К.К. Колин // ИНФО. 2000. № 10. С. 5-10.

60. Концепция национальной образовательной политики Российской Федерации // Народное образование. XXI век. 2007.- № 1. - С. 253-264.

61. Королёв Ю.К. Статьи, лекции, доклады по проблемам геоинформатики / Ю.К. Королев // Модели данных, структуры данных, форматы данных для пространственной информации в ГИС «Дата+», 2000. - С. 3-20.

62. Кравцова АЛО. Развитие содержательных линий базового курса информатики в общеобразовательной школе на основе анализа опыта Великобритании. Автореферат к.п.н. М., 1998. 22 с.

63. Краевский В.В. Проблемы научного обоснования обучения / В.В. Краевский. М.: Педагогика, 1977. - 256 с.

64. Красилов А.А. Информация, знание и информатика: концептуальные аспекты / А.А. Красилов. М.: «Галактика», 2005. Электронныйресурс.: Internet: http://www.intellsyst.ru/publications/ (Заглавие с экрана).

65. Кувалдина Т.А. Избранные лекции по методике преподавания информатики. / Т.А. Кувалдина Волгоград: Перемена, 1999.- 76 с.

66. Кувалдина Т.А. Основные понятия информатики: Тезаурус. / Т.А. Кувалдина Волгоград: Перемена. 1996. - 107 с.

67. Кузнецов А.А. О концепции содержания образовательной области "Информатика" в 12-летней школе // ИНФО. 2000. № 7. С. 2-7.

68. Кузнецов А.А. О разработке стандарта школьного образования по информатике / А.А. кузнецов // ИНФО. 1994. № 1.

69. Кузнецов А.А. Современный курс информатики: от элементов к системе/ А.А. Кузнецов, С.А. Бешенков, Е.А. Ракитина // Информатика и образование. 2004. № 1. С. 2-8; № 2. С. 2-6.

70. Кузнецов А.А. Развитие методической системы обучения информатике в средней школе. Автореф. дис. д.п.н. М., 1988.

71. Кузнецов А.А. Система понятий общеобразовательного курса информатик (концептуальная модель знаний) / А.А. Кузнецов, Т.А. Кувалдина // Информатика и образование. 2000. - № 7. - С. 1-9.

72. Кузнецов А.А. Системообразующая роль информатики в содержании школьного образования / А.А. Кузнецов, С.А. Бешенков, В.Ю. Лыскова, Е.А. Ракитина// Стандарты и мониторинг. 2000. № 1. С. 43-47.

73. Кузьмина Н.В. Методы системного педагогического исследования. / Н.В. Кузьмина Л.: Изд-во ЛГУ, 1980. - 242 с.

74. Кушниренко А.Г. 12 лекций о том, для чего нужен школьный курс информатики и как его преподавать. Методическое пособие. / А.Г. Кушниренко, Г.В. Лебедев. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2000. -464 с.

75. Лавров С.С. Проект плана-программы по специальности «Информатика и системное программирование» / С.С.Лавров, А.О. Слисенко, Г.С. Цейтин // Микропроцессорные средства и системы. 1985. - № 4. - С. 20-28.

76. JIann Д. Искусство помнить и забывать / Д. Лапп. СПб.: Питер, 1995. -216 с.

77. Лаптев В.В. Методическая система фундаментальной подготовки в области информатики: теория и практика многоуровневого педагогического университетского образования / В.В. Лаптев, М.В. Швецкий. СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского университета, 2000. -508 с.

78. Лапчик М. П. Методика преподавания информатики: Учеб. пособие для студ. пед. вузов / М.П. Лапчик, И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер / Под общ. ред. М. П. Лапчика. М.: Изд. центр «Академия», 2001.

79. Леднев B.C. Содержание образования: сущность, структура, перспективы. / B.C. Леднев М.: Высшая школа, 1991. - 314 с.

