Развитие методической системы обучения информатике студентов инженерных специальностей на основе объектно-ориентированного подхода к программированию

Ибраев, Рустам Рамазанович

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: Развитие методической системы обучения информатике студентов инженерных специальностей на основе объектно-ориентированного подхода к программированию

Автореферат

Автор научной работы: Ибраев, Рустам Рамазанович
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Москва
Год защиты: 2008
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Развитие методической системы обучения информатике студентов инженерных специальностей на основе объектно-ориентированного подхода к программированию"

На правах рукописи

Ибраев Рустам Рамазанович

□03448749

РАЗВИТИЕ .МЕТОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ СТУДЕНТОВ ИНЖЕНЕРНЫХ

СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ НА ОСНОВЕ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ПОДХОДА К ПРОГРАММИРОВАНИЮ

13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (информатика)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

1 8 ОПТ 2003

Москва-2008

003448749

Работа выполнена в Московском государственном университете технологий и управления

Научный руководитель: доктор педагогических наук, профессор

Жужжалов Валерий Евгеньевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Бубнов Владимир Алексеевич

кандидат педагогических наук Дунаева Наталья Владичевна

Ведущая организация: Самарский государственный

педагогический университет

Защита состоится «29» октября 2008 г. в 13°° часов на заседании диссертационного совета ДМ 850.007.03 при Московском городском педагогическом университете и Тульском государственном педагогическом университете им. JI.H. Толстого по адресу: 127226, г. Москва, ул Шереметьевская, д. 29, ауд. 311

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГПУ по адресу: 129226, Москва, 2-ой Сельскохозяйственный проезд, д. 4.

Автореферат разослан «_» сентября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор педагогических наук, профессор <

Гриншкун В.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы работы. В современном мире ключевую роль играют информационные процессы. Все существующие сегодня направления деятельности человека не могут не зависеть в той или иной степени от используемых информационных технологий. По этой причине информатика как наука о способах обработки, хранения и передачи информации становиться ключевой. Следовательно, повышается роль образования в области информатики. Середина 1980-ых годов точка начала внедрения информатики в сферу образования нашей страны. В то время информационно-вычислительные процессы изучались лишь в специализированных высших учебных заведениях. В наше время студенты практически всех высших учебных заведений изучают информатику.

Современный курс информатики является результатом исследований, отраженных в работах С. А Бешенкова, А.Г. Гейна, С.Г. Григорьева, А П. Ершова, В.Е Жужжалова, С.А. Жданова, А А. Кузнецова, Э.И. Кузнецова, А Г. Кушни-ренко, В В Лаптева, М.П. Лапчика, B.C. Леднева, В.Л. Матросова, Н.В. Макаровой, И.Г. Семакина, Е.К. Хеннера, М В. Швецкого и других

Одной из целей вузовского курса информатики является изучение программирования В связи с этим разделы, посвященные изучению программирования, являются важной неотъемлемой частью существующих курсов информатики. Как правило, изучение программирования преследует две основные цели - выработку алгоритмического мышления и формирование навыков решения конкретных задач по обработке информации Вопросы обучения программированию достаточно подробно изучены в работах Н. Вирта, Н.Г. Лебедева, H.H. Непейводы, И.В. Поттосина, И.Н. Скопина и др , постоянное развитие информационных и телекоммуникационных технологий требует совершенствования существующих методических систем обучения соответствующим разделам курса информатики

Постоянное совершенствование информационных технологий привело не только к появлению большого количества языковых средств кодирования алгоритмов, но и к довольно четкому формированию четырех основных способов разработки самих алгоритмов. Такие способы в специализированной литературе получили название парадигм программирования. Выделено четыре парадигмы: процедурная, объектно-ориентированная, логическая, и функциональная. Под такое разделение попадают все известные на сегодняшний день языки программирования Невозможно говорить о явных преимуществах какой-либо одной парадигмы перед остальными. Каждая из них, наряду с большим количеством положительных особенностей, имеет и свои отрицательные аспекты.

В определенной степени каждая из парадигм использовалась в качестве основы для обучения программированию.

Процедурная парадигма являлась основой обучения в большинстве курсов программирования Опыт этой работы отражен в работах таких исследователей, как: А.Г.Кушнеренко, А.П. Ершов, А.Г. Гейн, В.Е. Жужжалов, В М. Монахов и многих других.

Парадигма объектно-ориентированного программирования, близкая к процедурной нашла поддержку в работах Е.Г. Андросовой, В.Е.Жужжалова, Н Н Истоминой, Н Д. Угриновича и ряда других исследователей. Она имеет

ряд особенностей В частности, объектно-ориентированное программирование является развитием процедурного программирования, предполагает создание новых программ и приложений на основе объектов Этот подход характерен для процесса проектирования многих инженерных объектов Однако в литературе не описано использование объектно-ориентированного программирования как пропедевтики проектирования технических и технологических структур, недостаточно освещена и проблема разработки средств обучения информатике будущих инженеров на основе использования объектно-ориентированной парадигмы программирования.

Проблема настоящего исследования обусловлена противоречием между традиционным подходом к обучению информатике основанном на формировании алгоритмического мышления и навыков решения задач по программированию и потребностью освоения будущими специалистами деятельности по проектированию технических и технологических объектов, в развитии межпредметных связей курса информатики, создании необходимых средств обучения информатике.

Это противоречие обуславливает актуальность темы настоящего исследования

Объект исследования: процесс обучения информатике студентов инженерных специальностей высших учебных заведений.

Предметом исследования: является развитие методической системы обучения (определение A.M. Пышкало) информатике студентов инженерных специальностей вузов, основанное на использовании объектно-ориентированного подхода к программированию и учитывающее межпредметные связи курсов информатики, технических и технологических дисциплин

Цель исследования: состоит в развитии методической системы обучения информатике студентов инженерных специальностей вузов на основе применения объектно-ориентированного подхода с учетом межпредметных связей курсов информатики, технических и технологических дисциплин.

Гипотеза исследования состоит в следующем: если методическая система обучения информатике будет построена на основе объектно-ориентированного подхода, обеспечивающего взаимосвязь фундаментальных, технических и технологических профессионально-направленных и информационных знаний дисциплин учебного плана на информационно-пропедевтическом, учебно-исследовательском и учебно-проектном уровнях объектно-ориентированного подхода, то это позволит улучшить качество подготовки студентов вузов и способствует освоению будущими специалистами деятельности по проектированию технических и технологических объектов

В соответствии с целью и гипотезой поставлены следующие задачи исследования:

1. Изучить состояние проблемы и опыт обучения студентов инженерных специальностей вузов информатике на основе объектно-ориентированного подхода;

2. Выделить информационно-профессиональные содержательные линии, доминирующие в дисциплине «Информатика» системы подготовки инженеров;

3 Разработать и обосновать структуру объектно-ориентированного под-

хода в содержании курса информатики, выявить межпредметные связи информатики, технических и технологических дисциплин, входящих в подготовку будущего инженера;

4. Разработать комплекс лабораторных работ по информатике для студентов инженерных специальностей вузов на основе объектно-ориентированного подхода.

5. Провести эксперимент предложенного курса информатики

Теоретическую основу исследования составляют работы

- по основным направлениям развития современного информационного образования- В Е. Жужжалова, А.А. Кузнецова, И.Б. Готской, В.В. Лаптева, B.C. Леднева, Е.С. Полат, Е.А.Ракитиной, И В Роберт и др ;

- по использованию современных информационных технологий в высшем техническом образовании: В.Ф. Белова, П.К. Кузьмина, В А. Мартынюка, И.П. Норенкова, Б Я. Советова и др.;

- по дидактическому обеспечению лабораторных работ и курсовых проектов по техническим дисциплинам: П Г. Гузенкова, М.Н. Иванова, В.Н Кудрявцева, В.И. Николаева, П.И. Орлова;

- по проблемам фундаментальности и профессиональной направленности в вузе: О Н. Голубевой, А.О. Измайлова, А.И Наумова, Э В Майкова, Л В. Масленниковой, А Д. Суханова и др.;

- в области психологии, педагогики и методики высшей школы: В.И. Бай-денко, П.Ф. Кубрушко, С И. Архангельского, В.В. Давыдова, А.Н. Леонтьева, И.Я. Лернера и др ;

- по теоретическим и технологическим основам профессиональной подготовки специалистов. А П Денисова, А.О. Измайлова, В М. Никифоровой, А.Н Сергеева, Ю.М Соломенцева, С А Тихомирова и др.;

- по теории методологических подходов в педагогике и технике: В.В Гу-зеева М.С. Кагана, Н.В. Кузьмина, А Н Леонтьева, И Я Лернера и др.

Методологическую основу исследования составляют:

- выделение и структурирование информационных составляющих дисциплин учебного плана для их реализации в объектно-ориентированном подходе;

- обучение различным дисциплинам студентов вузов, в том числе технических, на основе объектно-ориентированного подхода как методическую систему, включающую цели, содержание, методы, формы и средства обучения;

- реализацию принципов преемственности и взаимосвязи фундаментальных, профессионально-направленных и информационных знаний и умений в процессе обучения на основе объектно-ориентированного подхода;

Научная новизна исследования состоит в том, что'

1. Обоснована необходимость развития методической системы, обучения информатике студентов инженерных специальностей вузов на основе использования объектно-ориентированного подхода, позволяющего повысить уровень информационно-профессиональной подготовки специалистов путем активизации межпредметных связей информатики, технических и технологических дисциплин;

2. Методическая система обучения студентов инженерных специальностей вузов на основе объектно-ориентированного подхода отражает взаимосвя-

зи циклов дисциплин с учетом интеграции фундаментальных, профессионально-направленных и информационных знаний и умений. Основными положениями формирования содержания курса информатики, основанном на объектно-ориентированном подходе, являются:

- содержание курса информатика формируется и реализуется на информационно-пропедевтическом, учебно-исследовательском и учебно-проектном уровнях объектно-ориентированного подхода;

- в содержании курса информатика выделены доминирующие информационно-профессиональные содержательные линии "алгоритм", "объект", "модель", "проект" реализованные на иерархических уровнях объектно-ориентированного подхода;

- отбор содержания и построение методики обучения курса информатики необходимо осуществлять с учетом ограниченного и распространенного принципов вхождения тематических модулей в содержательные линии "алгоритм", "объект", "модель", "проект", а именно: когда тематическая задача реализуется только в одной содержательной линии или последовательно в нескольких;

- учет в содержании курса информатика, взаимосвязи фундаментальных, профессионально-направленных и информационных знаний и умений;

- учебно-методический комплекс (на бумажных носителях и в электронной форме) для студентов вузов с алгоритмическим и модельным содержанием, включающего:

а) рабочие программы;

б) лабораторные практикумы;

в) содержание и методы проведения лекционных, лабораторных и практических занятий;

Все компоненты учебно-методического комплекса отражают взаимосвязь циклов дисциплин и строятся в соответствии с методической системой обучения информатике студентов вузов на основе объектно-ориентированного подхода;

3. Применение объектно-ориентированного подхода как основы построения методической системы обучения информатике, с учетом межпредметных связей курса информатики, технических и технологических дисциплин способствует освоению будущими специалистами деятельности по проектированию технических и технологических объектов.

