Обучение программированию будущих инженеров приборостроения на основе встроенных сред

Актуальность исследования. В настоящее время в решении задач информатизации общества важное место отводится прикладным программным системам. Их разнообразие и удобство эксплуатации обусловило широкое распространение информационных технологий во всех сферах производства, науки, бизнеса, что в значительной степени меняет образ мышления и характер профессиональной деятельности специалиста любой области.

Современная прикладная программа имеет объектную основу, когда документы конструируются из имеющихся экранных объектов с помощью заданного набора инструментальных средств. Интерфейс прикладных программ в значительной мере унифицирован, что облегчает их освоение и использование. Помимо этого, в состав многих современных пакетов прикладных программ включена среда программирования, предназначенная для расширения стандартных возможностей создания документа и автоматизации его обработки. В результате у большинства пользователей не возникает необходимости разработки программ для решения текущих задач на основе традиционных систем программированияболее актуальным для специалиста любой области оказывается умение применять в профессиональной деятельности приложения со встроенными средами программирования.

Это утверждение в значительной степени относится к специалистам технической сферы — приборостроения, машиностроения, электроэнергетики и т. д., где при решении практических, научных, проектных, информационно-измерительных задач профессиональной деятельности применяются пакеты программ, основанные на объектном подходе и имеющие в своем составе встроенные среды программирования (MathCAD, MathLab, LabVIEW, Electronic Workbench, SCADA-системы).

Таким образом, содержание профессиональной деятельности будущих специалистов приборостроения делает значимым как изучение ими прикладного программного обеспечения, так и освоение методов алгоритмизации и программирования. Вопросам обучения программированию будущих инженеров посвящены работы В. З. Аладьева, В. А. Жужжалова, С. М. Окулова, В. А. Острейковского и др. Однако анализ этих работ показывает, что авторы ориентируются на использование традиционных учебных и профессиональных систем программирования — PASCAL, Delphi, С++ и т. п., что, как отмечалось выше, не оказывается востребованным в практической деятельности современного инженера.

В связи со сказанным представляются актуальными поиски методических подходов, которые предусматривали бы логическую связь и преемственность различных разделов курса информатики для обеспечения их соответствия содержанию дальнейшей профессиональной деятельности специалистов приборостроения. Возможным вариантом решения проблемы является объединение пользовательской и алгоритмической ветвей прикладной информатики на основе изучения и применения встроенных в прикладные пакеты объектно-ориентированных сред программирования.

Под встроенной средой программирования (ВСП) в работе понимается объектно-ориентированная среда, входящая в состав пакета прикладных программ и предназначенная для расширения возможностей базового пакета и автоматизации обработки в нем документов посредством программируемых модулей.

Обобщение результатов анализа методологической, научно-методической, психолого-педагогической литературы и практики преподавания программирования и информатики в техническом вузе позволило выявить следующие противоречия: между социальной значимостью подготовки современного инженера к эффективному применению информационно-коммуникационных технологий в профессиональной деятельности и недостаточной направленностью на это существующего содержания курса информатики технического вузамежду возможностью построения информационно-технологической подготовки инженеров с позиций единого системно-объектного подхода и недостаточной разработанностью необходимых теоретических основмежду профессиональной обусловленностью для будущих инженеров приборостроения умений применять встроенные среды программирования и отсутствием соответствующей методики обучения.

Необходимость разрешения перечисленных противоречий обусловливает актуальность настоящего исследования и определяет его проблему: как следует построить обучение программированию будущих инженеров приборостроения, чтобы оно соответствовало содержанию их дальнейшей профессиональной деятельности?

В рамках решения указанной проблемы была определена тема нашего исследования: «Обучение программированию будущих инженеров приборостроения на основе встроенных сред».

Объект исследования: процесс информационно-технологической подготовки будущих инженеров приборостроения в техническом вузе.

Предмет исследования: формирование у будущих инженеров приборостроения знаний и умений в области объектно-ориентированного программирования.

