Помощь студентам в учебе
Исследование модульного курса «Визуальное программирование» и исследование его влияния на усвоение обучающимися основ объектно-ориентированного программирования
|
Введение
Глава 1. Теоретические обоснование разработки модульного курса в области информационных технологий 9
1.1 Основные базовые понятия исследования, функции и задачи
модульного обучения 9
1.2 Особенности разработки модульного курса для подготовки учащихся в
области освоения объектно-ориентированного программирования 19
Вывод по первой главе 32
Глава 2. Опытно - экспериментальная реализация модульного курса «Визуальное программирование» и исследование его влияния на усвоение обучающимися основ объектно-ориентированного программирования 34
2.1 Содержательные основы курса «Визуальное программирование» 34
2.2 Результаты педагогического эксперимента 43
Вывод по второй главе 58
Заключение 59
Список использованной литературы 61
Приложение
Глава 1. Теоретические обоснование разработки модульного курса в области информационных технологий 9
1.1 Основные базовые понятия исследования, функции и задачи
модульного обучения 9
1.2 Особенности разработки модульного курса для подготовки учащихся в
области освоения объектно-ориентированного программирования 19
Вывод по первой главе 32
Глава 2. Опытно - экспериментальная реализация модульного курса «Визуальное программирование» и исследование его влияния на усвоение обучающимися основ объектно-ориентированного программирования 34
2.1 Содержательные основы курса «Визуальное программирование» 34
2.2 Результаты педагогического эксперимента 43
Вывод по второй главе 58
Заключение 59
Список использованной литературы 61
Приложение
Актуальность исследования. В современном мире возрастает роль образования, так как образование является мощным фактором, который способствует изменению и развитию не только человека, но и общества в целом. В связи с этим исследование влияния, новых образовательных технологий на процесс и результат подготовки обучающихся становится актуальной проблемой. Использование современных технологий модульного обучения направлено на повышение качества образования, на оптимизацию процесса обучения, на повышение уровня культуры подрастающего поколения в работе с техническими информационными средствами.
Модульное обучение зародилось в 70-х годах ХХ столетия и только спустя многолет эта форма образования стала активно внедряться в систему образования. Современные исследователи (Т. И. Шамова, П. И. Третьяков, Т. М. Давыденко, Г. Н. Шибанова и др.)[38] подчеркивают, что “модульное обучение (модульная технология) преобразует образовательный процесс так, что обучающийся самостоятельно (полностью или частично) обучается по целевой индивидуализированной программе. Особенностью
модульныхкурсовявляется то, что они призваны содействовать развитию самостоятельности учащихся, их умению выбрать один из предлагаемых модулей и работать с конкретным учебным материалом, учитывающим индивидуальные способы егоподачи, проработки и освоения [23].
Особенно нуждается в индивидуальной ориентациина модульные курсы обучение в сфере информатики. Это связано с тем, что информационная сфера очень многогранна, поэтому должен быть сделан акцент на определенных информационных продуктах, ресурсах и направлениях. Соответственно, обучаемые работают по различным модулям, выбор которых достаточно широк. Вместе с тем в педагогическом плане на передний план выходят пути и способы изучения инноваций, развитие способностей по освоению учебной деятельности, а также опыта в сфере
информатики, который включает приобретение навыков решения алгоритмических и логических задач. Все это важно, в том числе при изучении объектно-ориентированного программирования и визуального проектирования. Курсы данного типа предполагают наряду с написанием текста программы использовать в ряде случаев уже имеющиеся в прикладном пакете заготовки, в этом случае проектировщику важно заняться установкой необходимых параметров. При этом на экране монитора сразу же появляются те или иные изображения, идентичные или похожие на те, которые должна формировать создаваемая программа.
Проблема обучения объектно-ориентированному программированию и визуальному проектированию показаны в трудах зарубежных исследователей (Г. Буч, Б. Мэйер, А. Якобсон, Дж. Рамбо, И. Грэхем, М. Фаулер) [6, 10, 31], а также в исследованиях отечественных ученых (Г.С. Ивановой, Т.Н. Ничушкина, Е.К. Пугачева, И.А. Бабушкиной и др.) [1].