Теоретическая значимость полученных результатов состоит в том, что они вносят вклад:

- в развитие теории информационно-профессиональной подготовки квалифицированных кадров на информационно-пропедевтическом, учебно-исследовательском образовательных уровнях объектно-ориентированного подхода и построения теоретической модели реализации методики обучения;

- в развитие теории отбора содержания учебного предмета методом выделения содержательных линий "алгоритм", "объект", "модель", "проект";

- в определение принципа ограниченного и распространенного вхождения тематических модулей в содержательные линии "алгоритм", "объект", "модель", "проект";

- в развитие методологических принципов обучения (непрерывности ин-

формационно-профессиопалыюго обучения, фундаментальности, профессиональной направленности, межпредметных связей);

- в формирование профессиональных навыков будущих инженеров.

Практическая значимость исследования заключается в развитии методической системы обучения информатике на основе объектно-ориентированного подхода и разработке и формированию учебно-методического комплекса по курсу информатики для студентов инженерных специальностей вузов

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Применение объектно-ориентированного подхода к программированию при формировании и развитии методической системы подготовки по информатике на основе использования межпредметных связей курса информатики, технических и технологических дисциплин, входящих в подготовку студентов инженерных вузов способствует становлению профессиональных навыков будущих инженеров;

2 Положение о необходимости использования принципа ограниченного вхождения тематических модулей в содержательные линии "алгоритм", "объект", "модель", "проект" при формировании содержания курса информатики на основе использования объектно-ориентированного подхода.

Достоверность результатов исследования обеспечивалась практическим внедрением методической системы обучения в учебном процессе представительства ГОУ ВПО МГУТУ в г Павловский Посад, и их программно-методической поддержки, соответствующих предмету исследования и поставленным задачам.

Организация и этапы исследования. В соответствии с поставленными задачами исследование проводилось в три этапа:

1-й этап - (2003-2004 гг) включал изучение и анализ Государственных стандартов высшего профессионального образования, квалификационных характеристик, учебных планов и программ, проведение анкетирования студентов и выявление у них уровня теоретических знаний по информационным (компьютерно-ориентированным) дисциплинам и умений их применять при решении профессиональных задач В результате работы был выявлен комплекс проблем в системе высшего образования, требующих пересмотра методики обучения информатике студентов. Выявлены межпредметные связи информатики, технических и технологических дисциплин

2-й этан - (2004-2006 гг) был посвящен развитию методической системы обучения информатике студентов инженерных специальностей вузов на основе объектно-ориентированного подхода с учетом выявленных межпредметных связей с техническими и технологическими дисциплинами, входящими в подготовку будущего инженера. Были определены этапы построения методической системы и основные принципы, лежащие в основе ее создания. В итоге разработана рабочая программа, содержание лекций, практических и лабораторных занятий с заданиями к ним на основе объектно-ориентированного подхода

3-й этап - (2006-2007 гг.) связан с проведением обучающего эксперимента по проверке выдвинутой гипотезы исследования и статистической обработке результатов эксперимента. Были опубликованы рабочие программы по

информатике с использованием объектно-ориентированного подхода для студентов инженерных специальностей вузов, учебные пособия, лабораторные практикумы. По материалам исследований были скорректирована методическая система обучения информатике на основе объектно-ориентированного подхода

Базой опытно-экспериментальной работы явилась кафедра "Системы управления" Московского государственного университета технологий и управления

Апробация и внедрение результатов исследований. За период 2003-2007 гг. теоретические и практические результаты докладывались и обсуждались на международных, межвузовских российских, региональных педагогических, научно-методических конференциях: «Роль государственных; образовательных стандартов в условиях реализации Болонской декларации»; XI Международная российско-итальянская научно-методической конференции МГУТУ, 2005; «Управление качеством обучения в системе непрерывного профессионального образования (в контексте Болонской декларации); XII Международная научно-методическая конференция. МГУТУ, 2006.

Результаты работы внедрены в учебный процесс представительства ГОУ ВПО МГУТУ в г. Павловский Посад, что подтверждено документально.

Структура диссертации Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении раскрывается актуальность темы, определяются объект, предмет, цель, гипотеза, задачи и методы исследования, описывается модель исследования, характеризуется его научная новизна, теоретическая и практическая значимость, уровень апробации исследования.

В главе 1 "Состояние проблемы обучения информатике" рассмотрены вопросы современного положения информационно-профессиональной подготовки квалифицированных кадров. Проведенный анализ степени реализации знаний, полученных при изучении компыотерно-ориен-тированных дисциплин (информатика, математическое моделирование) в других дисциплинах позволил констатировать тот факт, что потенциальные возможности информационно-профессиональной подготовки в практике преподавания реализуются не в полной мере

Проведено исследование программных средств информационных образовательных технологий для обучения информатике. Обосновано, что данные информационные образовательные технологии могут быть реализованы (в модульном исполнении) в составе объектно-ориентированного подхода.

В период с 1979-1999 годы были выполнено ряд исследований по теоретическим и практическим аспектам информатизации отечественного фундаментального и профессионально-направленного образования Последнее, главным образом, реализуется в школьном и вузовском курсе информатика. Е.И. Машбиц подробно исследовал психолого-педагогические проблемы компьютеризации системы образования, заложившие теоретические основы информатизации образования в целом. По мнению ученых, проводивших анализ этой про-

блемы, информатизация включает в себя три взаимосвязанных процесса:

- медиатизацию - процесс совершенствования средств сбора, хранения и распространения информации;

- компьютеризацию - процесс совершенствования средств поиска и обработки информации;

- интеллектуализацию - процесс развития способностей восприятия и порождения информации, то есть повышение интеллектуального потенциала общества.

Для построения методической системы обучения студентов вузов информатике на основе объектно-ориентированного подхода необходимо также выполнить анализ исследований в области преподавания естественнонаучных и общетехнических дисциплин в технических учебных заведениях. Он необходим, поскольку целый ряд содержащихся в них рекомендаций может быть применен к учебному процессу по курсу "Информатика".

С А. Тихомиров дает определение главного свойства специалиста - умение грамотно и ответственно решать профессиональные задачи. Психолого-педагогическим условием успешности подготовки специалиста является адекватность учебной деятельности студента его будущей деятельности.

Установление тесных связей теоретических основ фундаментальной науки с ее методологическими воплощениями в самых разнообразных проявлениях и формах на интегративных принципах (обобщения, акцента, сопоставительного анализа, дифференциации и др) посвящены исследования по методике преподавания геометрических дисциплин Л.Г. Нартовой.

Проблеме межпредметных связей фундаментальных и технических дисциплин в вузе посвящено исследование А А. Измайловой. Ею выделены специфические связи, организующие фундаментальные и технические знания в единую систему и открывающие возможности использования фундаментальных знаний для самостоятельного получения новых знаний и решения новых технических задач

Таким образом, анализ работ, связанных с проблемой нашего исследования, позволяет сделать следующие выводы:

- проблема совершенствования обучения студентов вузов является актуальной, ей посвящено значительное число исследований по обучению различным дисциплинам, как частного, так и общего характера, но практически отсутствуют исследования по обучению дисциплинам на широкой информационной основе;

- одно из основных направлений решения проблемы совершенствование подготовки студентов вузов исследователи видят в реализации принципа профессиональной направленности обучения;

- в исследованиях высказаны рекомендации о конкретных путях реализации принципа профессиональной направленности, использование примеров и компьютерных демонстраций в лекционном курсе, решение задач с профессионально-техническим содержанием, формирование у студентов системно-информационного мышления, обучение студентов автоматизации моделирования;

- имеется целый ряд работ, в которых высказаны предложения о путях реализации межпредметных связей в процессе обучения будущих инженеров; при этом часто данная проблема рассматривается как самостоятельная, а иногда в связи с принципом профессиональной направленности обучения.

Профессиональная направленность на специальность может быть эффективно реализована на основе объектно-ориентированного подхода, который способен обеспечить глубокую фундаментальную основу всех дисциплин цикла.

Таким образом, интеграция фундаментальности, направленности на специальность и непрерывности информационно-профессиональной подготовки при обучении на основе объектно-ориентированного подхода, позволит объединить все методологические подходы и принципы и создать единую систему высшего профессионального образования, базирующуюся на информационно-педагогических инновациях.

Следовательно, вопрос разработки научно-методических основ преподавания информатики с учетом взаимосвязи фундаментальных, профессионально-направленных знаний и умений на широкой информационной платформе является наиболее актуальным.

Однако необходимо учитывать, что разрешение проблемы построения и разработки современной методической системы обучения информатике (по нашему мнению, таковой является методическая система на основе объектно-ориентированного подхода к программированию) невозможно без непрерывной информационно-профессиональной подготовки' от базовой (информационно-пропедевтической) до специальной (учебно-исследовательской и учебно-проектной), - которые реализуются средствами информационных технологий. Базовая информационная подготовка в вузах со временем изменялась в соответствии с совершенствованием программного и аппаратного компьютерного обеспечения.

Достижение базовых целей обучения (компьютерная грамотность, информационная грамотность и компетентность, информационная культура) позволила на современном этапе конкретизировать информационные цели дисциплин учебного плана и направить их на решение задач и проблем специальности. Эти возможности необходимо учитывать при создании современной методической системы обучения студентов вузов, которая должна обеспечить непрерывность информационно-профессиональной подготовки и взаимосвязь фундаментальности и профессиональной направленности, что приведет к повышению качества подготовки специалистов, до современного (международного) уровня.

Таким образом, в российской системе высшего образования идёт поиск оптимального сочетания фундаментального и профессионально-направленного обучения на информационной основе Для этого требуется изменение подходов в подготовке дипломированных специалистов в плане использования информационных технологий в различных дисциплинах. В вузовском обучении отсутствует оптимальная система применения образовательных технологий, которая реализуется главным образом на частных примерах отдельных дисциплин.