Цель исследования: научно обосновать и разработать методику обучения программированию будущих инженеров приборостроения с использованием встроенных в прикладные пакеты объектно-ориентированных сред. При достижении поставленной цели мы руководствовались следующей гипотезой: обучение программированию будущих инженеров приборостроения будет соответствовать содержанию их дальнейшей профессиональной деятельности, если: изучение курса информатики построить с позиций единого системно-объектного подхода, позволяющего обеспечить преемственность пользовательской и алгоритмической составляющих курсаметодику обучения программированию разработать с использованием встроенных в пакеты прикладных программ объектно-ориентированных сред программированияобучение приемам и методам программирования осуществить на основе комплекса заданий продуктивного типа, использование которого позволит активизировать учебную деятельность студентов, повысить ее самостоятельность и креативность.

В соответствии с предметом, целью и гипотезой были сформулированы следующие задачи исследования:

1. На основе анализа психолого-педагогической, научно-методической и технологической литературы выявить существующие методические подходы к организации подготовки студентов технического вуза в области программирования, а также установить возможности осуществления такой подготовки на основе встроенных в прикладные пакеты сред программирования.

2. Разработать модель содержания обучения программированию будущих инженеров на основе встроенных сред с выделением различных уровней формирования умений в области программирования.

3. В соответствии с разработанной моделью научно обосновать и спроектировать методику обучения студентов программированию с применением встроенных сред программирования.

4. Разработать диагностический инструментарий для оценки результативности предложенной методики обучения.

5. Осуществить экспериментальную проверку результативности разработанной методики в практике технического вуза.

Методологическую основу исследования составили работы в области методологии педагогических исследований (Н.В. Бордовская, В.И. Загвязин-ский, B.C. Леднев), развития системы высшего образования (В.В. Краевский, В. А. Сластенин, С.Д. Смирнов), теории и практики информатизации образования (М.П. Лапчик, Д. Ш. Матрос, И.В. Роберт).

Теоретико-методологическую основу исследования составили работы в области: теории педагогического проектирования (B.C. Безрукова, В.П. Беспаль-ко, JI.B. Моисеева) — теории содержания образования и процесса обучения (В.И. Гениици-нский, Б. С. Гершунский, П.В. Образцов) — теоретической информатики (Г. Буч, Т. Бадд, Н. Вирт) — методики преподавания информатики в вузе (В. А. Жужжалов, М. П. Лапчик, Д.Ш. Матрос) — методики использования объектного подхода в обучении информатике (А.Г. Гейн, Н. В. Макарова, Н.Д. Угринович) — теории организации педагогических исследований и использования в них методов математической статистики (О.Ю. Ермолаев, А. С. Казаринов. Б.Е. Стариченко).

Для решения поставленных задач привлекались следующие методы исследования: изучение и анализ философско-педагогической, психолого-педагогической, методической, специальной литературы и материалов глобальной сети по проблеме исследованиясравнительный анализ государственных стандартов, учебных планов, программ, учебных пособий и методических материаловобобщение и систематизация научных положений по теме исследованияпроектирование учебного курса, обеспечивающего достижение заданной целипедагогическое проектирование и моделированиеметоды педагогических измеренийпоэлементный и пооперационный анализметод экспертных оценокметоды математической статистики.

Научная новизна исследования заключается в следующем: в отличие от ранее выполненных работ, в которых методика обучения программированию студентов технических вузов основывалась на применении учебных и профессиональных систем программирования, в настоящем исследовании обоснована целесообразность и доказана возможность использования для этих целей встроенных сред программированияна основании системно-объектного подхода к построению курса информатики технического вуза разработана методика обучения программированию с использованием встроенных в пакеты прикладных программ объектно-ориентированных средпредложены новые приемы обучения программированию с применением встроенных сред на основе заданий продуктивного типа (задания-модификации, задания с частично составленным кодом, задания-демонстрации с недоступным кодом, задания на поиск и исправление ошибок в коде), применение которых позволяет активизировать учебную деятельность студентов, повысить ее самостоятельность и креативность.

Теоретическая значимость исследования заключается в следующем:

1. Определено понятие «встроенная среда программирования», под которой понимается объектно-ориентрованная среда, входящая в состав пакета прикладных программ и предназначенная для расширения возможностей базового пакета и автоматизации обработки в нем документов посредством программируемых модулей.

2. Выделены и научно обоснованы принципы отбора содержания и приемов обучения программированию на основе встроенных сред: профессиональная направленностьсогласованность с последующими курсамитехнологическая адекватностьопережающее освоение технологийминимальная достаточностьприоритет самостоятельной учебной деятельностипродуктивный характер учебной деятельности.

