Процесс обучения учащихся информатике в общеобразовательной школе в условиях инновационной образовательной среды

Вопросы преподавания программирования в средней школе находятся в центре внимания с начала 60-х годов. В исследованиях, проведенных И. Н. Антиповым, Г. А. Бабушкиной И.А. Звенигородским, В. Н. Касаткиным, М. П. Лапчиком, А. С. Лесневским, В. М. Монаховым, С. И. Шварцбурдом, М.В. Швецким и др. были рассмотрены вопросы структуры, содержания обучения программированию, выбора учебного языка и др.

Технология программирования претерпевает изменения. Современное состояние информатики в средней школе характеризуется повсеместным переходом к новой объектно-ориентированной парадигме программирования.

Отсюда актуальным становится соблюдение дидактического принципа научности, требующего соответствия содержания обучения уровню современной науки, и формирование у школьников представлений о частных и общенаучных методах познания.

Анализ учебных программ базового курса информатики средней школы позволяет сделать вывод о том, что объектно-ориентированное программирование (ООП) в этом курсе не нашло должного отражения. Обучение ООП в учебных программах представлено фрагментарно, а в рекомендованных для школ учебных пособиях полностью отсутствует. Следует отметить, что на современном этапе развития школьной информатики статус объектно-ориентированного программирования в профильном курсе до сих пор не определен, хотя в проекте Государственного образовательного стандарта сформулирован его обязательный минимум.

Эти обстоятельства значительно уменьшают уровень научности курса информатики, соответствие его содержания жизни и ее проблемам, ослабляют процесс развития мышления школьников в процессе обучения.

Вышесказанное определяет наличие трех основных противоречий:

между высокими темпами развития науки информатики и относительно медленными темпами создания и внедрения методик обучения, в частности объектно-ориентированного программирования;

между наличием в содержании нормативных образовательных документов серьезных вопросов, связанных с ООП, и отсутствием электронных образовательных ресурсов;

между потенциальными возможностями развития мыслительной деятельности учащихся в процессе обучения объектно-ориентированному программированию и недостатком методик для реализации этого процесса.

Наличие данных противоречий обуславливает актуальность нашего исследования, направленного на разработку электронного образовательного ресурса (ЭОР), а также создание комплекса учебно-методических материалов, обеспечивающих усвоение школьниками в курсе информатики теоретических основ объектно-ориентированного программирования (понятий, принципов, методов) и их практической реализации с использованием технологии визуального проектирования.

Таким образом, актуальность исследования определяется современными тенденциями развития информатики как науки, в частности, переходом к программированию на основе объектно-ориентированной методологии.

Цель исследования состоит в разработке и теоретическом обосновании методической системы обучения учащихся объектно-ориентированному программированию и технологии визуального проектирования в профильном курсе информатики на примере электронного образовательного ресурса «Delphi 7. Учимся на примерах».

Объектом исследования является процесс обучения учащихся информатике в общеобразовательной школе в условиях инновационной образовательной среды.

Предметом исследования служит эффективность обучения программированию в профильном курсе информатики.

Гипотеза исследования. Методика обучения объектно-ориентированному программированию, основанная на применении мультимедийных уроков в профильном курсе информатики, позволит повысить:

уровень усвоения основ объектно-ориентированного программирования;

эффективность развития мыслительной деятельности школьников.

Для достижения цели исследования и проверки гипотезы решались следующие задачи.

Проведение анализа состояния проблемы обучения ООП в школе и обоснование целесообразности изучения школьниками основ объектно-ориентированного программирования с использованием визуального проектирования в базовом курсе информатики.

Определение основных принципов построения методической системы обучения учащихся объектно-ориентированному программированию и технологии визуального проектирования в условиях инновационной образовательной среды.

Изучение преимуществ метода мультимедийных уроков при изучении раздела «Основы ООП и технологии визуального проектирования» и возможности его применения для успешного усвоения учебного материала.

Разработка необходимого учебно-методического материала, включающего программу, примерное содержание, поурочное планирование и методические рекомендации для реализации разработанной методики.

Экспериментальная проверка результативности предложенной методики обучения.

Методы исследования:

изучение и анализ научно-методической, психолого-педагогической и специальной литературы по проблематике исследования;

анализ программ, учебных пособий и методических материалов по школьной информатике;

анализ передового педагогического опыта преподавания информатики;

разработка структуры и информационного наполнения курса;

изучение необходимых программных продуктов для реализации интерактивности;

моделирование, проектирование, конструирование электронного образовательного ресурса;

организация методического сопровождения курса;

освоение информационных технологий;

наблюдение за деятельностью учащихся в процессе изучения основ объектно-ориентированного программирования и технологии визуального проектирования, анализ результатов этой деятельности;

анкетирование, беседы с учителями и учащимися;

проведение опытно-экспериментальной работы, статистическая обработка результатов эксперимента и их анализ.

Научная новизна выполненной работы состоит в том, что разработана методическая система обучения объектно-ориентированному программированию и визуальному проектированию в профильном курсе информатики в целях повышения уровня усвоения основ ООП и развития мыслительных способностей учащихся, основанная на использовании метода мультимедийных уроков, а также спроектирован и реализован программный продукт учебного назначения «Delphi 7. Учимся на примерах».

Основные этапы работы:

На констатирующем этапе эксперимента основной целью являлось установление состояния изучаемой педагогической системы. Эксперимент был направлен на решение следующих задач: анализ состояния, потребностей и перспектив массовой практики, ориентированной на подготовку учащихся школы по вопросам объектно-ориентированного программирования; выявление проблем преподавания объектно-ориентированного программирования и технологии визуального проектирования, а также причин, обусловивших их появление; выявление уровня развития мышления учащихся школы.

На поисковом этапе были определены теоретические основы построения методики обучения учащихся объектно-ориентированному программированию и технологии визуального проектирования в рамках профильного курса информатики. В соответствии с этими положениями разработаны цели, задачи и программа обучения, тематическое планирование и примерное содержание раздела. Осуществлялась разработка электронного учебного курса по программированию в соответствии с установленными ранее принципами, создавалась методика применения его элементов в учебном процессе, разрабатывались методы измерения критериальных показателей, характеризующих активность школьников при осуществлении учебно-познавательной деятельности, а также результативность обучения.