На правах рукописи

НЕБОГАТИКОВА Светлана Михайловна

УЧЕБНАЯ ЗАДАЧА

КАК СРЕДСТВО ОБУЧЕНИЯ ПОДРОСТКОВ

ПРИКЛАДНОМУ ПРОГРАММИРОВАНИЮ

В УЧРЕЖДЕНИЯХ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

13 00 02 — теория и методика обучения информатике

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Екатеринбург 2000

Работа выполнена в Челябинском государственном педагогическом университете

Научный руководитель: доктор педагогических наук, профессор

ГАЛАГУЗОВА МИННЕНУР АХМЕТХАНОВНА

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук, профессор

СЫРОМЯТНИКОВ ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ

кандидат педагогических наук, доцент

ШЕВЧЕНКО ВАЛЕРИЙ ЯКОВЛЕВИЧ

Ведущая организация: Уральский государственный университет

Защита состоится 26 июня 2000 г. в 15.00 часов на заседании диссертационного совета КПЗ. 42. 05 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата педагогических наук по специальности 13. 00. 02 — теория и методика обучения информатике в Уральском государственном педагогическом университете по адресу 620219, г. Екатеринбург, ул. К.

Либкнехта, 9а, ауд. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральского государственного педагогического университета.

Автореферат разослан 25 05 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физико-математических наук, профессор Бондаренко Игорь Иванович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. В ходе становления и развития информационного общества изменяются цели и содержание образования, методы и организационные формы обучения, возникают условия для построения альтернативных моделей учебных процессов, эффективно влияющих на развитие детей.

Совершенствование обучения в области информационных технологий в настоящее время в значительной степени определяется внедрением их в образовательный процесс, созданием педагогических условий для их освоения и применения, отношением к обучению в этой области как к одной из составляющих грамотности современного человека.

Учитывая массовый характер интереса детей к освоению информационных технологий, причем не в начальной — пользовательской — стадии, а на уровне более глубокого их осмысления и применения, в частности в прикладном программировании, следует отметить особую роль проблемы, связанной с обеспечением условий удовлетворения данной потребности.

Как предмет активного интереса со стороны детей прикладное программирование одновременно является основной составляющей компьютерной грамотности и поэтому должно занять достойное место в педагогической науке и практике.

Однако общеобразовательная школа недостаточно полно решает проблемы обучения подростков прикладному программированию.

Удовлетворение потребности подростков в изучении компьютера и прикладного программирования возможно в учреждениях дополнительного образования, основная цель которых — удовлетворение разнообразных интересов детей.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ БАЗА ИССЛЕДОВАНИЯ И СТЕПЕНЬ

РАЗРАБОТАННОСТИ ПРОБЛЕМЫ. Психолого-педагогические, дидактические и методические аспекты освоения и использования информационных технологий в образовании рассматриваются в исследованиях А. А. Вербицкого, Б. С. Герщунско-го, В. В. Давыдова, А. А. Кузнецова, В. В.

Рубцова, В. Ф. Шолоховича и др.

Проблемы совершенствования образовательного процесса на основе алгоритмизации и программирования отражены в работах известных отечественных и зарубежных авторов, в частности А. С. Лесневского, А. А. Кузнецова, Н. Ф.

Талызиной, А. И. Бочкина и др.

Образовательные программы по изучению информационных технологий в общеобразовательных школах описаны И. М. Бобко, А. А. Кузнецовым, Э. И.

Кузнецовым, В. М. Монаховым, В. В. Рубцовым, Т. А. Сергеевой, В. Ф.

Шолоховичем и др.

Тема формализации и моделирования как основного компонента в системе непрерывной подготовки по информатике в общеобразовательной школе представлена в трудах Т. А. Яковлевой, Е. М. Островской, А. А. Смолянинова и др.

Психолого-педагогическая теория учебных задач как способ конструирования и оценки заданий разной сложности рассмотрена в работах Д. Толлинге-ровой, Д.

Голоушовой, Г. Канторковой.

Вопросы оптимального использования системы учебных задач в процессе обучения отражены в трудах Н. В. Богомоловой, Е. О. Ивановой, Г. Д. Бухаровой и др.

Роль и специфика учреждений дополнительного образования в развитии школьников раскрыта в исследованиях В. А. Полякова, С. А. Чистяковой, А. Я.