3. С позиций системно-объектного подхода к построению курса информатики разработана модель содержания обучения программированию при использовании встроенных сред с выделением нескольких уровней освоения программирования: общий уровень (работа с макросами), уровень алгоритмизации, уровень объектно-ориентированного програмхмирования, что обеспечивает дифференциацию подготовки в области программирования студентов различных специальностей.

4. В соответствии с требованиями образовательных стандартов, обосновано выделение элементов знаний и умений, измерение которых позволяет комплексно оценить результативность предложенной методики (оптимальность использования алгоритмических конструкций, знание основных классов и объектов MS Office, применение стандартных элементов управления, макросов, диалоговых окон и т. п.).

Практическая значимость исследования состоит в том, что в практику преподавания информатики в техническом вузе, а также в программы дополнительного профессионального образования могут быть включены следующие полученные в ходе диссертационного исследования результаты: программа и содержание курса «Программирование с использованием встроенных сред» для студентов, обучающихся по специальности «200 106 -Информационно-измерительная техника и технологии" — система учебных заданий для освоения умений программирования с применением встроенных сред и содержание профессионально-ориентированных индивидуальных учебных проектов, выполнение которых обеспечивает формирование у будущих инженеров приборостроения умений применять встроенные среды программирования в решении профессиональных задачметодические рекомендации для преподавателей по обучению будущих инженеров приборостроения программированию с использованием встроенных сред.

Апробация и внедрение основных идей и результатов исследования осуществлялась в 2005;2009 гг. на базе Озерского технологического института (филиала) Московского инженерно-физического института. В исследовании приняли участие студенты специальности 200 106 — Информационно-измерительная техника и технологии. Был разработан и внедрен в учебный процесс учебно-методический комплекс, включающий материалы на бумажных и электронных носителях, лабораторный практикум, систему учебных заданий, средства контроля и методические рекомендации по освоению программирования с использованием встроенных сред в рамках дисциплины «Информатика».

Материалы диссертационного исследования докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях различного уровня: всероссийской научно-практической конференции «Методика вузовского преподавания» (Челябинск, 2006) — международной научно-практической конференции «Повышение эффективности подготовки учителей физики и информатики» (Екатеринбург, 2006) — научно-практической конференции «Дни науки — 2006» (Озерск, 2006) — научно-практической конференции «Философия и наука» (Екатеринбург,.

2006) — второй всероссийской заочной научно-практической конференции «Актуальные вопросы методики преподавания математики и информатики» (Биробиджан, 2007) — 5-ой международной научно-практической интернет-конференции «Преподаватель высшей школы в XXI веке» (Ростов-на-Дону,.

2007) — III всероссийской заочной юбилейной научно-практической конференции «Современное образование: от традиций к инновациям» (Саратов, 2007) — международной научно-практической конференции «Новые информационные технологии в образовании» (Екатеринбург, 2008) — третьей международной заочной научно-практической конференции «Актуальные вопросы методики преподавания математики и информатики» (Биробиджан, 2008) — научно-практической конференции «Дни науки — 2008» (Озерск, 2008) — «Научная сессия МИФИ — 2008» (Москва, 2008) — международной научно-практической конференции «Математика. Компьютер. Образование» (Дубна, 2008) — международной научно-практической интернет-конференции «Актуальные проблемы модернизации высшего инженерного образования» (Тюмень, 2009) — международной научно-практической конференции «Новые информационные технологии в образовании» (Екатеринбург, 2009) — международной научно-практической интернет-конференции «Преподаватель высшей школы в XXI веке» (Ростов-на-Дону, 2009) — международной заочной научно-практической конференции «Актуальные вопросы методики преподавания математики и информатики» (Биробиджан, 2009) — научно-практической конференции «Математика. Информатика и вычислительная техника» (Озерск, 2009).

Этапы проведения исследования:

В проведении настоящего исследования можно выделить ряд этапов.

Первый этап (2005;2006) был связан с выбором и теоретическим осмыслением проблемы и темы исследования, определением ее методологических основ. На данном этапе был проведен анализ психолого-педагогической, научно-методической, научно-технической литературы и материалов глобальной сети по теме исследования, сформулирована гипотеза, сформирован понятийный аппарат исследования, составлен план и проведен поисковый этап опытно-экспериментальной работы.

