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

Основным элементом конструирования объектно-ориентированной программы является модуль, составленный из логически связанных объектов. По определению Г. Буча: «ООП - это методология программирования, которая основана на представлении программы в виде совокупности объектов, каждый из которых является реализацией определенного класса (типов особого вида), а классы образуют иерархию на принципах нас

ледуемости».

Технология объектно-ориентированного программирования явилась результатом эволюции методов программирования в направлении ярко выраженного конструктивного использования принципов структуризации, модульности и абстракции. Объектно-ориентированное программирование характеризуется тремя основополагающими идеями: инкапсуляцией, наследованием, полиморфизмом.

Суть технологии объектно-ориентированного программирования состоит в следующем:

формирование при решении прикладных задач понятия классов операционных объектов;

описание типов данных, характеризующих объекты класса и операции над объектами;

программирование алгоритмов решения задачи в терминах операций над базовыми и определенными пользователем объектами в рамках традиционных операционных возможностей языка.

В наибольшей степени технология объектно-ориентированного программирования проявляет свои преимущества при создании, сопровождении и развитии больших программных комплексов, классифицирует программы по количеству содержащихся в них программных строк (маленькая (меньше 100 строк), средняя (от 100 до 1000 строк), большая (от 1000 до 10000 строк), очень большая (больше 10000 строк).

Главная задача при использовании объектно-ориентированного программирования состоит в построении иерархии объектов. При этом любая модель, претендующая на адекватное описание, должна удовлетворять определенным условиям. Рассмотрим их более детально.

Целостное описание свойств объектов и их поведенческих функций.

Иерархическая структура описания системы объектов со встроенным механизмом наследования свойств и функций.

Полиморфизм описательных свойств функций, обеспечивающий передачу действий вверх и вниз по иерархии объектов с реализацией этого действия способом, соответствующим каждому объекту в иерархии. Объектно-ориентированный подход в настоящее время является одним из наиболее перспективных направлений в программировании. К числу его преимуществ относят; естественную методологию программирования, формулировку решений в терминах, близких области приложения, гармоничное включение развитого дружественного интерфейса пользователя, концептуальное единство и небольшое число основных конструкций, абстрактность данных, открытость, легкую расширяемость, универсальность и высокую повторную используемость создаваемых модулей. Объектно-ориентированное программирование позволяет создавать модульные программы с представлением данных на определенном уровне абстракции. Объектно-ориентированная методология, также как и структурная методология, была создана с целью дисциплинировать процесс разработки больших программных комплексов и тем самым снизить их сложность и стоимость. Она преследует те же цели, что и структурная, но решает их с другой отправной точки и в большинстве случаев позволяет управлять более сложными проектами, чем структурная методология. Особо отметим, что объектно-ориентированный подход упрощает технологию создания программ, но не саму программу.

Одним из принципов управления сложностью проекта является декомпозиция. Г. Буч выделяет две разновидности декомпозиции: алгоритмическую (так он называет декомпозицию, поддерживаемую структурными методами) и объектно-ориентированную. Их отличие в следующем: «Разделение по алгоритмам концентрирует внимание на порядке происходящих событий, а разделение по объектам придает особое значение факторам, либо вызывающим действия, либо являющимся объектами приложения этих действий» [19, 34]. Таким образом, алгоритмическая декомпозиция учитывает структуру взаимосвязей между частями сложной проблемы, а объектно-ориентированная декомпозиция уделяет больше внимания характеру взаимосвязей. На практике рекомендуется применять обе разновидности декомпозиции: при создании крупных проектов целесообразно сначала применять объектно-ориентированный подход для создания общей иерархии объектов, отражающих сущность программируемой задачи, а затем для упрощения разработки и сопровождения разрабатываемого программного комплекса использовать алгоритмическую декомпозицию на модули. Хотя профессиональные программные системы разрабатываются в настоящее время преимущественно на основе объектно-ориентированной методологии, программистам по-прежнему необходимо владение навыками алгоритмической декомпозиции.

Развитие практического мышления учащихся при обучении объектно-ориентированному программированию

В проекте государственного стандарта образовательной области «Информатика» отмечается, что развитие мышления школьников, наряду с формированием научного мировоззрения и подготовкой учащихся к практической деятельности, является одной из функций образовательной области. При этом «программистский» аспект содержания базового курса связан в большей мере с развитием мышления школьников.

Объектно-ориентированное программирование является способом программирования, во многом аналогичным процессу человеческого мышления.

В основе объектно-ориентированного программирования лежит понятие объекта как некоторой структуры, описывающей объект реального мира, его поведение. Задача, решаемая с использованием объектно-ориентированного программирования, описывается в терминах объектов и операций над ними, а программа при таком подходе представляет собой набор объектов и связей между ними. Другими словами, можно сказать, что объектно-ориентированное программирование представляет собой метод программирования, который весьма близко напоминает наше поведение.

Необходимо отметить, что объектный подход был известен еще древнегреческим философам. Они рассматривали мир в терминах как объектов, так и событий. В XVII в. Р. Декарт отмечал, что люди обычно имеют объектно-ориентированный взгляд на мир. В XX в. данная тема нашла свое отражение в философии объективистской эпистемологии А. Рэнда.

Объектно-информационная концепция курса информатики позволяет по-новому взглянуть на вопросы исследования и познания. Человека окружает множество различных объектов как материальных, так и идеальных. Он изучает эти объекты через их свойства, управляет поведением объектов, воздействуя на их свойства посредством методов, сами объекты реагируют на события окружающего мира. Это принцип общий для всех наук.

Появления объектно-ориентированных языков являются следствием эволюционного развития языков программирования и отражает не только общие тенденции в информационных технологиях, но общие подходы к познанию окружающего мира.

Мировоззренческое значение объектно-ориентированного программирования заключается в реализации следующей линии: объект − источник информации – изучение объекта через его свойства – изменение свойств через методы данного объекта – поведение объекта при взаимодействии с внешней средой.