Методика использования проблемного обучения при изучении языков программирования (на примере среды программирования Delphi)

Методическая система обучения.

 

Формы проведения занятий.

 

Компьютерный класс должен иметь локальную вычислительную сеть, объединяющую все компьютеры и мультимедийный проектор, позволяющий демонстрировать изображение на широком экране. В этом случае возможно полное использование образовательного комплекса для проведения занятий и для тестирования учащихся. Возможна демонстрация занятий как индивидуально, так и в группе. При этом, групповая форма предусматривает, что занятие демонстрируется на экране перед группой учащихся. Показом управляет преподаватель. В ходе работы предусмотрены групповое обсуждение и вопросы. Индивидуальная форма предусматривает демонстрацию занятия на каждом рабочем месте учащегося, прослушивание аудиоматериалов осуществляется через наушники.

Демонстрационный экран в дисплейном классе должен использоваться, как правило, при проведении практических занятий, направленных на усвоение очередного раздела теоретического материала. В данном случае проекционный экран дублирует изображение, выводимое на мониторы учащихся, облегчая преподавателю управление вниманием аудитории. Применять демонстрационный экран следует, прежде всего, для показа схем и анимационных роликов. С помощью указателя мыши преподаватель должен акцентировать внимание учащихся на наиболее важные, ключевые фрагменты кадра. При работе с экраном необходимо задействовать  речевое сопровождение – там, где это уместно. После проведения демонстраций на экране целесообразно предложить учащимся самостоятельно просмотреть пройденный материал на своих рабочих местах

Одним из вариантов использования нашего образовательного комплекса при особых конфигурациях оборудования является его применение в лекционной аудитории с демонстрационным экраном. В такой аудитории, снабженной мультимедийным компьютером и демонстрационным экраном большого размера, следует проводить лекции, чередуя традиционные (доска + маркер) и новые (компьютер + проектор) формы подачи информации. В ходе изложения лекционного материала в полной мере необходимо использовать графические и анимационные возможности курса, включая в ряде случаев интерактивные модели.

 

В наш курс обучения входят следующие элементы:

 

1. Занятия. В ходе занятия учитель должен изложить новую тему и проверить ее усвоение.
2. Тесты к занятию. К каждому занятию приложить тест, охватывающий материал одной темы. Тесты использовать для закрепления материала на понятийном уровне.
3. Практикумы - должны служить как для творческого освоения материала, так и для контроля полученных знаний и навыков. В ходе практикума учащийся должен творчески осмыслить задание и выполнить его. Практикумы также использовать для закрепления материала на творческом уровне.
4. Контрольные работы - должны проводиться для объективного оценивания знаний учащихся. Контрольные работы представляют собой набор тестов. Используются для закрепления материала на репродуктивном уровне.

 

Структура занятия.

 

Необходимо планировать занятие, исходя из следующих временных рамок:

1. Введение, постановка целей и задач, повторение пройденного материала: 5 – 10 мин.
2. Прохождение материала занятия: 60 – 65 мин.
3. Тестирование: 5 – 10 мин.
4. Рефлексия, саморефлексия, домашнее задание: 10 мин.

Структура занятия нашего образовательного комплекса совпадает со структурой занятия, используемой учителем в традиционном обучении, поэтому данные рекомендации можно применять в качестве обучающего средства, тогда преподавателю следует:

• сформулировать цели и задачи занятия;
• запустить занятие на выполнение;
• в конце занятия провести экспресс-тестирование;
• оценить результаты тестирования.

Рекомендуется заканчивать каждое занятие тестированием для развития у учащихся внимания и стимулирования познавательной активности.

 

Формы контроля знаний.

 

В качестве контроля используются:

1. Устные беседы по теоретическому материалу.
2. Электронное экспресс-тестирование.
3. Электронные контрольные тесты по окончании изучения каждой темы.
4. Взаимоконтроль.
5. Домашние работы.
6. Письменные отчеты.
7. On-line тестирование.
8. Рейтинговое тестирование.
9. Задачи-минипроекты.
10. Практикумы.

 

Тестирование.

Необходимо предусмотреть поурочное, рубежное и экзаменационное тестирование. Поурочное тестирование позволяет преподавателю проводить быстрые опросы по пройденной теме или дает учащемуся возможность самостоятельно контролировать свои знания. Рубежное тестирование является более сложным. Оно рассчитано на проверку целого блока материала (ориентировочно 6 занятий). Тестирование продолжается 30 – 40 мин.