80. Леднев B.C. Состояние и перспективы развития курса информатики в общеобразовательной школе / B.C. Леднев, А.А. Кузнецов, С.А. Бешенков С.А. // ИНФО. 1998. № 3. С. 76-78.

81. Леднев B.C. О теоретических основах содержания обучения информатике в общеобразовательной школе / B.C. Леднев, А.А. Кузнецов, С.А. Бешенков С.А. // ИНФО. 2000. № 2. С. 13-16.

82. Леднев В. С. Научное образование: развитие способностей к научному творчеству / B.C. Леднев. М.: МГАУ, 2002. - 200 с.

83. Леонтьев А.Н. Деятельность. Сознание. Личность. / А.Н. Леонтьев М.: Политиздат, 1975. - 304 с.

84. Леонтьев А.Н. Лекции по общей психологии / А.Н. Леонтьев / Под ред. Д.А. Леонтьева, Е.Е. Соколовой. М.: Смысл, 2000. - 511 с.

85. Лернер И.Я. Качество знаний учащихся. Какими они должны быть? / И.Я. Лернер. М.: Знание, 1978. - 112 с.

86. Ломов Б.Ф. Вопросы общей, педагогической и инженерной психологии / Б.Ф.Ломов. М.: Педагогика, 1991. - 296 с.

87. Лыскова В.Ю. Учебные задачи в курсе информатики / В.Ю. Лыскова, Е.А. Ракитина // ИНФО. 1998. № 4. С. 49-55. № 5. С. 73-82.

88. Лыскова В.Ю. Применение логических схем понятий в курсе информатики / В.Ю. Лыскова, Е.А. Ракитина // ИНФО. 2000. № 1. С. 3238.

89. Магазанник В.Д. Структурирование информации человеком при принятии решений / А.Г. Магазанник // Психологический журнал. -1997. Т. 18. № 1.-С. 90-102.

90. Маклаков А.Г. Общая психология / А.Г. Маклаков. — СПб.: Питер, 2002. — 592 с.

91. Матвеева Н.В. Методика формирования системно-информационной картины мира на уроках информатики в среднем звене общеобразовательной школы. Дисс. к.п.н. / Н.В. Матвеева М., 1997.

92. Матвеева Н.В. Гуманизация образования и школьная информатика / Н.В. Матвеева // Стандарты и мониторинг. 2000. № 3. С. 17-24.

93. Математический энциклопедический словарь / Гл. ред. Ю.В. Прохоров. -М.: Сов. энциклопедия, 1988. 847 с.

94. Миракова Т.Н. Гуманитаризация школьного математического образования (методология, теория, практика). / Т.Н. Миракова М.: ИОСО РАО, 2000. - 398 с.

95. Миракова Т.Н. Дидактические основы гуманитаризации школьного математического образования. Автореферат д.п.н. / Т.Н. Миракова М., 2001.- 53 с.

96. Михеев В.И. Моделирование и методы теории измерений в педагогике. / В.И. Михеев М.: Высшая школа, 1987. - 200 с.

97. Мордкович А.Г. Профессионально-педагогическая направленность специальной подготовки учителя математики в педагогическом институте. / А.Г. Мордкович. Автореферат д. п. н. М., 1986. - 46 с.

98. Немов Р.С. Психология: в 3-х кн. / Р.С. Немов. М.: Просвещение, ВЛАДОС, 1995.- Т. 1.- 576 е.; Т. 2.-496 с.

99. Общая психология / Под ред. А.В. Петровского;. М.: Просвещение, 1977.-479 с.

100. Ожегов С.И. Словарь русского языка / Под ред. чл.-корр. АН СССР НЛО. Шведовой. 18 изд., стереотип. М.: Рус. яз., 1987. - 797 с.

101. Оконь В. Введение в общую дидактику / В. Оконь. М.: Высшая школа, 1990.- 182 с.

102. Окулов С. М. Когнитивная информатика / С.М. Окулов. Киров: Изд-во ВятГГУ, 2003.

