Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Проектирование обучающей системы по программированию для формирования алгоритмического мышления старшеклассников

Работа №33193
Тип работыМагистерская диссертация
Предметпедагогика
Объем работы113
Год сдачи2018
Стоимость5700 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено 374
Не подходит работа?

Узнай цену на написание

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

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.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании студенческих
и аспирантских работ!


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.


1. Бабанский Ю.К. Избранные педагогические труды.- М.: Педагогика, 1989г.- 560 с.
2. Башмаков А. И., Башмаков И. А. Разработка компьютерных учебников и обучающих систем. - М. : Филинъ, 2003.
3. Белошистая, А. В., Левитес, В. В. Развитие логического мышления младших школьников / А. В. Белошистая, В. В. Левитес. - М.: МПСИ, 2012. - 128 с.
4. Брушлинский А. В. Мышление: процесс, деятельность, общение.: М., 1982.
5. Газейкина А.И. Стили мышления и обучение программированию // Информационные технологии в общеобразовательной школе. - 2003. - No 6. - С.12-19.
6. Газейкина, А.И. Стили мышления и обучение программированию студентов педагогического вуза [Электронный ресурс] - Режим доступа:Шр://11;о.е0и.га/2013/Мовсо’№/1/1/1-1-6371.Ь1т1].
7. Гейн А.Г. Ожидания информатики // Материалы конференции “Информатика в школе: прошлое, настоящее будущее”, 2014, С.5-10.
8. Гиппенрейтер Ю.Б., В.В. Петухова. Психология мышления. Хрестоматия.- М: МГУ, 1982. - 489 с
9. Гребенюк О.С. ОБЩАЯ ПЕДАГОГИКА: Курс лекций/ Калинингр. ун-т. Калининград, 1996
10. Губина Т. Н. Методические приемы развития алгоритмического мышления будущего учителя информатики //Международный научный журнал «Современные информационные технологии и ИТ-образование». -
2016. - Т. 12. - №. 3-1. - С. 6-16..
11. Данилов М.А., Есипов Б.П. Дидактика. М.: Издательство Академии педагогических наук, 1957. — 518 с.
12. Дружинина В. Н. Психология. Учебник для гуманитарных ВУЗов - Санкт-Петербург : 2009. - 656 с.
13. Дубровина И. В. Психология / И. В. Дубровина, Е. Е. Данилова, А. М. Прихожан; Под ред. И. В. Дубровиной. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. 173 с.
14. Кларин М. В. Педагогическая технология в учебном процессе. Анализ зарубежного опыта //М.: знание. - 1989. - Т. 75. - №. 2.
15. (17) Копаев А.В. О практическом значении алгоритмического стиля мышления // Информационные технологии в общеобразовательной школе. -
2003. - No 6. - С.6-11.
16. Коростелева Д. М. и др. Разработка обучающей системы по математике для школьников в контексте современных тенденций развития дидактической инженерии. - 2016.
17. Коростелева Д. М., Васильев А. В. Разработка обучающей системы в условиях современных тенденций развития дидактической инженерии // МОЛОДЫЕ ЛИДЕРЫ-2016. - 2016. - С. 139-143.
18. Кушниренко А.Г., Лебедев Г.В. Информатика: 12 лекций о том, для чего нужен школьный курс информатики и как его преподавать. — Лаборатория Базовых Знаний, 2000.
19. Кушниренко А.Г., Леонов А.Г., Пронин К.А., Ройтберг М.А., Яковлев В.В. Пиктомир: опыт использования и новые платформы. // 6-ая конференция «Свободное программное обеспечение в высшей школе», Переславль, 29-30января 2011.
20. Лапчик, М.П. Методика преподавания информатики [Текст]. - М.: Академия, 2007. - 624 с.
21. Лебедева, Т.Н. Формирование алгоритмического мышления школьников в процессе обучения рекурсивным алгоритмам в профильных классах средней общеобразовательной школы [Текст] : автореф. дис канд. пед.
Наук. - Челябинск : Челябинский государственный педагогический университет, 2005. - 20 с.
22. Леонтьев А.Н. и современная психология: сборник статей памяти А.Н. Леонтьева / МГУ, 1983. - 287 с.
23. Леонтьев, А.Н. Деятельность. Сознание. Личность / А.Н. Леонтьев. -М.: Смысл; Изд. центр "Академия", 2004. - 352 с.
24. Леонтьев, А.Н. Проблемы развития психики / А.Н. Леонтьев. - М.: Изд- во Московского ун-та, 1981. - 584 с.