Таким образом актуальность исследования обусловлена противоречиями:
- между требованиями, предъявляемыми государственным образовательнымстандартам к школьному образованию, и внедрением инновационных методик обучения в условиях традиционного обучения;
- между приоритетными технологиями использования модульного обучения и недостаточностью разработанности научно-теоретической и методической базы их применения в школьной практике на уроках информатики, особенно при изучении её новых разделов, таких как визуальное программирование.
Все выше изложенное обусловлено актуальность темы нашего исследования: Исследование влияния модульного курса «Визуальное
программирование» на усвоение обучающимися основ объектноориентированного программирования.
ориентированного программирования.
Объектом исследования является усвоение основ объектноориентированного программирования в процессе изучения информатики в старших классах общеобразовательной школы.
Предметом исследования являетсяпедагогические условия
разработки и реализации модульного курса «Визуальное программирование» способствующего усвоению обучающимися основ объектноориентированного программирования.
Гипотеза исследования.
Усвоение основ объектно-ориентированного программирования в процессе изучения информатики в старших классах общеобразовательной школы будет эффективным, при соблюденииследующихусловий:
- при дополнении и углублении знаний и опыта на основе актуального и доступного содержания обучения по разделу объектно-ориентированного программирования;
-при разработке структуры модульного курса на основе педагогически обоснованной реализации технологии модульного обучения;
- при определении и экспериментальной проверке показателей эффективности влияния модульного курса на уроках информатики.
В соответствии с целью и гипотезой исследования выдвигаются следующие задачи исследования:
1) изучить и проанализировать понятияисследования: «модульное обучение», «визуальное программирование» и «объектно-ориентированное программирование»;
2) теоретически обосновать и спроектировать модульный курс «Визуальное программирование»;
3) апробировать и проверить экспериментально влияние модульного курса «Визуальное программирование» на усвоения обучающимися основ объектно-ориентированного программирования.
Теоретическую основу исследования составляют: работы по методике обучения информатике (В. М. Швецкого, В. В. Лаптева и др.); работы в области теории и практике преподавания информатики (А. П. Ершова, А. А. Кузнецова и др.); работы по теории содержания образования и процесса обучения (В.П. Беспалько, В. И. Гинецинского, В. В. Давыдова и др.); работы в области технологий программирования (Г. Буч, Ф. Брукс, Э. Дейкстра и др.).
В работе применялись следующие методы исследования: теоретический анализ научно-методической и специальной литературы по проблематике исследования; анализ учебных пособий и методических материалов по школьной информатике; анализ передового педагогического опыта преподавания информатики;тестирование, педагогический эксперимент (констатирующий и формирующий), статистическая обработка результатов педагогического эксперимента и их анализ.
Экспериментальной базой исследования являлась МБОУ «Большеатнинская СОШ №1» Атнинского района РТ. В исследовании участвовали 50 обучающихся. Исследование проходило в три этапа:
Первый этап был направлен на выявления проблемы исследования; проведен теоретической анализ методической и учебной литературы, сформулирована гипотеза исследования, поставлены исследовательские задач, организован и проведен констатирующий эксперимент.
На втором этапе были разработаны теоретические основы технологии обучения старшеклассниковпо курсу «Визуальное программирование».
На третьем этапе было проведено экспериментальное исследование влияния модульного курса «Визуальное программирование» на усвоения обучающимися основ объектно-ориентированного программирования. Для проверки гипотезы был проведен формирующий эксперимент, и проведена статистическая обработка результатов исследования.
программирование»;выделены педагогические условия использования модульного курса обучения визуальному программированию; экспериментально проверена эффективность использования модульного обучения на уроках информатики.
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что:
1) научно обоснована целесообразность введения визуального программирования в школьный курс информатики, использование которой позволит дополнить и углубить базовые понятия раздела алгоритмизации и программирования федерального стандарта по информатике и ИКТ и повысить уровень знаний обучающихся.