Второй этап (2006;2007) был посвящен определению методологических и технологических подходов к разработке методики обучения программированию на основе ВСП будущих инженеров приборостроения, разработаны ее компоненты, сформулированы принципы, положенные в основу данной методики.

На третьем этапе (2007;2009) была апробирована разработанная методика обучения программированию будущих инженеров приборостроения с использованием встроенных объектно-ориентированных сред. Это позволило произвести необходимые наблюдения и педагогические измерения, обработать и проанализировать их результаты, соотнести результаты с гипотезой исследования и сформулировать выводы. Контрольный эксперимент проводился в Озерском технологическом институте (филиале) ГОУ ВПО «Московского инженерно-физического института (государственного университета)».

Достоверность результатов исследования и обоснованность сделанных выводов обеспечивается опорой на устоявшиеся в педагогической науке теоретические положения и подходывнутренней непротиворечивостью логики исследованияиспользованием методов исследования, адекватных его цели и задачамподтверждением гипотезы исследовании в ходе опытнопоисковой работывоспроизводимостью основных результатов исследованияпризнанием педагогической научной общественностью базовых идей и результатов исследования.

На защиту выносится следующие основные положения:

1. Прогресс отрасли приборостроения и развитие программного обеспечения обусловливают необходимость совершенствования содержания подготовки будущих инженеров приборостроения в области программирования со смещением акцентов на освоение встроенных в прикладные пакеты объектно-ориентированных сред программирования.

2. Построение обучения программированию будущих инженеров приборостроения с использованием встроенных объектно-ориентированных сред обеспечивает развитие содержания курса информатики за счет изложения пользовательской и алгоритмической составляющих с единых позиций системно-объектного подхода.

3. Отбор содержания и приемов обучения программированию будущих инженеров приборостроения на основе встроенных сред целесообразно производить с учетом принципов профессиональной направленности, согласованности с последующими курсами, технологической адекватности, опережающего освоения технологий, минимальной достаточности, приоритета самостоятельной учебной деятельности, продуктивного характера учебной деятельности.

4. Модель содержания обучения должна быть построена с учетом выделения нескольких уровней освоения программирования: общий уровень (работа с макросами), уровень алгоритмизации, уровень объектно-ориентированного программирования. Данная модель позволяет создать условия для дифференциации подготовки в области программирования студентов различных специальностей.

5. Применение в процессе освоения умений программирования с использованием встроенных сред заданий продуктивного типа (задания-модификации, задания с частично составленным кодом, задания-демонстрации с недоступным кодом, задания на поиск ошибок в коде) активизирует учебную деятельность студентов, повышает её самостоятельность и креативность.

6. Неотъемлемым компонентом методики обучения программированию на основе встроенных сред является выполнение итогового профессионально-ориентированного проекта, направленного на формирование у будущих инженеров приборостроения умений применять встроенные среды программирования в решении профессиональных задач. Выделение в процессе его оценки в соответствии с требованиями образовательных стандартов ряда элементов знаний и умений (оптимальность использования алгоритмических конструкций, знание основных классов и объектов MS Office, применение стандартных элементов управления, макросов, диалоговых окон и т. п.) позволяет комплексно оценить результативность предложенной методики.

Структура диссертации: диссертация изложена на 170 страницах, состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка, включающего 199 источников, 5 приложений.

Выводы по материалам главы 2.

1. Предложенное содержание курса, с одной стороны, полностью соответствует всем требованиям действующего государственного образовательного стандарта по информатике для направления «Приборостроение», а, с другой стороны, отражает современную точку зрения на информатику и применяемые технологические подходы решения прикладных задач.

2. Предложенные формы и методы обучения, включающие использование заданий продуктивного типа на лабораторно-практических работах и выполнение итогового профессионально-ориентированного проекта обеспечивают реализацию всех этапов обучения программированию на основе встроенных объектно-ориентированных сред.

3. Выбранные показатели и критерии, позволяют достоверно оценить различные аспекты результативности предложенной в нашем исследо- -вании методики обучения программированию будущих инженеров приборостроения на основе использования ВСП.

