.RU

3.2 Методы информационного моделирования при построении методической системы обучения программированию


^ 3.2 Методы информационного моделирования при построении методической системы обучения программированию

Известно, что развитие информационного моделирования приобрело огромное значение для образовательной среды. Метод информационного моделирования связан с понятием информационной модели. «Информационная модель – это модель, выраженная в виде информации, доступной для использования человеком»25.

Информационная модель позволяет получить важные сведения об изучаемом объекте, характеризующие иерархии различных уровней организации объекта исследования. Совокупность таких сведений называется информационной структурой объекта. Информационное моделирование предполагает описание функциональной связи поступающей информации, ее обработки и использования.

Реальный объект познания всегда сложен, поэтому, чтобы сделать доступным изучение объекта следует максимально упрощать модель.

^ Информационное моделирование учебной деятельности учащихся позволяет выявить технологию встраивания новой учебной информации в систему их знаний. Используя метод информационного моделирования можно выяснить по каким параметрам не совпадают модель объекта познания и субъективная модель, сложившаяся у обучаемого.

Процесс обучения по своей природе является информационным процессом, и в самом общем виде может быть представлен структурной схемой информационных потоков между компонентами процесса обучения: преподавателя, студента, дидак-тического материала, компьютера (Барыбина И.А., Гринченко С.Н., Колягин Ю.М.)

Таким образом, учебная деятельность учащегося есть информационный процесс, поскольку учащемуся предъявляется информация, которую он должен воспринять, осмыслить, понять, обработать, использовать. Поэтому учащийся осуществляет учебную деятельность всегда в информационной среде. Информация – это образ, описанный с помощью знаков и символов. Учащийся как субъект деятельности, как личность создает в своем информационном пространстве не только предмет, но и возможности действовать с предметом. Создавая образ предмета, человек одновременно отражает себя как субъекта деятельности.

Из анализа научно-педагогической литературы и опыта учителей информатиков-практиков было выявлено, что основными информационными составляющими в процессе обучения информатике являются построение логических связей, способствующих пониманию, проблемных ситуаций, состоящие из логически различных элементов и обладающие информационной общностью.

Компоненты целостного процесса обучения: «целевой, содержательный, деятельностный, организационный. Взаимодействуя, они определяют содержательную, операционально-деятельностную и мотивационную стороны процесса учения. Поэтому, достижения учащихся как результат процесса учения, характеризуются определенным уровнем в усвоении знаний, умений, навыков, уровнем развития познавательных возможностей и отношением к изучаемому и процессу обучения. Если система контроля не учитывает эту зависимость, она выявляет заниженный или завышенный результат обучения» (Гладкая И.В., с.13).

Таким образом, в соответствии с современными требованиями к качеству образования возникает необходимость целостного подхода к процессу обучения.

Одним из основных направлений контроля является контроль уровня усвоенных знаний и соответствующих способностей и мотивации учащихся. Для определения качества усвоения необходимо использовать теоретически обоснованную, экспериментально проверенную характеристику качества усвоения и результатов обучения при помощи уровней усвоения.

Уровень усвоения характеризует качество усвоения учащимися учебной информации, качество приобретенного или при обучении опыта и, следовательно, качество деятельности, которую могут осуществлять учащиеся в результате обучения (Ерецкий М.И., Пороцкий Э.С.).

И.В. Гладкой отмечено, что в результате взаимосвязи между содержательным, операционально-деятельным и мотивационным компонентами познавательной деятельности в процессе учения достигается определенная зависимость между уровнем усвоенных знаний (эмпирический, научно-теоретический), развитием познавательной активности и самостоятельности (репродуктивная, продуктивная), мотивацией учения, определяющей положительное или отрицательное отношение к изучаемому и процессу деятельности. Поэтому, уровень достижений ученика характеризуется совокупностью взаимосвязанных показателей: знания, умения, навыки; умственное развитие; отношение ребенка к учению.

Рассматривают критерий качества обучения, критерий степени достижения целей обучения, как осведомленность, понимание, применение, анализ, синтез. Умения определяются четырьмя уровнями; как узнавание, умение действовать по образцу, умение проводить анализ, умение находить тривиальное решение (Радионов Б.У., Татур А.О.).

