Методика обучения учащихся классов с углубленным изучением информатики объектно-ориентированному проектированию программ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 13.00.02, кандидат педагогических наук Кузнецов, Александр Борисович

• Кузнецов, Александр Борисович
• кандидат педагогических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат педагогических наук Кузнецов, Александр Борисович

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

ПРОГРАММ (КИТ ООПП)

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

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

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

ВЫВОДЫ ПО I ГЛАВЕ:.

ГЛАВА II. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОСТРОЕНИЯ МЕТОДИКИ ОБУЧЕНИЯ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОМУ

ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПРОГРАММ

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

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

2.3. Методический подход.

ВЫВОДЫ ПО II ГЛАВЕ:.

ГЛАВА III. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ

ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

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

3.3. Результаты обучающего педагогического эксперимента.

ВЫВОДЫ ПО III ГЛАВЕ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика обучения учащихся классов с углубленным изучением информатики объектно-ориентированному проектированию программ»

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

• Метод структурного проектирования сверху вниз.

• Метод организации потоков данных.

• Объектно-ориентированное проектирование.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Все вышесказанное обусловливает актуальность нашего исследования:

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

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

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

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

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

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

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

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

• применение метода "сквозных задач";

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

Для достижения цели и проверки гипотезы нами ставятся следующие задачи:

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

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

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

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

5. Экспериментально проверить результативность разработанной методики обучения.

Теоретико-методологической основой исследования являются работы

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

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

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

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

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

Для решения поставленных задач использовались методы исследования:

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

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

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

• анкетирование, беседы с учителями и учащимися;

• проведение педагогического эксперимента;

• анализ и обобщение экспериментальной работы.

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

Исследование проводилось в три этапа.

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

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

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

Научная новизна выполненной работы состоит в том, что:

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

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

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

• систематизирован материал по эволюции КИТ проектирования программ.

Теоретическая значимость проведенного исследования заключается в том, что:

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

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

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

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

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

Практическая значимость проведенного исследования состоит в том, что:

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

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

- программа курса;

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

- дидактический материал для учащихся;

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

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

На защиту выносятся следующие положения:

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

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

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

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

Заключение диссертации по теме «Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)», Кузнецов, Александр Борисович

ВЫВОДЫ ПО III ГЛАВЕ

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

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

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

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

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

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

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

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

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

• основным средством в применении КИТ ООПП является язык программирования;

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

• метода "сквозных задач".

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

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

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

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

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

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

Список литературы диссертационного исследования кандидат педагогических наук Кузнецов, Александр Борисович, 1999 год

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

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

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

4. М.: Педагогика, 1990.-184 с.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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