Она позволит, не теряя междисциплинарных и межцикловых связей кон-

кретной специальности, найти оптимальное сочетание между фундаментальной и прикладной составляющими обучения на информационной основе при подготовке квалифицированных кадров

В главе 2 «Основы методической системы обучения информатике на основе объектно-ориентированного подхода» представлены методологические основы модели обучения Рассмотрены сущность основные методологические подходы, необходимые для проектирования методической системы обучения информатике на основе объектно-ориентированного подхода к программированию.

Рассмотрена методическая система обучения студентов инженерных специальностей вузов на основе информационно-образовательной базы включающая цели, содержание, методы, формы и средства обучения с отражением взаимосвязи циклов дисциплин с учетом интеграции фундаментальных, профессионально-направленных и информационных знаний и умений.

Целью обучения информатики студентов инженерных специальностей является необходимость освоения обучаемыми способов и методов сбора, обработке и хранения информации, развитие проектно технологических навыков.

Цель курса определяет принципы отбора содержания Ею опосредованно задается и само содержание. Опосредованность обусловлена тем, что одна и та же цель может быть достигнута посредством различного содержания. Важным фактором при отборе содержания является методология, которой руководствуется разработчик. Цель, методологическая база и содержание определяют, а вместе с личностными и профессиональными качествами педагога "диктуют" выбор оптимальных методов обучения В рамках выбранного метода обучения, исходя из цели и содержания, а также из условий учебной среды и особенностей учебной группы определяются наиболее эффективные формы и средства обучения.

Отбор содержания дисциплины «Информатика» в рамках построения методической системы обучения студентов на основе объектно-ориентированного подхода начинается с определения структуры содержания, в качестве которой чаще всего выступают основные содержательные линии. Проблема построения структуры содержания относится в наибольшей степени к теоретико-методологическому и нормативно-правовому аспектам обучения.

С самого начала построения структуры содержания информатики важно понять ограничения, вытекающие из модельного характера этого процесса. Содержательные линии - это эвристические построения, используемые, в частности, для систематизации сложившихся подходов к преподаванию общетехнических дисциплин, организации существующего объема литературы, стимуляции дальнейших исследований, координации исследовательских усилий и облегчения коммуникации между педагогами.

Отличительными особенностями дисциплины «Информатика», являются сильные внутрипредметные и межпредметные связи, а также многогранность, многоплановость, полисемантичность содержания основных терминологических понятий. Содержательные линии, по сути, представляют собой способ распределения, группировки, кластеризации важнейших вопросов курса, спо-

соб придания всему объему содержания курса некоторой обозримой структуры. Как известно, моделированию подлежат такие стороны изучаемого объекта, как его внешний вид, структура и поведение. Совокупность содержательных линий можно рассматривать как модель структуры содержания (структурой курса).

Главной особенностью преподавания информатики в вузе является необходимость доступного изложения теоретических основ алгоритмических языков программирования сложных объектов, с которыми на практике большинству студентов еще не приходилось встречаться. Такая последовательность изучения создает трудности для усвоения материала, однако, в конечном итоге, способствует формированию обобщенных углубленных теоретических знаний о технических объектах, что выгодно отличает подготовку технических специалистов высшего звена в России от некоторых других стран, где она больше приближена к изучению частных, конкретных технических систем.

Процесс обучения информатики должен обеспечить усвоение учащимися вышеописанной специфической системы научных понятий. Предлагаемая нами методическая система на основе объектно-ориентированного подхода не только учитывает все уровни вышеперечисленных взаимосвязей, но и для усвоения теоретических абстрактных понятий предоставляет студентам информационно-тренировочную деятельность по выполнению определённых учебных практических заданий. Это обеспечивается тремя информационными содержательными линиями, такими как алгоритм - объект - модель - проект, программно-методическое сопровождение которых, включает широкий спектр информационно-профессиональных составляющих необходимых для получения фундаментальных и специальных знаний на современном уровне:

- соответствие методов познания, включенных в содержательную линию, основным изучаемым понятиям и тому, насколько полно использование этих методов позволяет раскрыть содержание основных понятий;

- степень отражения основных методов и способов практической деятельности;

- совокупность задач, разрешимых с помощью данных методов и степень ее отражения в типовых учебных задачах и требованиях к уровню подготовки выпускников вузов.

- степень включенности важнейших понятий курса, обоснованность (логичность) распределения их по группам профессиональных понятий, логичность выбора доминирующих в образовании;

- степень отражения основных методов познания, присущих базовой области научного знания. Программа курса приведена в тексте диссертации.

Глава 3 «Реализация обучения информатике на основе объектно-ориентированного подхода» посвящена практической реализации разработанной концепции.

Особенности содержания курса реализуются во всех формах учебных занятий (лекции, практические, лабораторные, курсовые работы)

Разработана система заданий для студентов по курсу "Информатика". Показан принцип формирования лабораторного практикума

В работе предложена структура экспертной демонстрационно-обучающей

системы, функционирующей в качестве образовательного инструментария в объектно-ориентированном подходе и служащей для повышения оперативности, качества получения и проверки степени усвоения знаний.

Особенностями построения системы лекционных занятий является изложение материала с максимальным приближением общих положений фундаментальных естественнонаучных дисциплин и научно-технических теорий к решению проблем специальности, что необходимо студентам любых специальностей в будущей практической деятельности. В качестве примера ниже приведено содержание раздела лекции "Информатика", где изложены основы теории информации:

Введение. Основные понятия.

Глава 1 Основы теории информации.

1 1. Получение информации

1.2. Сигналы детерминированные и случайные.

1.3. Сигналы непрерывные и дискретные. Преобразование сигналов

1.4 Модуляция и демодуляция сигналов

1.5 Передача информации. Меры информации.

На сегодняшний день информатика представляет собой комплексную научно-техническую дисциплину, которая объединяет под своим названием довольно обширный комплекс наук. В учебных планах подготовки дипломированного специалиста по направлению «Компьютерные системы управления в производстве и бизнесе», в частности для специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств», дисциплина «Информатика» входит в состав фундаментального цикла дисциплин. Поэтому цель лекционного курса дать теоретическую базу для изложения и понимания таких дисциплин как «Алгоритмические языки и программирование», «Системы управления технологическими процессами и современные компьютерные технологии», «Системы искусственного интеллекта».

Содержание лекции построено в соответствии с иерархическими уровнями обучения на основе объектно-ориентированного подхода с учетом взаимосвязи фундаментальных, профессионально направленных и информационных знаний. Информационно-пропедевтическое обеспечение рассмотренного раздела заключается в изучении традиционных вопросов с учетом информационной направленности в виде формирования архива (базы данных) объектно-ориентированных языков программирования.

В лабораторном практикуме фундаментальные законы курса информатики (информационно-пропедевтический уровень объектно-ориентированного подхода) являются основой для изучения научно-технических теорий реализованных в информатике (учебно-исследовательский уровень объектно-ориентированного подхода) и представленных в виде задач и упражнений, основанных на использовании объектно-ориентированной парадигмы программирования (обработки информации)

Задачи разделены на 7 типов и предназначены для решения с помощью языков императивного программирования.

В качестве примера приведем лабораторную работу на тему: "Разработка автоматизированной системы управления линией производства затяжных сор-

тов печенья", входящую в комплексе лабораторных работ, описанных в диссертации

Технологическая схема производства печенья (рис. 1.1) предусматривает загрузку готового теста в две воронки I ламинатора II. С ламинатора многослойный пласт теста поступает на транспортер с тремя парами калибрующих вальцов III, а формование теста осуществляется штампом ударного действия IV Для выпечки полученное тесто загружается в трехсекционную печь V с газовым обогревом Охлаждение печенья происходит в естественных условиях на ленточном транспортере, с которого готовый продукт поступает на стеккер, где печенье принимает положение «на ребре», что необходимо для упаковки печенья вручную Затем печенье попадает на транспортер робототехнического комплекса «Артур» VII, который проводит автоматическую отбраковку, и печенье подается в кассеты-накопители заверточной машины VIII, где осуществляется упаковка печенья в пачки.

Для стабилизации производительности линии в системе управления оборудованием предусмотрены однотипные САР (1,2,3,4,5,6,22,23)- Полный набор элементов в САР представлен на примере дозатора и состоит из тахогенератора (/-/), регулирующего канала контроллера КР-300 (1-2), который сравнивает сигнал, поступающий с тахогенератора, с сигналом задатчика и при наличии разбаланса выдает сигнал блоку управления тиристорами (1-4) (логико-программный канал КР-300), который изменяет выходное напряжение преобразователя. Для контроля скорости электродвигателя постоянного тока в САР включены АЦП (АВАМ-5017Н) с выходом на пульты ПТК и АРМ технолога, далее — на телемонитор (1-3) и АЦПУ (1-5), а также для контроля величины силы тока в якорных цепях. В ручном режиме пуск дозатора осуществляется оператором с пульта ПТК или АРМ технолога посредством кнопки управления (7-6). Корректировку скорости (до 20%) в цепях обмоток возбуждения электродвигателей проводят с пульта ПТК или АРМ технолога посредством устройства (1-7) (логико-программный канал КР-300).

Выпечка изделий осуществляется в одноленточной газовой печи. Пекарная камера печи условно разделена на три зоны Для каждой зоны предусмотрена отдельная САР температуры. В качестве датчиков температуры используются термоэлектрические преобразователи температуры (тип 3) и АЦП (ADAM-5017Н), возможно применение модулей (ADAM-4011 или ADAM-5018) (10-1), (10-3), (10-5), сигналы которых поступают на нормирующие усилители (10-2), (10-4), (10-6) (при использовании модулей ADAM усилители не требуются) Контроль и регистрацию температуры проводят с помощью монитора и АЦПУ (10-9) на пультах ПТК и АРМ технолога. В комплект САР входит также логико-программный канал КР-300 (10-10), который при наличии сигнала рассогласования автоматически регулирует соотношение «топливо-воздух» путем воздействия посредством ЦАП (ADAM-5024) на соответствующие электромагнитные клапаны (11-2+ 13-2), которые через электропневмопреобразователи механически связаны с мембранными пневматическими клапанами (11-4+ 13-4) на газовых магистралях. Схемой управления предусмотрено ручное дистанционное управление клапанами (11-1+13-1), снабженными исполнительными механизмами (11-2+ 13-2) с пульта ПТК или АРМ технолога путем включения соответ-

ствующих кнопок управления (¡1-3+13-3) при установке переключателя (10-11) в положение «Дистанционное».

