Использование компьютерных средств обучения при подготовке бакалавров педагогических специальностей в сфере программирования

ГУМАНИТАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

УДК 37

И. В. Акимова, М. А. Родионов

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ ПРИ ПОДГОТОВКЕ БАКАЛАВРОВ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ В СФЕРЕ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

Аннотация. В статье исследована проблема использования компьютерных средств обучения при подготовке бакалавров педагогических специальностей в области программирования. В качестве информационной технологии данной подготовки рассмотрены электронные учебники. С помощью современного средства разработки электронных учебных пособий AuthorWare разработан электронный учебник по программированию на языке Pascal. Приведены структура учебника, рекомендации по его использованию.

Ключевые слова: подготовка бакалавров, электронный учебник, программирование.

В условиях современного развития образования использование компьютерных технологий обучения играет значительную роль в подготовке специалистов всех областей. Это обусловлено тем, что компьютерные технологии способствуют интенсификации учебного процесса, увеличению роли самостоятельной работы, повышению активности и мотивации обучаемых.

Одним из эффективных средств организации процесса обучения с использованием современных информационно-коммуникационных технологий является электронный учебник. Он имеет ряд преимуществ, которые определяют его широкое внедрение в высших учебных заведениях:

- отличается высокой мобильностью, доступностью широкому кругу пользователей в компьютерных сетях, адекватностью современному уровню научного знания;

- облегчает восприятие и понимание изучаемого материала на основе новых способов подачи материала: индуктивного подхода, воздействия на слуховую и эмоциональную память и т.д.;

- допускает адаптацию к потребностям обучаемого, уровню его подготовки, интеллектуальным возможностям и стремлениям;

- предоставляет широкие возможности для самоконтроля на всех этапах обучения. Компьютерное средство обучения - программное средство (программный

комплекс) или программно-технический комплекс, предназначенный для решения определенных педагогических задач, имеющий предметное содержание и ориентированный на взаимодействие с обучаемым.

Электронный учебник - средство, обеспечивающее достижение комплексной цели обучения во взаимодействии обучаемого с компьютером под управлением преподавателя. Основу такого учебника составляет учебный материал и программное обеспечение, реализующее необходимые функции обучения.

Электронное учебное пособие - учебное пособие, поддерживающее компьютерную технологию обучения, где основным средством обучения является компьютер. Оно разрабатывается в соответствии с требованиями к системе обучения в целом, призвано решать те задачи и поддерживать те функции обучения и/или администрирования учебного процесса, которые были определены на стадии общей проработки проекта по оказанию образовательных услуг на основе компьютерной технологии обучения.

Основными достоинствами электронных учебных курсов по сравнению с традиционными бумажными изданиями являются:

- достижение высокой степени наглядности за счет реализации графических, анимационных, звуковых возможностей современных компьютеров;

- достижение максимальной индивидуализации обучения. Реализуется за счет предоставления возможности отбора учебного материала каждым обучаемым из общего объема компьютерного учебника; выбора формы предоставления учебного материала на усмотрение обучаемого; возврата к вопросам теории при необходимости; определения оптимального времени обучения; возможности осуществления контроля приобретенных знаний, умений, навыков путем выбора посильных задач и т.д.;

- сокращение времени на изучение курса за счет предоставления возможности самоподготовки, самостоятельного освоения учебного курса или его большого раздела;

- возможность подключения компьютерных тестовых систем;

- легкость тиражирования.

Средства создания электронных учебников можно разделить на группы на основе комплексного критерия, учитывающего назначение и выполняемые функции, требования к техническому обеспечению и особенности использования. В соответствии с этим критерием можно выделить следующие классы:

- традиционные алгоритмические языки;

- инструментальные средства общего назначения;

- средства мультимедиа;

- гипертекстовые и гипермедиа средства.

В данной статье осветим вопрос разработки электронного учебника по дисциплине «Программирование», предназначенного для бакалавров педагогических специальностей профиля «Информатика» [1, 2]. Этот курс включает основной теоретический материал, графические иллюстрации, вопросы для проверки пройденного материала и средства тестового контроля знаний. В качестве средства разработки выбрана программа АиШо^аге.

В соответствии с приведенными выше утверждениями алгоритм построения учебного курса с помощью AuthorWare включает следующие основные действия:

- определение общей концепции курса, его целей и уровня обученности, который должен быть достигнут с его помощью;

- разработка структуры курса и представление ее в виде схемы;

- наполнение содержанием основных страниц (кадров) курса;

- создание дополнительных средств навигации между страницами курса;

- создание подсистемы тестирования;

- публикация курса.

В состав курса входят следующие основные разделы: Введение

Глава 1. История языков программирования. Глава 2. Классификация языков программирования.

2.1. Различные классификации.

2.2. Императивные языки программирования.

2.3. Декларативные языки программирования. Глава 3. Язык программирования Pascal.

3.1. Структура программы.

3.2. Основные типы данных.

3.3. Основные операторы.

3.4. Реализация подпрограмм.

3.5. Работы с файлами.

3.6. Элементы объектно-ориентированного программирования.

3.7. Примеры решения задач.

Глава 4. Задачи для самостоятельного решения. Тест.

Вид страницы электронного учебника представлен на рис. 1.

Глава 3. Язык программирования Pascal.

3.1. Структура программы.

Программа реализует алгоритм решения задачи. В ней программист записывает последовательность действий, выполняемых над определенными данными с помощью определенных операций для реализации заданной цели. Основными характеристиками программы являются: точность полученного результата, время выполнения и объем требуемой памяти. О соответствии этих показателей решаемой задаче и возможностям компьютера должен позаботиться сам программист. В большинстве случаев определяющим требованием является точность. Ограничения по объему памяти и времени выполнения носят менее жесткий характер.

