📄Работа №33193
Тема: Проектирование обучающей системы по программированию для формирования алгоритмического мышления старшеклассников
Характеристики работы
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
Педагогика
Объем:
113 листов
Год:
2018
Просмотров:
789
5700
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 3
Глава 1. Теоретическое обоснование процесса формирования и развития алгоритмического мышления учащихся с использованием электронных обучающих систем
Использование принципов дидактической инженерии для разработки
электронных обучающих систем 9
Формирование алгоритмического мышления старшеклассников как
педагогическая проблема 17
Роль программирования в развитии алгоритмического мышления старшеклассников 33
Глава 2. Экспериментальная апробация обучающей системы по программированию для формирования алгоритмического мышления старшеклассников
Проектирование обучающей системы по программированию, способствующей эффективному формированию алгоритмического мышления
учащихся 40
Описание педагогического эксперимента по апробации обучающей
системы по программированию 51
Результаты педагогического эксперимента 65
Заключение 77
Список литературы 82
Приложение
Глава 1. Теоретическое обоснование процесса формирования и развития алгоритмического мышления учащихся с использованием электронных обучающих систем
Использование принципов дидактической инженерии для разработки
электронных обучающих систем 9
Формирование алгоритмического мышления старшеклассников как
педагогическая проблема 17
Роль программирования в развитии алгоритмического мышления старшеклассников 33
Глава 2. Экспериментальная апробация обучающей системы по программированию для формирования алгоритмического мышления старшеклассников
Проектирование обучающей системы по программированию, способствующей эффективному формированию алгоритмического мышления
учащихся 40
Описание педагогического эксперимента по апробации обучающей
системы по программированию 51
Результаты педагогического эксперимента 65
Заключение 77
Список литературы 82
Приложение
📖 Введение
В настоящее время общество подвергается динамическому процессу существенных изменений, связанных с интенсивным внедрением передовых технологий во многие сферы жизни. Интернет становится неотъемлемой частью жизни для всё большего количества людей. Более того, в последнее десятилетие отмечается стремительный рост услуг дистанционного обучения и их спектр, возможности и функционал непрерывно расширяются. Развитие подобных услуг подразумевает подготовку большого числа педагогов, способных создавать информационные ресурсы, внедрять их и вести online- курсы.
Незаменимая роль информационных технологий обусловлена тем, что по сравнению с традиционными учебно-методическими средствами, компьютерные системы обучения обеспечивают широкие возможности, а многие существующие функции реализуются в более удобном для восприятия формате. Таким образом, при создании продукта для удовлетворения профессиональных потребностей работников сферы образования необходимо эффективное и грамотное сочетание передовых информационных технологий и образовательных методик и ресурсов.
Современный процесс обучения предполагает активное использование информационных технологий в области образования: электронных
учебников, различных тренажеров, а также тестирующих и контролирующих систем.
Применение компьютерных систем обучения позволяет существенно упростить, ускорить и интенсифицировать образовательный процесс в целом, а именно повысить скорость разработки дидактических систем, более динамично развивать их и наполнять актуальным контентом, при этом отпадает проблема тиражирования учебных материалов.
Одной из главных задач образовательного учреждения является развитие интеллектуальных способностей и формирование разных видов мышления учащихся.
На сегодняшний день программирование изучается как в школьном курсе информатики, так и на курсах дополнительного образования, в рамках которых, в том числе, одним из главнейших формируемых факторов является алгоритмическое мышление.
Основной особенностью алгоритмического мышления считается умение определять последовательность действий (алгоритм), необходимую для решения поставленной задачи. Очевидно, что потребность в подобном умении возникла достаточно давно, однако до ХХ века алгоритмическое мышление не выделялось как отдельный тип мышления. Выделять алгоритмическое мышление в качестве отдельного типа мышления стали сравнительно недавно, толчком к чему, несомненно, послужило развитие вычислительной техники.
Обучение школьников алгоритмизации и программированию с методической точки зрения является одной из самых трудных задач. При этом формирование алгоритмического мышления в рамках образовательного учреждения ещё с начальной и средней школы происходит на уроках математики и физики, при решении различных задач, так как необходимо анализировать условие задачи и составлять алгоритм решения. Но в рамках современной действительности для формирования алгоритмического мышления наибольшим потенциалом обладает информатика.