Журкиной, М А. Галагузовой, Д. М. Комского, А. А. Симоновой, Г. В.

Сорвачевой и др.

Однако вопросы обучения подростков прикладному программированию в учреждениях дополнительного образования специально не рассматривались, а сущность самих понятий «задача по прикладному программированию», «задача по моделированию» остается предметом научных дискуссий.

Из сказанного вытекает ПРОБЛЕМА формирования знаний и умений по прикладному программированию у подростков в учреждениях дополнительного образования.

Следовательно, можно говорить о ПРОТИВОРЕЧИИ между:

1) активным интересом подростков к прикладному программированию и недостаточной разработанностью содержания, методов и средств обучения предмету в учреждениях дополнительного образования;

2) возможностью учебной задачи как средства обучения прикладному программированию и слабой разработанностью этой проблемы в практико-технологическом аспекте.

Таким образом, необходимость разработки нового подхода к содержанию, методам и средствам обучения, а следовательно, к комплексу учебных задач по прикладному программированию обусловила АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ: учебная задача как средство обучения прикладному программированию подростков в учреждениях дополнительного образования.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ: процесс обучения подростков прикладному программированию.

ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ: обучение подростков прикладному программированию в учреждениях дополнительного образования через комплекс учебных задач.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ: разработать и обосновать систему учебных задач, обладающую дидактическими функциями: обучающими, развивающими, управляющими — и способствующую успешному обучению подростков прикладному программированию в учреждениях дополнительного образования.

ГИПОТЕЗА: учебная задача будет эффективным средством обучения подростков прикладному программированию в учреждениях дополнительного образования, если:

• в основе ее структуры лежит логически завершенная компьютерная программа — модель (модель игровой программы), формальными элементами которой являются управляемые и наглядно-иллюстративные объекты и процессы;

• процесс обучения прикладному программированию будет являться процессом создания компьютерной игры самим ребенком (игра в данном случае рассматривается не только как продуктивный метод, но и как средство обучения);

• в процессе изучения в полном объеме будут представлены все виды задач, взаимосвязанных друг с другом и выполняющих определенные дидактические функции;

• учебная деятельность подростков осуществляется на добровольной основе в малых самоуправляемых гетерогенных группах в процессе разработки и апробирования модели игровой программы.

Критериями эффективности обучения будут служить конкретные результаты, продукты учебной деятельности учащихся — компьютерные игры, которые являются для подростка предпосылками и одновременно результатом творчества.

Цель и гипотеза исследования обусловили постановку следующих ЗАДАЧ:

1. Изучить степень разработанности проблемы обучения прикладному программированию подростков в теории и практике.

2. Определить структуру учебной задачи как средства обучения прикладному программированию.

3. Разработать систему задач по прикладному программированию для учреждений дополнительного образования.

4. Разработать критерии эффективности обучения подростков прикладному программированию.

5. Экспериментально проверить выдвигаемые положения.

МЕТОДОЛОГИЧЕСКУЮ И ТЕОРЕТИЧЕСКУЮ ОСНОВУ

ИССЛЕДОВАНИЯ составляют работы по:

• психологии восприятия информации (Л. С. Выготский, Д. Б. Эльконин, С. Л. Рубинштейн, И. А. Зимняя и др.);

• проектированию педагогических систем (В. П. Беспалько, П. Я. Гальперин, М. В. Кларин);

• исследованию в области информационных технологий обучения (В. М.

Монахов, В. Ф. Шолохович, Е. В. Ткаченко, И. В. Роберт).

• проблемам информатизации образования и информационной культуры (Р. Ф. Абдеев, В. Ф. Шолохович, А. Г. Гейн, С. А. Бешенков, А. П. Ершов, и др.);

• теории и практике обучения алгоритмическим языкам (А. П. Ершов, В.

Ф. Шолохович, А. Г. Гейн, А. А. Кузнецов, Т. А. Яковлева, А. И. Бочкин и др.);

• теории проектирования учебных задач (Д. Толлингерова, Д. Голоушова, Г. Канторкова, Г. Д. Бухарова, Н. Н. Тулькибаева, 3. М. Большакова).

