Введение 4
ГЛАВА 1. Теоретические основы разработки системы дидактических игр, формирующей первичные представления о параллельных процессах 11
§1. Обоснование необходимости разработки методики обучения основам суперкомпьютерных технологий в школьном курсе информатики 11
§2. Роль дидактических игр в формировании параллельного стиля мышления. 18
§3. Понятийные проблемы линии алгоритмизации в школьном курсе информатики 35
Выводы по главе 1 46
ГЛАВА 2. Система дидактических игр, как средство формирования первичных представлений учащихся о параллельных процессах 48
§1. Дидактические принципы, цель и содержание системы игр 48
§2. Типы дидактических игр, формирующих представления о параллельных процессах и их место в курсе информатики для 1-6 классов 60
Выводы по главе 2 78
Заключение 79
Библиографический список 80
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 86
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 90
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 91
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 92
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 96
ПРИЛОЖЕНИЕ 6 97
ПРИЛОЖЕНИЕ 7 98
ПРИЛОЖЕНИЕ 8 100
ПРИЛОЖЕНИЕ 9 102
ПРИЛОЖЕНИЕ 10 104
ПРИЛОЖЕНИЕ 11 108
ПРИЛОЖЕНИЕ 12 111
ПРИЛОЖЕНИЕ 13 115
ПРИЛОЖЕНИЕ 14 117
В настоящее время наблюдается стремительный прогресс в области вычислительной техники и программного обеспечения. Многопроцессорные вычислительные системы начинают активно внедряться во все сферы научной и производственной деятельности информационного общества. Меняются вычислительные методы решения задач, совершенствуются технологии программирования.
Параллельные вычисления и параллельное программирование постепенно становятся необходимыми разделами в содержании дисциплин вычислительной математики и программирования.
Эффективное обучение программированию является существенной проблемой не только для педагогических университетов. Несмотря на разнообразие дидактических методов и приемов преподавания материала, усвоение знаний при изучении новых языков программирования в подавляющем большинстве случаев не достигает требуемого уровня. История развития программирования показывает, что лишь небольшой процент людей разбирается в нем на достаточно высоком уровне. Текущий этап развития программирования характеризуется широким распространением и постоянным совершенствованием технологий параллельного программирования, что связано как с изменением архитектуры вычислительных систем, так и с ужесточением требований к программному обеспечению и к точности научных расчётов. Современные кристаллы процессоров содержат несколько ядер, а в типовых серверах устанавливается несколько процессоров. Стремительно развивается использование серверных кластеров и систем распределенных вычислений. Одним словом, параллельные вычисления становятся неотъемлемой частью нашей жизни.
Технология параллельного программирования существенно изменяет алгоритмическую деятельность программиста, внося в нее новые этапы и действия. При этом программирование с помощью параллельной технологии меняет не только способы построения программы, но и мыслительную деятельность человека, формирует специфический стиль мышления - параллельный. С другой стороны, способность человека приобрести умения осуществлять параллельную обработку информации и разрабатывать алгоритмы и программы для суперкомпьютерных систем возможна лишь при условии сформированного параллельного стиля мышления.
Таким образом, требования общества к развитию способностей человека осуществлять обработку больших объемов информации с помощью современных суперкомпьютерных технологий определяют необходимость еще в школе у учащихся целенаправленно формировать соответствующие мыслительные умения и деятельность на пропедевтическом (интуитивном уровне). Эту задачу может и должен решать учитель информатики.
Для того чтобы подготовить специалистов в области параллельного программирования, необходимо привить навыки решения подобных задач на интуитивном уровне. Нужно проводить пропедевтику знаний по данному направлению, т.е. на интуитивном уровне вводить элементы взаимодействия параллельных процессов на примере их собственной деятельности. Такая пропедевтика может послужить базой для изучения параллельных процессов в вычислительных системах в дальнейшем, а также может служить одной из форм организации коллективной работы по принципу функционирования кластера.
Влияние алгоритмической деятельности на формирование мыслительных операций не вызывает сомнений. Об этом писали выдающиеся ученые Рубинштейн С.Л, Леонтьев А.Н., Гальперин П.Я., Талызина Н.Ф., Беспалько В.П. и др. Опираясь на их труды, можно говорить о том, что разработка параллельных алгоритмов формирует специфические способы мыслительной деятельности. Соответственно, методическая система обучения школьников основам параллельных процессов должна не просто учитывать это влияние, но и целенаправленно формировать у учащихся соответствующий способ алгоритмической мыслительной деятельности....
В заключение приведём результаты и выводы, полученные в ходе работы.
1. В результате проделанной работы был проведен анализ литературы с целью выявления понятийных проблем линии алгоритмизации в школьном курсе информатики.
2. Определено понятие «параллельного стиля мышления» и выделены этапы его формирования, также описана роль дидактических игр в формировании параллельного стиля мышления.
3. Определено базовое содержание и принципы обучения основам суперкомпьютерных технологий и предложена последовательность изучения данной темы в 1-6 классах.
4. В рамках деятельностного подхода построена система дидактических игр, которая может способствовать формированию представлений о параллельных процессах и создающая предпосылки к формированию параллельного стиля мышления.
5. Для системы игр приведены некоторые методические рекомендации по организации, порядку введения, особенностям содержания игр.