103. Окулов С.М. Развитие интеллекта школьника как принцип организации синергетической среды обучения информатике. Автор. д.п.н. / С.М. Окулов. М., 2004. - 54 с.

104. Песталоцци И. Г. Избранные педагогические произведения / И.Г. Песталоцци. -М., 1963. -Т. 2. 175 с.

105. Пиаже Ж. Психогенез знаний и его эпистемологическое значение / Ж. Пиаже // Семиотика: Антология /Сост. Ю. С. Степанов. М.: Академ-Проект, Екатеринбург: Деловая книга, 2001.

106. Пинаев В. Н. Методика организации и проведения творческих соревнований по информатике. Автореф. дисс. к. п. н. / В.Н. Пинаев -Ярославль, 2001. 18 с.

107. Плаксин М.А. "Информатика и системология" "пермская версия" сквозного курса информатики с 1-го по 11-ый класс / М.А.Плаксин. 2004 г. Электронный ресурс.: Internet: http://pgu.perm.su - Загл. с экрана.

108. Плаксин М.А. Безмашинная обработка информации в школьном курсе информатики / М.А.Плаксин. 2004 г. Электронный ресурс.: Internet: http://pgu.perm.su Загл. с экрана.

109. Примерная программа основного общего образования по информатике и информационным технологиям // Программы для общеобразовательных учреждений: Информатика. 2-11 классы. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2005. - 380 е.; с. 108-125.

110. Примерная программа среднего (полного) общего образования по информатике и информационным технологиям // Программы дляобщеобразовательных учреждений: Информатика. 2-11 классы. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2005. - 380 е.; с. 126-152.

111. Программы по информатике. Элективные курсы. Электронный ресурс.: Internet: http://www.gmcit.murmansk.ru /text/informationscience /program /sbornikelcurs.htm Загл. с экрана.

112. Пролеткин И.В. ГИС и средняя школа. / И.В. Пролеткин. Электронный ресурс.: Internet: http://www.sgu.ru/ogis/gisotd/publ8.htm.

113. Ракитина Е.А. Основы концепции непрерывного курса информатики. / Е.А.Ракитина М.: Образование и информатика. 2002. - 70 с.

114. Ракитина Е.А. Построение методической системы обучения информатике на деятельности ой основе / Е.А. Ракитина. Дисс. докт. пед. наук. М., 2002.-487 с.

115. Ракитина Е.А. Формирование у учащихся умений принятия решений на уроках информатики /Е.А. Ракитина Дисс. к.п.н. Тамбов, 1997 - 343 с.

116. Региональный стандарт общего среднего образования по информатике / Под ред. А.В. Могилева. Воронеж: Изд-во ВГПУ, 2005. - 14 с.

117. Рейнгольд Л.А. Структурирование информации. Системный подход / Л.А. Рейнгольд. М.: Наука, 2004.

118. Рубашкин В.Ш. Представление и анализ смысла в интеллектуальных информационных системах / В.Ш. Рубашкин. М.: Наука, 1989. - 311 с.

119. Рубинштейн С.Л. Основы общей психологии. М.,1940. 289 с.

120. Рубинштейн С.Л. О мышлении и путях его исследования / С.Л. Рубинштейн. М., 1958. - 720 с.

121. Рубинштейн С. Л. Бытие и сознание. Человек и мир. / С. Л. Рубинштейн СПб.: Питер, 2003.

122. Рыжаков М.В. Государственный образовательный стандарт основного общего образования (Теория и практика). / М.В. Рыжаков М.: Педагогическое общество России, 1999. - 544 с.

123. Рыжаков М.В. Образование как сложная нелинейная открытая самоорганизующаяся система / М.В. Рыжаков // Стандарты и мониторинг. 2000. № 1. С. 48-57.

124. Рыжова Н.И. Развитие методической системы фундаментальной подготовки будущих учителей информатики в предметной области. Автореф. дисс. д.п.н. / Н.И. Рыжова С.-Пб., 2000. - 43 с.