Л. В. Макаровой рассмотрено формирование четырех уровней детализаций: на уровне общей сведений и основных понятий; уровне знаний-рецептов; аналитическая уровне, когда знание наделяется структурой, позволяющей выделить главные и второстепенные элементы; на уровне синтеза, когда изучается не структура объекта, а способы построения объекта из элементов окружающей среды.

Степень обученности учащихся В.П.Симоновым характеризуется как совокупность пяти последовательных показателей (различение, запоминание, понимание элементарных умений и навыков, переноса), усвоенных учащимися в процессе обучения. Где показатели степени обученности указаны от низшего уровня к наивысшему (перенос – уровень, когда учащиеся способны применять знания творчески на практике, в нестандартных ситуации).

Научные основы определения состава содержания образования рассмотрены Лернер И.Я. и др.

И.Я.Лернер рассматривает структуру социального опыта как совокупность следующих 4 элементов:

1) знание о мире (то есть о природе, обществе и технике) и способов деятельности;

2) опыт осуществление способов деятельности, воплощенный в умениях и навыках;

3) опыт творческой, поисковой деятельности, выражающийся в готовности к решению новых проблем;

4) опыт воспитанности потребностей мотивов и эмоций, обуславливающих отношение к миру и систему ценностей личности.

Анализ выше рассмотренных теорий позволяет заключить, что усвоение материала должно быть направлено на определение четырех уровней деятельности: уровень знакомства, уровень воспроизведения, уровень умений и навыков, уровень творчества.

Организация обучения в определенной степени обусловлена последовательностью изучения учебных элементов темы. Принцип системности обучения предполагает структурирование содержания обучения в соответствии с содержательными линиями дисциплины, который позволяет строить оптимальные обучающие последовательности, сохраняя логику изложения материала.

Результат обучения определяется особенностями целостной системы обучения взаимодействием основных ее компонентов: содержания, методов, организации. Их взаимосвязь сказывается на уровне, характере, взаимосвязи содержательного, операционального и мотивационного компонентов деятельности ученик, определяя ее результат. В связи с этим уровень достижений учащихся характеризуется уровнем сформированности знаний, умений и навыков, развитием познавательных возможностей учащихся, их отношением к изучаемому и процессу деятельности. Значит, контроль результативности процесса обучения должен учитывать продвижение учащихся по всем этим параметрам и не ограничиваться фиксацией и оценкой только уровня знаний, умений и навыков.

Учитывая выше перечисленные информационные составляющие процесса обучения информатике и рассматривая контроль знаний учащихся как элемент процесса обучения (элемента информационного процесса) разработан подход к разработке контрольных заданий по курсу информатики, основанный на методе информационного моделирования (Бидайбеков Е.Ы., Нурбекова Ж.К., Сагимбаева А.Е.).

Усвоение учебной информации возможно при конкретном представлении содержания и структуры дисциплины. Для этого необходимо детализировать учебную информацию на учебные элементы, определить оптимальную последовательность изучения и по каждому учебному элементу – единице информации разрабатывать процесс обучения и контроля.

«Учебным элементом называют подлежащие изучению объективно существующие предметы, явления, процессы, их свойства, связи и отношение между ними, методы их применения, способы действия» (М.И. Ерецкий, Э.С. Пороцкий.).

Информация на заданиях предъявляется на основе логически неделимых единиц информации – понятий.

Знание человека имеют сложную иерархическую структуру, основной структурной единицей которой является понятие. А дерево познания состоит из понятий.

Методология, основанная на выделении понятий и связей между ними, присутствует в некоторых научных изданиях (Беспалько В.П.; Воробейчикова О.В.; Сагимбаева А.Е.; Петрушин В.А.; Линькова В.П.).

В.А.Петрушин отмечает, что различают две основные направленности процесса обучения: обучение понятиям и формирование умений (навыков). При обучении понятиям основное внимание уделяется предъявлению и разъяснению нового концептуального и фактического учебного материала: определению понятий, описанию их свойств и отношений, общему и развернутому описанию процессов, приведению данных о количественных и качественных харак­теристиках объектов и процессов, содержательному и формальному обос­нованию свойств понятий и т.п. При формировании умений (или элементарных операционных единиц – навыков) главное внимание уделяется созданию повторяющихся и постепенно усложняющихся проблемных ситуаций, требующих от обучаемого исполнения определенных (одного или нескольких) действий. При этом предполагается, что обучаемый уже обладает некоторым объемом знаний и умений, необходимым для выделения действий и определения их последовательности.

