Помощь студентам в учебе
Ментальный подход к обучению объектноориентированному программированию в педвузе
|
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕНТАЛЬНОГО ПОДХОДА К
ОБУЧЕНИЮ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОМУ
ПРОГРАММИРОВАНИЮ
1.1 Сущность ментального подхода к обучению программированию 6
1.2 Особенности изучения ООП 18
1.3 Уточнение понятия объектно- ориентированного стиля мышления... 36
Выводы по 1 главе 38
ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ МЕНТАЛЬНОГО ПОДХОДА К
ОБУЧЕНИЮ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОМУ
ПРОГРАММИРОВАНИЮ
2.1 Диагностика уровня сформированности объектного стиля мышления.
39
2.2 Разработка ментальной карты «телефонная книга» по теме «Классы в
С++» курса «Языки и методы программирования» 45
2.3 Результаты апробации 50
Выводы по 2 главе 58
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 61
ПРИЛОЖЕНИЯ 64
Приложение 1
Структурная модель объектно- ориентированного стиля мышления 64
Приложение 2
Алгоритмическая ментальная карта «Телефонная книга» по теме «Классы в С++» курса «Языки и методы программирования» 65
Приложение 3
Алгоритмическая ментальная карта «Учет успеваемости студентов» по теме «Классы в С++» «Языки и методы программирования» 66
Приложение 4
Материалы для диагностики уровня сформированности объектноориентированного мышления 67
Приложение 5
Итоги диагностики уровня сформированности объектно- ориентированного мышления 69
Приложение 6
График, отражающий индивидуальный уровень сформированности объектного мышления 70
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕНТАЛЬНОГО ПОДХОДА К
ОБУЧЕНИЮ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОМУ
ПРОГРАММИРОВАНИЮ
1.1 Сущность ментального подхода к обучению программированию 6
1.2 Особенности изучения ООП 18
1.3 Уточнение понятия объектно- ориентированного стиля мышления... 36
Выводы по 1 главе 38
ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ МЕНТАЛЬНОГО ПОДХОДА К
ОБУЧЕНИЮ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОМУ
ПРОГРАММИРОВАНИЮ
2.1 Диагностика уровня сформированности объектного стиля мышления.
39
2.2 Разработка ментальной карты «телефонная книга» по теме «Классы в
С++» курса «Языки и методы программирования» 45
2.3 Результаты апробации 50
Выводы по 2 главе 58
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 61
ПРИЛОЖЕНИЯ 64
Приложение 1
Структурная модель объектно- ориентированного стиля мышления 64
Приложение 2
Алгоритмическая ментальная карта «Телефонная книга» по теме «Классы в С++» курса «Языки и методы программирования» 65
Приложение 3
Алгоритмическая ментальная карта «Учет успеваемости студентов» по теме «Классы в С++» «Языки и методы программирования» 66
Приложение 4
Материалы для диагностики уровня сформированности объектноориентированного мышления 67
Приложение 5
Итоги диагностики уровня сформированности объектно- ориентированного мышления 69
Приложение 6
График, отражающий индивидуальный уровень сформированности объектного мышления 70
Современные образовательные стандарты предъявляют высокие требования к предметной подготовки учителя. Учитель информатики должен владеть всеми современными технологиями программирования, поэтому в курс «Языки и методы программирования» в педагогическом вузе включено изучение не только императивного программирования, которое изучается в школе, но и логического, функционального, объектноориентированного, параллельного и др. современных технологий программирования.
Изучение объектно-ориентированного программирования вызывает определенные сложности у студентов в силу своих особенностей. Поэтому поиск новых подходов к разработке методических систем обучения объектно-ориентированному программированию (ООП) является актуальной проблемой.
Ментальный подход к обучению предполагает смещение целеполагания учебного процесса в сторону развития когнитивных способностей обучаемых, в частности, если рассматривать обучение программированию - то основной целью будет являться развитие алгоритмического стиля мышления. В рамках ментального подхода к обучению программированию предполагается использование методики ментальных карт как средства развития алгоритмического мышления.
Поскольку алгоритмическое мышление в течение жизни развивается под воздействием внешних факторов, то в процессе дополнительного воздействия возможно повышение уровня его развития.
