CC BY
44
14. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.fgos-kurgan.narod. ru/norm_federal.htm
УДК 378.14
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОНТЕКСТНОГО ОБУЧЕНИЯ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ IT-НАПРАВЛЕНИЙ К БУДУЩЕЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Кудрина Е.В., 2018
Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского, доцент кафедры информатики и программирования, Саратов
Аннотация: в данной статье рассматривается возможность применения контекстного обучения для подготовки студентов IT-направлений к будущей профессиональной деятельности на примере дисциплины «Структуры и алгоритмы компьютерной обработки данных». Данная дисциплина реализуется на факультете компьютерных наук и информационных технологий Саратовского национального исследовательского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского для направления 02.03.03 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем». Целью освоения данной дисциплины является содействие становлению профессиональной компетентности будущего IT-специалиста через формирование представления о роли структур данных, алгоритмов их обработки, методов и способов построения эффективных и надежных программ, а также овладение навыками практического программирования на языке С# для .NET Framework.
Ключевые слова: контекстное обучение, учебная деятельность, информатика, программирование
THE USE OF CONTEXTUAL LEARNING TO PREPARE STUDENTS OF IT-DIRECTIONS FOR
FUTURE PROFESSIONAL ACTIVITIES
KudrinaE.V., 2018
Saratov national research state university named after N.G. Chernyshevsky, associate professor of computer
science and programming chair, Saratov
Annotation: this article discusses the possibility of applying contextual learning to prepare students of IT-directions for future professional activity on the example of the discipline «Structures and algorithms of computer data processing». This discipline is implemented at the faculty of computer science and information technology of Saratov national research state university named after N. G. Chernyshevsky for the direction 02.03.03 «Mathematical support and administration of information systems». The aim of mastering this discipline is to contribute to the formation of professional competence of the future IT-specialist through the formation of an idea of the role of data structures, algorithms of their processing, methods and methods of building efficient and reliable programs, as well as mastering the skills of practical programming in C# for the .NET Framework.
Key words: contextual learning, training activity, informatics, programming
Контекстный подход в обучении - это одно из направлений развития деятельностной теории учения, представленной в трудах Л.С. Выготского, А.Н. Леонтьева, П.Я. Гальперина, В.В. Давыдова и др. Основные положения контекстного обучения применительно к профессиональному образованию разработаны А.А. Вербицким. По мнению А.А. Вербицкого [1, с. 131] «основной целью контекстного обучения является обеспечение педагогических и психологических условий формирования в учебной деятельности студентов их целостной профессиональной деятельности как будущих специалистов и членов общества». При этом в процессе обучения предполагается «развитие личности профессионала, его интеллектуальной, предметной, социальной, гражданской и духовной компетентностей; развитие способностей к непрерывному образованию и самообразованию». Вершиной целеполагания в
обучении становится не овладение студентами знаниями, умениями и навыками как таковыми, а овладение целостной профессиональной деятельностью. Достижение данной цели возможно за счет организации учебного процесса в соответствии с моделью динамического продвижения деятельности, предложенной А.А. Вербицким [1-2], через трансформацию учебной деятельности в профессиональную.
В процессе контекстного обучения в учебную деятельность академического типа встраиваются проблемные лекции, семинары-дискуссии, в которых намечаются предметные и социальные контексты будущей профессиональной детальности. Учебная деятельность переходит в квазипрофессиональную, моделирующую в академических условиях и на языке наук содержание и динамику производства, отношения занятых в нем людей. Следующим этапом является переход к учебно-профессиональной деятельности, где обучающийся выполняет реальные исследовательские и практические задания. В процессе учебно-профессиональной деятельности сочетаются индивидуальные, совместные и групповые формы работы, это позволяет каждому обучающемуся делиться своим интеллектуальным и личностным потенциалом с другими, что приводит к развитию не только деловых, но и нравственных качеств личности. Деятельность обучающихся, оставаясь учебной, по своим целям, содержанию, формам и технологиям оказывается фактически профессиональной.