Для реализации целей и задач исследования использовался комплекс различных методов эмпирического и теоретического уровня: анализ научно-методических материалов; анализ отечественных и зарубежных программ обучения информатике и программированию; системный анализ процесса обучения прикладному программированию; педагогический эксперимент — констатирующий и формирующий; опросные методы, анкетирование, методы экспертной оценки; методы статистической обработки и интерпретации данных.

На первом этапе исследования — теоретико-поисковом (1995—1997) изучалась литература по проблемам обучения прикладному программированию, проводился анализ эмпирического опыта, определялась тема исследования.

На втором этапе (1997—1999) разрабатывались программа и комплекс задач, экспериментально проверялась и корректировалась программа. Экспериментальное обучение подростков осуществлялось на базе Детского центра информатики «Домашний компьютер» (г. Заречный), анализировались результаты.

Третий этап исследования (1999—2000) включал анализ и обобщение результатов исследования; коррекцию выводов, полученных на первом и втором этапах; создание нормативной модели и проекта педагогических условий;

внедрение результатов исследования в практику обучения подростков прикладному программированию в Детском центре информатики «Домашний компьютер» (г. Заречный); разработку методического пособия для учителей информатики, работающих в учреждениях дополнительного образования.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые исследовались:

• область программирования в прикладном, профессиональном и научном аспектах;

• возможность и необходимость изучения основ прикладного программирования через игру как модель обучения и понимания, являющуюся не только продуктивным методом, но и средством обучения, обладающим творческим потенциалом.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ ПРОВЕДЕННОГО

ИССЛЕДОВАНИЯ состоит в том, что:

• выявлено средство и обоснована его эффективность в формировании знаний, умений и навыков прикладного программирования у подростков: таким средством является система учебных задач;

• определены критерии эффективности развития способностей в прикладном программировании у подростков, которыми являются уровни творческой активности как показатели результатов творчества подростков в созданных ими моделях игровых программ;

• определены требования к объему знаний по прикладному программированию, предъявляемые к содержанию занятий; сформирован учебный курс по прикладному программированию, содержательная часть которого отражена в учебной программе «Информатика и прикладное программирование» (см. прил.

1 дис.), прикладная — в учебном пособии по прикладному программированию для учащихся «Диалог с компьютером»; • выявлены эффективные организационные формы проведения занятий в малых самоуправляемых гетерогенных группах, объединенных на добровольной основе: практикумы, дискуссии, консультации и проблемные лекции. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ заключается в том, что в учреждениях дополнительного образования используются разработанные автором программно-методические рекомендации («Методическое пособие для учителя информатики»), система задач («Первоначальные навыки и умения в работе с информацией на компьютере»; «Диалог с компьютером. Прикладное программирование (Турбо Паскаль, Delphi)»; они могут быть использованы и в ДОСТОВЕРНОСТЬ И ОБОСНОВАННОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ обеспечиваются исходными методологическими положениями; применением комплекса методов исследования, адекватных природе изучаемого объекта; качественным и количественным анализом экспериментальных данных; тщательностью и длительностью опытно-экспериментальной работы, личным участием в ней автора; апробацией выводов, сделанных в ходе изыскания, в педагогической практике; воспроизводимостью результатов исследования и репрезентативностью полученных экспериментальных данных.

АПРОБАЦИЯ выводов исследования осуществлена обсуждением их на Годичном совещании Департамента образования Правительства Свердловской области «Восполнение пробелов в образовании и развитии у детей, не посещающих дошкольные образовательные учреждения. Теоретические и практические основы организации работы начальной школы в этих условиях» (г. Асбест, 1998); 2-й областной конференции компьютерных пользователей (СУНЦ УРГУ, г. Екатеринбург, 1995), научно-практической конференции «Инновационные процессы в образовании и творческая индивидуальность педагога» (г.

Екатеринбург, 1998); XXXII Зональной конференции преподавателей физики, методики обучения физике, астрономии, общетехнических дисциплин, информатики и компьютерных технологий педагогических вузов Урала и Сибири по проблеме «Воспитание патриотизма, гражданственности и нравственности в учебном процессе» (г. Екатеринбург, 1999); на методических семинарах учителей информатики (г. Заречный).

ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ В ПРАКТИКУ. Результаты исследования внедрены в практику обучения подростков в ДЦИ «Домашний компьютер», студентов Белоярского энергетического колледжа, учащихся МОУ № (г. Заречный), учащихся Специализированного учебного научного центра (СУНЦ) (УрГУ, г. Екатеринбург), школы № 41 (г. Екатеринбург).