Необходимость поиска новых эффективных средств развития алгоритмического мышления у студентов обусловлена его значимостью для дальнейшей самореализации личности в информационном обществе. дальнейшей самореализации личности в информационном обществе.
Актуальность и практический аспект данной проблемы связаны с необходимостью поиска новых эффективных подходов к обучению. Одним из перспективных видится ментальный подход.
Объект: обучение объектно-ориентированному программированию.
Предмет: обучение объектно-ориентированному программированию на основе ментального подхода.
Цель: теоретически обосновать возможность и необходимость
ментального подхода к обучению объектно-ориентированному программированию, определить и разработать необходимые для его реализации методы и средства обучения.
Гипотеза:
Успешность обучения ООП зависит от уровня сформированности объектного мышления, если студент имеет достаточный уровень объектного мышления, то он будет успешен при обучении ООП, если не достаточный, то ему необходимы специальные средства обучения, направленные на развитие объектного мышления, например, алгоритмические ментальные карты.
В ходе исследования были поставлены следующие задачи:
1) Рассмотреть теоретические основы ментального подхода к обучению программированию.
2) Выявить особенности изучения ООП в педвузе.
3) Уточнить понятие объектно-ориентированного стиля мышления (ООСМ), построить его информационную модель.
4) Проанализировать процесс формирования и развития ООСМ, рассмотреть средства и методы его развития и определить способы его диагностики.
5) Разработать ментальные карты по теме «Классы в С++» курса «Языки и методы программирования», и рекомендации по их использованию в учебном процессе.
6) Провести апробацию разработанных материалов
Методологическим обоснованием исследования явились работы исследователей в области психологии А.Н Леонтьева, С.Л. Рубинштейна, У.Найсера, Р. Амтхауера; методики обучения программированию А.П., Газейкиной, П.Б.Хорева, Г.С.Иванова, Н.И.Пака, Т.А Степановой; в области теоретического программирования Николауса Вирта, Грэди Буча, Алана Кея, Бьерна Страуструпа, в области методики ментальных карт Тони Бюзана и Жозефа Новака.
Теоретическая значимость настоящей работы заключается в уточнении понятия объектного стиля мышления и построении его информационной модели.
Практическая значимость работы состоит в разработке системы тестов для диагностики уровня сформированности объектного стиля мышления и принципиально новых средств обучения ООП - ментальных карт « «Телефонная книга» и «Средний балл студента» по теме “Классы в C++.”
Результаты исследования были представлены на XVI Международном научно-практическом форуме студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и наука XXI века», Красноярск, май 2016 г. ; IV Международном Научно-образовательном форуме. «Человек, семья и общество: история и перспективы развития», Красноярск, декабрь 2015 г.; VII Международной научно-практической конференции «Информация и образование: границы коммуникаций» INFO'15, Горно-Алтайск, 2015 г.; XIV Всероссийской (с международным участием) научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Красноярск, май 2015 г. По результатам исследования имеется 6 публикаций (статей и тезисов выступления)
Изучение объектно-ориентированного программирования вызывает определенные сложности у студентов в силу своих особенностей. Поэтому поиск новых подходов к разработке методических систем обучения объектно-ориентированному программированию (ООП) является актуальной проблемой.
Ментальный подход к обучению предполагает смещение целеполагания учебного процесса в сторону развития когнитивных способностей обучаемых, в частности, если рассматривать обучение программированию - то основной целью будет являться развитие алгоритмического стиля мышления. В рамках ментального подхода к обучению программированию предполагается использование методики ментальных карт как средства развития алгоритмического мышления.
Поскольку алгоритмическое мышление в течение жизни развивается под воздействием внешних факторов, то в процессе дополнительного воздействия возможно повышение уровня его развития.
Необходимость поиска новых эффективных средств развития алгоритмического мышления у студентов обусловлена его значимостью для дальнейшей самореализации личности в информационном обществе. дальнейшей самореализации личности в информационном обществе.
Актуальность и практический аспект данной проблемы связаны с необходимостью поиска новых эффективных подходов к обучению. Одним из перспективных видится ментальный подход.