Глава 3. Организация и результаты опытно-поисковой работы.

3.1. Организация опытно-поисковой работы.

Основной целью проведения опытно-поисковой работы являлась практическая проверка научной гипотезы настоящего исследования о результативности предлагаемой методики обучения программированию будущих инженеров приборостроения на основе встроенных сред программирования.

Задачи опытно-поисковой работы заключались в следующем:

1. Изучение состояния обучения студентов технического вуза в области программирования, в частности использования встроенных сред программирования.

2. Выявление положительных тенденций применения разработанной методики при ее апробации.

3. Практическая экспериментальная оценка эффективности методики по разработанным критериям.

Исследование проводилось в ОТИ МИФИ (Озерском технологическом институте (филиале) Московского инженерно-физического университета) с группами специальности 200 106 — Информационно-измерительная техника и технологии в течение 2005;2009 г. г. Общий охват обучаемых, участвовавших в опытно-поисковой работе, составил 128 человек, что обеспечивает применимость использованных в работе методов статистической обработки. Опытно-поисковая работа проводилась в три этапа.

На констатирующем этапе (2005;2006 г. г.) опытно-поисковой работы осуществлялся теоретический анализ философской, педагогической, психологической, методической литературы, нормативных документов по теме исследования, накапливался материал наблюдений, анализировался опыт преподавания программирования на кафедре прикладной математики ОТИ МИФИ.

В результате исследований, проведенных на констатирующем этапе, было установлено, что на современном этапе развития программного обеспечения можно отметить появление встроенных сред программирования, представляющих собой одно из направлений объектно-ориентированной парадигмы программирования, следующий эволюционный шаг в развитии методов программирования.

В результате анализа, проведенного на констатирующем этапе, было установлено, что в настоящее время современный специалист в области приборостроения и информационно-измерительной техники, работая с пакетами прикладных программ, должен быть знаком с элементами встроенных сред программирования с тем, чтобы уметь наиболее эффективно применять данные средства в своей профессиональной деятельности. Т. е. весьма актуален вопрос обучения будущих инженеров приборостроения информатике (как освоение прикладного пользовательского программного обеспечения, так и знакомство с элементами программирования) на основе встроенных сред программирования.

Осознавая актуальность изучения программирования и информатики на основе встроенных сред, отдельные педагоги включают в учебные курсы их элементы. Однако содержание и объем подготовки не имеет достаточно глубокой теоретической и методической проработки, она не унифицирована для различных профилей специалистов. Нами не было выявлено научно обоснованных методических разработок для студентов направления «Приборостроение» по работе со встроенными средами программирования. То есть, возникает противоречие между значимостью подготовки специалистов приборостроения к применению встроенных сред программирования в профессиональной деятельности и недостаточной разработанностью научно-методических основ организации процесса обучения.

Таким образом, для разрешения выявленных противоречий между требованиями профессиональной деятельности к содержанию и качеству знаний и умений специалиста в области приборостроения, с одной стороны, и недостаточной нацеленностью на это существующего содержания курса информатики, требуется разработка методики обучения программированию на основе использования ВСП.

На этом же этапе выявлялись ключевые моменты и необходимые навыки и умения, а также происходила разработка и накопление дидактических материалов по обучению программированию на основе встроенных сред.

Констатирующий этап опытно-поисковой работы позволил сформулировать проблему исследования, состоящую в поиске теоретических и методических подходов, реализация которых позволяет эффективно формировать у будущих инженеров приборостроения знаний и умений в области программирования на основе использования ВСП.

На данном этапе исследовании решались следующие задачи:

• анализ научной литературы в области встроенных сред программирования, а также выявления базовых теоретических подходов, на основании которых может быть реализована методика обучения;

• анализ структуры и содержания обучения студентов технического вуза в области программирования;

• обоснование принципов проектирования содержания обучения программированию будущих инженеров приборостроения с использованием ВСП;

• разработка модели содержания обучения будущих инженеров приборостроения в области встроенных сред программирования и построение на ее основе методики обучения программированию;

• разработка элементов методики обучения программированию будущих инженеров приборостроения на основе встроенных сред программирования.