Закрепление знаний, умений и навыков, контроль знаний достигается путем практического выполнения заданий. В ходе практического программирования учащемуся приходится вспоминать материалы предыдущих занятий, что приводит к лучшему запоминанию за счет повторения. Для использования практикума с этой целью учитель должен указать учащемуся, какое задание следует выполнять.

Использование практикумов, входящих в состав нашего образовательного комплекса,  должно преследовать две цели:

1. Закрепление знаний, умений и навыков в практической деятельности.
2. Оценка действенности применения знаний на конструктивном и творческом уровне, оценка способности самостоятельно решать поставленную задачу.

Практикум необходимо запустить в начале нужного занятия согласно тематическому планированию. Практикум  рассчитан на все занятие (85 – 90 минут), однако преподаватель участвует в процессе обучения в качестве помощника-консультанта. В ходе практикума учащийся самостоятельно решает поставленную задачу (обычно это написание программы), а затем исследует заданный объект путем ввода в программу установленных исходных данных. По полученному результату и его интерпретации как сам учащийся, так и преподаватель могут судить о степени освоения предмета. Практикум должен строиться на основе возрастающей сложности. Первые задания очень просты для решения и по сути лишь вводят учащегося в проблему. Последующие задания сложнее, они направлены на развитие мыслительных операций. Последние 1-2 задания по своей сложности рассчитаны на профессионального программиста, вполне овладевшего навыками алгоритмического мышления. В случае если учащийся не может справиться с решением данного ему задания, ему предлагаются решить задания попроще. Когда учащийся выполнил их, следует поощрить его.

 

После изучения курса учащиеся должны знать:

• назначение основных окон Delphi;
• назначение основных команд меню;
• структуру сложные программы с многооконным интерфейсом программ;
• основные понятия и элементы баз данных.

Должны уметь:

• четко формулировать задачу  и оценивать возможность ее решения средствами Delphi;
• разрабатывать форму;
• разрабатывать сценарии приложений;
• программировать модули, управляющие базами данных.

Учащиеся должны быть ознакомлены:

• с назначением файлов ресурсов, опций, настроек;
• графическими возможностями Delphi.

Примечание

Этот курс может быть использован также для учащихся 10 - 11 классов физико-математического и информационно-технологического профилей, у которых был курс «Информатика и ИКТ» в 8 - 9 классах.

Цели курса:

1. Развитие интеллектуального, образного и алгоритмического мышления учащихся.
2. Формирование практических навыков работы с интегрированной средой программирования Delphi.
3. Формирование умения планировать свою деятельность, критически оценивать результаты своей работы, готовности исправлять свои ошибки, настойчивости и целенаправленности в действиях.

 

 

 

 

Тематическое планирование

информационного курса «Основы Delphi»

