УДК 37.04

СТРУКТУРА, СОДЕРЖАНИЕ И СПЕЦИФИКА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ПРАКТИКИ СТУДЕНТОВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ НАПРАВЛЕНИЯ ПОДГОТОВКИ «ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ»

Козлов Сергей Валерьевич
ФГБОУ ВПО «Смоленский государственный университет»
кандидат педагогических наук, доцент доцент кафедры информатики

Аннотация
Данная статья посвящена вопросам профессиональной подготовки студентов в процессе проведения учебной вычислительной практики. В статье описаны особенности вычислительной практики студентов-бакалавров профиля «Математика и информатика» направления подготовки «Педагогическое образование». Дан анализ тематики проектов вычислительной практики. Проанализированы общие закономерности структуры и содержания программных продуктов поддержки профессиональной деятельности учителей математики, которые разрабатывают студенты во время вычислительной практики.

Ключевые слова: вычислительная практика, информатика, математика, мультимедийный проект, программирование, профессиональная подготовка, профильное обучение, учебная практика


STRUCTURE, CONTENTS AND SPECIFICS OF COMPUTING PRACTICE OF STUDENTS OF A MATHEMATICAL PROFILE OF THE DIRECTION OF PREPARATION "PEDAGOGICAL EDUCATION"

Kozlov Sergey Valeryevich
FGBOU VPO «Smolensk State University»
Ph.D. in Pedagogical Sciences, Associate Professor assistant professor of Computer Science

Abstract
This article is devoted to questions of vocational training of students in the course of carrying out educational computing practice. This article describes the features of computing practice of students-bachelors of the profile "Mathematics and Informatics" of the direction of preparation "Pedagogical education". In article the analysis of projects topics of computing practice is given. The author analysed the general regularities of structure and content of software products of support of professional activity of mathematics teachers which are developed by students during computing practice.

Keywords: computing practice, educational practice, informatics, information and educational space, mathematics, multimedia project, professional training, profile training, programming


Рубрика: Педагогика

Библиографическая ссылка на статью:
Козлов С.В. Структура, содержание и специфика вычислительной практики студентов математического профиля направления подготовки «Педагогическое образование» // Гуманитарные научные исследования. 2014. № 7 [Электронный ресурс]. URL: http://human.snauka.ru/2014/07/7387 (дата обращения: 27.05.2017).

В структуре подготовки студентов-бакалавров профиля «Математика и информатика» направления подготовки «Педагогическое образование» предусмотрены два вида учебных практик. В учебный план включены педагогическая и вычислительная практики. Этот вид учебной деятельности позволяет студентам продемонстрировать в реальных условиях навыки профессиональной деятельности. Остановимся более подробно на особенностях вычислительной практики студентов-бакалавров.

Бакалавриат физико-математического профиля «Математика и информатика» направления подготовки «Педагогическое образование» относится к двунаправленным программам обучения. Срок обучения составляет 5 лет. В связи с этим по информатике в учебном плане предусмотрены две учебные вычислительные практики. Обе эти вычислительные практики связаны с применением полученных знаний и умений в области программирования. Студенты во время практик разрабатывают программные продукты, содержание которых относится к предметной области математики. Данный факт отражает специфику получения знаний в смежных областях науки – информатики и математики.

Время первой вычислительной практики относится к концу 6 семестра на 3 курсе. К этому моменту студенты на первом курсе освоили программу учебной дисциплины «Алгоритмы и структуры данных», на втором – получили знания по машинной графике на курсе по выбору из блока дисциплин предметной подготовки, на третьем – овладели навыками программирования в визуальной объектно-ориентированной среде. Таким образом, они к вычислительной практике обладают всеми необходимыми знаниями и умениями для реализации своих профессиональных навыков. Задача вычислительной практики заключается в создании среды программной оболочки, включающей методические материалы по одному из разделов школьного курса математики.