Анализ текущей ситуации обучения учащихся старшего школьного возраста программированию позволяет выделить следующие противоречия:
1. Между потребностью общества в специалистах, обладающих развитым алгоритмическим мышлением, и недостаточной готовностью образовательных учреждений к систематической работе по формированию и развитию алгоритмического мышления в урочное и внеурочное время.
2. Между количеством академических часов, отведенных на изучение информатики в школе и сложностью восприятия учащими материала о информатике в старшей школе.
3. Между потенциалом применения обучающих систем в развитии алгоритмического мышления с помощью актуальных на данный момент
средств обучения и недостаточной готовностью учителей использовать этот потенциал.
Выделенные противоречия позволили определить проблему исследования : какова должна быть обучающая система по
программированию, способствующая развитию алгоритмического мышления.
В соответствии с противоречиями и проблема, которые мы определили, позволили нам выделить объект и предмет исследования.
Объект исследования: процесс формирования алгоритмического мышления старшеклассников.
Предмет исследования: обучающая система по программированию для учащихся старших классов, способствующая развитию алгоритмического мышления старшеклассников.
Цель исследования: спроектировать обучающую систему по программированию, способствующую формированию алгоритмического мышления.
Гипотеза исследования: применение электронной обучающей системы по программированию будет эффективным при выполнении следующих педагогических условий:
- обучающая система спроектирована на основе концепции педагогической инженерии;
- обучающая система содержит теоретический блок информации по курсу изучения программирования на современном языке высокого уровня и основ алгоритмизации “Программирование на языке С++ для учащихся старших классов”;
- блок для практических занятий и комплекс диагностических материалов будут способствовать повышению интенсивности процесса формирования алгоритмического мышления старшеклассников.
Задачи исследования:
1. Изучить литературу по методике развития алгоритмического мышления старшеклассников на занятиях по программированию и по средствам
разработки и дизайна клиент-серверных приложений, проанализировать подобные существующие образовательные ресурсы.
2. Разработать методические материалы курса “Программирование на С++ для учащихся старших классов” и в соответствии с ними сформулировать требования к проектируемой обучающей системе по программированию.
3. Спроектировать обучающую систему по программированию: составить техническое задание, создать прототип системы, выполнить тестирование системы.
4. Провести педагогический эксперимент, состоящий из трех этапов, посредством апробации системы в работе с экспериментальной группой и проанализировать его результаты.
Теоретико-методологические основания исследования: психологопедагогические исследования в области развития мышления личности (Леонтьев А.Н., Рубинштейн С.Л., Гальперин П.Я., Выготский Л.С., Пиаже Ж., Ершов А.П., Кушниренко А.Г. ); вопросы структуры и содержания школьного курса информатики и ИКТ (Лапчик М.П., Семакин И.Г., Угринович Н. Д., Хеннер Е. К., Гейн А.Г.); литература по программированию на языке программирования С++ (М.Лафоре); научные труды, труды, связанные с дидактической инженерией (Чошанов М.А.); исследования в области формирования и развития алгоритмического мышления (Газейкина А.И., Лебедева Т.Н., Лучко Л.Г, Слинкина И.Н.)
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:
- теоретические (изучение и анализ педагогической, психологической, методической и предметной литературы по теме исследования, анализ теоретических и эмпирических данных, изучение и обобщение педагогического опыта, сравнительный анализ);
- эмпирические (наблюдение, тестирование, педагогический эксперимент);
- статистические (математическая обработка полученных данных).
Научная новизна исследования заключается в том, что предложена
авторская система оценки уровня сформированности алгоритмического мышления.
Теоретическая значимость исследования заключается в построении методики развития и оценки алгоритмического мышления посредством использования обучающей системы по программированию.
Практическая значимость исследования заключается в том, что:
- разработан курс “Программирование на языке С++ для учащихся старших классов”;
- разработана система методов, приемов и средств обучения, способствующих развитию алгоритмического мышления в рамках курса;
- разработан комплекс диагностических материалов, позволяющих осуществлять мониторинг процесса развития алгоритмического мышления;
- разработана обучающая система по программированию для старшеклассников, отвечающая современным требованиям обучения информатике;
Достоверность и обоснованность полученных результатов исследования обеспечиваются научной обоснованностью исходных теоретических положений, соответствием применяемых в исследовании методов цели и задачам исследования, апробацией результатов исследования в процессе предметной подготовки старшеклассников, подтверждением теоретических выводов анализом экспериментальных данных.