25. Лернер И.Я. Дидактические основы методов обучения. - М.: Педагогика, 1981.- 186 с.
26. Лихачев Б.Т. Педагогика: Курс лекций / Учеб. пособие для студентов педагог, учеб. заведений и слушателей ИПК и ФПК. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Юрайт-М,2001.—б07с.
27. Лучко, Л.Г. Решение задач школьного курса информатики [Текст] / Л.Г. Лучко. - Омск: ОмГПУ, 2011. - 80 с.
28. Лучко, Л.Г. Решение задач школьного курса информатики [Текст] : учебно-методическое пособие. - Омск: ОмГПУ, 2001. - 80 с.
29. Мухордахова О.Е., Шрейбер Т.В. Прогрессивные матрицы Равена: методические рекомендации / - Ижевск: Изд-во «Удмуртский университет», 2011. - 70с.
30. Нигматулина Э.А., Сокольская М.А., Степанова Т.А. Расширение понятия алгоритмического мышления при изучении современных технологий программирования в педагогическом вузе // Материалы VIII Международной научно-практической конференции «Педагогический профессионализм в образовании». Новосибирск, 2012.
31. Петухов В. В. Психология мышления: Учебно-методическое пособие для студентов факультетов психологии государственных университетов. -М.: Издательство МГУ, 1987. — 87 с.
32. Пиаже Жан. Психология интеллекта - СПб.: Питер, 2003. - 192с.
33. Пидкасистый П.И.. ПЕДАГОГИКА. Учебное пособие для студентов педагогических вузов и педагогических колледжей / - М: Педагогическое общество России, 1998. - 640 с.
34. Равен Дж.К., Равен Дж., Курт Дж.Х. Руководство к Прогрессивным Матрицам Равена и Словарным шкалам. Раздел 1. Общая часть руководства. - М.: Когито-Центр, 1997. - 76с.
35. Ребер Артур. Большой толковый психологический словарь. / - М.: Вече; АСТ, 2006. - 598с.
36. Рубинштейн С.Л. Основы общей психологии. - СПб: Питер, 2000. - 520с.
37. Рубинштейн С.Л. Проблемы общей психологии. 2-е изд., М., 1976.186с.
3 8 . С е м е н о в А . Л . , Р у д ч е н к о Т . А . , Щ е г л о в а О . В . Информатика-1.Математические основы мышления и коммуникации: Книга для учителя. - М.: ИНТ, Просвещение, 1999. - 76 с
39. Сластенин B. А., И.Ф.Исаев, А.И.Мищенко, Е.Н.Шиянов. ПЕДАГОГИКА: Учебное пособие для студентов педагогических учебных заведений. Издательство «Школа-Пресс», 1997.
40. Слинкина, И.Н. Использование компьютерной техники в процессе развития алгоритмического мышления у младших школьников [Текст] : автореф. дис. канд. пед. наук. - Екатеринбург : УрГПУ, 2000. - 22 с.
41. Слинкина, И.Н. Использование компьютерной техники в процессе развития алгоритмического мышления у младших школьников [Текст] / И.Н. Слинкина. - Екатеринбург: УрГПУ, 2010. - 22 с.
42. Федеральный государственный образовательный стандарт среднего общего образования (ФГОС СОО)
43. Черткова Е. А. Концепция спецификации требований для проектирования компьютерных обучающих систем //Вестник Саратовского государственного технического университета. - 2005. - Т. 4. - №. 1 (9)
44. Чошанов М. А. Гибкая технология проблемно-модульного обучения // М.: Народное образование. - 1996. - №. 2.
45. Чошанов М. А. E-дидактика: Новый взгляд на теорию обучения в эпоху цифровых технологий //Образовательные технологии и общество. - 2013. - Т.
16. - №. 3.
46. Чошанов М. А. Дидактика и инженерия /ГМ.: Бином, Лаборатория знаний. - 2011. - С. 22-26.
47. Development of the training system in mathematics for pupils in the context of current trends in the development of didactic engineering - Korosteleva D.M.
48. Gilmore W. J. Beginning PHP and MySQL: from novice to professional. - Apress, 2010.
49. Ruthven K. et al. A research-informed dialogic-teaching approach to early secondary school mathematics and science: the pedagogical design and field trial of the epiSTEMe intervention. - 2016.
50. Schoenfeld A. H. Problematizing the didactic triangle //ZDM. - 2012. - Т. 44. - №. 5. - С. 587-599.
51. Shaun Bebbington (2014). "What is coding". Retrieved 2014-03-03.
52. Tchoshanov M. A. Engineering of learning: Conceptualizing e-Didactics. 2013.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


© 2008-2022 Cервис помощи студентам в выполнении работ