В данной статье мы расскажем об опыте использования контекстного обучения для подготовки студентов направления 02.03.03 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем» (профиль «Параллельное программирование») к будущей профессиональной деятельности на примере дисциплины «Структуры и алгоритмы компьютерной обработки данных» (СиАКОД), которая реализуется на факультете компьютерных наук и информационных технологий Саратовского национального исследовательского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского [3].
Дисциплина СиАКОД относится к базовой части Блока 1 «Дисциплины (модули)», изучение которой запланировано в 3 и 4 семестрах. Целью освоения дисциплины является содействие становлению профессиональной компетентности будущего IT-специалиста через формирование целостного представления о роли структур данных, алгоритмов их обработки, методов и способов построения эффективных и надежных программ, а также овладение навыками практического программирования на языке С# для .NET Framework. Изучение дисциплины СиАКОД логически, содержательно и методологически взаимосвязано с изучением таких предшествующих дисциплин, как «Информатика и программирование», «Математическая логика и теория алгоритмов».
Данная дисциплина способствует формированию следующих компетенций [4]:
- способность решать стандартные задачи профессиональной деятельности на основе информационной и библиографической культуры с применением информационно-коммуникационных технологий и с учетом основных требований информационной безопасности (ОПК-1);
- способность использовать знания основных концептуальных положений функционального, логического, объектно-ориентированного и визуального направлений программирования, методов, способов и средств разработки программ в рамках этих направлений (ОПК-7);
- готовность к использованию метода системного моделирования при исследовании и проектировании программных систем (ПК-1);
- готовность к разработке моделирующих алгоритмов и реализации их на базе языков и пакетов прикладных программ моделирования (ПК-3).
В результате освоения дисциплины СиАКОД обучающиеся должны:
Знать: структуру, назначение и функциональные возможности .NET Framework; основы программирования в .Net Framework на языке C#; основные положения концепции объектно-ориентированного программирования и особенности их реализации на языке C# в .NET Framework; назначение и функциональные возможности Microsoft Visual Studio (MVS); методы построения и использования нелинейных структур данных (деревьев и графов), нетрадиционные способы представления данных; различные аспекты обработки и использования нелинейных структур данных; способы оценки теоретической сложности выполнения алгоритма; методы и способы верификации
компьютерных программ; методы и способы повышения эффективности программной реализации алгоритма.
Уметь: использовать стандартные классы языка С# для решения практических задач; создавать собственную иерархию классов на языке С# для решения практических задач; применять инструментальные средства среды MVS для разработки и тестирования консольных приложений на языке С#; при решении практической задачи грамотно формулировать математическую постановку задачи; на основе анализа математической постановки задачи выбирать структуру данных для хранения информации и алгоритмы для компьютерной обработки данных; оценивать теоретическую сложность выбранного алгоритма и реальное время выполнения его программной реализации, анализировать полученные результаты; оптимизировать алгоритм с целью создания эффективной программной реализации, обосновывать необходимость и качество оптимизации.
Владеть навыками: практического программирования на языке С#, используя технологии объектно-ориентированного программирования в .NET Framework; проектирования программного продукта, используя инструментальными средствами среды MVS; тестирования и верификации реализованной программы; использования системного и научного подходов к построению программ.
Общая трудоемкость дисциплины СиАКОД составляет 11 зачетных единиц (396 часов). Структура дисциплины приведена в следующей таблице:
№ п/п Раздел дисциплины Виды учебной работы (в часах) Формы текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации.
Всего Лекции Лаб.зан. Прак. зан. Сам.раб.
3 семестр
1 Введение в ^ЫЕТ-программирование 16 4 4 2 6
2 Основы программирования на языке С# 48 12 12 6 18
3 Основы объектно-ориентированного программирования на языке С# 48 12 12 6 18 Контрольная работа №1
4 Коллекции и их приложения 32 8 8 4 12
Промежуточная аттестация 54 Экзамен, зачет
Итого за 3 семестр 198 36 36 18 54
4 семестр
5 Анализ и оптимизация алгоритмов 28 8 8 4 8
6 Деревья и их приложения 42 12 12 6 12 Контрольная работа №2
7 Графы и их приложения 42 12 12 6 12
8 Выполнение и защита курсовой работы 32 32 Зачет с оценкой
Промежуточная аттестация 54 Экзамен, зачет
Итого за 4 семестр 198 32 32 16 64
Всего 396 68 68 34 118
Рассмотрим содержание дисциплины СиАКОД.
