Научно-методическая конференция
«ИНТЕРНЕТ И СОВРЕМЕННОЕ ОБЩЕСТВО»

ЭЛЕКТРОННОЕ СРЕДСТВО ОБУЧЕНИЯ ДОКАЗАТЕЛЬСТВУ ПРАВИЛЬНОСТИ ИМПЕРАТИВНЫХ ПРОГРАММ В РАМКАХ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ИНФОРМАТИКИ

Н.В. Егорова

Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена
Санкт-Петербург

В настоящее время в процессе информатизации образования наблюдается преобладание технологического и прикладного направлений в отборе содержания обучения, что может привести к реализации в учебном процессе лишь прагматических и узкоспециализированных целей [1, с. 215]. Поэтому актуальным является смещение приоритетов в выборе целей и содержания обучения в педагогических вузах в направлении фундаментализации образования.

Фундаментальная подготовка будущих учителей подразумевает повышение качества образования и уровня образованности личности за счет преобладания в обучении общетеоретических, фундаментальных, междисциплинарных знаний, лежащих в основе изучаемых понятий и менее всего подверженных влиянию времени. В такой трактовке фундаментальность в курсе программирования будущих учителей информатики может быть достигнута за счет включения в содержание обучения математических и семиотических оснований информатики, относящихся к доказательству правильности программ.

Придерживаясь взглядов Н.И. Рыжовой [1], М.В. Швецкого [2], конкретизируем вышеизложенное применительно к разделу «Императивное программирование». Фундаментальную подготовку в этой области можно реализовать с помощью изучения следующих модулей, объединенных в два блока.

Первый блок относится к изучению языка программирования, выбранного для обучения, и технологиям программирования. При этом содержание обучения должно: а) состоять из трех частей (3 модулей): «Фундаментальные типы данных», «Динамические структуры данных» и «Алгоритмы на графах»; б) отражать основные идеи концепции фундаментального обучения программированию - выделять и сочетать в содержании обучения каждой темы соответствующие математические теории, абстракцию (классические алгоритмы и структуры данных) и их реализацию на выбранном языке программирования.

Второй блок содержит математические и семиотические основания информатики, относящиеся к элементам доказательства правильности программ, а именно: формальный синтаксис модельных языков, формальную семантику языков программирования.

Последний блок представляет собой самостоятельный (перемещаемый) модуль, который может изучаться как в рамках учебного курса «Теоретические основы информатики», так и в рамках самостоятельного курса (спецкурса), но его изучение студентами должно следовать только после изучения введения в технологию программирования на императивном языке и курса «Математическая логика и теория алгоритмов».

Эти идеи были положены в разработку и реализацию электронного средства обучения - образовательного Web-сайта «Доказательство правильности императивных программ», который создан а) в рамках образовательного Web-портала «Фундаментальное обучение императивному программированию на базе языка Pascal» (http://ric.uni-altai.ru/fundament/), б) на основе технологий программирования, которые позволяют удовлетворить условию платформо-независимости предлагаемого средства.

Основными компонентами логической структуры данного Web-сайта являются электронный учебник, методическая и служебная части.

Электронный учебник включает в себя 6 теоретических разделов: «Предварительные сведения», «Элементы семиотики языков программирования», «Синтаксис модельных языков программирования», «Оперативная семантика модельных языков программирования», «Дедуктивная семантика модельных языков программирования», «Денотационная семантика модельного языка программирования». Каждый из них разделен на несколько тем, состоящих из следующих элементов: основные понятия (глоссарий), контрольные вопросы, теоретические сведения, примеры решения некоторых типов упражнений, задания для самостоятельного решения, ответы к некоторым упражнениям, контрольные вопросы и задания для самопроверки и контроля знаний, список литературы.

Теоретические сведения содержат определения основных понятий, теоремы, иллюстрации, пояснения к ним, а также ссылки на глоссарий, в котором для каждого понятия дается определение и указана связь между ним и понятиями а) текущей темы и б) изученными ранее. В приведенных примерах рассмотрены решения основных типов упражнений текущей темы, показаны методы и образцы записи решений. Список литературы может быть полезен тем, кто заинтересуется предложенными темами и захочет ознакомиться с первоисточниками или расширить и углубить полученные знания.

Элемент темы «Задания для самостоятельного решения» содержит систему упражнений по всем теоретическим разделам темы, а также ответы к некоторым из них. Ответы дают возможность воспользоваться подсказкой двух уровней: полным решением задания и алгоритмом его решения.

Система контроля включает в себя: а) контрольные вопросы для проверки уровня подготовленности к изучению нового материала, реализованные в виде интерактивных тестов, которые выполняют обучающую и контролирующую функции; б) контрольные вопросы и задания для самопроверки и контроля (промежуточного и итогового) усвоения теоретического материала и уровня овладения практическими умениями в решении упражнений по теме. В данной системе реализованы тесты различных видов: задания закрытой формы (альтернативные, множественного выбора, на установление соответствия и правильной последовательности), задания открытой формы.

Методическая часть содержит программы возможных спецкурсов по доказательству правильности императивных программ, контрольные работы (промежуточные и итоговые), методические рекомендации для преподавателей и др.

Кроме указанных компонентов, в Web-сайте можно выделить служебную часть, содержащую общую информацию о сайте, условных обозначениях, а также о структуре и навигации по нему.

Представленный образовательный Web-сайт может быть использован в качестве средства обучения как в традиционном учебном процессе в педагогическом вузе, так и в рамках дистанционного обучения доказательству правильности императивных программ.

ЛИТЕРАТУРА

1. Рыжова Н.И. Основные составляющие содержания обучения, обеспечивающие фундаментальность образования по информатике. // Проблемы теории и практики управления образованием. Материалы межрегиональной конференции. Часть II. - Барнаул: Изд-во БГПУ, 2002. С. 215-217.

2. Лаптев В.В., Швецкий М.В. Методическая система фундаментальной подготовки в области информатики: теория и практика многоуровневого педагогического университетского образования / РГПУ им. А.И. Герцена. - СПб.: Издательство СПбГУ, 2000. - 505 с.

[Аннотация на английском языке]

Опубликовано: Егорова Н.В. Электронное средство обучения доказательству правильности императивных программ в рамках фундаментальной подготовки будущих учителей информатики // Технологии информационного общества - Интернет и современное общество: труды V Всероссийской объединенной конференции. СПб., 25 - 29 ноября 2002 г. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2002. С. 178-179.

Ориг. URL — http://ims2002.nw.ru/02-r3f17.html