Формування у студентів педагогічних університетів компетентностей з програмування на основі функціонального підходу

Abstract

В роботі розроблено структуру професійних компетентностей вчителя інформатики та підкреслено важливість компетентностей з програмування; визначено зміст компонентів компетентностей з програмування та побудовано й науково обґрунтовано методичну систему формування їх у студентів педагогічних університетів на основі функціонального підходу. Особливістю даної мето- дичної системи є розробка або підбір всіх її складових, що найбільшою мірою сприяють формуванню всіх компонентів компетентностей з програмування. Проведено експериментальне впровадження розробленої методичної системи в навчальний процес. Наведено результати педагогічного експерименту, що підтверджують гіпотезу про те, що розроблена методична система сприяє формуванню на більш високому рівні у студентів педагогічних університетів компетентностей з програмування та підвищенню рівня сформованості інформатичних компетентностей студентів в цілому. В диссертации представлена теоретически и экспериментально обоснованная методическая система формирования у студентов педагогических университетов компетентностей в программировании на основе функционального подхода. Ведущим средством реализации функционального подхода в программировании был выбран язык программирования Scheme, основной средой обучения программированию – DrRacket, локализованный автором. Результаты исследования позволяют сделать следующие выводы: 1. Современная образовательная парадигма предполагает разработку методических систем обучения всех дисциплин на основе компетентностного подхода, внедрение которого в процесс обучения позволяет его гуманизировать, повысить профессиональную мобильность и создать условия для включения личности в систему непрерывного образования. Для достижения этой цели должны быть сформированы такие составляющие компетентности, как гносеологическая, праксеологическая, аксиологическая и социально-коммуникативная. 2. В структуре специальных профессиональных компетентностей учителя информатики одними из наиболее значимых являются компетентности в программировании, формирование которых возможно на основе различных подходов. Формирование у студентов педагогических университетов компетентностей в программировании на основе функционального подхода позволяет фундаментализировать процесс обучения на основе широкого применения моделей и методов математической информатики. 3. Реализацией функционального подхода к программированию являются функциональные языки программирования, которые в начале обучения программированию выступают в качестве объекта изучения, а затем – как средство обучения. С целью сокращения срока начального изучения языка программирования целесообразным является выбор синтаксически компактного, расширяемого языка программирования Scheme. 4. Внедрение компетентностного подхода требует изменения всех компонентов методической системы обучения программированию: целей (результатом обучения становится компетентность в программировании), содержания (через отбор материала, который будет способствовать формированию не только гносеологического и праксеологического компонентов компетентности, но и аксиологического) и технологии обучения (особенностью компетентностного подхода является особое внимание к формам, методам и средствам активного обучения). 5. Целью разработанной методической системы является формирование у студентов педагогических университетов компетентностей в программировании на основе функционального подхода. Для достижения этой цели был создан компьютерно-ориенторованный учебно-методический комплекс по курсу «Введение в программирование», включающий в себя авторское пособие, видеоуроки, среды программирования DrRacket и Scheme-апплет, а также инструкции по работе с курсом в целом и его отдельными модулями. Представленные в пособии проекты иллюстрируют внутрипредметные и межпредметные связи различных информатических дисциплин и создают условия для овладения различными подходами к программированию в рамках единой среды. 6. Внедрение функционального подхода влияет на методическую систему обучения программированию на всех ее уровнях: а) на уровне целей обучения – появляется цель обучения программированию как компьютерной интерпретации λ- и комбинаторной алгебр и фундаментальной основы теоретической информатики; б) на уровне содержания обучения – создаются условия для пропедевтики обучения объектно-ориентированному, событийно-ориентированному, визуальному и сетевому программированию и интеллектуальных систем; в) на уровне методов обучения – позволяет шире применять методы активного обучения (моделирование, метод проектов); г) на уровне средств обучения – возникает возможность применения мобильных сред (DrRacket и Scheme-апплет) и средств организации совместной работы (Dropbox, Skype); д) на уровне форм организации обучения – внедрение таких прогрессивных форм обучения, как проектная, и появление новых форм комбинированного обучения. Полученные результаты позволяют указать некоторые направления дальнейших исследований: 1) разработка методических основ обучения объектно-ориентированному, событийно-ориентированному, логическому программированию в средах функционального программирования; 2) разработка компьютерно-ориентированной системы педагогической диагностики будущих учителей информатики; 3) исследование возможностей технологий социального конструктивизма в процессе формирования компетентностей в программировании. In the thesis was developed the professional competencies structure of teacher of informatics and pointedly the importance of competencies in programming, defining the content components of competencies in programming, built and scientifically justified the methodical system of its formation in the students of pedagogical universities based on a functional approach. A feature of this system is development and selection of its components that most suitable to the formation components of competencies in programming. An experimental implementation of developed methodical system in the learning process was done. The results of the pedagogical experiment confirming the hypothesis that the developed system assists the formation at a high level in students of pedagogical universities competencies in programming and increase the level of formation CS competencies of students in general.