125. Садовский В.Н. Смена парадигм системного мышления / В.Н. Садовский // Общеметодологические проблемы системных исследований. М.: Эдиториал УРСС, 1999.

126. Симоненко Ю.А. Психология и педагогика: Учеб. пособ. для вузов. ЛО.А.Симоненко. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001.-277 с.

127. Семакин И.Г. О системном подходе к разработке регионального стандарта по информатике и его реализации в Пермской области / И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер // Педагогическая информатика. 1998.№ 1.С. 22-30.

128. Семакин И.Г. Преподавание базового курса информатики в средней школе. Методическое пособие. / И.Г. Семакин, Т.Ю. Шеина М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2000. - 496с.

129. Семенов А.Л. Информатика в российской средней школе. Доклад на пленарном заседании II Международного конгресса ЮНЕСКО

130. Образование и информатика" / A.J1. Семенов // Информатика и образование. 1996. - № 3. - С. 29-32.

131. Семенова З.В. Проблема отбора содержания дополнительного образования школьников в области информатики /З.В. Семенова Электронный ресурс.: Internet: http://univer.omsk.su

132. Сергиевский В. Информация и знание с позиций субъекта познания / В. Сергиевский // Alma mater. Вестник высшей школы. 1999. № 12. С. 2124.

133. Сиденко А. Эксперимент в школе: теория, практика, технология / А. Сидоренко // Народное образование. 2000. № 7. С. 97-101.

134. Словарь иностранных слов. 14-е изд., испр. М: Рус. яз., 1987. - 608 с.

135. Словарь терминов по информатике на русском и английском языках / Г.С. Жданова, Е.С. Колобродова, В.А. Полушкин. А.И. Черный. М.: Наука, 1971.-359 с.

136. Смольянинов А.В. Информатика фундаментальная и практичная / А.В. Смольянинов // Компьютерные инструменты в образовании. 2000. - № 1.-С. 25-28.

137. Солсо P.JI. Когнитивная психология / P.JI. Солсо. М.: Тривола, 1996. -600 с.

138. Софронова Н. В. Программно-методические средства в учебном процессе общеобразовательной школы. М.: ИИО РАО, 1998. - 178 с.

139. Суханова Т.П. Развитие понятийного мышления подростков на уроках истории. Автореферат к.псих.н. / Т.П. Суханова. Тамбов, 2005. - 25 с.

140. Тихомиров О. К. Психология мышления. / O.K. Тихомиров М.: Изд. центр «Академия», 2002.

141. Толковый словарь по вычислительной технике: более 50000 терминов / Пер. с англ. М.: Рус. ред., 1995. - 478 с.

142. Токтохоева Т.А. Приоритетные направления в ГИС образовании.// Материалы всероссийской конференции «Инфокоммунникационные и вычислительные технологии и системы». 4.1. Улан-Удэ: изд-во БГУ, 2003.- 2с./1.

143. Трифонова А.В. Принципы и критерии отбора методологического материала в содержании естественнонаучного образования. Автореферат к.п.н. / А.В. Трифонова. М., 2006. - 24 с.

144. Трубина И.И. Системный мониторинг качества образования как информационная основа управления общеобразовательным учреждением. Автореферат д.п.н. / И.И. Трубина М., 2005. - 34 с.

145. Тубельский А.Н. Формирование универсальных умений как условие реализации компетентностного подхода. / А.Н. Тубельский. 2004. Электронный ресурс.: Internet: http://method.krasnoyarsk.rcde.ru /getblob.asp?id=300000153

146. Уваров A.IO. Три стратегии развития курса информатики / А.Ю. Уваров // ИНФО. 2000. № 2. С. 27-34.

147. Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10-11 классов / Н.Д. Угринович. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003.-512 с.

148. Ушинский К. Д. Сочинения / К.Д. Ушинский. М.-Л., 1948- Т. 5.- 355 с.