Компрессорная установка через ресивер VI питает сжатым воздухом клапаны (11-4+ 13-4) с мембранным пневмоприводом. Необходимое давление воздуха поддерживается в ресивере с помощью электроконтактного поршневого реле давления (18-1), которое включает электродвигатель компрессора при давлении воздуха 250 кПа и отключает его при давлении 700 кПа

Давление сжатого воздуха, подаваемого в систему трубопроводов, контролируется датчиком давления (10-7), подключенным к АЦП (ADAM-5017H), сигнал с которого передается на монитор и АЦПУ (10-9) пультов ПТК и АРМ технолога. Один из логико-программных каналов контроллера КР-300 (10-10) используется для сигнализации давления воздуха. В случае, когда давление воздуха ниже допустимого, система безопасности обеспечивает подключение вместо основной цепи аварийной подачи газа. Для поддержания постоянства давления, подаваемого на регулирующие клапаны газа, используется логико-программный канал контроллера КР-300 (25), который управляет клапаном (141) посредством модуля (ADAM-5050), который открыт при нормальной работе печи и закрыт при аварии.

Давление газа, подводимого от городской магистрали, контролируется датчиком (10-8) и АЦП (ADAM-5017H) с выходом на телемонитор и АЦПУ ПТК и АРМ технолога (10-9) При давлении газа ниже допустимого логико-программный канал контроллера КР-300 (10-10) отключает подачу газа. При снижении давлений газа и воздуха подается сигнал на пульт управления ПТК и АРМ технолога, а также на световые табло HL14 и HL17. Давления воздуха и газа контролируются манометрами (18-1) и (21-1), Реле давления (таймер на ПЭВМ) (16-1) предназначено для задержки аварийного отключения газа при незначительных пульсациях давлений газа и воздуха. Для зажигания газа в печи применяются электрозапальники, о нормальной работе которых сигнализирует лампочка Н1Л5 на пульте управления ПТК или АРМ технолога

Автоматика безопасности работы пекарной камеры предусматривает, что клапан подачи газа (14-1) открывается только в случаях, если величины давления газа и воздуха находятся в допустимых пределах; включены печной конвейер и вентилятор, подана электроэнергия, включены электрозапалышки газа О подаче газа сигнализируют световые табло HL11, HL12, HL13 на пультах управления ПТК и АРМ технолога Управление электродвигателем вентилятора охлаждения осуществляется по месту кнопкой (7-2), что находит отражение на пультах ПТК и АРМ технолога.

Рис. 1. Схема системы управления линией производства затяжных сортов печенья.

Расчет динамических характеристик системы управления температурой воды для замеса теста.

О качестве управления технологическими процессами принято судить по виду динамических характеристик замкнутых систем управления, к которым относятся как частотные, так и временные характеристики этих систем

Чтобы определить указанные характеристики необходимо вначале построить математическую модель управляемого объекта, для чего на его вход подается единичное ступенчатое воздействие 1(7), а на выходе снимается кривая разгона h(t).

Рис. 2. График кривой разгона для объекта управления.

На основании кривой разгона можно определить передаточную функцию объекта по каналу управления температурой. Для этого в точке перегиба кривой разгона проводят касательную и определяют длины отрезков г и Г, отсекаемые этой касательной от временной оси и от пунктирной линии соответственно

Кроме того, по кривой разгона определяют также значение коэффициента передачи объекта по формуле Коб= lim /г(0.

t-> СО

В рассматриваемом случае было установлено, что Г = 170 с; г = 50 с; Коб ~ 2,3. (5.1)

На основании полученных значений параметров кривой разгона было определено искомое выражение для передаточной функции объекта для канала управления температурой

= (5.2)

1 + 75

1. Запустить Delphi

2. На Forml поместить с панели инструментов Standart четыре поля для ввода значений Edit, шесть меток для подсказок и вывода результата Label, одну кнопку для запуска процедуры расчета Button; с панели инструментов Additional объект Image, для отображения графика; с панели инструментов System два таймера Timer, для рисования графика во времени

Editl: TEdit; Edit2: TEdit; Edit3: TEdit; Edit4: TEdit; Label 1: TLabel; Label2' TLabel; Label3: TLabel;

LabeW: TLabel; Label5: TLabel; Label6: TLabel; Button 1: TButton; Image 1: TImage; Timerl: TTimer; Timer2: TTimer:

3. В свойствах объектов на Object Inspector изменить значения полей Caption у следующих меток Label на соответствующие значения:

Label 1 .Caption = 'Коэффициент передачи объекта К............'

Label2.Caption = 'Время запаздывания

тау...............................'

Label3. Caption = 'Время

Т.........................................................'

Label4. Caption = 'Величина

S..................................................'

Label5.Caption = 'Значение передаточной функции объекта для канала управления температурой' Label6. Caption = '00'

Labeil

Pfoperties |Events)

Aign a^one

Alignment »ale:Uustify

ElAnchors [akLeft,akTop]

AutoSize I nie

BiOiMode bdLeSilcR^

Caption КозФФициечг

Color [jcBinFare

S Constraints (T5i:eCcnst;ain

Cursor ciDefault

DragCusot ciDrag

DragKind dkDiag

DragMode dmManual

Enabled True

FocusControl

SFont (TFont)

Height 13

HelpContexi 0

HelpKeywoid

All shown

У кнопки Button: Button 1 .Caption = 'Расчет'

У Timerl задать свойства Timerl .Enabled = False (для остановки таймера); Timerl.Interval = 200 (время между запусками события TimerlTimer) У Timer2 задать свойства Timerl .Interval = 100 (время между запусками события Timer2Timer).

Коэффициент передачи объекта К.......^ ■

|ЁсВ2 ~ ;

Время запаздывания тау

Время Т„............................

GemttuMj С

jEd*3

EdJ4

Значение песесгточкзй аии объекта для <аналз уоаелеччя тем-.еоатуэяа

оо

О о

4. Для каждого поля Edit создать процедуру обработки события нажатия клавиши Edit*KeyPress номер поля для ввода значений Edit), в которой наследующий код:

- '

ЕЛ1 ^

Picfeife Events I

(где * -писать

if Form 1.Edit*.Text=" then case key of

#49..#57,#44,#127,#8:; #48: begin

Forml .Edit*.Text:='0,';forml.Edit*.SelStart:=2;abort;end else abort; end else case key of #48..#57,#44,#127,#8: else abort; end;

Эта процедура отсекает ввод данных отличных от цифр и запятой (ASCI коды #127 и #8 -это клавиши Delete и Backspace соответственно).

Mejftei fSlW'fd

OrtoUp

Ксаффкмял гкредач! (йьвкта К..

Время мгигда&ащта,........

Bfw«I..............................................

0еям»в £........

¡0.4

ietetMs пчедагомЯ i-yt^u oifMKia Аля кжэм ^правпе»« т^иераг^кй

0,0196138091647265

Использование компьютеров в учебном процессе студентов вузов оказывает существенное влияние на многие аспекты обучения. Это определяется значительным дидактическим и методическим потенциалом программных педагогических средств, для нашего исследования - это программный инструментарий, функционирующий в методической системе обучения студентов различных специальностей дисциплинам информатики на основе объектно-ориентированного подхода. При этом выступают как дидактическое средство, предназначенное для различных целей обучения: формирования фундаментальных и профессионально-направленных знаний и умений, контроля качества усвоения учебного мате-

риала.

Заключение

Результаты проведенного исследования подтверждают основные положения гипотезы, правильность положений и позволяют сделать следующие выводы:

1. Анализ состояния обучения информатике для студентов ВУЗов установил, что:

- при построении учебных курсов различных циклов дисциплины «Информатика» практически не реализуется принцип преемственности в содержании образования, фиксирующий связи между учебными дисциплинами.

- программы по информатике ВУЗов в полной мере не отражают современную информационно-профессиональную направленность обучения, поэтому содержание курсов большинства дисциплин требует совершенствования в направлении внедрения новых информационно-образовательных технологий.

- уровень знаний выпускников ВУЗов по применению информационных технологий в общетехнических, специальных дисциплинах, курсовом и дипломном проектировании не соответствует уровню современной автоматизированной и компьютеризированной промышленности

- решение проблемы совершенствования обучения информатике должно осуществляться на основе внедрения в тематические разделы методов алгоритмизации, моделирования и проектирования и принципа междисциплинарной интеграции, научно-технических теорий и профессиональной направленности знаний, а их взаимосвязь является платформой для создания концепции методики обучения информатики в высших учебных заведениях.

2 Для повышения уровня подготовки специалистов и выполнения квалификационных требований, предъявляемых к выпускникам современными высоко-технологичными предприятиями в настоящее время, существует необходимость в разработке концепции построения методической системы обучения студентов ВУЗов на основе комплексной информационно-образовательной базы

3 Разработанные направления развития методической системы обучения информатике студентов ВУЗов на основе объектно-ориентированного подхода, реализующие междисциплинарную связь, общетехнических и специальных дисциплин, базируется на следующих положениях:

- структура комплексной информационно-образовательной базы должна быть сформирована по блочно-иерархическому принципу, включая информационно-пропедевтический, учебно-исследовательский и учебно-проектный уровни обучения;

- системообразующими информационно-профессиональными темами, реализованными в циклах дисциплин инженерных специальностей, являются темы, связанные с алгоритмизацией расчетов, разработкой и исследованием моделей;

- процесс обучения информатике на основе объектно-ориентированного подхода в ВУЗе должен рассматриваться как методическая система, элемента-

ми которой являются цели, содержание, методы, формы и средства обучения;

- методическую систему обучения студентов ВУЗов информатике необходимо строить на интегрированной взаимосвязи системного, деятелыюстного и информационного подходов и принципов фундаментальности, профессиональной направленности и непрерывности информационно-профессиональной подготовки.

5 Построена методическая системы обучения студентов вузов на основе объектно-ориентированного подхода, которая включает цели, содержание, методы, принципы, формы и средства обучения с отражением взаимосвязи циклов дисциплин, с учетом интеграции фундаментальных, профессионально-направленных и информационных знаний и умений. Основными положениями формирования содержания при обучении на основе объектно-ориентированного подхода и методики реализации дисциплин информатики являются:

- содержание дисциплины "Информатика" формируется и реализуется на информационно-пропедевтическом, учебно-исследовательском и учебно-проектном уровнях комплексной информационно-образовательной базы;

- в содержании дисциплины "Информатика" выделены доминирующие информационно-профессиональные содержательные линии "алгоритм", "объект", "модель", "проект", реализованные на иерархических уровнях объектно-ориентированного подхода;

- отбор содержания и построение методики обучения дисциплине "Информатика" необходимо осуществлять с учетом локального и корпоративного принципов вхождения тематических модулей в содержательные линии "алгоритм", "объект", "модель", "проект", а именно' когда тематическая задача реализуется только в одной содержательной линии или последовательно в нескольких;

- в содержании учебного предмета "Информатика" как и в содержании других общетехнических дисциплин учебного плана вузов, фундаментальное содержание (естественнонаучные законы и научно-технические теории) представляет инвариантную часть, а положения, связанные с профессиональной подготовкой студентов, представляют вариативную часть;

- учет в содержании предмета "Информатика", взаимосвязи дисциплин всех циклов и интеграции фундаментальных, профессионально-направленных и информационных знаний и умений;

- учебно-методический комплекс (на бумажных носителях и в электронной форме) для студентов ВУЗов с расчетно-алгоритмическим, модельным и про-ектно-конструкторским содержанием, включающий:

а) рабочие программы;

б) лабораторные практикумы;

в) содержание и методы проведения лекционных, лабораторных и практических занятий.