Множество понятий определяет систему знаний об образовательной области, в то время как информация о проблемных ситуациях – систему знаний о решаемых задачах. Целесообразность такого разделения знаний, по мнению В.А. Петрушина, определяется тем, что знания о предметной области, отражая современные научные представления о системе ее понятий, являются для большинства сложившихся учебных дисциплин постоянным и консервативным компонентом, в то время как знания о решаемых задачах пред­ставляют собой более мобильный компонент, содержание которого может варьироваться в зависимости от текущих учебных целей. С другой сторо­ны, знания о предметной области описывают ее структуру и содержание (семантику), а знания о решаемых задачах наряду с описанием семантики (алгоритмов решения задач) содержат прагматическую информацию (проблемные ситуации и эвристики) (Петрушин В.А.).

Понятийная модель, основанная на системе понятий, характерна для человеческого мышления и называется концептуальной моделью.

Концептуальные модели создаются с помощью следующих методов:

- метод на основе модели «сущность-связь»;

- метод на основе структурного системного анализа;

- метод объектно-ориентированного проектирования.

Необходимо построить методическую цепочку, отражающую методическую линию учебника, которая приводит к определенному понятию. Объектный подход к информационному моделированию позволяет рассматривать предметную область информатики как совокупность взаимодействующих объектов и определяет характер материала системы заданий. Как всякая информационная модель, модель обучения имеет информационную структуру, составляющими которой является иерархия уровней знаний.

Для информационного моделирования необходимо использовать суждения о свойствах известного объекта в качестве образца информационного моделирования других объектов. Определяется минимальное количество свойств объекта, с целью использовать их для выявления отличий рассматриваемого объекта от других объектов области изучения. Значения свойств могут обозначать объект, измерять отношение этого объекта к некоторому эталонному объекту, характеризовать подчиненность рассматриваемого объекта к другому объекту и принадлежность объекта к некоторому множеству объектов.

Для определения области возможных значений свойств необходимо использовать наблюдения свойств конкретного объекта (множества объектов).

Известны следующие способы наблюдения (Линькова В.П.):

- наблюдение проявления одинакового свойства у различных объектов, обладающих этим свойством;

- наблюдение проявления одинакового свойства во времени у одного из объектов;

- наблюдение проявления конкретного свойства при изменении положения объекта в пространстве.

Рассмотрим использование информационной модели для сравнения объектов.

Описание совокупности свойств объекта позволяет сравнить объекты. Обозначим объекты через и . Тогда сравнение объектов осуществляется через поиск одинаковых названий свойств и проверки соответствующих им предикатов и . Если предикаты совпадают, то объекты и являются одинаковыми относительно свойства с названием , иначе являются различными относительно свойства с названием .

Для формирования целостного представления предметной области в информационной модели наряду с объектами необходимо рассматривать и отношения между объектами:

,

где, - название отношения,

-предметные переменные.

С целью проверки наличия отношения между объектами необходимо подставить объекты в предикат.

Если предикатпримет значение «истина», то между объектами существует отношение .

Информационная модель реального предмета или процесса характеризуется поведением (эволюцией, изменчивостью), обусловленными различными факторами. Для моделирования поведения используются автоматные модели, потоковые диаграммы, числовые функции, временные ряды, диаграммы сценарий и т.п.

Ясно и точно описать преобразования в информационных моделях возможно с помощью математических языков, диаграмм, алгоритмов и программ, т.е. используя формализованные языки.

Потоковые диаграммы позволяют наглядно описать преобразования. При применении объектной методологии в информационном моделировании функциональные преобразования могут рассматриваться как функции или операции над объектами определенного класса (Линькова В. П., с.24).

Рассмотрим информационные потоки в процессе обучения (рисунок -21).



Пусть имеются следующие обозначения: номер 1- преподаватель, 2 –студент, 3 – компьютер, 4 - дидактический материал. Тогда имеем следующие отношения между и компонентами процесса обучения (взаимодействие компонентов в виде потока информации).

Исследуя взаимодействия компонентов, мы обнаружили следующие информационные потоки:

Таблица – 4 – Информационные потоки в учебном процессе.


