Проектирование содержания дисциплины "Математическая информатика" в подготовке будущих бакалавров информатики

В соответствии с этапами проектирования методической системы обучения математической информатике будущих бакалавров информатики, предложенной автором в исследовании [1], проектирование компетентностно-ориентированного содержания образования предполагает прогнозирование компетенций и постановку диагностичных целей обучения в соответствии с намеченными компетенциями.

Под определением целей и ожидаемых результатов обучения (прогнозированием компетенций), согласно С.И. Архангельскому [2], В.П. Беспалько [3], Т.А. Бороненко [4], М.Д. Даммер [5], понимается технология установления междисциплинарных связей, отбора содержания, методов, форм и средств обучения.

При отборе содержания учитывалась технология профессиональной направленности изучения предспециальных учебных дисциплин, предложенная В.И. Земцовой [6].

К вышеуказанным направлениям необходимо добавить фундаментальность образования в области математической информатики [7], которая обеспечивает:

• –    системный уровень познания действительности, способность видеть и понимать основы интеграции математических и информатических наук;

• –    формирование существенных, устойчивых знаний, лежащих в основе научного объяснения теоретических и практических задач информатики;

• –    создание когнитивной базы профессиональной культуры и профессионального мастерства и т. д.

При разработке содержания математической информатики учтены структура, содержание, ядро базовых знаний, рекомендованные для международной образовательной системы подготовки бакалавров ИТ, согласно которым в состав курса математики необходимо ввести модуль «Дискретные структуры».

Для определения содержания образования кроме трех условий, предложенных В.В. Кра-евским, необходимо также выполнение еще одного условия: специалист каждого нового выпуска должен обладать набором определенных компетенций и уметь применять полученные знания в своей будущей педагогической деятельности в новых, постоянно изменяющихся и прогрессирующих условиях [8]. Четвертое условие характеризует профессиональную компетентность выпускника, В.В. Сухомлин определяет ее как исходную компетенцию.

Построение логической структуры курса требует выделения разделов (тем) и соответствующих им учебных элементов.

В целях определения «веса» выделенных математических компонентов информатики была создана экспертная группа преподавателей профильных дисциплин информатики, которые ограничились упорядоченной шестибалльной шкалой со значениями от «0» до «5». Таким образом, проектируем шкалированную модель владения базовыми математическими понятиями при изучении дисциплин профильной подготовки.

Для моделирования содержания математической информатики была использована трансформированная система взаимоувязанных матриц, предложенная В.П. Пустобаевым [9].

Система взаимоувязанных матриц позволяет описать связи между перечнем профессионально-педагогических компетенций будущих бакалавров информатики и разделами математики, между дисциплинами профильной подготовки и разделами математических основ информатики. Подобная система дает возможность учета всех связей между содержанием профильных и базовых дисциплин, а также устанавливает связь между дисциплинами и формируемыми в процессе их освоения компетенциями.

По результатам экспертной оценки (20 человек) выявлены наиболее значимые темы курса «Математическая информатика». Для объединения тем в смысловые группы была применена программа, реализующая модифицированный алгоритм топологической сортировки. После интерпретации результата был получен ранжированный перечень блоков тем, приведенных в таблице 1. Методом топологической сортировки тем содержания установлена последовательность их изучения [10].

Таблица 1 – Ранжирование тем курса «Математическая информатика»

На рисунке 1 представлен граф, отображающий последовательность изучения тем, полученную методом топологической сортировки. Из отобранного материала составлена программа по курсу «Математическая информатика» в модульной форме.

Рисунок 1 – Структура логических связей содержания курса «Математическая информатика»

Согласно этапам проектирования методической системы обучения математической информатике и принципу органичного соотношения фундаментальности и практико-ориентирован-ности в обучении будущих бакалавров, в проектировании компетентностно-ориентированного содержания существенна разработка компетентностно-ориентированных задач.

Разработанная модульная программа курса «Математическая информатика» описывает последовательность изучения модулей, т. е. структурирует содержание образования. Планирование достижения результатов обучения определяется целями освоения каждого отдельного модуля.

Ссылки:

• 1.    Садулаева Б.С. Формирование специальных компетенций будущих бакалавров информатики в процессе обучения математическим основам информатики : дис. … канд. пед. наук. Челябинск, 2012.

• 2.    Архангельский С.И. Лекции по теории обучения в высшей школе. М., 1974. 384 с.

• 3.   Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. М., 1995. 336 с.

• 4.   Бороненко Т.А. Методика обучения информатике. Теоретические основы : учеб. пособие для студентов. СПб., 1997.

• 5.    Даммер М.Д. Методические основы построения опережающего курса физики основной школы : дис. … д-ра пед. наук. Челябинск, 1997.

• 6.    Земцова В.И. Управление учебно-профессиональной деятельностью студентов на основе функционально-деятельностного подхода : монография. М., 2008. 208 с.

• 7.    Садулаева Б.С. Использование межпредметных связей курса математики и информатики на факультете информатики // Математика. Компьютер. Образование : сб. науч. тр. Т. 1 / под ред. Г.Ю. Ризниченко. М. ; Ижевск, 2013.

• 8.    Садулаева Б.С. Формирование специальных компетенций …

• 9.    Пустобаев В.П. Теория и технология использования средств формализации для информационного моделирования учебного материала : дис. … д-ра пед. наук. М., 2000. 260 c.

• 10.    Кнут Д. Искусство программирования для ЭВМ. Т. 1: Основные алгоритмы. M., 1976. 736 с.