Были выявлены основные теоретические подходы к решению проблемы исследования, сформирован терминологический аппарат, в частности, уточнен термин «встроенная среда программирования» (ВСП), под которой мы понимаем объектно-ориентированную среду, входящую в состав пакета прикладных программ и предназначенную для расширения возможностей базового пакета и автоматизации обработки в нем документов посредствол1 программируемых модулей. Можно выделить компонентный состав подобных сред, необходимый для их использования при обучении программированию: библиотека функций, процедур, объектов и методов обработкимакроязыкмакрокомандыклавишные макросыязыковые макросыконструкторы экранных форм и отчетовязыки запросов высокого уровняконструкторы меню.

На констатирующем этапе опытно-поисковой работы были обоснованы принципы проектирования содержания обучения программированию на основе ВСП, которые соответствовали бы принципам согласованности с последующими курсами, технологической адекватностиопережающему освоению технологий, минимальной достаточности, приоритету самостоятельной учебной деятельности, продуктивного характера учебной деятельности.

На основе принципов проектирования была разработана модель содержания обучения программированию с использованием встроенных сред, состоящая из трёх модулей: базового, модуля алгоритмизации и модуля объектно-ориентированного программирования. Это позволило создать условия для дифференциации подготовки в области программирования студентов различных специальностей.

Полученные результаты и выводы выступили в качестве теоретической основы последующих этапов исследования.

На поисковом этапе (2006;2007г.) на основе модели содержания был создан электронный учебно-методический комплекс (ЭУМК) для раздела «Программирование с использованием встроенных сред».

На этом этапе была разработана методика проведения лекционного курса на основе системно-объектного подхода с использованием современных информационных технологий обучения, позволяющая существенно изменить характер проведения занятия и взаимодействие студента и преподавателя. Достоинство данного решения заключается в том, что он сразу включает слушателей в созидательный процесс практического использования готовых программных блоков, вызывая большую заинтересованность. Языковые особенности и возможности при этом оказываются на втором плане, а на первом месте стоит выработка умения конструировать программный продукт из собственных и имеющихся в распоряжении стандартных заготовок программных фрагментов.

За счет проработки решений типовых задач на лекции, на практических занятиях появилась возможность решать более сложные нестандартные задачи. Были разработаны лабораторно-практические работы с использованием заданий продуктивного типа задания-модификации, в которых необходимо частично изменить код программызадания с частично составленным кодом, где необходимо дописать код для правильной работы программызадания-демонстрации с недоступным кодом. В качестве основы для практического изучения встроенной среды программирования нами была выбрана среда Visual Basic for Applications (VBA) для пакетов MS Word и MS Excel.

Использование заданий продуктивного типа в отличие от традиционных методов изучения программирования, позволило выявить следующие преимущества:

• больше внимания уделяется методике построения алгоритмов и выбору средств языка программирования;

• возможность осуществления дифференцированного и индивидуального подхода к обучению программированию.

• повышение уровня самостоятельности в программировании практически у всех студентов;

• за счет продуктивной основы используемых заданий, занятия проходят с большим интересом, вносят оживление в образовательный процесс, что приводит к повышению мотивации.

На данном этапе была проведена пробная апробация некоторых разработанных компонентов методики обучения, результаты которой приведены в Приложении 2.

В результате данной апробации, более половины студентов выполнили задание меньше, чем на 70%, что говорит о несовершенстве разрабатываемой методики на данном этапе и необходимости её существенной доработки.

На этом же этапе был произведен поиск и выбор наиболее эффективных средств и методов обучения, разработаны содержание и методы текущего и итогового контроля. Определена тематика итоговых профессионально-ориентированных проектов.

Таким образом, на данном этапе были реализованы и апробированы все компоненты методики обучения программированию на основе ВСП.

Важным результатом описываемого этапа было обоснованное выделение комплекса показателей, отражающих различные аспекты успешности обучения программированию с использованием встроенных сред.

Была разработана процедура измерения этих показателей и интерпретации их значений. Значения показателей устанавливались на основе поэлементного анализа результатов выполнения-итогового проекта. Для того чтобы оценка результативности носила всесторонний, комплексный характер, были выделено 14 элементов, отражающих различные аспекты обучения. На основании выделенных элементов были подготовлены индивидуальные проектные задания, а также схема их поэлементного и пооперационного анализа. Алгоритмы вычисления показателей по первичным данным были реализованы в виде интерактивной экранной формы в пакете MS Excel.