1. Введение в .NET-программирование. Платформа .NET Framework, ее назначение и структура. Обзор технологий .NET. Принцип компиляции и выполнения программ в среде CLR платформы .NET. Управляемый и неуправляемый код. Сборщик мусора. Назначение и возможности MVS. Типология приложений. Специфика консольных приложений. Разработка простейших приложений на языке С#.
2. Основы программирования на языке C#. Состав языка. Типы данных (размерные и ссылочные). Переменные и константы. Организация С#-системы ввода-вывода. Операции и операторы языка. Реализация базовых алгоритмов обработки данных на языке С#. Понятие класса и объекта. Методы: основные понятия, перегрузка методов, рекурсивные методы. Использование стандартных классов языка С#, реализующих работу с массивами (одномерными, многомерными, ступенчатыми), строками (неизменяемыми и изменяемыми) при решении практических задач. Регулярные выражения. Реализация базовых алгоритмов для обработки массивов и строк на языке С#. Решения практических задач.
3. Основы объектно-ориентированного программирования на языке С#. Проектирование класса: данные, конструкторы, деструкторы, методы, свойства, индексаторы, операции класса, делегаты и события. Создание и инициализация экземпляра класса (объекта). Инкапсуляция, полиморфизм, наследование, агрегация и механизмы их реализации. Многоуровневое наследование. Интерфейсы. Решения практических задач.
4. Коллекции и их приложения. Понятие «коллекция» в С#. Интерфейсные коллекции. Коллекции общего назначения: Stack (стек), Queue (очередь), ArrayList (динамический массив), Hashtable (хеш-таблица), SortedList (упорядоченная последовательность). Обзор специализированных коллекций. Решения практических задач.
5. Анализ и оптимизация алгоритмов. Теория сложности алгоритмов, способы вычисления теоретической сложности алгоритмов. Вычисление реального времени выполнения программы. Методы верификация и оптимизации программ. Программные средства для профилирования и оценки производительности программ. Программные средства оптимизации программ.
6. Деревья и их приложения. Структура данных «дерево», классификация деревьев, способы компьютерного представления дерева, алгоритмы обхода дерева. Деревья двоичного поиска. Сбалансированные деревья. Самоорганизующиеся деревья. Алгоритмы поиска данных по заданному ключу в деревьях разного вида, сравнительная характеристика алгоритмов и условия применимости. Решения практических задач.
7. Графы и их приложения. Структура данных «граф», классификация графов, способы компьютерного представления графов. Алгоритмы построения, обхода и поиска кратчайших путей в графах, сравнительная характеристика и условия применимости. Эйлеровы и Гамильтоновы графы. Решения практических задач с использованием графов.
8. Выполнение и защита курсовой работы. Выполнение и защита курсовой работы проводится в соответствии с требованиями СТО 1.04.01 - 2012 «Курсовые работы (проекты) и выпускные квалификационные работы. Порядок выполнения, структура и правила оформления» в рамках организации самостоятельной научно-исследовательской деятельности студентов.
При проведении лекционных занятий используются следующие активные и интерактивные формы обучения: демонстрация мультимедийных презентаций, дискуссии и обсуждение спорных вопросов, метод мозгового штурма, а также ресурсы образовательного портала «Обучение информатике и программированию» (http://school.sgu.ru). На данном портале создан одноименный электронный курс, содержание которого соответствует содержанию дисциплины СиАКОД. Технологические возможности данного портала, а также опыт его использования в учебном процессе вуза были описаны уже не единожды [5-6]. Отметим только, что в портал встроена система Contester, которая позволяет автоматически проверять правильность решения задач по программированию. На текущий момент системе Contester доступны десять компиляторов для различных языков программирования, в том числе и для языка С#. В систему Contester включено более 600 задач по различным темам дисциплины СиАКОД. Использование системы Contester в учебном процессе позволяет развить у студентов навык решение практических задач через тестирование.
Перейдем к рассмотрению методики проведения практических занятий. От занятия к занятию доля заданий репродуктивного типа уменьшается, увеличивается доля заданий проблемного, частично-поискового и исследовательского типа. При этом особое внимание уделяется формированию навыков практического программирования на языке С# с использованием инструментальных средств отладки, тестирования и профилирования приложений среды MVS. Рассмотрим примеры заданий исследовательского типа:
1. Преподаватель предлагает два алгоритма, решающих одну и ту же задачу. Студент должен: определить, что делают алгоритмы, условия их корректной работы, вычислить теоретическую сложность алгоритмов; реализовать алгоритмы на языке С#, вычислить их реальное время выполнения на различных наборах входных параметров, зафиксировать полученные результаты; провести сравнительный анализ алгоритмов с учетом полученных данных, сделать выводы.
2. Преподаватель предлагает постановку задачи и несколько готовых программ, «решающих» данную задачу. Студент, проводя анализ программ, выбирает ту, которая корректно реализует поставленную задачу, при необходимости, выполняет оптимизацию кода.
По данной дисциплине предусмотрены лабораторные занятия, которые логически и содержательно взаимосвязаны с графиком проведения практических занятий. На лабораторных занятиях каждый студент выполняет задание из соответствующего практикума с индивидуальным номером.
Одним из видов учебной деятельности, предусмотренной в рамках дисциплины СиАКОД, является выполнение и защита курсовой работы. Курсовая работа по данной дисциплине с одной стороны направлена на привлечение студентов к научно-исследовательской работе [7], а с другой стороны - на формирование компетенций, предусмотренных основной образовательной программой [8]. Курсовые работы выполняются студентами как индивидуально, так и командно [9]. Результаты выполнения курсовых работ представлялись студентами на конференциях различного уровня, и не раз получали высокую оценку.
В рамках одной из курсовых работ студенткой 2 курса были рассмотрены вопросы, связанные с оценкой теоретической сложности алгоритмов и вычислением реального времени выполнения программной реализации алгоритмов. На примере сравнительного анализа алгоритмов поиска простых чисел на заданном отрезке показано, что алгоритмы, имеющие одну и ту же теоретическую сложность, могут серьезно отличатся реальным временем выполнения их программной реализации. В дальнейшем студенткой в соавторстве с научным руководителем были подготовлены и представлены несколько докладов для всероссийской научно-практической конференции [10] и международной научно-практической конференции [11].
В заключение следует отметить, что использование контекстного подхода в процессе преподавания дисциплины СиАКОД позволяет, сохраняя фундаментальность содержания дисциплины, насытить его контекстом будущей профессиональной деятельности. Знания, умения и навыки, сформированные в рамках изучения дисциплины СиАКОД, будут востребованы при продолжении освоения основной образовательной программы 02.03.03 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем» (профиль «Параллельное программирование») в рамках: изучения таких дисциплин, как «Объектно-ориентированное программирование для платформы NET», «Разработка приложений для ADO. NET», «Технология разработки программного обеспечения», «Параллельное и распределенное программирование»; прохождения Технологической (учебной) практики, Производственной практики и Преддипломной практики; подготовки и защиты выпускной квалификационной работы бакалавра.
Список литературы
1. Вербицкий А.А. Личностный и компетентностый подходы в образовании: проблемы
интеграции/ А.А. Вербицкий, О.Г. Ларинова. - М.: Логос, 2010. - 336 с.
2. Вербицкий А.А. Активное обучение в высшей школе: контекстный подход: Метод.пособие/ А.А. Вербицкий. - М.: Высшая школа, 1991. - 207 с.
3. ООП 02.03.03 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем» (профиль «Параллельное программирование») [Электронный ресурс] //Портал СГУ. - URL: http://www.sgu.ru/structure/computersciences/courses/bachelor-parallelnoe-programmirovanie (дата обращений: 13.02.2018).
4. ФГОС ВО 02.03.03 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем» [Электронный ресурс] //Портал ФГОС ВО. - URL: http://fgosvo.ru/uploadfiles/fgosvob/020301_mat_i_kom_nauki.pdf (дата обращений: 13.02.2018).
5. Кудрина Е.В. Разработка и использование портала обучения информатике и программированию в учебном процессе/ Е.В. Кудрина, Е.Е. Лапшева, М.В. Огнева, А.Г. Федорова // Дистанционное и виртуальное обучение. - 2011. - №10 (52) октябрь. - С.39-45.
6. Кудрина Е.В. Дистанционная поддержка очного обучения с использованием среды MOODLE/ Е.В. Кудрина, М.В. Огнева// Фундаментальные науки и образование: Материалы II Всероссийской научно-практической конференции (Бийск, 30 января - 1 февраля 2008г.). - Бийск,: БГПУ им. В.М. Шукшина, 2008, стр. 271-273.
7. Маметьева О.С. Научно-исследовательская работа студентов вуза: результативность и проблемы организации/ О.С. Маметьева, Н.Г. Супрун, Д.А. Халикова // Современные проблемы науки и образования. - 2018. - № 1.; URL: http://www.stience-education.ru/ru/artide/view?id=27362 (дата обращения: 13.02.2018).
8. Мишурина О.А. Научно-исследовательская работа студентов как средство формирования профессиональных компетенций/ О.А. Мишурина, Л.В. Чупрова, Э.Р. Муллина // Международный журнал экспериментального образования. - 2016. - № 4-3. - С. 412-415.
9. Артемов В.В. Командная работа над дипломными и курсовыми проектами в IT-сфере/ В.В. Артемов, И.А. Борзов, Е.В. Кудрина, М.А. Лукашова// Информационная образовательная среда образовательной организации как ресурс совершенствования технологий реализации ФГОС: материалы Межрегиональной научно-практической конференции. 14 сентября 2017 года. - Липецк: ГАУДПО ЛО «ИРО», 2017. - с.117-119.
10. Кудрина Е.В. Роль оценки реального времени выполнения программы на примере алгоритмов поиска делителей натурального числа/ Е.В. Кудрина, В.Р. Кузьмина// Информационные технологии в образовании: Материалы VII Всерос.научно-практ. конференции. - Саратов: ООО «Издательский центр «Наука», 2015. - С. 49-54.
11. Кузьмина В.Р. Алгоритмы нахождения простых чисел: от школы до вуза/ В.Р. Кузьмина, Е.В. Кудрина, //Электронное обучение в непрерывном образовании: Сборник научных трудов III Международной научно-практической конференции. - Ульяновск: УлГТУ, 2016. - С. 1106-1113.
УДК: 159.9>81.23
ОСОБЕННОСТИ ПРОТЕКАНИЯ РЕЧЕМЫСЛИТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ ВЫБОРЕ ВРЕМЕННОЙ ФОРМЫ АНГЛИЙСКОГО ЯЗЫКА В ВИДЕОСЮЖЕТАХ У ВЫПУСКНИКОВ
ЛИНГВИСТИЧЕСКОГО ВУЗА
Богданович А.Э., 2018
Минский государственный лингвистический университет, преподаватель кафедры второго иностранного языка (английский), аспирант кафедры психологии, Минск
Аннотация: статья посвящена проблеме индивидуального характера выбора временной формы английского языка при образной стимуляции. Рассматривается глагол как центральная часть грамматической структуры. Проведен лабораторный эксперимент с участием выпускников лингвистического вуза. Тщательно анализируются затруднения употребления временных форм. Выявлены тенденции, характеризующие особенности протекания речемыслительной деятельности в иноязычном и родном средствах коммуникации, показана эффективность применения динамической наглядности как диагностики сформированности речевых навыков индивида.
Ключевые слова: речемыслительная деятельность, образная стимуляция, видеосюжет, временная форма, латентный период
THE PECULARITIES OF THINKING IN-WORDS WHILE CHOOSING AN ENGLISH TENSE FORM IN VIDEOPLOTS BY GRADUATERS OF A LINGUISTIC UNIVERSITY
Bogdanovich A.E, 2108
Minsk State Linguistic university, the professor of the second foreign language department (English), Minsk