Номер информационного потока

Отношения компонентов процесса обучения

Информационные потоки и описание взаимодействия компонентов процесса обучения





потоки традиционного обучения





потоки традиционного обучения





взаимодействие преподавателя с компьютером





взаимодействие компьютера с преподавателем состоит в разработке электронного учебного материала





общение студента с компьютером – работа над электронным средством обучения





коррекция обучения со стороны компьютера. Поток учебной информации от компьютера к студенту





перенос части изучаемого материала из дидактического материала в компьютер





изменяется структура и содержание дидактического материла





потоки традиционного обучения





потоки традиционного обучения





потоки традиционного обучения





потоки традиционного обучения


Информационной модель процесса обучения должна соответствует принципам искусственного интеллекта и позволяет, во-первых, осуществлять проверку абсолютных знаний по заданной теме; во-вторых, формировать порядок выдачи тестов в процессе тестирования в зависимости от предыдущих ответов; в-третьих, использовать для вывода оценки метод, основанной работе с четкими множествами позволяющую на основе существующей базы знаний и ответов студентов логически выводить оценку.

Возможность автоматизации контроля знаний позволяет снять определенную нагрузку с учителя и эффективно использовать время обучения. Одним из возможностей автоматизации является тестирование. Имеют место ряд исследований по использованию структурированных тестов при контроле знаний (Беспалько В.П.; Воробейчикова О.В.; Сагимбаева А.Е.).

Необходимо отметить, что проблема исследования как влияния результатов контроля знаний учащихся на содержание и методику обучения информатике, так и проблема создания информационной модели процесса обучения, большая и достаточно сложная. Она требует соединения усилий многих ученых и учителей практиков, всестороннего психолого-педагогического обоснования и анализа работ в этом плане.