Программа на языке Pascal состоит из строк. Набор текста программы осуществляется с помощью встроенного редактора текстов системы программирования Turbo Pasca] или любого другого редактора. В первом случае программа может после выхода из редактора (при нажатии клавиши F10) в главное меню компилироваться и выполняться; во втором случае программу следует записать в файл и затем вызвать для компиляции и выполнена в интегрированной среде программирования Turbo Pascal.

Набирая текст программы, программист может произвольно располагать строю! на экране. Строка может начинаться с любой колонки, т. е. величина отступа от левой границы экрана для каждой строки устанавливается самим программистом с целью получить наиболее удобный для чтеши текст программы. Количество операторов в строке произвольно, но если в строке записывается один оператор, то такая программа легче читается.

Существуют различные схемы написания программ на языке Pascal, все они отличаются количеством отступов слева в каждой строке и различным использованием прописных букв. Можно рассмотреть следующую схему:

- зарезервированные слова program, procedure, fonction пишутся строчными буквами;

- имена констант, переменных, процедур, функций начинаются с прописных букв;

- операторы записываются только строчными буквами;

- логически подчиненные структуры записываются на одну строку ниже и на одну или две позиции правее по отношению к более старшим.

Такая схема записи создает условия для лучшего понимания программы и значительно более быстрого обнаружения в ее тексте ошибок. Следует учитывать, что максимальный размер программы на Pascal ограничен. Компилятор позволяет обрабатывать программы и библиотечные модули, в которых объем данных и генерируемый машинный код не превышают 6-1 Кбайт каждый. Если программа требует большего количества памяти, следует использовать библиотечные модули (.TPU-файлы) или оверлейные структуры.

Рис. 1. Вид страницы электронного учебника

В начале процесса изучения дисциплины предоставляется возможность выбрать раздел, который планируется изучить (рис. 2).

Оглавление

Введение.

Глава 1. История языков программирования.

Глава 2. Классификация языков программирования.

2.1, Различные классификации.

2.2. Императивные языки программирования.

2.3. Декларативные языки программирования.

Глава 3. Язык программирования Pascal.

3.1. Структура программы.

3.2. Основные типы данных.

3.3. Основные операторы

3.4. Реализация подпрограмм.

3.5. Работы с фантами.

З.б. Элементы объектно-ориентированного программирования.

3.7. Примеры решения задач.

Глава 4. Задачи для самостоятельного решения

Тест

Оглавление | Выход

Рис. 2. Оглавление электронного учебника

Далее представлен возможный вариант распределения часов для прохождения того или иного раздела электронного учебника (табл. 1).

Таблица 1

Рекомендованное количество часов для изучения разделов электронного учебника «Программирование»

Тема Возможное количество часов

История языков программирования 2

Классификация языков программирования

Различные классификации 1

Императивные языки программирования 1

Декларативные языки программирования 1

Язык программирования Pascal

Структура программы 2

Основные типы данных 2

Основные операторы 4

Реализация подпрограмм 4

Работа с файлами 3

Элементы объектно-ориентированного программирования 2

Примеры решения задач 6

Задачи для самостоятельного решения 6

Тест 2

Итого 36 часов

Таким образом, электронный учебник «Программирование» может быть использован как помощь для преподавателя при организации занятий, а также для самостоятельной работы студентов.

На наш взгляд, данное электронное пособие может использоваться как в школе, в базовом курсе информатики и ИКТ, так и на профильном уровне.

Данный электронный учебник прошел апробацию при проведении лабораторных и лекционных занятий по курсу «Программирование» для бакалавров профиля «Информатика» Педагогического института имени В. Г. Белинского Пензенского государственного университета.

Список литературы

1. Акимова, И. В. Содержательно-методические особенности использования интерактивных информационных ресурсов при обучении программированию будущих учителей / И. В. Акимова, М. А. Родионов // Университетское образование (МКУО-2014) : сб. ст. XVIII Междунар. науч.-метод. конф., посвящ. 200-летию со дня рождения М. Ю. Лермонтова (г. Пенза, 10-11 апреля 2014 г.) / под ред. А. Д. Гулякова, Р. М. Печерской. - Пенза : Изд-во ПГУ, 2014. - С. 149-151.

2. Акимова, И. В. Методика изучения темы «Массивы» при обучении программированию бакалавров педагогических специальностей профиля «Информатика» / И. В. Акимова, М. А. Родионов // Информатика и образование. - 2014. - № 3. - С. 20-25.

Акимова Ирина Викторовна

кандидат педагогических наук, доцент, кафедра компьютерных технологий, Пензенский государственный университет E-mail: ulrih@list.ru

Родионов Михаил Алексеевич

доктор педагогических наук, профессор, заведующий кафедрой алгебры и методики обучения математике и информатике, Пензенский государственный университет E-mail: do7tor@mail.ru

Akimova Irina Viktorovna

candidate of pedagogical sciences, associate professor,

sub-department of computer technology, Penza State University

Rodionov Mikhail Alekseevich

doctor of pedagogical sciences, professor, head of sub-department of algebra and methods of mathematics and informatics teaching, Penza State University

УДК 37 Акимова, И. В.

Использование компьютерных средств обучения при подготовке бакалавров педагогических специальностей в сфере программирования / И. В. Акимова, М. А. Родионов // Вестник Пензенского государственного университета. - 2015. - № 1 (9). - С. 3-7.