Вторая вычислительная практика проводится на 4 курсе после завершения изучения базового курса программирования и освоения программы дисциплины «Информационные системы». Студенты разрабатывают средствами языка объектно-ориентированного программирования программную оболочку информационной системы поддержки работы учителя математики и информатики. Система включает базу данных организационных материалов, таких как расписание уроков, список класса, предметные нормативные документы, методическая копилка. Материалы методической копилки встраиваются в информационную систему из программной оболочки, созданной на предыдущей вычислительной практике, в расширенном и доработанном виде.

На примере первой вычислительной практики опишем основные особенности структуры и содержания учебной деятельности студентов.

В начале вычислительной практики студентам сообщаются цели и задачи их работы. Основной целью практики является формирование общекультурных и профессиональных компетенций студента, а именно создание необходимой основы для использования современных средств инструментальных систем при изучении студентами естественнонаучных, общепрофессиональных и специальных дисциплин в течение всего периода обучения и в будущей профессиональной деятельности. Задачами практики выступают подготовка студентов к осознанному использованию методов программирования при решении прикладных задач, а также использование с применением технологий программирования возможностей образовательной среды [1] для обеспечения качества образования.

Затем во время ознакомительной лекции студентам излагаются подходы к выбору тематики проекта, демонстрируются программные продукты прошлых лет. На примере методических программных разработок обсуждаются достоинства и недостатки, выбранных методов программной реализации. Дискуссия со студентами направлена на выявление оптимальной методологии программной реализации того или иного элемента разрабатываемой системы. Это позволяет осознанно подойти к использованию методов программирования при решении поставленных задач вычислительной практики.

После проведения инструктажа по технике безопасности студенты приступают непосредственно к исследовательской работе. Они выбирают тематику проекта, определяют, будет ли проект индивидуальным или групповым, очерчивают его содержание. Затем приступают к проектированию программной оболочки, составлению ее модели. Как правило, на данном этапе студенты строят UML-диаграммы проекта.

Собственно основной этап заключается в разработке и наполнении учебно-методическим материалом программной оболочки. Выбор темы по курсу школьной математики варьируется в широких пределах – от младших до старших классов, от базового до углубленного изучения материала. При этом студентами примерно в равных долях освещаются вопросы алгебры и геометрии.

Так, например, рассматривается следующая тематика:

- натуральные числа;

- простые числа;

- действия с обыкновенными дробями;

- решение линейных уравнений;

- решение квадратных уравнений;

- логарифм и его свойства;

- треугольники;

- четырехугольники;

- вычисление площадей многоугольников;

- построения в полярной системе координат;

- векторы;

- производная;

- теория вероятностей.

Проект в виде программного продукта, как правило, включает:

- теоретический и практический материал для проведения уроков по теме;

- задания для самостоятельной работы учеников;

- контрольные и диагностирующие материалы;

- конспекты отдельных уроков и внеурочных мероприятий;

- методические рекомендации учителю;

- исторические интересные факты;

- справочные материалы;

- рекомендации по работе с программой.

Теоретический материал, как правило, реализован в виде компактных взаимосвязанных блоков системы уроков. Он представляет собой электронный мультимедийный вариант школьного учебника. Практические материалы для проведения уроков содержат примеры выполнения заданий по теме, решения типовых задач. В данном разделе приведены задания для отработки базовых умений и навыков изучаемой темы. В зависимости от сложности они могут быть сгруппированы по уровням освоения учебного материала. Для всех приведенных заданий система содержит ответы, а для некоторых особо сложных заданий рекомендации к решению.

Раздел «Самостоятельная работа» предназначен для выполнения школьниками домашних заданий. Он включает систему вариативных заданий для закрепления полученных знаний во внеучебное время. Данный раздел также как и разделы «Теория» и «Практика» содержит учебный материал для разного уровня подготовки. К заданиям раздела в конце приводятся ответы.

При проектировании данных разделов студенты нередко используют в качестве подключаемых модулей инновационные образовательные автоматизированные системы построения оптимальной траектории обучения [2, 3]. Подобного рода системы [4, 5] используют математические алгоритмы [6, 7], которые позволяют наиболее рационально организовать совместную учебную деятельность педагога и школьников [8].

