Информационный подход к трактовке понятия «функциональный стиль мышления»

INFORMATION APPROACH TO INTERPRETATIONOF THE CONCEPT OF «FUNCTIONAL STYLE OF THINKING»

М.А. Сокольская, Т.А. Степанова

Функциональное программирование, функциональный стиль мышления, программирование, парадигма программирования.

В статье уточняется понятие функционального стиля мышления, формируемого в процессе изучения функционального программирования у студентов педагогического университета. Основой для уточнения является информационный подход к решаемым студентами задачам и их деятельности в процессе решения.

С овременные подходы к совершенствованию системы среднего образования предъявляют высокие требования к уровню предметной подготовки учителя. Несомненно, его научный кругозор должен значительно превышать рамки школьной программы. Следовательно, несмотря на то что в школьном курсе программирования изучаются только алгоритмические языки, относящиеся к императивной парадигме, учитель информатики должен владеть всеми современными парадигмами и технологиями программирования. По этой причине вузовские курсы программирования предполагают изучение языков программирования, относящихся к различным парадигмам программирования, сложившимся в современной науке – не только императивной, но и декларативной – объектноориентированной, функциональной, логической, а также технологии параллельного программирования [Сокольская, Степанова, 2012, с.133].

M.A. Sokolskaya, T.A. Stepanova

Functional programming, functional style of thinking, programming, programming paradigm.

The paper clarifies the concept of the functional style of thinking, which is formed in the process of the study of the functional programming by students of a pedagogical university. The basis for this clarifying is the information approach to the problems solved by the students and their activities in the solution process.

С точки зрения информационного подхода процесс обучения рассматривается как информационный процесс, связанный с восприятием, хранением, обработкой и воспроизведением информации, рассматриваемых применительно к деятельности человеческого мозга [Пак, 2008, с. 26–30]. Исходя из этой посылки, при разработке методической системы обучения курсу необходимо учитывать особенности восприятия и обработки информации, составляющей содержание курса. Единственно возможным для решения задач программирования является алгоритмический тип мышления. Следовательно, успешность изучения курса «Языки и методы программирования» определяется уровнем сформированности у студентов алгоритмического мышления вообще и стилей мышления, его составляющих, в частности (рис.1) [Нигматулина, Сокольская, Степанова, 2012, с.158].

Логическое мышление

Параллельное мышление

Профессиональное алгоритмическое мышление

Императивное алгоритмическое мышление

Объектноориентированное мышление

Функциональное мышление

Рис.1. Стили мышления, составляющие профессиональное алгоритмическое мышление современного программиста

Изучение языка программирования в непривычной парадигме вызывает определённый ряд сложностей. При переходе к другому типу программирования необходимо изменить не только подход к решению поставленной задачи, но и перестроить мыслительную деятельность относительно новой парадигмы, т. е. каждая парадигма и технология программирования предполагает формирование определённого стиля мышления – объектного, функционального, логического, параллельного.

Особенности функционального программирования в том, что, по словам Лоренса Паулсона, оно ставит своей целью придать компьютерной программе простую математическую интерпретацию. Эта интерпретация должна быть понятна и независима от деталей исполнения [Нонко, 2012].

Понятие функции является центральным понятием математики. Математические функции выражают связь между параметрами (входом) и результатом (выходом) некоторого процесса. Так как вычисление – это тоже процесс, имеющий вход и выход, функция – вполне подходящее средство задания вычислений. Именно этот принцип положен в основу функционального стиля программирования. Функциональная программа представляет собой определения функций. Программируя на функциональном языке, достаточно просто описать желаемый результат в виде системы функций. Функциональный подход к программированию мы используем, часто не задумываясь об этом, например в электронных таблицах.

Сложность программирования в функциональной парадигме связана с тем, что необходимо изменить традиционные подходы к решению поставленной задачи, перестроить мыслительную деятельность на непривычный стиль мышления. Освоение функционального программирования может быть успешным при условии изменения характера мыслительной деятельности, формирования специфичного стиля мышления – так называемого функционального стиля мышления. Понятие «функциональное мышление» трактуется в научной литературе по-разному. От житейского понимания функционального мышления как мысли о том, что человеку нужны вовсе не предметы и не вещи, а функции, ими выполняемые, и следовательно, покупаем мы не товары, а способность товаров обеспечить какое-либо потребительское свойство, какую-либо нашу надобность или потребность, а сам товар или предмет – это плата (или расплата) за возможность удовлетворения этих потребностей [Тамберг, 2012], до понимания функционального мышления как разновидности математического мышления, характеризуемого осознанием динамики общих и частных соотношений между математическими объектами или их свойствами, которое ярко проявляется в связи с одной из ведущих идей математики – идеи функции [Якиманская, 2004].

Функциональный стиль мышления, формирующийся в процессе изучения функционального программирования, предполагает способность:

• 1)    увидеть желаемый результат выполнения программы как систему функций;

• 2)    осознать, что сама программа тоже является функцией, которая получает исходные данные в качестве аргумента, а выходные данные выдаёт как результат;

• 3)    определить, что будет являться аргументом основной функции, а что результатом;

• 4)    описать основную функцию в терминах других функций, которые, в свою очередь, описать в терминах еще большего количества функций или рекурсивно;

• 5)    выявить необходимый уровень вложенности функций вплоть до функций-примитивов на самом нижнем уровне и переменных, которые тоже заменены функциями.

Кроме того, в силу особенности синтаксиса большинства функциональных языков функциональный стиль мышления предполагает способность восприятия префиксной записи математических выражений и свободного оперирования префиксной формой записи.

Структура функционального стиля мышления может быть представлена упрощённой моделью (рис. 2).

Рис. 2. Структура функционального мышления

m

e

Таким образом, можно сделать вывод о том, что в процессе изучения функционального программирования изменяется стиль мышления студентов, который назван функциональным стилем. Указанный способ мышления поддаётся целенаправленному формированию с помощью деятельности студента и преподавателя, спланированной согласно закономерностям развития мышления.