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ:

1. В целях удовлетворения активного интереса подростков к прикладному программированию и их личностному развитию необходимо включение в процесс обучения эффективных методик, основанных на активных моделях обучения, в частности на игре как модели обучения и понимания.

Методики обучения должны быть адекватны возрасту учащихся, так как бурное развитие информационных технологий создало креативную и доступную среду для детей, что значительно снизило возраст активного пользователя.

2. Использование компьютерной игры как модели обучения и понимания, являющейся не только продуктивным методом, но и средством обучения, позволит значительно повысить творческую активность подростка.

3. Результативность обучения может быть достигнута только при условии обеспечения учебного процесса:

• на основе системы задач, каждая из которых является подсистемой, т. е. логически завершенной компьютерной программой, в частности «моделью игровой программы»', • как процесса разработки и апробирования модели игровой программы самим ребенком', • на добровольной основе в малых самоуправляемых гетерогенных группах, в которых организационной формой проведения занятий являются: практикумы, дискуссии, консультации и проблемные

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ И ВЫВОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Во введении обосновывается актуальность темы исследования, характеризующая степень разработанности проблемы; определяются проблема, объект и предмет исследования; формулируются цель, гипотеза и задачи работы; обозначаются методологические основы и этапы исследования; обосновываются теоретическая и практическая значимость исследования, положения, выносимые на защиту; представляется структура диссертации.

В первой главе «Основы обучения подростков прикладному программированию в учреждениях дополнительного образования» рассмотрено современное состояние исследуемой проблемы, ее место в теории и практике обучения подростков прикладному программированию; уточнены понятия:

«прикладное программирование», «модели игровых программ» и сопутствующие им понятия «объектно-ориентированное программирование», «объект», «модель», «моделирование», «формализация» и др.; дан системный анализ разработанного дидактического комплекса учебных задач по прикладному программированию в виде моделей игровых программ как средства обучения подростков предмету в условиях дополнительного образования.

В ходе становления и развития информационного общества происходит изменение целей и содержания образования, методов и организационных форм обучения, возникают условия для построения новых обучающих и развивающих систем (В. В. Рубцов, И. В. Роберт, А. Ю. Уваров и др.). Важным этапом в становлении и развитии информационных технологий обучения явился проект Российского стандарта школьного образования по информатике, разработанный в 1993 г. А. А. Кузнецовым (первый вариант), В. К. Белошапкой и А. С.

Лесневским (второй вариант).

Анализ психолого-педагогических и методических работ по проблемам информатизации школьного образования показывает наличие «крайних» точек зрения, которые схематично можно свести к следующим основным позициям: в школьной информатике главное — научить школьника общению с компьютером и работе с готовыми программами; информатика — это программирование, поэтому главное в курсе — это изучение языка программирования для формирования навыков алгоритмического стиля мышления; информатика — это наука, и изучать информатику в школе надо как науку, раскрывая ее фундаментальные понятия (В. Ф. Шолохович, А. А. Кузнецов, С. А. Бешенков и др.).

В научной литературе остаются дискуссионными вопросы соотношения целей, задач и содержания курсов информатики и программирования. В Проекте Федерального компонента государственного образовательного стандарта по информатике и в рекомендациях ЮНЕСКО в качестве ведущих в составе содержания базового курса информатики заявлены темы: «Формализация и моделирование» и «Технология компьютерного моделирования». Традиционные методы обучения программированию ведут к разработке программ с ветвлением, цикличностью, модульностью (процедуры и функции) вне контекста реальных задач и, как правило, обеспечивают лишь перенос полученных знаний и умений в близкую обстановку либо репродуцирование знаний на однотипных примерах математических моделей.

В настоящее время в связи с интенсивным развитием современных объектноориентированных языков, изначально направленных на освобождение пользователя от рутинных профаммистских действий с целью сосредоточения его внимания на особенностях построения структуры проекта, особенно полезно моделирование при изучении наук (познание через моделирование реальных объектов и процессов). Когда дети, изучая предмет или явление, сами создают его виртуальную модель из готовых формальных объектов, не прибегая к каким-то абстрактным упражнениям, то «их внимание сосредоточено на правильном и эффективном структурировании сложных систем» (А. Б. Кузнецов), отражающих суть научного явления.