Раздел материалов для контроля и диагностики наиболее часто бывает представлен в виде системы тестов или подключаемой автономной тестовой оболочки. Как правило, в большинстве случаев студенты разрабатывают несколько вариантов тестов, содержащих задания в закрытой форме с выбором вариантов ответов и в открытой форме на дополнение. Задания теста параллельных форм теста загружаются в программу из текстовых файлов. При использовании автономной тестовой оболочки у разработчиков появляются дополнительные возможности в виде готовых инструментов для работы с разнообразными тестовыми формами [9, 10].

Раздел «Конспекты уроков и мероприятий» содержит оформленные в контексте парадигмы личностно-ориентированного обучения дидактические материалы конспектов учебных и внеучебных занятий. Конспекты служат образцом учителю использования теоретического материала, практических заданий и заданий для самостоятельной работы программной оболочки при подготовке к занятиям. Раздел «Методические рекомендации» включает описание методологии изучения рассматриваемой тематики. Он описывает ряд вопросов методики подготовки к урокам, подходы к изложению материала по данной теме, методические способы и приемы приобретения практических умений и навыков выполнения тематических заданий.

Раздел «История» включает краткую историческую справку по изучаемой теме – основные даты, фамилии ученых и их вклад, интересные факты и события. Раздел «Справочные материалы» содержит формулы и теоремы. Также в этот раздел включены ссылки на литературные источники, в которых можно найти дополнительные сведения по данной тематике.

В заключительном разделе содержатся рекомендации по работе с программной оболочкой. В нем описаны требования к компьютеру, особенности навигации в системе, конфигурация диалоговых окон, полей для ввода данных и других элементов, специфика организации обратной связи с пользователем. Также в данном разделе приведены сведения об авторах-разработчиках программы.

Данные модули программы реализованы либо в виде меню, либо набором соответствующих кнопок на форме проекта. При этом первый вариант выглядит предпочтительнее в случае большого количества разделов на главной форме. С помощью кнопок более рационально организовать навигационную систему переходов при открытии материалов внутри каждого раздела. Учебно-методические материалы программной оболочки можно внедрить как в саму программу, так и открывать в специализированных для данного вида файловых документов программах. Например, сравнительно небольшие текстовые документы можно загрузить в специальное поле, в то время как документы большого объема целесообразно открывать в текстовом редакторе. Презентации и видеоматериалы, как правило, открывают в соответствующих программных средах. В то время как для контроля знаний и умений по теме чаще разрабатывают собственные тестовые оболочки, а не универсальные, что определено широтой охвата тематики исследовательского проекта.

Применение программных продуктов данного вида актуально при обучении школьников в условиях информатизации системы образования [11]. Подобного рода программные оболочки позволяют сопровождать обучение, их объединение в программные комплексы открывает возможности автоматизировать отдельные этапы процесса [12]. Первое в настоящих условиях стало на сегодняшний день обязательным элементом образовательного процесса, второе – модернизирует весь процесс обучения, значительно высвобождает и перераспределяет учебное время для углубленного изучения предмета одним из наиболее оптимальных способов. Объединение таких программных оболочек в единую систему с реализацией обратной связи и адаптивных алгоритмов обучения раскрывает широкие перспективы использования данного рода программных комплексов [13].

Обучение студентов-бакалавров основам проектирования и разработки программных оболочек также востребовано в будущей практике профессиональной работы в области информатики. При создании такого рода программных продуктов необходимы комплексные знания по визуальному объектно-ориентированному программированию, которое в настоящее время все активнее внедряется в изучение школьной программы по информатике [14]. Создание программных оболочек является определенным стандартом разработки программных продуктов. Получение навыков их программирования помогает школьникам реализовывать свои проекты в виде завершенных продуктов при обучении в профильной школе [15]. Демонстрация проектов, оформленных подобным образом, выгодно отличает их среди множества других программ-оболочек на различных конкурсах IT-технологий [16].

Таким образом, профессиональная подготовка студента-бакалавра должна обеспечивать получение фундаментальных навыков построения таких систем, что и отражено в задачах вычислительной практики.