Опытно-экспериментальная база. Опытно-экспериментальная работа по теме исследования осуществлялась на базе ГАПОУ “МЦК-Казанский техникум информационных технологий и связи, г. Казань. В эксперименте принимали участие 80 учащихся 1 -го курса.
Апробация и внедрение результатов. Материалы исследования были представлены на всероссийском конкурсе “Инновации в образовании” «Инновации в образовании» (Москва, 2018 г.); обсуждались на школах педагогического мастерства ГАПОУ МЦК-КТИТС; освещались в рамках V Международной научно-практической конференции “Информационные технологии в образовании и науке”. (Казань, 2016 г); на Международной научной студенческой конференции «Междисциплинарные исследования. Современное состояние и перспективы развития» (Екатеринбург, 2017 г.) По теме исследования опубликовано 4 работы.
Результаты исследования используются при организации дополнительного образования учащихся 1 курса ГАПОУ МЦК-КТИТС.
Структура диссертации. Работа состоит из введения, двух глав, заключения, библиографического списка и 4 приложений.
Незаменимая роль информационных технологий обусловлена тем, что по сравнению с традиционными учебно-методическими средствами, компьютерные системы обучения обеспечивают широкие возможности, а многие существующие функции реализуются в более удобном для восприятия формате. Таким образом, при создании продукта для удовлетворения профессиональных потребностей работников сферы образования необходимо эффективное и грамотное сочетание передовых информационных технологий и образовательных методик и ресурсов.
Современный процесс обучения предполагает активное использование информационных технологий в области образования: электронных
учебников, различных тренажеров, а также тестирующих и контролирующих систем.
Применение компьютерных систем обучения позволяет существенно упростить, ускорить и интенсифицировать образовательный процесс в целом, а именно повысить скорость разработки дидактических систем, более динамично развивать их и наполнять актуальным контентом, при этом отпадает проблема тиражирования учебных материалов.
Одной из главных задач образовательного учреждения является развитие интеллектуальных способностей и формирование разных видов мышления учащихся.
На сегодняшний день программирование изучается как в школьном курсе информатики, так и на курсах дополнительного образования, в рамках которых, в том числе, одним из главнейших формируемых факторов является алгоритмическое мышление.
Основной особенностью алгоритмического мышления считается умение определять последовательность действий (алгоритм), необходимую для решения поставленной задачи. Очевидно, что потребность в подобном умении возникла достаточно давно, однако до ХХ века алгоритмическое мышление не выделялось как отдельный тип мышления. Выделять алгоритмическое мышление в качестве отдельного типа мышления стали сравнительно недавно, толчком к чему, несомненно, послужило развитие вычислительной техники.
Обучение школьников алгоритмизации и программированию с методической точки зрения является одной из самых трудных задач. При этом формирование алгоритмического мышления в рамках образовательного учреждения ещё с начальной и средней школы происходит на уроках математики и физики, при решении различных задач, так как необходимо анализировать условие задачи и составлять алгоритм решения. Но в рамках современной действительности для формирования алгоритмического мышления наибольшим потенциалом обладает информатика.
Анализ текущей ситуации обучения учащихся старшего школьного возраста программированию позволяет выделить следующие противоречия:
1. Между потребностью общества в специалистах, обладающих развитым алгоритмическим мышлением, и недостаточной готовностью образовательных учреждений к систематической работе по формированию и развитию алгоритмического мышления в урочное и внеурочное время.
2. Между количеством академических часов, отведенных на изучение информатики в школе и сложностью восприятия учащими материала о информатике в старшей школе.
3. Между потенциалом применения обучающих систем в развитии алгоритмического мышления с помощью актуальных на данный момент
средств обучения и недостаточной готовностью учителей использовать этот потенциал.
Выделенные противоречия позволили определить проблему исследования : какова должна быть обучающая система по
программированию, способствующая развитию алгоритмического мышления.
В соответствии с противоречиями и проблема, которые мы определили, позволили нам выделить объект и предмет исследования.
Объект исследования: процесс формирования алгоритмического мышления старшеклассников.