Основные результаты исследования нашли отражение в следующих публикациях автора'

Статьи в сборниках научных трудов, рекомендованных ВАК РФ:

1. Формирование содержательных линий информатики при обучении студентов на основе комплексного объектно-ориентированного подхода.// Информатика и образование. - М.: 2008, №(1). - С 110-112. (в соавт. Жужжалов В.Е -20%).

Статьи в других изданиях:

2 Системы.//МГУТУ. Сб Эврика - М.: 2004 №(1) - С 20-21. (в соавт. Еремин Ю.В.- 10%).

3. Модули и категории систем управления. // модульные технологии обучения в системе непрерывного процесса образования (теория и практика). Сб. научных трудов конференции. Выпуск 8 часть 1. - М : 2004. (в соавт. Жужжалов В Е. - 50%)

4. Информатизация процесса обучения как основа новых образовательных технологий //Роль государственных образовательных стандартов в условиях реализации Болонской декларации. Сб. научных трудов XI Международной российско-итальянской научно-методической конференции. Выпуск 9 том 3 -М : 2005. - С. 293-301. (в соавт Жужжалов В.Е., Стоякова К.Л,- 50%).

5. Эпоха профессионалов. Интегрированная система управления: декан-методист-преподаватель //Управление качеством обучения в системе непрерывного профессионального образования (в контексте Болонской декларации). Сб. научных трудов XII Международной научно-методической конференции. Выпуск 10 том 1 - М.: 2006. - С. 190-193. (в соавт. Жужжалов В.Е., Стоякова К.Л. - 50%).

Принято к исполнению 24/09/2008 Исполнено 24/09/2008

Заказ №3207 Тираж 100 экз

ООО «СМСА» ИНН 7725533680 Москва, 2й Кожевнический пер , 12 +7 (495) 604-41 -54 www cherrypie ru

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Ибраев, Рустам Рамазанович, 2008 год

Введение 3.

Глава 1. Объектно-ориентированная парадигма как основа обучения 13. информатике студентов инженерных специальностей в ВУЗе.

1.1. Научно-методический анализ процесса информатизации 13. российского и зарубежного образования.

1.2. Анализ обучения информатике на основе ООП. 22.

1.3. Классификация программных средств информационных 28. технологий для обучения информатике студентов вузов.

Выводы по главе 1. 39.

Глава 2. Методическая система обучения информатике на основе 41. объектно-ориентированной парадигмы.

2.1. Цели и содержание обучения информатике студентов инженерных 42. специальностей в вузе.

2.2. Методы средства обучения информатике на основе объектно- 51. ориентированной парадигмы.

Выводы по главе 2. 74.

Глава 3. Использование объектно-ориентированного подхода в 78. процессе моделирования технологических процессов.

3.1. Комплекс лабораторных работ по информатике. 83.

3.2. Описание педагогического эксперимента. 139. Выводы по главе 3. 144. Заключение. 146. Литература. 150. Приложение. 164.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Развитие методической системы обучения информатике студентов инженерных специальностей на основе объектно-ориентированного подхода к программированию"

Современный курс информатики является результатом исследований, отраженных в работах С.А. Бешенкова [36], А.Г. Гейна [60], С.Г. Григорьева [61], А.П. Ершова [72], В.Е. Жужжалова [82], С.А. Жданова [79], А.А. Кузнецова [117], Э.И. Кузнецова [121], А.Г. Кушниренко [76], В.В. Лаптева [121], М.П. Лапчика [127], B.C. Леднева [131], Н.В. Макаровой [136] и других.

Одной из целей вузовского курса информатики является изучение программирования. В связи с этим разделы, посвященные изучению программирования, являются важной неотъемлемой частью существующих курсов информатики. Как правило, изучение программирования преследует две основные цели - выработку алгоритмического мышления и формирование навыков решения конкретных задач по обработке информации. Вопросы обучения программированию достаточно подробно изучены в работах. Постоянное развитие информационных и телекоммуникационных технологий требует совершенствования существующих методических систем обучения соответствующим разделам курса информатики.

Постоянное совершенствование информационных технологий привело не только к появлению большого количества языковых средств кодирования алгоритмов, но и к довольно четкому формированию четырех основных способов разработки самих алгоритмов. Такие способы в специализированной литературе получили название парадигм программирования. Выделено четыре парадигмы: процедурная, объектно-ориентированная, логическая, и функциональная. Под такое разделение попадают все известные на сегодняшний день языки программирования. Невозможно говорить о явных преимуществах какой-либо одной парадигмы перед остальными. Каждая из них, наряду с большим количеством положительных особенностей, имеет и свои отрицательные аспекты.

В определенной степени каждая из парадигм использовалась в качестве основы для обучения программированию.

Процедурная парадигма являлась основой обучения в большинстве курсов программирования. Опыт этой работы отражен в работах таких исследователей, как: А.Г.Кушнеренко [76], А.П. Ершов [72], А.Г. Гейн [60], В.Е. Жужжалов [82] и многих других.

Парадигма объектно-ориентированного программирования, близкая к процедурной нашла поддержку в работах В.Е.Жужжалова [83] и ряда других исследователей. Она имеет ряд особенностей. В частности, объектно-ориентированное программирование является развитием процедурного программирования, предполагает создание новых программ и приложений на основе объектов. Этот подход характерен для процесса проектирования многих инженерных объектов. Однако в литературе не описано использование объектно-ориентированного программирования как пропедевтики проектирования технических и технологических структур, недостаточно освещена и проблема разработки средств обучения информатике будущих инженеров на основе использования объектно-ориентированной парадигмы программирования.

Это противоречие обуславливает актуальность темы настоящего исследования.

В соответствии с целью и гипотезой поставлены следующие задачи исследования:

3. Разработать и обосновать структуру объектно-ориентированного подхода в содержании курса информатики, выявить межпредметные связи информатики, технических и технологических дисциплин, входящих в подготовку будущего инженера;

5. Провести эксперимент предложенного курса информатики

Теоретическую основу исследования составляют работы:

- по основным направлениям развития современного информационного образования: В.Е. Жужжалова [85], А.А. Кузнецова[117], И.Б. Готской[59], В.В. Лаптева[125], B.C. Леднева[131], Е.С. Полат[143], И.В. Роберт[145] и др.;

- по использованию современных информационных технологий в высшем техническом образовании: В.Ф. Белова [27] и др.;

- по проблемам фундаментальности и профессиональной направленности в вузе: А.О. Измайлова [98] и др.;

- в области психологии, педагогики и методики высшей школы: В.И. Байденко [21], С.И. Архангельского[9], В.В. Давыдова[65], И.Я. Лернера[133] и др-;

- по теоретическим и технологическим основам профессиональной подготовки специалистов: А.П. Денисова[66], А.О. Измайлова[98], С.А. Тихомирова[ 148].;

Методологическую основу исследования составляют:

Научная новизна исследования состоит в том, что:

2. Методическая система обучения студентов инженерных специальностей вузов на основе объектно-ориентированного подхода отражает взаимосвязи циклов дисциплин с учетом интеграции фундаментальных, профессионально-направленных и информационных знаний и умений. Основными положениями формирования содержания курса информатики, основанном на объектно-ориентированном подходе, являются:

- учебно-методический комплекс (на бумажных носителях и в электронной форме) для студентов вузов с алгоритмическим и модельным содержанием, включающего: а) рабочие программы; б) лабораторные практикумы; в) содержание и методы проведения лекционных, лабораторных и практических занятий;

Теоретическая значимость полученных результатов состоит в том, что они вносят вклад:

- в развитие методологических принципов обучения (непрерывности информационно-профессионального обучения, ^ фундаментальности, профессиональной направленности, межпредметных связей);

- в формирование профессиональных навыков будущих инженеров.

На защиту выносятся следующие основные положения:

2. Положение о необходимости использования принципа ограниченного вхождения тематических модулей в содержательные линии "алгоритм", "объект", "модель", "проект" при формировании содержания курса информатики на основе использования объектно-ориентированного подхода.

Достоверность результатов исследования обеспечивалась практическим внедрением методической системы обучения в учебном процессе представительства ГОУ ВПО МГУТУ в г. Павловский Посад, и их программно-методической поддержки, соответствующих предмету исследования и поставленным задачам.

1-й этап - (2003-2004 гг.) включал изучение и анализ Государственных стандартов высшего профессионального образования, квалификационных характеристик, учебных планов и программ, проведение анкетирования студентов и выявление у них уровня теоретических знаний по информационным (компьютерно - ориентированным) дисциплинам и умений их применять при решении профессиональных задач. В результате работы был выявлен комплекс проблем в системе высшего образования, требующих пересмотра методики обучения информатике студентов. Выявлены межпредметные связи информатики, технических и технологических дисциплин.

2-й этап - (2004-2006 гг.) был посвящен развитию методической системы обучения информатике студентов инженерных специальностей вузов на основе объектно-ориентированного подхода с учетом выявленных межпредметных связей с техническими и технологическими дисциплинами, входящими в подготовку будущего инженера. Были определены этапы построения методической системы и основные принципы, лежащие в основе ее создания. В итоге разработана рабочая программа, содержание лекций, практических и лабораторных занятий с заданиями к ним на основе объектно-ориентированного подхода.

3-й этап - (2006-2007 гг.) связан с проведением обучающего эксперимента • по проверке выдвинутой гипотезы исследования и статистической обработке результатов эксперимента. Были опубликованы рабочие программы по информатике с использованием объектно-ориентированного подхода для студентов инженерных специальностей вузов, учебные пособия, лабораторные практикумы. По материалам исследований были скорректирована методическая система обучения информатике на основе объектно-ориентированного подхода.