11-naznachenie-konkursnaya-dokumentaciya.html
11-nekotorie-aspekti-poznaniya-prirodi-in-the-book-of-known-member-of-russian-academy-of-cosmonautics-for-the.html
11-neprerivnoe-obrazovanie-v-sisteme-strategicheskogo-partnerstva-srednyaya-shkola-vuz.html
11-noyabrya-mezhdunarodnij-den-energosberezheniya-shpire-okolo-20-stran-primut-uchastie-v-mezhdunarodnom-dne-energosberezheniya-chtobi-v-ocherednoj-raz-privlech-vniman.html
11-obekti-neobhodimie-dlya-osushestvleniya-polnomochij-organov-gosudarstvennoj-vlasti-respubliki-kareliya-obekti-sozdanie-kotorih-predusmotreno-programmami-socialno-ekonomicheskogo-razvitiya-respubliki-kareliya.html
11-obobshennaya-informaciya-o-zhiznennom-puti-vipusknikov-mou-muk-publichnij-doklad.html
  • write.bystrickaya.ru/glava-sedmaya-zecharia-sitchin-when-time-began.html
  • universitet.bystrickaya.ru/svetovoe-telo-cheloveka-i-sudba-civilizacii-vremya-v-mentale-vashi-tochki-sborki-otveti-na-voprosi-17.html
  • lecture.bystrickaya.ru/53-obshestvennaya-i-politicheskaya-sistemi-srednevekovya-n-v-shishovoj-rekomendovano-ministerstvom-obrazovaniya-rossijskoj.html
  • znanie.bystrickaya.ru/alfavitno-predmetnij-ukazatel-stranica-25.html
  • nauka.bystrickaya.ru/volshebnij-telefon-dlya-pruzhin254-82-51moskva-vihodnie-subbota-voskresene.html
  • urok.bystrickaya.ru/predlozheniya-po-razvitiyu-turistsko-rekreacionnogo-potenciala-generalnij-plan-parfenevskogo-selskogo-poseleniya.html
  • klass.bystrickaya.ru/5-poryadok-obrabotki-informacii-na-bortu-vps-cnii-4-poyasnitelnaya-zapiska-k-novoj-redakcii-tu-po-ispolzovaniyu.html
  • otsenki.bystrickaya.ru/sankt-peterburgskij-gosudarstvennij-universitet-informacionnih-tehnologij-mehaniki-i-optiki-zachteno.html
  • tests.bystrickaya.ru/l-ya-averyanov-pochemu-lyudi-zadayut-voprosi-stranica-23.html
  • kontrolnaya.bystrickaya.ru/realizuyushih-obrazovatelnie-programmi-obshego-obrazovaniya-i-imeyushih-gosudarstvennuyu-akkreditaciyu-stranica-9.html
  • shkola.bystrickaya.ru/modelnij-municipalnij-pravovoj-akt-o-byudzhete-municipalnogo-obrazovaniya-na-ocherednoj-finansovij-god.html
  • urok.bystrickaya.ru/predsedatel-profsoyuza-vp-savchenko-informacionnij-byulleten-profsoyuza-284-2008-g.html
  • holiday.bystrickaya.ru/metodicheskie-ukazaniya-po-izucheniyu-disciplini-61-dopolneniya-i-izmeneniya-v-rabochej-programme-64.html
  • control.bystrickaya.ru/doklad-vvedenie.html
  • ekzamen.bystrickaya.ru/sholzha-giala-1986-sh-kniga-izdana-pri-podderzhka.html
  • write.bystrickaya.ru/gosduma-otkrila-novij-sezon-izvestiya-vinogradov-mihail-07092005-159-str-2.html
  • universitet.bystrickaya.ru/tema-10-integrirovannie-informacionnie-tehnologii-tekst-lekcij-rostov-na-donu-2005-udk-330-04-1l4.html
  • esse.bystrickaya.ru/rabochaya-programma-kursa-informatika-i-informacionno-kommunikacionnie-tehnologii-obsheobrazovatelnij-kurs-bazovij-uroven.html
  • shpora.bystrickaya.ru/vzaimootnosheniya-rima-s-gosudarstvami-severnogo-prichernomorya-i-zakavkazya-v-period-pozdnej-respubliki-rannej-imperii-i-i-v-do-n-e-nachalo-ii-v-n-e.html
  • shkola.bystrickaya.ru/raschet-uchastka-osazhdeniya-dvojnogo-pokritiya-med-nikel-chast-3.html
  • otsenki.bystrickaya.ru/ris-11-process-peredachi-informacii-programmami-klientami.html
  • prepodavatel.bystrickaya.ru/tematicheskoe-planirovanie-po-izobrazitelnomu-iskusstvu-v-7-om-klasse.html
  • paragraph.bystrickaya.ru/metodi-ocenki-i-analiza-finansovoj-ustojchivosti-predpriyatiya-na-primere-ooo-interkat.html
  • knigi.bystrickaya.ru/s-a-maev-2012-g-polozhenie.html
  • shpargalka.bystrickaya.ru/uchebnoe-posobie-dlya-studentov-inostrancev-osnovnih-kursov.html
  • gramota.bystrickaya.ru/zaplatyat-za-strah-poryadok-ischisleniya-vznosov-vo-vnebyudzhetnie-fondi-v-2011-godu.html
  • prepodavatel.bystrickaya.ru/teoreticheskie-i-metodologicheskie-osnovi-racionalnogo-obraza-zhizni-kak-sredstva-povisheniya-effektivnosti-organizacii-upravlencheskogo-truda-chast-2.html
  • zanyatie.bystrickaya.ru/neoevgenika-istoriya-stanovleniya-osnovnie-napravleniya-perspektivi-razvitiya.html
  • institut.bystrickaya.ru/tehnik-po-komplektacii-specprodukcii-edinij-kvalifikacionnij-spravochnik.html
  • assessments.bystrickaya.ru/biloe-ne-utratilos-v-nastoyashem-r-l-berg-pervoe-izdanie-knigi-poyavilos-v-nyu-jorke-v-1988-godu-v-perevode.html
  • write.bystrickaya.ru/geoinformacionnaya-model-po-ocenke-sejsmicheskogo-vozdejstviya-podzemnih-vzrivov-na-konsolnie-konstrukcii-poverhnostnih-sooruzhenij.html
  • znaniya.bystrickaya.ru/programma-regionalnoj-sessii-prakticheskogo-konsaltinga-na-temu-innovacionnij-biznes-i-venchurnoe-finansirovanie-put-k-razvitiyu-i-uspehu.html
  • institute.bystrickaya.ru/gosduma-chetvertogo-soziva-zavershila-poslednyuyu-sessiyu-grizlov-b-v-monitoring-smi-17-19.html
  • lecture.bystrickaya.ru/arkadij-vladimirovich-ruseckij-biobibliograficheskij-spravochnik-2-e-izdanie-dopolnennoe-i-pererabotannoe-vitebsk-2008-stranica-7.html
  • uchitel.bystrickaya.ru/razdel-8-metodicheskie-rekomendacii-prepodavatelyam-rabochaya-programma-disciplina-psihologiya-i-pedagogika-naimenovanie.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.