Предмет исследования: обучающая система по программированию для учащихся старших классов, способствующая развитию алгоритмического мышления старшеклассников.
Цель исследования: спроектировать обучающую систему по программированию, способствующую формированию алгоритмического мышления.
Гипотеза исследования: применение электронной обучающей системы по программированию будет эффективным при выполнении следующих педагогических условий:
- обучающая система спроектирована на основе концепции педагогической инженерии;
- обучающая система содержит теоретический блок информации по курсу изучения программирования на современном языке высокого уровня и основ алгоритмизации “Программирование на языке С++ для учащихся старших классов”;
- блок для практических занятий и комплекс диагностических материалов будут способствовать повышению интенсивности процесса формирования алгоритмического мышления старшеклассников.
Задачи исследования:
1. Изучить литературу по методике развития алгоритмического мышления старшеклассников на занятиях по программированию и по средствам
разработки и дизайна клиент-серверных приложений, проанализировать подобные существующие образовательные ресурсы.
2. Разработать методические материалы курса “Программирование на С++ для учащихся старших классов” и в соответствии с ними сформулировать требования к проектируемой обучающей системе по программированию.
3. Спроектировать обучающую систему по программированию: составить техническое задание, создать прототип системы, выполнить тестирование системы.
4. Провести педагогический эксперимент, состоящий из трех этапов, посредством апробации системы в работе с экспериментальной группой и проанализировать его результаты.
Теоретико-методологические основания исследования: психологопедагогические исследования в области развития мышления личности (Леонтьев А.Н., Рубинштейн С.Л., Гальперин П.Я., Выготский Л.С., Пиаже Ж., Ершов А.П., Кушниренко А.Г. ); вопросы структуры и содержания школьного курса информатики и ИКТ (Лапчик М.П., Семакин И.Г., Угринович Н. Д., Хеннер Е. К., Гейн А.Г.); литература по программированию на языке программирования С++ (М.Лафоре); научные труды, труды, связанные с дидактической инженерией (Чошанов М.А.); исследования в области формирования и развития алгоритмического мышления (Газейкина А.И., Лебедева Т.Н., Лучко Л.Г, Слинкина И.Н.)
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:
- теоретические (изучение и анализ педагогической, психологической, методической и предметной литературы по теме исследования, анализ теоретических и эмпирических данных, изучение и обобщение педагогического опыта, сравнительный анализ);
- эмпирические (наблюдение, тестирование, педагогический эксперимент);
- статистические (математическая обработка полученных данных).
Научная новизна исследования заключается в том, что предложена
авторская система оценки уровня сформированности алгоритмического мышления.
Теоретическая значимость исследования заключается в построении методики развития и оценки алгоритмического мышления посредством использования обучающей системы по программированию.
Практическая значимость исследования заключается в том, что:
- разработан курс “Программирование на языке С++ для учащихся старших классов”;
- разработана система методов, приемов и средств обучения, способствующих развитию алгоритмического мышления в рамках курса;
- разработан комплекс диагностических материалов, позволяющих осуществлять мониторинг процесса развития алгоритмического мышления;
- разработана обучающая система по программированию для старшеклассников, отвечающая современным требованиям обучения информатике;
Достоверность и обоснованность полученных результатов исследования обеспечиваются научной обоснованностью исходных теоретических положений, соответствием применяемых в исследовании методов цели и задачам исследования, апробацией результатов исследования в процессе предметной подготовки старшеклассников, подтверждением теоретических выводов анализом экспериментальных данных.
Опытно-экспериментальная база. Опытно-экспериментальная работа по теме исследования осуществлялась на базе ГАПОУ “МЦК-Казанский техникум информационных технологий и связи, г. Казань. В эксперименте принимали участие 80 учащихся 1 -го курса.
Апробация и внедрение результатов. Материалы исследования были представлены на всероссийском конкурсе “Инновации в образовании” «Инновации в образовании» (Москва, 2018 г.); обсуждались на школах педагогического мастерства ГАПОУ МЦК-КТИТС; освещались в рамках V Международной научно-практической конференции “Информационные технологии в образовании и науке”. (Казань, 2016 г); на Международной научной студенческой конференции «Междисциплинарные исследования. Современное состояние и перспективы развития» (Екатеринбург, 2017 г.) По теме исследования опубликовано 4 работы.