2) раскрыты сущностные характеристики технологии модульного обучения;
3) разработаны критерии оценивания учащихся старших классов общеобразовательной школы.
Практическая значимость исследования.Разработаны и внедрены в учебный процесс: модульный курс «Визуальное программирование»;
дидактические материалы для обучающихся; диагностические материалы, позволяющие организовать проверку и оценку результатов выполнения задании учащимися.
Достоверность результатов исследования обеспечивается анализом и опорой на фундаментальные работы по проблеме исследования, адекватностью применяемых методов целям и задачам исследования, экспериментальной проверкой выдвинутой гипотезы и применением статистических методов обработки результатов педагогического эксперимента.
Апробация результатов исследования проведена в форме доклада и сообщений:
- на заседании методического объединения учителей информатики;
- на итоговой научной конференции учителей информатики района.
Модульное обучение зародилось в 70-х годах ХХ столетия и только спустя многолет эта форма образования стала активно внедряться в систему образования. Современные исследователи (Т. И. Шамова, П. И. Третьяков, Т. М. Давыденко, Г. Н. Шибанова и др.)[38] подчеркивают, что “модульное обучение (модульная технология) преобразует образовательный процесс так, что обучающийся самостоятельно (полностью или частично) обучается по целевой индивидуализированной программе. Особенностью
модульныхкурсовявляется то, что они призваны содействовать развитию самостоятельности учащихся, их умению выбрать один из предлагаемых модулей и работать с конкретным учебным материалом, учитывающим индивидуальные способы егоподачи, проработки и освоения [23].
Особенно нуждается в индивидуальной ориентациина модульные курсы обучение в сфере информатики. Это связано с тем, что информационная сфера очень многогранна, поэтому должен быть сделан акцент на определенных информационных продуктах, ресурсах и направлениях. Соответственно, обучаемые работают по различным модулям, выбор которых достаточно широк. Вместе с тем в педагогическом плане на передний план выходят пути и способы изучения инноваций, развитие способностей по освоению учебной деятельности, а также опыта в сфере
информатики, который включает приобретение навыков решения алгоритмических и логических задач. Все это важно, в том числе при изучении объектно-ориентированного программирования и визуального проектирования. Курсы данного типа предполагают наряду с написанием текста программы использовать в ряде случаев уже имеющиеся в прикладном пакете заготовки, в этом случае проектировщику важно заняться установкой необходимых параметров. При этом на экране монитора сразу же появляются те или иные изображения, идентичные или похожие на те, которые должна формировать создаваемая программа.
Проблема обучения объектно-ориентированному программированию и визуальному проектированию показаны в трудах зарубежных исследователей (Г. Буч, Б. Мэйер, А. Якобсон, Дж. Рамбо, И. Грэхем, М. Фаулер) [6, 10, 31], а также в исследованиях отечественных ученых (Г.С. Ивановой, Т.Н. Ничушкина, Е.К. Пугачева, И.А. Бабушкиной и др.) [1].
Таким образом актуальность исследования обусловлена противоречиями:
- между требованиями, предъявляемыми государственным образовательнымстандартам к школьному образованию, и внедрением инновационных методик обучения в условиях традиционного обучения;
- между приоритетными технологиями использования модульного обучения и недостаточностью разработанности научно-теоретической и методической базы их применения в школьной практике на уроках информатики, особенно при изучении её новых разделов, таких как визуальное программирование.
Все выше изложенное обусловлено актуальность темы нашего исследования: Исследование влияния модульного курса «Визуальное
программирование» на усвоение обучающимися основ объектноориентированного программирования.
ориентированного программирования.
Объектом исследования является усвоение основ объектноориентированного программирования в процессе изучения информатики в старших классах общеобразовательной школы.
Предметом исследования являетсяпедагогические условия
разработки и реализации модульного курса «Визуальное программирование» способствующего усвоению обучающимися основ объектноориентированного программирования.
Гипотеза исследования.