Анализ учебных программ по моделированию и основам объектно-ориентированного профаммирования (ООП) показал, что они напоминают методику обучения, в соответствии с которой дети сначала изучают определения понятий и лишь затем соотносят эти определения с предметами и явлениями.

Более того, «акцент делается не на практическом применении ООП для построения компьютерных программ, а на теории моделирования, основанной на начальном этапе перехода от неформальной жизненной задачи к формальной модели» (А. Г. Гейн, А. И. Сенокосов).

Таким образом, приходится констатировать, что компьютерным моделированием учапшеся заниматься хотят, но в соответствии со своими возрастными особенностями и возможностями. Они также хотят познавать основы моделирования, проектирования, алгоритмизации и программирования, но тоже через непосредственный интерес, т. е. через создание собственных моделей компьютерных игр. Налицо противоречие между активным интересом детей к обучению современным средствам программирования и моделирования естественных явлений в природе и деятельности человека и изучением языка программирования для формирования навыков алгоритмического стиля мышления при математическом моделировании.

Анализ педагогических и методических работ показал, что обучение программированию осуществляется по-разному. Несмотря на разные подходы (Т.

А. Яковлева, А. И. Бочкин и др.) и разные способы организации учебного процесса, их логическая структура имеет общие черты: группировка понятий, составляющих программирование, их последующее теоретическое обобщение и практическое применение, выделение узловых понятий и основных связей между ними. Связи, отношения между понятиями, практическое применение понятий определяют логику предмета.

При структурировании системы понятий курса прикладного программирования в диссертации выдвинуты следующие принципы: логическая ценность понятия в курсе; последовательное развитие и усложнение учебного материала средством учебной задачи; эмоциональная окраска, завершенность и оперативная выполнимость задачи; обобщение, а следовательно, трансформация в другой класс задач; творческая применимость.

Теоретическим ядром понятийной системы курса прикладного программирования являются следующие понятия: «программирование», «математическое программирование», «прикладной», «моделирование», «модель», «объект», «объектно-ориентированное программирование».

В диссертации автором уточнены понятия:

• прикладное программирование понимается как путь использования идеальной формализованной среды, предназначенной для успешной реализации проектов моделирования средством завершенных объектовэлементов, их свойств и событий;

• объектно-ориентированное программирование понимается как программирование по событиям, т. е. управление объектами (в частности, визуальными объектами на экране монитора) на основе возможностей свойств самих объектов, через события, обеспечивающие прямые и обратные связи пар «объект — событие», в новой программе По существу, объектно-ориентированное программирование является системой автоматизированного проектирования виртуальных, графических, математических моделей и относится к новейшим программноинструментальным средствам.

Для выявления понятий курса прикладного программирования учитываются следующие положения: связь с курсами информатики и программирования; смысловая ценность в полях информационной культуры; многократное применение и трансформация на другие классы задач; опосредованная связь с наблюдаемыми фактами. Выделенные понятия сгруппированы в блоки и объединены автором в структурной модели обучения в курсе прикладного программирования.

На основе изучения существующих подходов к проблеме обучения программированию и с учетом эмпирического опыта работы автором разработаны средства, позволяющие обучать подростков прикладному программированию в условиях учреждений дополнительного образования. В результате анализа психологической (А. Н. Леонтьев, Д. Б.

Эльконин, В. В. Давыдов, П. Я. Гальперин и др.), педагогической (И. Я.

Лернер, М. В. Кларин и др.) и научно-методической литературы (А. П.

Беляева, Д. Толлингерова и др.) определены возможные подходы к обучению прикладному программированию и определению учебной задачи, на основе которой необходимо осуществлять процесс обучения.

Это позволило сформулировать сущность понятия модель игровой программы (МИЛ).

Под моделью игровой программы понимается программа-модель, представляющая собой некоторый класс задач, предназначенных: для присвоения навыков программирования учащимися; передачи знаний учащимся об устройстве и возможностях программ данного класса;

передачи учащимся опыта творческой деятельности по разработке подобных программ и трансформации знаний на другие классы задач.

Структурой модели выступают управляемые, наглядно-иллюстративные объекты и процессы, являющиеся формальными элементами обширных предметных, межпредметных и междисциплинарных знаний.