Базой опытно-экспериментальной работы явилась кафедра "Системы управления" Московского государственного университета технологий и управления.

Апробация и внедрение результатов исследований. За период 20032007 гг. теоретические и практические результаты докладывались и обсуждались на международных, межвузовских российских, региональных педагогических, научно-методических конференциях: «Роль государственных; образовательных стандартов в условиях реализации Болонской декларации»; XI Международная российско-итальянская научно-методической конференции МГУТУ, 2005; «Управление качеством обучения в системе непрерывного профессионального образования (в контексте Болонской декларации); XII Международная научно-методическая конференция. МГУТУ, 2006.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии и приложения.

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

Выводы по главе 3

1. На основе предложенной методической системы обучения на основе объектно-ориентированного подхода, особенностями которого является выделение информационно-тематических составляющих курса "Информатика" в соответствии с содержательными линиями "алгоритм", "модель", "проект" и их реализация в ООП иг.\информационно-пропедевтическом уровне: выбор алгоритмов, языков программирования, учебно-исследовательском уровне: формирование моделей исследования.

2. Анализ учебных планов и содержания учебных дисциплин позволил установить связи между общетехническими, естественнонаучными и специальными дисциплинами на всех уровнях комплексного объектно-ориентированного подхода.

3. Выявлено, что "Информатика", является базовой технологической дисциплиной для большинства инженерных специальностей и содержит совокупность фундаментальных, профессионально направленных и информационных знаний из дисциплин различных циклов.

4. Разработана система заданий для студентов по курсу "Информатика", в которой можно выделить: задания к лекционному курсу, направленные на формирование теоретических знаний по информатике, алгоритмам и языкам программирования; задания для лабораторных работ, направленные на формирование экспериментальных умений и связанные с разработкой и исследованием; задания по информатике; задания для самостоятельной (внеаудиторной) работы студентов; индивидуальные комплексные задания, включающие алгоритмические, модельные и проектные задания сложной структуры.

Система заданий соответствует следующим требованиям:

- обеспечивает тесную связь с реальными задачами и потребностями современной промышленности с высокотехнологичным производством;

- учитывает межпредметные связи дисциплин различных циклов;

- предусматривает постепенное усложнение заданий;

- активизирует у студентов деятельность по исследованию;

5. Разработана экспертная система, функционирующая в составе объектно-ориентированной среды, служащая обучения студентов информатике, а также для самостоятельного получения знаний студентами и контроля уровня их усвоения.

Заключение

1. Анализ состояния обучения информатике для студентов ВУЗов установил, что:

2. Для повышения уровня подготовки специалистов и выполнения квалификационных требований, предъявляемых к выпускникам современными высоко-технологичными предприятиями в настоящее время, существует необходимость в разработке концепции построения методической системы обучения студентов ВУЗов на основе комплексной информационно-образовательной базы.

3. Разработанные направления развития методической системы обучения информатике студентов ВУЗов на основе объектно-ориентированного подхода, реализующие междисциплинарную связь, общетехнических и специальных дисциплин, базируется на следующих положениях:

- процесс обучения информатике на основе объектно-ориентированного подхода в ВУЗе должен рассматриваться как методическая система, элементами которой являются цели, содержание, методы, формы и средства обучения;

- методическую систему обучения студентов ВУЗов информатике необходимо строить на интегрированной взаимосвязи системного, деятельностного и информационного подходов и принципов фундаментальности, профессиональной направленности и непрерывности информационно-профессиональной подготовки.

5. Построена методическая системы обучения студентов вузов на основе объектно-ориентированного подхода, которая включает цели, содержание, методы, принципы, формы и средства обучения с отражением взаимосвязи циклов дисциплин, с учетом интеграции фундаментальных, профессионально-направленных и информационных знаний и умений. Основными положениями формирования содержания при обучении на основе объектно-ориентированного подхода и методики реализации дисциплин информатики являются:

- отбор содержания и построение методики обучения дисциплине "Информатика" необходимо осуществлять с учетом локального и корпоративного принципов вхождения тематических модулей в содержательные линии "алгоритм", "объект", "модель", "проект", а именно: когда тематическая задача реализуется только в одной содержательной линии или последовательно в нескольких;

- учебно-методический комплекс (на бумажных носителях и в электронной форме) для студентов ВУЗов с расчетно-алгоритмическим, модельным и проектно-конструкторским содержанием, включающий: а) рабочие программы; б) лабораторные практикумы; в) содержание и методы проведения лекционных, лабораторных и практических занятий.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Ибраев, Рустам Рамазанович, Москва

1. Агации, Эвандро. Моральное измерение науки и техники. Московский философский фонд. 1998.- 113 с.

2. Алафьев В.З., Хунт Ю.А., Шишакова Н.Л. Основы информатики: Учебное пособие для студентов вузов. М.: "Филинъ", 1998.- 496 с.

3. Анисимов Б.В., Петров В.Я. Организация вычислительных процессов. М.: Высш. шк. 1987.-407с.

4. Анохин П.К. Избранные труды: Философские аспекты теории функциональной системы. М., 1978. 346 с.

5. Апатова Н.В. Развитие содержания школьного курса информатики. М., 1993. 132 с.

6. Апатова Н.В. Влияние информационных технологий на содержание и методы обучения в средней школе. Автореф. дисс. д.п.н. М., 1994. 37 с.

7. Арефьев И. П. Теория и методика подготовки учителя технологии к профориентационной работе. Автореферат на соискание ученойстепени док. пед. наук. М.: 1997 г.- 44 с.

8. Архангельский С. И. Лекции по теории обучения в высшей школ е.-М.: Высшая школа, 1974. 384 с.

9. Архангельский С. И. Учебный процесс в высшей школе, его закономерные основы и методы. М.: Высшая школа, 1980. - 368 с.

10. Архангельский С.И. Лекции по научной организации учебного процесса в высшей школе. М.: Высшая школа, 1976.

11. Асмолов А.Г, Ягодин Г. А. Образование как расширение возможностей развития личности // Сборник нормативных документов общего среднего образования М.: Просвещение, 1993.

12. Астафьева Н.Е., Перфилова О.Б. Многоаспектный анализ понятияинформационной культуры // Образование в регионе: Научно-методический журнал ТОИПКРО. Вып. II. Тамбов, 1998. С. 128-132.

13. Бабанский Ю.К. Оптимизация процесса обучения // Избранные педагогические труды. М.: Педагогика, 1989, С. 16 209.

14. Байденко В.И. Образовательный стандарт. Опыт системного исследования. /Монография. Новгород: НовГУ им. Ярослава Мудрого, 1999. 440 с.

15. Байтурганов Х.Н., Захаров С.Х., Захарова Н.И. Основы теории единого информационного поля. Выпуск 1. Наука информационного прогнозирования. СПб.: Изд-во НИИХ СПбГУ, 1997. 64 с.

16. Баляева С. А. Теоретические основы фундаментализации общенаучной подготовки в системе высшего технического образования. Автореферат на соискание ученой степени док. пед. наук. М.: -1999 г.- 44 с.

17. Бахадирова З.Х. Профессиональная направленность общеобразовательной подготовки студентов (на примере обучения физике в технических вузах). Автореф. дис. канд. пед. наук.- Ташкент, 1990.-15 с. .

18. Белов В.Ф. Учебно-исследовательская система автоматизированного проектирования: Учебное пособие/Мордов.ун-т, Саранок, 1988.,83с.

19. Белов В.Ф. Математическое моделирование технических устройств в САПР /Мордов.ун-т, Саранск, 1987. 36 с.

20. Белов В.Ф. Лабораторный практикум по курсу "Основы САПР и технического творчества"/Мордов. ун-т, 1986. 28 с.

21. Белошапка В. К., Лесневский А. С. Основы информационного моделирования // Информатика и образование. — 1993. — № 6.

22. Белошапка В.К. Мир как информационная структура //

23. Информатика и образование. 1988. № 5.

24. Белошапка В.К. Информатика как наука о буквах // Информатика и образование. 1992. № 1.С. 6-12.

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

26. Белошапка В. К. Информационное моделирование в примерах и задачах. — Омск: Изд-во Ом. гос. пед. ин-та, 1992.

27. Белошапка В. К. Информатика как наука о буквах // Информатика и образование. 1992, №1. - С.6-12.

28. Беспалько А.А.Технологические подходы к разработке электронного учебника по информатике. Автореф. дисс. канд. пед. наук.-Екатеринбург, 1998.-24 с.

29. Бешенков С.А. Проблемы профильного обучения информатике.1. М., 1993

30. Бешенков С.А., Власова Ю.Ю. Личностный аспект восприятия информациикак путь развития содержания обучения информатике // Педагогическая информатика. 1998. № 1.С. 16-21.

31. Бешенков С.А., Гейн А.Г., Григорьев С.Г. Информатика и информационныетехнологии. Екатеринбург: Изд-во УрГПУ, 1995. 143 с.

32. Бешенков С.А., Лыскова В.Ю., Ракитина Е.А. Информация и информа ционные процессы: Учебное пособие. Омск: Изд-во ОмГПУ, 1999. 85 с.

33. Бешенков С.А. Школьная информатика: новый взгляд, новый курс //Педагогическая информатика,1983,№ 2.С.5-10.

34. Бешенков С.А., Гейн А.Г., Григорьев С.Г.Информатика и информационные технологии: Учебное пособие для гуманит. факультетов педвузов.- Екатеринбкрг: Урал. Гос. Пед.ун-т, 1995.-144 с.

35. Бирюков В. А., Леонтьев Е. Ю. Философия. Наука. Техника. Волгоград. 1998.- 61 с.

36. Блинов В.М. Эффективность обучения. М., Педагогика, 1989,- 190с.

37. Богданов Ю. В. О сущности понятий и количественной оценки содержательной ценности информации// Научно техн. Информация. Сер. 2. 1974. №3. С. 10-23.

38. Богоявленский Д. Н. Формирование приемов умственной работыкак путиразвития мышления и активизации учения // Вопросы психологии — 1968.- №4.с.23-27.

39. Бордовский Г.А. Извозчиков В.А., Козлов К.П., Электронно-коммуникативные средства и технологии обучения в современныхобразова тельных системах./Шепрерывное педагогическое образование.- СПб: Образование, 1993.-С.53-76.

40. Бордовский Г.А. Извозчиков В.А., Румянцев И.А., Слуцкий A.M. Проблемы педагогики информационного общества и основы педагогическойинформатики// Дидактические основы компьютерного обучения. Межвуз. сб. научных трудов. Л., ЛГПИ, 1989.- С.3-33.