Библиографический список
  1. Емельченков Е. П., Бояринов Д. А., Козлов С. В. Информационное образовательное пространство: модели и технологии: монография / Е. П. Емельченков, Д. А. Бояринов, С. В. Козлов, З. А. Нырцова, А. П. Борисов. – Смоленск, 2010. – 216 с.
  2. Емельченков Е. П., Бояринов Д. А., Козлов С. В. Информационные системы автоматизированной поддержки инновационной деятельности: модели, проектирование и реализация. – Смоленск: Изд-во СмолГУ, 2011. – 164 с.
  3. Козлов С. В. Основы применения педагогической технологии индивидуального тестирования для формирования оптимальной траектории обучения // Современные научные исследования и инновации. – 2014. – № 4 (36). – С. 76.
  4. Козлов С. В. Система индивидуального тестирования «Комплекс измерения обученности» // Системы компьютерной математики и их приложения. Вып. 8. – Смоленск: СмолГУ, 2007.
  5. С. 223-225.
  6. Козлов С. В. Электронный информационно-образовательный ресурс «Advanced Tester» // Хроники объединенного фонда электронных ресурсов «Наука и образование». – 2011. – №11 (30). – URL: http://ofernio.ru/portal/newspaper/ofernio/2011/11.doc.
  7. Козлов С. В., Емельченков Е. П. Оптимизация процесса подбора тестовых заданий // Системы компьютерной математики и их приложения. Вып. 6. – Смоленск: СГПУ, 2005. С. 182-183.
  8. Козлов С. В., Емельченков Е. П. Соответствия Галуа. САПР учителя // Системы компьютерной математики и их приложения. Вып. 7. – Смоленск: СмолГУ, 2006. С. 100-102.
  9. Киселева О. М. Применение методов математического моделирования в обучении: дис. … канд. пед. наук / Киселева Ольга Михайловна. – Смоленск, 2007. – 180 с.
  10. Козлов С. В. Педагогическое проектирование индивидуального тестирования в личностно ориентированной обучающей системе: дис. … канд. пед. наук: 13.00.01 и 13.00.02: защищена 24.05.06: утв. 20.11.06 / Козлов Сергей Валерьевич. – Смоленск, 2006. – 204 с.
  11. Козлов С. В. Педагогическое проектирование индивидуального тестирования в личностно ориентированной обучающей системе: автореферат дис. … канд. пед. наук. – Смоленск, 2006. – 18 с.
  12. Козлов С. В. Актуальные вопросы развития инновационных информационных технологий и систем в образовании // Проблемы и перспективы инновационного развития территорий: материалы международной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава. – Ч.1. – Коломна: МГОСГИ, 2013. – С.173-176.
  13. Козлов С. В. Возможности и особенности построения автоматизированных дидактических систем // Математическая морфология: электронный математический и медико-биологический журнал. – Т. 10. – Вып. 3. – Смоленск: СГМА, 2011. – URL: http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-31-html/kozlov/kozlov.htm
  14. Козлов С. В. Актуальные вопросы использования адаптивных информационно-образовательных систем в профильной школе // Наука и образование в XXI веке: сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции 30 сентября2013 г.: в 34 частях. – Ч. 21. – Тамбов: Бизнес-Наука-Общество, 2013. – С. 48-51.
  15. Козлов С. В. Анализ результатов экспериментальной деятельности по изучению основ объектно-ориентированного программирования в школьном курсе информатики // Современные научные исследования и инновации. – 2014. – № 7 (39).
  16. Козлов С. В. Особенности обучения школьников информатике в профильной школе // Научно-методический электронный журнал «Концепт». – 2014. – № 1. – С. 31-35. ART 14006. – URL: http://e-koncept.ru/2014/14006.htm.
  17. Козлов С. В. Анализ результатов участия учащихся в дне науки по информатике в контексте организации профильного обучения // Гуманитарные научные исследования. – 2014. – № 4 (32). – С. 16.


Все статьи автора «Козлов Сергей Валерьевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: