Мобильность педагогического образования на примере обучения языкам программирования

Уровень развития современной компьютерной техники и ее программного обеспечения в настоящее время занял качественно новую ступень. И если вчерашнему специалисту достаточно было владеть информационными технологиями, базирующимися на применении компьютера, то сегодня умение программировать становится как никогда востребованным во многих сферах деятельности человека. Классик информатизации образования С. Пейперт считал, что «компьютерные программы должны стать средством моделирования многообразных видов и форм мышления…». Мы согласны с мнением, что умение их создавать, как наивысшая ступень овладения компьютерной грамотностью, будет «инициировать не только репродуктивные действия и формально-логические операции, но и образноассоциативное мышление, обращение к эмоционально значимым смыслам, к открытому будущему, к личностным ценностям». Овладение технологиями программирования приводит не только к повышению компьютерной грамотности, но и к развитию определенных способностей и характеристик студента как личности.

При обучении программированию актуальной становится задача формирования навыков как познавательной, так и практической деятельности студентов, овладения ими общеучебными и общеинтеллектуальными умениями.

Реализация этой задачи органически увязана с уровнем понимания педагогом не только традиционной схемы обучения, когда на первом этапе создается информационная среда предмета, на втором – происходит переработка информации во внутреннее состояние личности. Рассмотрение, анализ этой схемы помогает педагогу осознать сущность процесса усвоения знаний и упорядочить выполняемые действия, свои и обучающихся. Этот процесс во многом зависит как от индивидуальных черт личности преподавателя, так и от методики преподавания.

Нововведения в образовательном процессе сменяются быстро, однако далеко не все инновации подтверждают свою эффективность на практике. В итоге использование в образовании новой, сложной и изощренной информационной технологии часто отодвигает на второе место собственно педагогические задачи. По нашему мнению, в качестве метода оценки программных средств, используемых в обучении программированию, может выступать только педагогический эксперимент.

В настоящее время на кафедре информационных образовательных технологий Кубанского государственного университета была скорректирована программа по обучению программированию бакалавров направления «Педагогическое образование» по профилям «Информатика» и «Математика». На правах начального языка программирования традиционно остается Паскаль (в среде PascalABC.NET).

В качестве технологии визуального программирования используется VBA (Visual Basic for Application) – версия языка программирования Visual Basic для приложений Microsoft Office. Это означает, что внешний вид приложения можно конструировать не только соответствующими командами языка, но и размещая различные элементы управления (кнопки, поля для вывода данных, рисунки и пр.) на форме приложения.

В связи с ростом популярности в нашей стране языка программирования Python, как языка для начинающих, а также в связи с включением его в состав языков, используемых на ЕГЭ по информатике и ИКТ, было принято решение об изучении Python в качестве третьего языка в курсе «Программирование».

Читаемость кода – один из принципов философии Python ‒ делает этот язык подходящим для новичков в программировании [1]. Особое его отличие состоит в том, что для группировки команд в блок Python использует отступы, а не ключевые слова или другие символы (правило офсайда, которое используют некоторые языки программирования, выделяя блоки кода отступами, заимствовано из футбола). В языке Pascal начало блока и его конец определяются операторными скобками из ключевых слов begin-end , а в языке С их заменяют фигурные скобки. Несомненно, благодаря отступам программы на языке Python выглядят менее нагроможденными. Помимо указанной особенности, связанной с легкой читаемостью кода, и в первую очередь Python – это высокоуровневый язык программирования («человекочитаемый», с динамической типизацией переменных). Другие важнейшие особенности языка Python: он имеет простой синтаксис, не перегружен знаками препинания, имеет модульную структуру, предлагает большую стандартную библиотеку, запускается на множестве различных платформ, не требует компиляции, позволяет добавлять низкоуровневые модули, универсален (поддерживает как процедурный, так и объектно-ориентированный методы программирования), позволяет создавать приложения с графическим интерфейсом, а также связь внешних программ с веб-серверами. И, наконец, Python – это свободно распространяемое программное обеспечение с открытым кодом.

Достоинства и недостатки Python как языка для обучения программированию показаны, в частности, в статье К.Ю. Полякова [2].

В связи с введением в курс программирования языка Python появилась необходимость в разработке нового дидактического обеспечения для данного курса. В его разработке принимали участие преподаватели дисциплины, а также по рассматриваемой теме была выполнена выпускная квалификационная работа. Разработаны следующие компоненты дидактического обеспечения:

презентация по основам программирования на языке Python;

итоговый тест в системе MyTest по курсу программирования на языке Python;

приложение с набором демонстрационных примеров решений задач в формате ЕГЭ по информатике и ИКТ на языке Python;

руководство по работе с программными средами IDLE и Wing IDE для языка Python.

Сайт «Дистанционная подготовка по информатике» informatics.mccme.ru поддерживает автоматическую тестирующую систему для проверки решений практических заданий. Использование автоматизированной системы проверки позволяет более объективно оценить правильность и эффективность программ по времени и используемой памяти, экономя время преподавателя. Студенты же имеют возможность оперативно проверять свои программы, что стимулирует их познавательную активность.

Для проверки эффективности итогового теста его результаты были обработаны математическими методами. На основе полученных эмпирических данных была подтверждена гипотеза о нормальном распределении результатов теста.

Используемая в преподавании программирования будущим учителям математики и информатики методическая последовательность Pascal – VBA – Python обоснована, а эффективность ее подтверждена педагогическим экспериментом. В перспективе предполагается рассмотрение парадигмы функционального программирования. Язык Python, обладающий широкими возможностями, позволяет реализовать не только императивный и объектно-ориентированный подходы, но и функциональный подход, то есть является мультипарадигменным. Такой подход к обучению машинным языкам позволит средствами одного языка увидеть общую картину современных парадигм программирования.

В творческой деятельности педагога особое место занимает самообразование (постоянное обогащение и обновление знаний и умений является непременным условием высокой продуктивности творческой деятельности педагога), что, в свою очередь, возможно при сформированной мотивации к профессиональному педагогическому самосовершенствованию на основе использования современных информационных технологий. Творчество обучающего должно позитивно сказаться на творчестве обучаемого. Новые информационные технологии позволяют по-новому организовать взаимодействие педагога и обучающегося: их совместная творческая деятельность в реализации основной цели занятия – характерная черта современного процесса информатизации образования. И только в этом случае самая интеллектоемкая среди всех информационных технологий – технология программирования – станет творческой и увлекательной, а значит, будет по силам многим.