Результаты исследования используются при организации дополнительного образования учащихся 1 курса ГАПОУ МЦК-КТИТС.
Структура диссертации. Работа состоит из введения, двух глав, заключения, библиографического списка и 4 приложений.
✅ Заключение
В ходе проведения данного педагогического исследования были раскрыты значимые теоретические понятия. Было установлено, что алгоритмическое мышление - сложный познавательный процесс, были установлены его компоненты, определены его уровни, в соответствии с чем предлодложены методики его развития и оценки уровня сформированности.
Спроектированная обучающая система по программированию “Обучающая система по программированию для учащихся старших классов” о бл а д а е т н е о бход и м ы м д л я э ф ф е к т и в н о го о бу ч е н и я к у р с у “Программирование на языке С++ для учащихся старших классов” в рамках дополнительного обучения функционал и, по результатам проведенного педагогического эксперимента, позволяет обучить старшеклассников основам программирования и фундаментальным алгоритмам и сформировать алгоритмическое мышление учащихся, проходящих данный курс.
Также использование в обучающем процессе данной обучающей системы по программированию облегчает преподавателю выполнение задач, связанных с преподнесением информации в доступной форме и контролем успеваемости учащихся, что обеспечивается необходимым функционалом, реализованным в соответствии с составленным в ходе проведения формирующего этапа технического задания: обучающая система позволяет пользователю в роли ученика знакомиться с теоретической информацией, примерами решения заданий в соответствии с теоретическим материалом, просматривать видео, проходить тестирование при условии авторизации в системе.
Преподаватели, зарегистрированные и прошедшие процедуру авторизации в системе, обладают возможностью создавать тесты, задавать временные интервалы их прохождения, отслеживать статистику выполнения заданий, что позволяет эффективно проводить занятия курса “Программирование на языке С++ для учащихся старших классов”, учитывая текущие результаты успеваемости учеников. Система имеет преимущества по сравнению с имеющимися на рынке образовательных услуг: в данном приложении процесс обучения может быть выстроен таким образом, что ученики взаимодействуют непосредственно со своим педагогом, который самостоятельно наполняет систему содержанием и устанавливает сроки выполнения тестовых заданий, что способствует повышению эффективности применения данного электронного средства обучения.
Применение подобных информационно-компьютерных технологий обеспечивает объективность оценки знаний учителем, а учащимся позволяет получать знания в доступной форме, в том числе, удаленно.
Спроектированная обучающая система по программированию “Обучающая система по программированию для учащихся старших классов” о бл а д а е т н е о бход и м ы м д л я э ф ф е к т и в н о го о бу ч е н и я к у р с у “Программирование на языке С++ для учащихся старших классов” в рамках дополнительного обучения функционал и, по результатам проведенного педагогического эксперимента, позволяет обучить старшеклассников основам программирования и фундаментальным алгоритмам и сформировать алгоритмическое мышление учащихся, проходящих данный курс.
Также использование в обучающем процессе данной обучающей системы по программированию облегчает преподавателю выполнение задач, связанных с преподнесением информации в доступной форме и контролем успеваемости учащихся, что обеспечивается необходимым функционалом, реализованным в соответствии с составленным в ходе проведения формирующего этапа технического задания: обучающая система позволяет пользователю в роли ученика знакомиться с теоретической информацией, примерами решения заданий в соответствии с теоретическим материалом, просматривать видео, проходить тестирование при условии авторизации в системе.
Преподаватели, зарегистрированные и прошедшие процедуру авторизации в системе, обладают возможностью создавать тесты, задавать временные интервалы их прохождения, отслеживать статистику выполнения заданий, что позволяет эффективно проводить занятия курса “Программирование на языке С++ для учащихся старших классов”, учитывая текущие результаты успеваемости учеников. Система имеет преимущества по сравнению с имеющимися на рынке образовательных услуг: в данном приложении процесс обучения может быть выстроен таким образом, что ученики взаимодействуют непосредственно со своим педагогом, который самостоятельно наполняет систему содержанием и устанавливает сроки выполнения тестовых заданий, что способствует повышению эффективности применения данного электронного средства обучения.
Применение подобных информационно-компьютерных технологий обеспечивает объективность оценки знаний учителем, а учащимся позволяет получать знания в доступной форме, в том числе, удаленно.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.