Усвоение основ объектно-ориентированного программирования в процессе изучения информатики в старших классах общеобразовательной школы будет эффективным, при соблюденииследующихусловий:
- при дополнении и углублении знаний и опыта на основе актуального и доступного содержания обучения по разделу объектно-ориентированного программирования;
-при разработке структуры модульного курса на основе педагогически обоснованной реализации технологии модульного обучения;
- при определении и экспериментальной проверке показателей эффективности влияния модульного курса на уроках информатики.
В соответствии с целью и гипотезой исследования выдвигаются следующие задачи исследования:
1) изучить и проанализировать понятияисследования: «модульное обучение», «визуальное программирование» и «объектно-ориентированное программирование»;
2) теоретически обосновать и спроектировать модульный курс «Визуальное программирование»;
3) апробировать и проверить экспериментально влияние модульного курса «Визуальное программирование» на усвоения обучающимися основ объектно-ориентированного программирования.
Теоретическую основу исследования составляют: работы по методике обучения информатике (В. М. Швецкого, В. В. Лаптева и др.); работы в области теории и практике преподавания информатики (А. П. Ершова, А. А. Кузнецова и др.); работы по теории содержания образования и процесса обучения (В.П. Беспалько, В. И. Гинецинского, В. В. Давыдова и др.); работы в области технологий программирования (Г. Буч, Ф. Брукс, Э. Дейкстра и др.).
В работе применялись следующие методы исследования: теоретический анализ научно-методической и специальной литературы по проблематике исследования; анализ учебных пособий и методических материалов по школьной информатике; анализ передового педагогического опыта преподавания информатики;тестирование, педагогический эксперимент (констатирующий и формирующий), статистическая обработка результатов педагогического эксперимента и их анализ.
Экспериментальной базой исследования являлась МБОУ «Большеатнинская СОШ №1» Атнинского района РТ. В исследовании участвовали 50 обучающихся. Исследование проходило в три этапа:
Первый этап был направлен на выявления проблемы исследования; проведен теоретической анализ методической и учебной литературы, сформулирована гипотеза исследования, поставлены исследовательские задач, организован и проведен констатирующий эксперимент.
На втором этапе были разработаны теоретические основы технологии обучения старшеклассниковпо курсу «Визуальное программирование».
На третьем этапе было проведено экспериментальное исследование влияния модульного курса «Визуальное программирование» на усвоения обучающимися основ объектно-ориентированного программирования. Для проверки гипотезы был проведен формирующий эксперимент, и проведена статистическая обработка результатов исследования.
программирование»;выделены педагогические условия использования модульного курса обучения визуальному программированию; экспериментально проверена эффективность использования модульного обучения на уроках информатики.
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что:
1) научно обоснована целесообразность введения визуального программирования в школьный курс информатики, использование которой позволит дополнить и углубить базовые понятия раздела алгоритмизации и программирования федерального стандарта по информатике и ИКТ и повысить уровень знаний обучающихся.
2) раскрыты сущностные характеристики технологии модульного обучения;
3) разработаны критерии оценивания учащихся старших классов общеобразовательной школы.
Практическая значимость исследования.Разработаны и внедрены в учебный процесс: модульный курс «Визуальное программирование»;
дидактические материалы для обучающихся; диагностические материалы, позволяющие организовать проверку и оценку результатов выполнения задании учащимися.
Достоверность результатов исследования обеспечивается анализом и опорой на фундаментальные работы по проблеме исследования, адекватностью применяемых методов целям и задачам исследования, экспериментальной проверкой выдвинутой гипотезы и применением статистических методов обработки результатов педагогического эксперимента.
Апробация результатов исследования проведена в форме доклада и сообщений:
- на заседании методического объединения учителей информатики;
- на итоговой научной конференции учителей информатики района.
В результате проведенного педагогического эксперимента мы можем сформулировать следующие выводы.
1) Проведенный анализ научно-педагогической и учебно-методической литературы свидетельствует о том, что проблема изучения основ ООП в настоящее время является актуальной.
2) Проведенный констатирующий эксперимент позволил сделать вывод об имеющемся уровне знаний, умений учащихся по основам алгоритмизации и программирования курса информатики и ИКТ.
3) Научно обосновано применение технологии модульного обучения в школьном курсе информатики.