149. Филатьева Л.О. Развитие преемственности школьного и вузовского образования в условиях введения профильного обучения в старшемзвене средней школы. Автореферат д.п.н. / И.О. Филатьева. М., 2005. -47 с.

150. Фрндланд А.Я. Информатика и компьютерные технологии: Основные термины: Толковый словарь / А.Я. Фридланд, JT.C. Ханамирова, И.А. Фридланд. М.: ООО «Изд-во Астрель»; 000«Изд-воАСТ»,2003. -272с.

151. Фридланд А.Я. Об уточнении понятия "информация" в информатике / А.Я. Фридланд // XI конференция-выставка "Информационные технологии в образовании": Сб. трудов участн. конф. В 5ч. Ч. 2. С. 34-35.

152. Фридланд А.Я. Развитие содержания обучения информатике в педагогическом вузе на основе интеграции синтаксического и семантического подходов к информационным процессам, системам, технологиям. Автореф. дисс. докт. пед. наук. / А.Я. Фридланд М., 2005.

153. Фролов Т.Д. Элементы информатики: Учеб. пособие для пед. ин-тов / Т.Д. Фролов, Э.И. Кузнецов. М.: Высшая шк., 1989. - 304 с.

154. Хамов Г.Г. Методическая система обучения алгебре и теории чисел в педвузе с точки зрения профессионально-педагогического подхода / Г.Г.Хамов СПб.: Рос. гос. пед. ун-т, 1993. - 142 с.

155. Холодная М.А. Когнитивные стили: О природе индивидуального ума / М.А. Холодная. М.: ПЕР СЭ, 2002. - 304 с.

156. Холодная М.А. Психология интеллекта: парадоксы исследования. / М.А. Холодная. Томск: Изд-во Том.ун-та. М.: Изд-во "Барс", 1997. - 392 с.

157. Хуторская JI.H. Информационная педагогика / JI.H. Хуторская. 2002. Электронный ресурс.: Internet: http://vAvw.eidos.ru/journal/2002/0825.htm Загл. с экрана.

158. Чоговадзе Г.Г. Инфорнация: информация, общество, человек / Г.Г.

159. Чоговадзе. М.: ООО Дата+, 2003. - 320 с. 164. Чуприкова Н.И. Умственное развитие и обучение. Психологические основы развивающего обучения / Н.И. Чуприкова. - М.: АО "Столетие", 1995.- 190 с.

160. Шафрин Ю.А. Программы профильного курса «Информатика и информационные технологии» (10-11 классы) / Ю.А. Шафрин // Программы для общеобразовательных учреждений: Информатика. 2-11 классы. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2005. - 380 е.; с. 343-380.

161. Шевырев А.В. Технология творческого решения проблем (эвристический подход) или книга для тех, кто хочет думать своей головой. Книга первая. Мышление и проблема. Психология творчества. / А.В. Шевырев - Белгород: "Крестьянское дело", 1995. - 210 с.

162. Шелепаева А.Х. Развитие понятия "информация" в базовом курсе информатики / А.Х Шелепаева // Сб. труд, участн. конф. ИТО-2000. В 4-х ч. Ч. II. М.: МИФИ, 2000. С. 49-50.

163. Шехтман Н.А., Шехтман Н.Э. Проблема представления знаний и гипертекст / Н.А. Шехтман, Н.Э. Шехтман // Научно-техническая информация. Серия 1. 2000. № 3. С. 6-9.

164. Элективные курсы в профильном обучении. Письмо Министерства образования Российской Федерации № 14-51-277/13 от 13.11.2003 Электронный ресурс.: Internet: http://wvyw.gmcit.murmansk.ru/text/ information science/profile/courses selective/letter.htm

165. Эльконин Д.Б. Избранные психологические труды: Проблемы возрастной и педагогической психологии / Д.Б. Эльконин / Под ред. Д.И. Фельдштейна. М., 1995. - 221 с.

166. Ярошевский М.Г. История психологии. / М.Г. Ярошевский М. Наука, 1985.-612 с.