Результаты данного этапа позволили корректно организовать и осуществить экспериментальную часть исследования.

Формирующий этап опытно-поисковой работы (2007;2009 г. г.) был посвящен апробации всех компонентов разработанной методики на всех формах учебных занятий, а также проведению педагогического эксперимента и обсуждению его результатов. В процессе обучения и по его окончании были произведены измерения критериальных показателей, получены экспертные оценки проектов, произведена статистическая обработка результатов и их интерпретация.

На основе протоколов с первичными результатами проверки (см. Приложения 3−4) в интерактивных экранных формах вычислялись показатели результативностипосле их статистической обработки применялись обоснованные и принятые в исследовании критерии, на основании которых делалось заключение о результативности обучения.

Применение данных критериев позволило провести многоаспектный анализ результативности применения в учебном процессе методики обучения программированию, а также выявить те элементы, формирование которых вызывает наибольшие затруднения обучаемых.

Ниже приводятся конкретные результаты измерений и оценок.

3.2. Результаты опытно-поисковой работы и их обсуждение.

Полученные в ходе проведения опытно-поисковой работы основные результаты представлены в соответствии с выделенными ранее критериями результативности. Первичные данные — результаты проверки выполнения итоговых проектов — приведены в Приложениях 3−4. Для обработки результатов применялась экранная форма, выполненная в MS Excel. Форма позволяла установить показатели как индивидуально для каждого обучаемого, так и его среднее значение по группе, анализ которых позволял делать заключения об успешности хода обучения. Далее данные итоговые показатели усреднялись по экспертам.

Согласованность экспертных оценок и, следовательно, возможность привлечения специалистов в качестве экспертов проверялась с помощью t-критерия Стьюдентарезультаты представлены в таблице 3.1.

Заключение

.

В процессе исследования полностью подтвердилась исходная гипотеза, решены поставленные задачи и получены следующие основные результаты и выводы:

1. Необходимость изменения содержания подготовки будущих инженеров приборостроения в области алгоритмизации и программирования со смещением акцентов на освоение встроенных в прикладные пакеты объектно-ориентированных сред программирования обусловлена прогрессом отрасли приборостроения и развитием программного обеспечения.

2. Используемый в настоящем исследовании системно-объектный подход к построению курса информатики позволяет объединить его пользовательскую и алгоритмическую составляющие на основе применения встроенных объектно-ориентированных сред программирования и обеспечить тем самым развитие содержания курса информатики с единых теоретических и методических позиций.

3. Отбор содержания, и приемов обучения программированию с использованием встроенных сред может быть произведен на основании следующих принципов: профессиональной направленности, согласованности с последующими курсами, технологической адекватности, опережающего освоения технологий, минимальной достаточности, приоритета самостоятельной учебной деятельности, продуктивного характера учебной деятельности.

4. Предложенная в работе модель содержания предусматривает дифференциацию подготовки в области программирования студентов различных специальностей: общий уровень (работа с макросами), уровень алгоритмизации, уровень объектно-ориентированного программирования.

5. Применение в процессе обучения программированию на основе встроенных сред заданий продуктивного типа (задания-модификации, задания с частично составленным кодом, задания-демонстрации с недоступнымкодом, задания на поиск ошибок в коде) повышает самостоятельность и креативность учебной деятельности студентов.

6. Неотъемлемым компонентом методики обучения программированию на основе встроенных сред является выполнение итогового профессионально-ориентированного проекта, направленного на формирование у будущих инженеров приборостроения умений применять встроенные среды программирования в решении профессиональных задач. Выделение в процессе его оценки в соответствии с требованиями образовательных стандартов ряда элементов знаний и умений (оптимальность использования алгоритмических конструкций, знание основных классов и объектов MS Office, применение стандартных элементов управления, макросов, диалоговых окон и т. п.) позволяет комплексно оценить результативность предложенной методики.

7. Проведенная опытно-поисковая работа показала, что применение предложенной методики обеспечивает высокий уровень усвоения необходимых знаний и умений в области программирования у будущих инженеров приборостроенияэкспериментальные данные статистически достоверны и воспроизводимы.