Чтобы учащиеся овладели алгоритмами управления, им необходимо (и это доказано в диссертации) не просто изучить и запомнить наборы команд и операторов, а систематически применять их на практике от задачи к задаче, развивая самостоятельную познавательную активность. В то же время знание лишь тогда становится достоянием субъекта, когда оно является содержанием и продуктом его собственной мыслительной деятельности;

понимание достигается через опыт собственной деятельности, через навык создания игровых воображаемых моментов на компьютере. Возможности компьютерных технологий, такие, как изображение, анимация, озвучивание, управление, позволяют создать сферу деятельности — моделирование компьютерной игры, которая отвечает потребностям и интересам подростков.

Исходными психолого-педагогическими и дидактическими предпосылками создания системы задач МИП являются следующие: задача должна быть небольшая по объему, доступная по усвоению для подростка, логически завершенная и сразу выполнимая; она должна последовательно развивать и усложнять умственные операции учащихся, вызывать активные учебные действия; продуктом такой учебной задачи должна быть эмоционально окрашенная компьютерная игра, что является сильным активизирующим и мотивирующим средством реализации учебной деятельности детей;

компьютерная игра должна рассматриваться как элемент творчества подростка.

Таким образом, процесс обучения на основе МИП в диссертации можно представить в виде последовательности формирования умений и навыков прикладного программирования у подростков от простого запоминания и припоминания до решения творческих задач.

Во второй главе «Система задач по прикладному программированию, методологической основой которой является игра как модель обучения и понимания» обосновывается методологическая сущность системы задач МИЛ, ее функции — общедидактическая и частнодидактическая.

В разработанной системе учебных задач по прикладному программированию (МИЛ), представлены все виды и типы задач: по способу задания содержания, по характеру когнитивных требований, по способу решения, по целевому назначению, по степени сложности и т. д. Основанием для классификации учебных задач служат уровни творческой активности учащихся. Классификация уровней творческой активности учащихся представлена в табл. 1.

В диссертации определено, что задачи МИЛ находятся во взаимосвязи друг с другом и выполняют следующие дидактические функции в процессе обучения: обучающую, развивающую, управляющую, оценочную.

Третья глава «Организация опытно-экспериментального обучения подростков прикладному программированию в учреждениях дополнительного образования» посвящена опытно-экспериментальному исследованию проблемы обучения подростков в учреждениях дополнительного образования.

В задачи эксперимента входило: изучение состояния проблемы обучения подростков информатике и прикладному программированию в практике школ г. Заречного; разработка комплексной программы учебного курса с целью последовательности и логики обучения; разработка системы задач МИЛ различной когнитивной требовательности; разработка диагностического инструментария по проверке эффективности обучения.

В соответствии с поставленными задачами эксперимент осуществлялся в три этапа, которые логически взаимосвязаны и подчинены общей цели.

Каждый этап эксперимента характеризуется своими задачами, средствами, методами их решения и результатами.

В задачи первого, поискового, этапа исследования входило определение объективных предпосылок к формированию содержания учебного материала курса прикладного программирования.

На втором, формирующем, этапе решались следующие задачи: определение состояния изученности проблемы, связанной с формированием навыков прикладного программирования у подростков, и использование с этой целью комплекса задач МИП; выявление педагогических условий эффективного использования МИЛ; апробация комплекса разработанных дидактических средств при обучении подростков в гетерогенных группах учреждения дополнительного образования.

Задачи третьего, контрольного, этапа эксперимента: уточнение содержания дидактического комплекса и организационных форм, внедренных в процесс обучения на основе теоретической модели; определение критериев его эффективности; разработка методических материалов для учителей.

В процессе констатирующего эксперимента было проанализировано состояние изучаемой проблемы в практике школ.

Исследование практического опыта преподавания информатики в г. Заречном показало следующее: учителя проводят занятия по информатике без компьютеров — 50%; с целым классом (25—30 человек) — 70%; почти все учителя придерживаются мнения, что организационной формой должна быть небольшая группа; проблема выбора учебно-методических материалов стоит практически у каждого учителя.

В результате анкетирования выяснилось, что чаще всего возникают проблемы неприсвоенности знаний из-за слабой оснащенности предмета информатики.