Таблица 1

№	Содержание программы	В том числе		Кол-во часов
		Лекции	Практ. занятия
1	Среда Borland Delphi			5
	Занятие 1. Основные сведения о среде разработчика. Delphi как развитие Turbo Pascal (Основные отличия языка Object Pascal от языка Turbo Pascal).	1
	Занятие 2. Элементы интерфейса программы. Компоненты и их свойства. (Объекты: свойства, методы и события. Графический интерфейс Delphi).	0,5	0,5
	Занятие 3 - 4. Объектно-ориентированный подход   к программированию (Интегрированная среда разработки языка программирования Delphi. Создание первого проекта «Светофор»).	1	1
	Занятие 5. Контрольная работа 1 (По интегрированной среде разработки программ Delphi. Элементы интерфейса Delphi).		1
2	Простейшие программы			7
	Занятие 6 - 7. Объектная модель Delphi (Окна, формы и объекты. Создание Windows-приложения. Объекты в Object Pascal).	1	1
	Занятие 8 - 9. Создание форм. Простейшие программы (Этапы разработки простейших программ в Delphi. Создание проекта «Математическая задача»).	1	1
	Занятие 10. Практикум 1. Термометр.		1
	Занятие 11. Структура программ создаваемых в объектно-ориентированное среде Delphi.	0,5	0,5
	Занятие 12. Контрольная работа 2 (По проектам и формам. Создание своего проекта и простейших форм).		1
3	Сложные    программы			7
	Занятие 13. Сложные программы с многооконным интерфейсом. Используем диалоги.	1
	Занятие 14. Сложные программы с многооконным интерфейсом. Создаем формы.	1
	Занятие 15. Основные понятия и элементы баз данных. Теоретические аспекты (Понятие базы данных. Таблицы, запросы, формы, отчеты. Шаги проектирования базы данных).	1
	Занятие 16. Основные понятия и элементы баз данных. Практические аспекты (Создание таблиц, запросов, форм и отчетов).		1
	Занятие 17. Практикум 2. Графический редактор.	1
	Занятие 18. Типы данных в базах данных.		1
	Занятие 19. Контрольная работа 3 (По базам данных. Создание программы с многооконным интерфейсом).		1
4	Работа с базами данных			9
	Занятие 20. Объекты для работы с базами данных  (Инструменты применяемые для проектирования структуры баз данных. Сортировка. Создание закладок и фильтров. Организация поиска информации в БД.).	1
	Занятие 21. Программирование модулей, управляющих базами данных. Модуль данных (Понятие модуля, структура модуля, разработка и использование модуля).	1
	Занятие 22. Программирование модулей, управляющих базами данных. Связанные таблицы (Понятие и назначение связанных таблиц. Установление связей между элементами базы данных).	1
	Занятие 23. Программирование модулей, управляющих базами данных. Работаем с SQL (Понятие и состав языка SQL. Предназначение и использование SQL).	1
	Занятие 24. Практическая работа «Модуль данных. Связанные таблицы. Работаем с SQL».		1
	Занятие 25. Практикум 3. Миграционная служба.		1
	Занятие 26. Печать отчетов (Распечатка баз данных).	0,5	0,5
	Занятие 27. Практикум 4. Скотланд-Ярд.		1
	Занятие 28. Контрольная работа 4 (По языку SQL. Создание базы данных с использованием SQL).		1
5	Повторение			6
	Занятие 29 - 32. Обобщение за курс «Основы Delphi» (Основные компоненты среды Delphi. Объекты, методы и типы данных Object Pascal. Создание форм. Простейшие программы. Проект Делфи (Основные файлы). Сложные    программы    с    многооконным    интерфейсом. Структура программы на Delphi. Основы работы с базами данных).	2	2
	Занятие 33. Контрольная работа 5 (Создание игры «Морской бой»).		1
	Занятие 34. Подведение итогов за курс. (Основные концепции и принципы визуального программирования).	1
ВСЕГО ЧАСОВ:		34

 

2.2. Методические рекомендации по проведению учебных занятий с использованием проблемных ситуаций при изучении языка программирования Delphi.

В нашей стране имеется длительный опыт обучения учащихся при помощи методов проблемного характера. Однако на занятиях по информатике при изучении языков программирования эти методы должного применения не нашли. Поэтому накопленные методические приемы должны быть существенно дополнены. Наиболее актуальной проблемой являются: разработка системы проблемных заданий, которая обеспечивала бы как глубокое усвоение основных навыков программирования, так и развитие общих интеллектуальных умений, связанных с применением ЭВМ.

Решение данной проблемы может быть достигнуто только при правильной организации структуры проблемного занятия. В своей работе мы придерживались следующей схемы организации занятия с использованием проблемных ситуаций:

Схема структуры проблемного занятия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Существует несколько критериев, позволяющих оценить работу учащихся на таком занятии:

1. Самостоятельный перенос ранее усвоенных знаний и умений в новую ситуацию.
2. Самостоятельное усмотрение проблемы в привычной, и не знакомой ситуации.
3. Видение новой функции знакомого объекта, метода, явления.
4. Способность выделять в объекте, процессе, явлении его структурные ли функциональные компоненты.
5. Самостоятельное предложение альтернатив, вариантов решения проблемы, разных способов поиска ответа.
6. Успешное комбинирование ранее известных способов решения проблемы для выработки нового, до сих пор не применявшегося.

Полностью данные схемы, основанные на психолого-педагогических закономерностях обучения, можно использовать  на занятиях посвященных изучению нового материала. На комбинированных занятиях, занятиях-практикумах, обобщающих можно  применять отдельные элементы.

Данная структура занятия в наибольшей степени развивает навыки самостоятельной работы, обеспечивает повышение познавательной и социальной мотивации учащихся, формирует умения применять ранее усвоенные знания в новой ситуации, творчески их преобразовывать, способствует развитию интеллектуальных способностей учащихся.