4) Разработано и внедрено дидактическое обеспечения обучения учащихся старших классов базового уровня средней общеобразовательной школы визуальному программированию, включающее в себя: методические рекомендации по организации деятельности учителя при проведении занятий по курсу, систему заданий по курсу.
5) Проведена экспериментальная работа, в ходе которого было выявлено соответствие отобранного материала курса «Визуальное программирование» для школьной информатики и эффективность разработанной технологии обучения данному материалу.
6) Определены критерии оценивания качества знаний и сформированности логического мышления обучающихся.
7) Разработаны дидактические материалы, методические рекомендации для учителей.
8) Введение модульного курса «Визуальное программирование» в школьный курс информатики расширяет и углубляет знания, умения учащихся по разделу объектно-ориентированное программирование федерального стандарта по информатике и ИКТ базового уровня.
9) Анализ экспериментальных данных педагогического эксперимента позволил сделать вывод о положительном влияния курса на формирование логического мышления обучающихся.
В целом результаты эксперимента свидетельствуют о положительном эффекте применения модульного курса «Визуальное программирование» обучающимся.
Также нужно отметить, что учителю информатики требуется знать: возрастные и индивидуальные особенности своих учеников, их уровень развития, сегодняшние интересы и планы на будущее; свой предмет, который предполагает не только знание, но и знание психолого-физиологических механизмов. Для того, чтобы осуществить обоснование выбора методов, необходимо, прежде всего, знать возможности и ограничения вех методов обучения информатики, понимать, какие задачи и при каких условиях успешно решаются с помощью тех или иных методов, и для каких задач они бесполезны или малоэффективны.
Важно, что ученик имеет возможность в большей степени самореализовываться и это способствует мотивации учения. Данная система обучения гарантирует каждому ученику освоение стандарта образования и продвижения на более высокий уровень обучения.
1) Проведенный анализ научно-педагогической и учебно-методической литературы свидетельствует о том, что проблема изучения основ ООП в настоящее время является актуальной.
2) Проведенный констатирующий эксперимент позволил сделать вывод об имеющемся уровне знаний, умений учащихся по основам алгоритмизации и программирования курса информатики и ИКТ.
3) Научно обосновано применение технологии модульного обучения в школьном курсе информатики.
4) Разработано и внедрено дидактическое обеспечения обучения учащихся старших классов базового уровня средней общеобразовательной школы визуальному программированию, включающее в себя: методические рекомендации по организации деятельности учителя при проведении занятий по курсу, систему заданий по курсу.
5) Проведена экспериментальная работа, в ходе которого было выявлено соответствие отобранного материала курса «Визуальное программирование» для школьной информатики и эффективность разработанной технологии обучения данному материалу.
6) Определены критерии оценивания качества знаний и сформированности логического мышления обучающихся.
7) Разработаны дидактические материалы, методические рекомендации для учителей.
8) Введение модульного курса «Визуальное программирование» в школьный курс информатики расширяет и углубляет знания, умения учащихся по разделу объектно-ориентированное программирование федерального стандарта по информатике и ИКТ базового уровня.
9) Анализ экспериментальных данных педагогического эксперимента позволил сделать вывод о положительном влияния курса на формирование логического мышления обучающихся.
В целом результаты эксперимента свидетельствуют о положительном эффекте применения модульного курса «Визуальное программирование» обучающимся.
Также нужно отметить, что учителю информатики требуется знать: возрастные и индивидуальные особенности своих учеников, их уровень развития, сегодняшние интересы и планы на будущее; свой предмет, который предполагает не только знание, но и знание психолого-физиологических механизмов. Для того, чтобы осуществить обоснование выбора методов, необходимо, прежде всего, знать возможности и ограничения вех методов обучения информатики, понимать, какие задачи и при каких условиях успешно решаются с помощью тех или иных методов, и для каких задач они бесполезны или малоэффективны.
Важно, что ученик имеет возможность в большей степени самореализовываться и это способствует мотивации учения. Данная система обучения гарантирует каждому ученику освоение стандарта образования и продвижения на более высокий уровень обучения.