Лишь 7% учителей ответили утвердительно о применении компьютера на уроках и о достаточном программном обеспечении. На наш взгляд, этот факт говорит о том, что возможности школы сильно отстают от потребностей общества.

Анализ анкетных данных родителей и учащихся позволяет проследить, как формируется потребность в знаниях информатики и программирования. Ответы родителей показывают, что в дополнительном образовании решаются многие актуальные проблемы, связанные не только с обучением детей информатике и программированию, но и с обеспечением досуга.

Изучение форм организации учебного процесса дало такие результаты: 30% опрошенных учителей выносят программирование на факультатив для свободного посещения учащимися; 55% опрошенных отказались от программирования вообще (из-за отсутствия учебно-методических материалов и необходимого оборудования); 15% обучают программированию в русифицированных, специально разработанных алгоритмических пакетах программ («Кенгуренок», «Чертежник» и др.).

Анализ посещенных нами уроков программирования у старшеклассников свидетельствовал, что лишь в 20% рассмотренных случаев учитель привлекает специальные приемы, позволяющие активизировать процесс обучения и повысить эффективность работы. Кроме того, исследование уроков показало, что учащиеся пассивно изучают «псевдоязыки», относятся к ним несерьезно и считают, что зря тратят время.

Все изложенное позволяет сделать вывод о недостаточной теоретической и материальной базе школы в области информатики, об опережающем факторе потребностей в этой области.

На базе Детского центра информатики «Домашний компьютер» (г. Заречный) были созданы экспериментальные группы из учащихся, пришедших добровольно в учреждение дополнительного образования, и из учебных классов МОУ № 2 и 7. Число учащихся на контрольном этапе в экспериментальных фу плах составляло 10—12 человек.

В результате третьего, заключительного, этапа эксперимента установлена связь разработанной и внедренной в процесс обучения системы задач МИЛ и организационной формы ее эффективного использования; подведены итоги, сделаны выводы.

Эксперимент длился 2 года. Длительность разового эксперимента достаточна (В. И. Крутецкий, Н. И. Монахов), чтобы зафиксировать существенные изменения в характеристике личности подростка.

Анализируя результаты педагогического эксперимента, можно сделать вывод, что использование учебно-методических материалов на основе МИЛ в процессе обучения создает условия для формирования умений программирования у подростков и развития их творческих способностей.

Изучать эффективность обучения, основанного на мотивационных процессах, можно как в процессе выполнения коллективной работы, так и при выполнении индивидуальных заданий. Мы выбрали второй способ.

Для этого учащиеся были разделены на возрастные гетерогенные группы 10— 14 лет и 15—18 лет. Были сформированы контрольные группы школьников из 10—11 классов, обучающихся на факультативах по программированию (в рамках школьной программы — математическое моделирование).

Все учащиеся были условно отнесены к пяти уровням проявления мотивации к творческой деятельности по прикладному программированию на основании первого среза. Если к первому уровню относятся те подростки, которые отрицательно воспринимают творческие задания, предпочитают решать только репродуктивные задачи эксперимента, то шестой, самый высокий уровень мотивации — это когда наиболее полно выявляется ценностно-ориентационная деятельность.

Учащимся в течение 2-летнего формирующего эксперимента предлагались закрытые тесты (выбор ответа из множества приведенных), контрольные работы по изученным темам с правом выбора заданий. Контрольные работы проводились в форме олимпиад и включали задачи репродуктивного, частичнопоискового, исследовательского типа и т. д., т. е. с разной степенью когнитивной требовательности. Каждая задача оценивалась определенным числом баллов. Учащиеся были ознакомлены с нормами и правилами оценки их знаний и умений. В конце учащиеся выполняли завершающую курсовую работу. В педагогических исследованиях подчеркивается, что определение эффективности тех или иных форм, методов, приемов воспитания целесообразно осуществлять путем сравнения достигнутых результатов с предыдущими.

Изучение динамики мотивации было проведено трижды: конец первой четверти — первый срез, конец первого учебного года — второй срез, конец второго года — третий срез. В табл. 2 — 4 приведены результаты эксперимента. Анализ результатов первого, второго и третьего срезов показывает изменение количества учащихся, выполнивших задания разных уровней когнитивной сложности.