Объект: обучение объектно-ориентированному программированию.
Предмет: обучение объектно-ориентированному программированию на основе ментального подхода.
Цель: теоретически обосновать возможность и необходимость
ментального подхода к обучению объектно-ориентированному программированию, определить и разработать необходимые для его реализации методы и средства обучения.
Гипотеза:
Успешность обучения ООП зависит от уровня сформированности объектного мышления, если студент имеет достаточный уровень объектного мышления, то он будет успешен при обучении ООП, если не достаточный, то ему необходимы специальные средства обучения, направленные на развитие объектного мышления, например, алгоритмические ментальные карты.
В ходе исследования были поставлены следующие задачи:
1) Рассмотреть теоретические основы ментального подхода к обучению программированию.
2) Выявить особенности изучения ООП в педвузе.
3) Уточнить понятие объектно-ориентированного стиля мышления (ООСМ), построить его информационную модель.
4) Проанализировать процесс формирования и развития ООСМ, рассмотреть средства и методы его развития и определить способы его диагностики.
5) Разработать ментальные карты по теме «Классы в С++» курса «Языки и методы программирования», и рекомендации по их использованию в учебном процессе.
6) Провести апробацию разработанных материалов
Методологическим обоснованием исследования явились работы исследователей в области психологии А.Н Леонтьева, С.Л. Рубинштейна, У.Найсера, Р. Амтхауера; методики обучения программированию А.П., Газейкиной, П.Б.Хорева, Г.С.Иванова, Н.И.Пака, Т.А Степановой; в области теоретического программирования Николауса Вирта, Грэди Буча, Алана Кея, Бьерна Страуструпа, в области методики ментальных карт Тони Бюзана и Жозефа Новака.
Теоретическая значимость настоящей работы заключается в уточнении понятия объектного стиля мышления и построении его информационной модели.
Практическая значимость работы состоит в разработке системы тестов для диагностики уровня сформированности объектного стиля мышления и принципиально новых средств обучения ООП - ментальных карт « «Телефонная книга» и «Средний балл студента» по теме “Классы в C++.”
Результаты исследования были представлены на XVI Международном научно-практическом форуме студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и наука XXI века», Красноярск, май 2016 г. ; IV Международном Научно-образовательном форуме. «Человек, семья и общество: история и перспективы развития», Красноярск, декабрь 2015 г.; VII Международной научно-практической конференции «Информация и образование: границы коммуникаций» INFO'15, Горно-Алтайск, 2015 г.; XIV Всероссийской (с международным участием) научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Красноярск, май 2015 г. По результатам исследования имеется 6 публикаций (статей и тезисов выступления)
В результате проведенного исследования достигнута цель, выполнены все поставленные задачи:
• Изучена сущность ментального подхода к обучению, определено, что ментальный подход к обучению предполагает смещение целеполагания учебного процесса в сторону развития когнитивных способностей обучаемых, в частности, если рассматривать обучение программированию - то основной целью будет являться развитие алгоритмического стиля мышления. В рамках ментального подхода к обучению программированию предполагается использование методики ментальных карт как средства развития алгоритмического мышления
• Описано возникновение методологии ООП, его основные принципы, UML-диаграммы как средство визуализации в ООП
• Выделены особенности обучения объектно-ориентированному
программирования в педагогическом вузе, заключающиеся в том, что современные образовательные стандарты предъявляют высокие требования к предметной подготовке учителя. Учитель информатики должен владеть всеми современными технологиями программирования, поэтому в курс «Языки и методы программирования» в педагогическом вузе включено изучение не только императивного программирования, которое изучается в школе, но и логического, функционального, объектно-ориентированного, параллельного и др. современных технологий программирования. Следовательно, алгоритмическое мышление будущего учителя
информатики должно быть развито на самом высоком, профессиональном уровне. Кроме того, оно должно быть расширено еще и методическим компонентом, поскольку у педагогов не только у самих должно быть сформировано алгоритмическое мышление на самом высоком уровне, но они еще должны быть способными формировать и развивать алгоритмическое мышление своих учеников.