41. Бороненко Т.А. Теоретическая модель системы методической подготовки учителя информатики. Автореф. дисс. д-ра пед. наук.- СПб.,1998.-32 с.

42. Бороненко Т.А. Методика обучения информатике. Теоретическиеосновы.чебное пособие для студентов. СПб, РГПУ им. А.И.Герцена, 1997,-134с.

43. Бороненко Т.А., Рыжова Н.И. Методика обучения информатике. Специальная методика. Учебное пособие для студентов. СПб, РГПУим. А.И.Герцена, 1997. 134 с.

44. Брановский Ю.С. Методические указания по оценке эффективности ППС. Применение ПЭВМ в учебном процессе ВУЗа//Тем. сб. Методическиерекомендации., Измаильский пед. ин-т.- Измаил, 1991. С.27-29.

45. Брушлинский А.В. Психология мышления и кибернетика. М.,1970.

46. Вербицкий А. А. Активное обучение в высшей школе: контекстный подход. М.:Высшая школа, 1991. 207 с.

47. Воронина Т.П. Философские проблемы образования в информацион- ном обществе.Автореф. дисс. д.филос.н. М., 1995. 51 с.

48. Галыгина Л.В. Изучение информационных и коммуникационных технологий в профильных курсах информатики. Дисс. к.п.н. Тамбов,2001.

49. Гершунский Б.С. Компьютеризация в сфере образования: Проблемы иперспективы.- М.: Педагогика, 1987.- 264 с.

50. Глушков В.М. Основы бумажной информатики.- М.: Наука,1987.552 с.

51. Государственый образовательный стандарт высшего профессиональногообразования. Государственные требования к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальностям. М.- 1995 г.

52. Готская И.Б. Пути совершенствования преподавания физики на основе заданий инициирующих диалог. Автореф. дисс. канд. пед. наук. М., 1989.-19 с.

53. Григорьев С.Г., Бешенков С.А., Гейн Л.Г., Эскиндаров М.А., Новиков В.А.

54. Принципы формализации при построении курса информатики ввысшемучебном заведении.// Математика и информатика: педагогические инновации и научные разработки: Герценовские чтения-95.- СПб., 1995. — 160 с.

55. Григорьев С.Г. Концепция выбора средств вычислительной техники для учреждений системы образования России.- М.:ИНИНФО,1994.- 12 с.

56. Гришкин И. И. Понятие информации: Логико-методологический аспект. М. Наука, 1973. 197с.

57. Гузеев В.В. Интегральная образовательная технология.http://gouzeev.direktor.ru/BasicPage.htm

58. Гуторов Г. С. Методика и система работы по осуществлению взаимосвязипредметов общеобразовательного и профессионально-технических циклов в среднем профтехучилище. М. .'Высшая школа, 1977.-96 с.

59. Давыдов В.В. Проблемы развивающего обучения. М.: Педагогика, 1986.

60. Денисова А.Л. Теория и методика профессиональной подготовки студентов на основе информационных технологий. Дисс. д.п.н. М., 1994. 445 с.

61. Денисова А.Л., Ракитина Е.А. Некоторые подходы к концептуальному развитию образовательной области "Информатика" // Информатизация образования в регионе. Сб. мат. 2-й науч.-практ. конф. работников образования. Тамбов, 1998. 121 с. С.47-49.414

62. Ершов А.П. Информатизация: от компьютерной грамотности к информационной культуре общества // Коммунист. 1988. № 3.

63. Ершов Ю.Л. Выступление на закрытии II конгресса ЮНЕСКО "Образование и информатика" // Информатика и образование. 1996. № 5. С.33.

64. Ершов А.П. Компьютеризация школы и математическое образование //Информатика и образование.- 1992, № 5-6. С. 3-12.

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

66. Ершов А.П., Звенигородский В.А., Первин Ю.А. Школьная информатика (концепция, состояние, перспективы). Новосибирск. 1979.-152 с.

67. Ершов А.П., Кушниренко А.Г., Лебедев Г.В. и др. Основы информатики и вычислительной техники.- М.: Просвещение, 1988. 206 с.

68. Ефимов Л. Н., Поповский В.И. Количественная оценка старения информации // Изв. АН СССР. Техническая кибернетика. 1969.ч1. N4.C.53-62.

69. Жеребин В.М. Язык экономической системы и оценка информации. //

70. Экономика и мат. методы.1968.Т.4, вып.5, С.751-762.

71. Жданов С.А. Применение информационных технологий в учебном процессе педагогического института и педагогическихисследованиях. Авторефе. дисс. канд. пед. наук. М., 1992.- 16 с.

72. Жужжалов В.Е. Интеграция парадигм программирования в курсе

73. Информатика" // Информатика и образование. 2004. №10. С.38-42

74. Жужжалов В.Е. Использование объектно-ориентированной парадигмы при изучении языков программирования (научно-методическое издание) Москва, ИСМО РАО, 2002 г. 4 печ. л.

75. Жужжалов В.Е. Логическая парадигма программирования в курсе информатики (научно-методическое издание) Москва, ИСМО РАО, 2003 г. 2 печ. л.

76. Жужжалов В.Е. Сборник задач для решения в курсе информатики основанного на использовании различных парадигм обработки информации (научно-методическое издание) Москва, ИСМО РАО, 2003 г. 1,5 печ. л.

77. Жужжалов В.Е. Методика использования процедурной парадигмы при изучении языков программирования (научно-методическое издание) Москва, ИСМО РАО, 2001 г. 9 печ. л.

78. Жужжалов В.Е. Специфика обучения программированию при подготовке студентов-информатиков. Вестник МГЛУ, серия Информатизация образования N1(2), 2004 г.

79. Жужжалов В.Е. Методология разработки учебных программ на основе процедурной парадигмы программирования. Вестник МГПУ, серия Информатизация образования N1(2), 2004 г.

80. Жужжалов В.Е. Методы и организационные формы обучения программированию в вузе. Москва, Вестник РУДН серия дистанционное образование N1 2004, стр.21-30.

81. Зверев И. Д., Максимова B.C. Межпредметные связи в современной школе. -М.: Педагогика, 1981.- 159 с.

82. Зиновьев С. И. Учебный процесс в советской высшей школе.- М.:

83. Высшая школа, 1968.- 257 с.

84. Зинченко В.П. Наука, техника, культура: проблемы гуманизации и социальной ответственности // Вопросы философии. 1989. № 1.С 56.

85. Зинченко В.П., Смирнов С.Д. Методологические вопросы психологии. М., 1983. 128 с.

86. Зелигер А. Н. О применении ценностной теории информации. // Материя научно техн. конф. Л.,1971. Вып. 1. С.78-83.

87. Информационная культура: Кодирование информации. Информационные модели: 9—10 кл. — М.: Дрофа, 1996.

88. Извозчиков В.А. Дидактические основы компьютерного обучения физике. Л., .1987.

89. Извозчиков В.А., Ревунов А.Д. Электронно-вычислительная техника на уроках физики в средней школе.- М.: Просвещение, 1988.- 239 с.

90. Измайлов А. О., Махмутов М. И. Профессиональная направленность, как педагогическое понятие и принцип. // Вопросы взаимосвязиобщеобразовательной и профессионально-технической подготовки молодых рабочих. М.: НИИПТН АПН СССР, - 1982.- с. 4-31.

91. Измайлова А. А. Межпредметные связи фундаментальных и технических дисциплин в вузе. Автореф. дис. канд. пед. наук,- М., 1982.-17с.

92. Ильина Т. А. Системно-структурный подход к исследованию педагогических явлений. //Результаты исследований в педагогике. М. 1977.-С.3-18.

93. Ильина Т. А. Системно-структурный подход к организации обучения.- М.: Знание, Вып. 1. - 1972. - 72 с.

94. Ильина Т.А. Проблемное обучение понятие и содержание // Вестник высшей школы. 1976. №2. С. 39-48.416

95. Ильясов И.И.Структура процесса учения.- М: Изд-воМГУ,1986,200 с.

96. Информатика / А.Г.Гейн, Е.В.Линецкий, М.А.Сапир, М.Ф.Шолохович.1. М.: Просвещение, 1994.

97. Информатика/ Под. ред. Н.В. Макаровой.- М.1997.

98. Информатика. Базовый курс.2-е издание/Под. ред. С.В. Симоновича. СПб.: Питер, 2003.

99. Каган М.С. Системный подход и гуманитарное знания. Л.: Изд-во ЛГУ, 1991.3 84 с.

100. Каганов А. Б. Рождение специалиста. // Профессиональное становление студента. Минск.: Просвещение, 1986. - 76 с.

101. Кинелев В.Г. Контуры системы образования XXI века // ИНФО.2000. №

102. Китайгородская Г. И. Формирование основ методологических знаний при изучении курса общей физике // Вопросы методики обучения физике и подготовки учителя физики. Сб. науч. трудов М. Ml Л У, 1998. С. 5960.

103. Колин К.К. Концепция содержания образования образовательной области "Информатика" в двенадцатилетней школе. Репр. изд. М., 2000.

104. Компьютерные модели, вычислительный эксперимент: введениев информатику с позиций математического моделирования. — М.: Наука,1988.

105. Компьютеризация общества и человеческий фактор.// Реферативный сборник. М.: ИНИОН АН СССР, 1988. - С.43-57.

106. Концепция информатизации сферы образования Российской Федерации: Проблемы информатизации высшей школы. М., 1998.

107. Кремянский В.И. Методологические проблемы системного подхода к информации. М., 1977.

108. Кудинов В. А. Принципы построения и использования экспертных систем в курсе информатика. Автореф. дисс. канд. пед. наук. М., 2000.

109. Кузнецов А.А. Развитие методической системы обучения информатике в средней школе. Автореф. дисс. д-ра пед. наук.- М., 1988.- 40 с.

110. Кузнецов B.C., Кузнецова В.А. О соотношении фундаментальных и профессиональных составляющих в университетском образовании. Высшее образование в России, 1994, № 4, с. 35-40.

111. Кузнецов И. П. Кибернетические диалоговые системы. М.: Наука. 1976. 217с.

112. Кузьмина Н. В. Методы исследования педагогической деятельности. Л.: Изд-во ЛГУ 1970.- 114 с.

113. Кузнецов Э.И. Общеобразовательные и профессионально-прикладные аспекты изучения информатики и вычислительной техники в педагогическом институте. Автореф. дисс. д-ра пед. наук.- М., 1990. 42 с.

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

115. Лаптев В.В. Современная электронная техника в обучении физике в школе. Л.: ЛГПИ, 1988. 84 с.