Таблица Рис 8 Средний показатель для 28 контрольных групп (школьники 10—11 классов, г Заречный), обучающихся программированию на факультативах в рамках школьной программы — математическое Диагностику процессуальной и результативной мотивационной ориентации мы проводили средством анкетирования с прямыми вопросами типа: «Почему Вы пришли обучаться программированию?», «Вы предпочитаете выполнять задания самостоятельно или при помощи товарища, учителя, учебного пособия7», «Вы считаете, что программирование будет Вашей специальностью?», «На обучении настаивают родители?» и т. д. При обработке результатов учитывалось соответствие вопросов мотивационным структурам (ориентации на процесс, результат, вознаграждение, давление).

По результатам анкетирования были составлены гистограммы, которые характеризуют начальные, промежуточные и результирующие параметры процессов динамики мотивационной ориентации у подростков в течение формирующего эксперимента (табл. 5—7, рис. 9—11).

Гистограммы динамики мотивации по результатам анкетирования адекватны гистограммам, характеризующим формулу распределения по результатам контрольных срезов. Это говорит о том, что у большинства учащихся преобладает тенденция к устойчивости мотивации.

поиску, экспрессивных и общительных учащихся. В структуре мотивации у них устойчиво доминирует ориентация на процесс. Продукт деятельности испытуемых (компьютерная программа) отличается своеобразием, яркостью, высокой эмоциональностью, логической последовательностью, аргументированностью, личностной включенностью, творческим характером.

Результаты эксперимента подтвердили положения гипотезы и позволили сделать следующие выводы: проблема обучения прикладному программированию подростков в теории и на практике недостаточно разработана, вопросы целей, задач и содержания курсов программирования остаются дискуссионными; предлагаемая автором структура учебной задачи МИЛ является эффективным средством обучения прикладному программированию подростков в условиях дополнительного образования; разработанный комплекс задач по прикладному программированию для учреждений дополнительного образования способствует формированию умений и навыков прикладного программирования у подростков от простого запоминания и припоминания до решения творческих задач; разработанные критерии эффективности обучения подростков прикладному программированию экспериментально проверены.

Проведенное нами исследование не претендует на исчерпывающий анализ проблемы. Дальнейшей разработки требует исследование непрерывности развития мотивационной сферы подростка в процессе обучения прикладному программированию как в контексте развивающихся информационных технологий, так и в свете инновационных психолого-педагогических теорий для разного подросткового возраста, развития профессиональной ориентации, коммуникативных качеств в различных социокультурных средах и т. д.

Основные положения диссертации отражены в 1. Объективные предпосылки появления негосударственных учреждений дополнительного образования // Инновационные процессы в образовании и творческая индивидуальность педагога: Тез. докл. и сообщ. науч.-практ.

конф. / Урал. гос. пед. ун-т. Екатеринбург, 1998. Т. 2. С. 32—33.

2. Универсальный пользовательский курс: В 3 ч. Ч. 1: Первоначальные навыки и умения в работе с информацией на компьютере: Учеб. пособие для учащихся 5—11-х классов. Екатеринбург: Изд-во Дома учителя,1998. 48 с.

3. Универсальный пользовательский курс: В 3 ч. Ч. 2: Турбо Паскаль — диалог с компьютером (прикладное программирование): Учеб. пособие для учащихся 5—11 классов. Екатеринбург: Изд-во Дома учителя, 1998. 33с.

4. Универсальный пользовательский курс: В 3 ч. Ч. 2: Диалог с компьютером. Прикладное программирование (Турбо Паскаль, ОЕЬРШ): Учеб. пособие для учащихся 5—11-х классов. 2-е изд., дораб. и доп. Екатеринбург.

Изд-во Дома учителя, 1999. 85 с.

5. Проблемы внедрения информационных технологий в процесс обучения // Инновационные технологии в педагогике и на производстве: Тез. докл. и сообщ. науч.-пракг. конф. / Урал. гос. проф.-пед. ун-т. Екатеринбург, 1999.

С. 30.

6. Методическое пособие для учителя информатики. Екатеринбург: Изд-во Дома учителя, 2000. 61 с.

Подписано в печать 21.05.2000. Формат 60x84 1/16. Печать на ризографе.

Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 1259.

Уральского государственного педагогического университета 620219, ГСП-135, Екатеринбург, просп. Космонавтов,