• Выявлено, что на успешность обучения объектноориентированному программированию влияет уровень сформированности объектного стиля мышления.
• Уточнено понятие объектного мышления, построена его структурная модель..
• В соответствии с поставленной целью дипломной работы и для более глубокого анализа процесса формирования объектного мышления школьников и студентов, определения его уровней сформированности, разработаны задания для проведения опроса для диагностики уровня сформированности объектного мышления.
• Определено, что на основе проведенной диагностики можно дифференцировать студентов по уровню сформированности объектного мышления и в зависимости от этого подбирать наиболее подходящие для каждого средства обучения, способствующих развитию объектного мышления. Одним из таких средств являются ментальные карты.
• Разработаны ментальные карты «Телефонная книга» и «Средний балл студенты» по теме «Классы» в С++. Особая необходимость использования подобных ментальных карт при объяснении того, как тот или иной алгоритм можно реализовать на языке объектного-ориентированного программирования видится в том, что в силу особенностей объектноориентированного программирования применение традиционных блок-схем, UML-диаграмм не всегда приводит у ожидаемым результатам.
Продолжение исследований в этой области может быть связано с разработкой подобных ментальных карт по другим темам курса «Языки и методы программирования», посвященным изучению объектноориентированного программирования , методиками их использования в учебном процессе, уточнением и детализацией структурной модели объектного мышления, а также совершенствованием диагностики уровня сформированности объектного мышления.
• Изучена сущность ментального подхода к обучению, определено, что ментальный подход к обучению предполагает смещение целеполагания учебного процесса в сторону развития когнитивных способностей обучаемых, в частности, если рассматривать обучение программированию - то основной целью будет являться развитие алгоритмического стиля мышления. В рамках ментального подхода к обучению программированию предполагается использование методики ментальных карт как средства развития алгоритмического мышления
• Описано возникновение методологии ООП, его основные принципы, UML-диаграммы как средство визуализации в ООП
• Выделены особенности обучения объектно-ориентированному
программирования в педагогическом вузе, заключающиеся в том, что современные образовательные стандарты предъявляют высокие требования к предметной подготовке учителя. Учитель информатики должен владеть всеми современными технологиями программирования, поэтому в курс «Языки и методы программирования» в педагогическом вузе включено изучение не только императивного программирования, которое изучается в школе, но и логического, функционального, объектно-ориентированного, параллельного и др. современных технологий программирования. Следовательно, алгоритмическое мышление будущего учителя
информатики должно быть развито на самом высоком, профессиональном уровне. Кроме того, оно должно быть расширено еще и методическим компонентом, поскольку у педагогов не только у самих должно быть сформировано алгоритмическое мышление на самом высоком уровне, но они еще должны быть способными формировать и развивать алгоритмическое мышление своих учеников.
• Выявлено, что на успешность обучения объектноориентированному программированию влияет уровень сформированности объектного стиля мышления.
• Уточнено понятие объектного мышления, построена его структурная модель..
• В соответствии с поставленной целью дипломной работы и для более глубокого анализа процесса формирования объектного мышления школьников и студентов, определения его уровней сформированности, разработаны задания для проведения опроса для диагностики уровня сформированности объектного мышления.
• Определено, что на основе проведенной диагностики можно дифференцировать студентов по уровню сформированности объектного мышления и в зависимости от этого подбирать наиболее подходящие для каждого средства обучения, способствующих развитию объектного мышления. Одним из таких средств являются ментальные карты.
• Разработаны ментальные карты «Телефонная книга» и «Средний балл студенты» по теме «Классы» в С++. Особая необходимость использования подобных ментальных карт при объяснении того, как тот или иной алгоритм можно реализовать на языке объектного-ориентированного программирования видится в том, что в силу особенностей объектноориентированного программирования применение традиционных блок-схем, UML-диаграмм не всегда приводит у ожидаемым результатам.
Продолжение исследований в этой области может быть связано с разработкой подобных ментальных карт по другим темам курса «Языки и методы программирования», посвященным изучению объектноориентированного программирования , методиками их использования в учебном процессе, уточнением и детализацией структурной модели объектного мышления, а также совершенствованием диагностики уровня сформированности объектного мышления.