116. Лаптев В.В., Немцев А. Учебные компьютерные модели // Информатика и образование.- 1991,№ 4.- С.70-73.

117. Лаптев В.В., Ахаян А.А., Румянцев И.А. Информатика и информационные технологии в РГПУ им. А.И. Герцена // Информатика и образование.- 1997. С.24-32.

118. Лапчик М.П. Готовность учителя нового типа // Информатика иобразование.- 1987, № 2. С. 83-87.1

119. Лапчик М.П. Методика преподавания информатики. Свердловск: СГПИ, 1987.

120. Лапчик М.П. Информатика и НИТО в стандартах высшего педагогического образования // Педагогическая информатика. 1998. № 1. С.49 -56.

121. Лапчик М.П. Информатика и компьютерные технологии в содержании профессиональных программ высшего педагогического образования // Педагогическая информатика.- 1994, № 1.- С.32-40.

122. Легостаев И. И. Модульная концепция подготовки специалистов.

123. Автореф. дис. док. пед. наук. С.Пб.1997.- 44 с.

124. Леднев В. С. Содержание образования: Уч. пособие.- М.: Высшаяшкола, 1989- 252 с.

125. Леднев B.C. Содержание образования: сущность, структура, перспективы. М.: Высшая школа, 1991.

126. Лернер И. Я. Процесс обучения и его закономерности. М.: Знание, 1980.-96 с.

127. Лернер И. Я. О соотношении общедидактических и частнометодических методов обучения // Новые исследования в пед. науках.-1978, № 2 (32). С. 17-21.

128. Макареня А. А. Понятие " Педагогическая картина мира" и его использование в педагогической практике. // Образование в Сибири. №1, Томск, 1981.

129. Макарова Н.В. Научные основы методической системы обучениястудентов вузов экономического профиля новой информационной технологии. Автореф. дисс. д-ра пед. наук.- СПб, 1992.

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

131. Нартова JL Г. Интегративные принципы построения системы преподавания геометрических дисциплин во ВТУЗе. Автореф. док. пед. наук. М.: -2001 г. -44 с.

132. Овчинников Н. Ф. Принципы теоретизации знания. М., 1996.

133. Огорелков В. И. Педагогика М.: Просвещение 1969.

134. Основы педагогики и психологии высшей школы. / Под ред. А. В.

135. Петровского.- М.: Изд-во МГУ, 1986.- 304 с.

136. Петрович Н. Т. Поговорим об информации. М.: Наука и техника. 1973. 102с.

137. Полат Е.С. Новые педагогические и информационные технологии. М., 1998.

138. Полат Е.С., Литвинова А.Н. Информационные технологии в зарубежной школе // Информатика и образование.- 1991, № 3. С. 55-57.

139. Роберт И.В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы; перспективы использования,- М.: "Школа- Пресс", 1994,- 205 с.

140. Роберт И.В. теоретическте основы создания и использования средств информационных технологий образования. Автореф. дисс. д-ра пед. наук.-М., 1994.-51 с.

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

142. Тихомиров С. А. О целях и задачах конкретных дисциплин Л.: ЛПИ, 1983.- 18 с.

143. Уваров А.Ю. Информатика в школе: вчера, сегодня, завтра // Информатика и образование.- 1990, № 4.- С. 3-10.

144. Федорюк В.Г., Черненький В.М. САПР: информационное и прикладное программное обеспечение. М.: Высш. школа, 1986. 157 с.

145. Харкевич А. А. Теория информации. Опознание образов. II Избр. тр. М., 1973. 24с.

146. Червова А. А. Педагогические основы совершенствования преподавания физики в высших военных учебных заведениях. Автореф. док.пед. наук. М.: 1995

147. Шабанов Г.И. Основы информатики. Учебное пособие с грифом

148. Министерства образования РФ. Саранск: Изд-во Мордов.ун-та, 2002.140 с.

149. Шенон К. Имитационное моделирование систем искусство и наука.- М.: Мир, 1978.

150. Школьные перемены. Научные подходы к обновлению общего образования: Сб. научных трудов I Под ред. Ю.И.Дика, А.В. Хуторского. М.:1. ИОСО РАО,2001. 336 с.

151. Шолохович В.Ф. Дидактические основы информационных технологий бучения в образовательных учреждениях. Автореф. дисс. д-ра пед. наук.- СПб., 1995.-48 с.

152. Ямпольский B.C. Образовательные стандарты высшей школы методологические основы, разработка и применение. Омск: Омский гос. пед. ун-т, 1994. 66 с.1. Лабораторная работа №1

153. Цели преподавания дисциплины:

154. Задачи изучения дисциплины

155. Задание на лабораторную работу 172.4. Запустить Delphi 173.5.Сделать выводы. 181.1. ВВЕДЕНИЕ

156. Тема: "Разработка автоматизированной системы управления линией производства затяжных сортов печенья"

157. В пищевой промышленности широкое распространение получил пропорционально-интегральный (ПИ) закон управления. Поэтому при управлении температурой пекарной камеры важно оптимальным образом настроить регулятор температуры.

158. Разработка и исследование автоматизации процесса изготовления печенья, позволяет получить высокое качество готового продукта и оптимизировать процесс его производства.

159. АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ЛИНИЕЙ ПРОИЗВОДСТВА1. ЗАТЯЖНЫХ СОРТОВ ПЕЧЕНЬЯ

160. Рис. 1. Схема системы управления линией производства затяжных сортовпеченья.

161. ЗАДАНИЕ: «Разработать систему автоматического управления температурой в пекарной камере»

162. РАСЧЕТ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРОЙ ВОДЫ ДЛЯ ЗАМЕСА ТЕСТА

163. О качестве управления технологическими процессами принято судить по виду динамических характеристик замкнутых систем управления, к которым относятся как частотные, так и временные характеристики этих систем.

164. Рис. 2. График кривой разгона для объекта управления.

165. Кроме того, по кривой разгона определяют также значение коэффициента передачи объекта по формуле Коб = lim h(t).t --> оо

166. В рассматриваемом случае было установлено, что Т = 170 с; г = 50 с; Коб =2,3. (5.1)

167. На основании полученных значений параметров кривой разгона было определено искомое выражение для передаточной функции объекта для канала управления температурой1. Т S1. W<*(S) = K06±—. (5.2)+ Ts1. Запустить Delphi

168. Editl: TEdit; Edit2: TEdit; Edit3: TEdit; Edit4: TEdit; Label 1: TLabel; Label2: TLabel; Label3: TLabel; Label4: TLabel; Labe!5: TLabel; LabeI6: TLabel; Buttonl: TButton; Image!; TImage; Timerl: TTimer; Timer2: TTimer;

169. Alignment taLeftlustify S Anchors akLeft,akTop.1. AutoS ize True1. BiDiMode bdLeftToRight

170. Caption Color КоэФФициекг □ clBtnFace

171. У кнопки Button: Button 1 Caption = 'Расчет'

172. У Timerl задать свойства Timer!.Enabled = False (для остановки таймера); Timerl .Interval = 200 (время между запусками события Timerl Timer) У Timer2 задать свойства Timerl.Interval = 100 (время между запусками события Timer2Timer).

173. Величина S . jEdm :::::: ::::::::::::: ::'::

174. ЭйзчвияперЕадгоч ЧОЙ Функции объ tr.Ti ana м ач> ЛЙН* !НИЙ1 Iwrtie МГГДООЙ ШШШ11 '::;:::: ■: ::::::00 *:: * *.* ' ' • ! * I * Г'»' М 1::::::::::: е ::::::::::::: 1. Расчет

175. Для каждого поля Edit создать процедуру обработки события нажатия клавиши Edit*KeyPress (где * номер поля для ввода значений Edit), в которой написать следующий код:if Forml. Edit* .Text=" then case key of49.#57,#44.# 127,#8:; #48: begin

176. Fonnl. Edit*.Text:-0,';forml.Edit*.SelStart:=2;abort;end else abort; end elsecase key of #48.#57,#44,#127,#8: else abort; end;

177. Эта процедура отсекает ввод данных отличных от цифр и запятой (ASCI коды #127 и #8 -это клавиши Delete и Backspace соответственно).t

178. Описать глобальные переменные х и у в блоке описания переменных: var

179. Form I: TForm I; x,у: integer;

180. OnKey Press fcdillKeyPrej^j1. OnKeyUo

181. Для Timer2 в процедуре обработки события TForm2.TimerlTimer написать следующий код, для остановки Timerl:procedure TForml.Timer2Timer(Sender: TObject); beginif x>24 thenforml .Timerl .Enabled:=false; end;9. Сохранить проект.10. Запустить проект.

182. Исходный код модуля Unitl.pasunit Unitl;interfaceuses

183. Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs, StdCtrls, ExtCtrls; type

184. Private declarations } public

185. Public declarations } end;var

186. Caption = 'Расчет' Color = clBtnFace

187. Caption = 'Коэффициент передачи объекта К.'endobject Label2: TLabel Left = 16 Top = 96 Width = 222 Height = 13

188. Значение передаточной функции объекта для канала управления темп' + 'ературой' endobject Label6: TLabel Left = 200 Top = 248 Width = 23 Height = 24 Caption = W

189. Font.Charset = DEFAULTCHARSET Font.Color = clWindowText

190. Font.Height = -19 Font.Name = 'MS Sans Serif Font.Style = fsBold. ParentFont = False endobject Image 1: TImage Left = 440 Top = 24 Width = 400 Height = 300 endobject Edit 1: TEdit Left =216 Top = 48 Width = 121 Height = 21 TabOrder = 0 Text = 'Editl'

191. OnKeyPress = Editl KeyPressendobject Edit2: TEdit Left = 216 Top = 88 Width = 121 Height = 21 TabOrder = 1 Text = 'Edit2'

192. OnKeyPress = Edit2KeyPress endobject Edit3: TEdit Left = 216 Top = 128 Width = 121 Height = 21 TabOrder = 2 Text = 'Edit3'

193. OnKeyPress = Edit3KeyPress endobject Edit4: TEdit Left = 216 Top = 168 Width = 121 Height = 21 TabOrder = 3 Text = 'Edit4'

194. OnKeyPress = Edit4KeyPress endobject Buttonl: TButton Left = 216 Top = 320 Width = 113 Height = 25 Caption = 'Расчет' TabOrder = 4 OnClick = Buttonl Click endobject Timerl: TTimer Enabled = False Interval = 200

195. OnTimer Timer.Timer Left = 384 Top = 288 endobject Timer2: TTimer Interval = 100 OnTimer = Timer2Timer Left = 352 Top = 288 end end

196. Сделать выводы для проверки.