ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ МЫШЛЕНИЕ И МЕТОДЫ ЕГО
ФОРМИРОВАНИЯ 12
ГЛАВА 2. РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДИКИ 22
2.1. Игра «Algorithm City» 22
2.2. Самостоятельная работа 28
2.3. Переход на язык программирования Паскаль 40
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 56
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 58
Приложение А 63
Приложение Б 75
Внедрение цифровой техники в различных отраслях производства происходит довольно широко, в том числе и в сельском хозяйстве. Цифровизация затронула все отрасли экономики. В сельском хозяйстве трансформация рынка труда вызвана приходом современной техники и технологий и сопровождается растущим барьером между состоянием кадрового резерва малых городов и ПГТ, уровнем их образования и необходимыми для работы в сельскохозяйственной отрасли компетенциями [1].
Тенденции развития сельского хозяйства направлены на освоение и развитие систем «точного земледелия» [2], включающих в себя комплекс высокотехнологичных систем сельскохозяйственного менеджмента, в который входят:
- технологии глобального позиционирования (GPS) [3];
- географические информационные системы (GIS) [4];
- технологии оценки урожайности (Yield Monitor Technologies) [2];
- технологию переменного нормирования (Variable Rate Technology) [2];
- технологии дистанционного зондирования земли (ДЗЗ) [5].
Благодаря развитию данного комплекса стало возможным внесение удобрений и орошение посевов дифференцированным способом, своевременное реагирование на угнетение части полей, возможность более точно вносить дозированный объем прикормок для увеличения урожайности. Этот комплекс позволяет не только увеличить урожайность, но и снизить расходы, т.к. внесение необходимых удобрений идет не по всему полю, а в определенный сектор, в связи, с чем и уменьшаются расходы удобрений и топлива; например, при использовании GPS- навигации строится наиболее оптимальный маршрут следования трактора, а также осуществляется его непосредственное позиционирование на поле в реальном времени.
В настоящее время и сама сельскохозяйственная техника не стоит на месте - наряду с тракторами и комбайнами нашли свое применение и беспилотные летательные аппараты (БЛА) [6], которые также выполняют ряд работ в рамках комплекса «точного земледелия». С помощью БЛА также можно точечно вносить удобрение, и в этом случае расход ГСМ стремится к нулю, т.к. БЛА работают на аккумуляторных батареях, и нет необходимости заправлять топливом более крупную технику, дополнительно, исключаются наезды на посевы.
Функции БЛА в сельском хозяйстве гораздо шире, на них также возлагается картирование полей, а именно:
- составление точной карты поля на местности, что позволяет уточнить засеваемые площади;
- составление карт урожайности, которые дают агроному уникальные аналитические данные и характеристики поля.
Поскольку традиционные образовательные институты не успевают за стремительно меняющимся и усложняющимся рынком труда, крупные корпорации начинают готовить кадры самостоятельно, конкурируя друг с другом, как, например, компании «Яндекс. Лицей» [7] и «IT ШКОЛА SAMSUNG» [8]. Не исключение и крупные игроки рынка сельхозтехники.
Следить за последними тенденциями в развитии техники и внедрять в образовательный процесс в СПО позволяет поддержка от ведущих компаний России и мира в данной отрасли, таких как компании ООО «Геоскан», «Тимбермаш Байкал», «Группа Ростсельмаш», ООО «Мировая Техника», «Редстар оборудование», «Агромастер Красноярск», «Назаровский агроснаб», ОАО «Галактика», «Агролидер», «Канская агросельхозтехника», ООО «Лемкен-Рус», «Бизон». С их помощью в образовательных организациях оснащаются специализированные классы, позволяющие студентом изучить последние тенденции в развитии техники, а преподавателям и мастерам производственного обучения пройти стажировку от представителей компании...
В результате выполнения выпускной квалификационной работы был проведён анализ существующих методик преподавания программирования в школе и СПО. Проанализированы проекты, основанные на мотивации обучающихся игровым, групповым, творческим, соревновательным и социальным методикам и методами продвижения.
В результате анализа было выявлено, что игровые технологии способствуют поддержки интереса учащихся к изучаемому материалу, достаточному для активизации и вовлечению ученика в учебный процесс самостоятельно.
Также в ходе работы был выполнен обзор литературы по теме исследования и смежным темам.
Была разработана методика обучения языку программирования Паскаль студентов СПО, нацеленная на формирование долгосрочных остаточных знаний, необходимых и достаточные для практического применения в профессиональной деятельности и дальнейшего развития при обучении в учреждениях более высокого уровня.
Представленная методика состоит из трех этапов:
1 этап - квест-игра «Algorithm City». Учащиеся получают базовые концепции кодирования, такие как последовательность команд, функции и циклы (петли), путем управления персонажем и выполнением действий в виде сбора золотых монет и решение уровней.
2 этап — Самостоятельная работа. Данный этап позволяет осуществить контроль сформированных навыков полученных при прохождении игры и закрепление их на практике.
Для данного этапа был разработан сборник задач для самостоятельной работы, решение которых необходимо выполнить в письменном виде, что позволяет отсечь интуитивное прохождение игры, и делает обучение более осознанным.
3 этап - переход на язык программирования Паскаль. Изучение основ программирования происходит в игровой форме с помощью визуального исполнителя и меняющейся обстановкой вокруг него.
Для реализации третьего этапа спроектировали систему уроков и разработали визуальную среду исполнителя позволяющую отследить, процесс исполнения, и результат выполнения алгоритма. Разработана система автоматической проверки задания и визуализацией ошибки, а также система проверки соблюдения дополнительных ограничений и визуализации их нарушения.
Если сохранить контекст, в котором формировались понятия условного оператора, исполнителя, алгоритмов и конструкций, то можно перейти к языку программирования Паскаль, подав его как язык программирования исполнителя, что позволяет:
- геймифицировать процесс знакомства с программированием с использованием BYOD;
- скомпенсировать отсутствие аудиторных часов;
- формировать долгосрочные (остаточные) знания;
- выполнить плавную смену контекста на программирование в профессиональной IDE, в которой завершается формирование требуемых компетенций.
