Computer Using Educators Inc., Usa материалы
| Вид материала | Документы |
- Computer Using Educators Inc., Usa материалы, 5788.98kb.
- Computer Using Educators, Inc., Usa центр новых педагогических технологий Московский, 5685.88kb.
- Computer Using Educators, Inc., Usa федерация Интернет Образования Центр новых педагогических, 2693.99kb.
- Система Автоматизации Инженерного Труда cad computer Automation Design cam computer, 35.46kb.
- А. Н. Туполева утверждаю: Проректор по учебной и методической работе И. К. Насыров, 271.38kb.
- Задачи обработки изображения : Устранение дефектов изображения (напр., устранение снега, 98.28kb.
- Computer Logic Group Уважаемые гости нашего семинар, 51.71kb.
- Computer Science Students : Учеб пособие для вузов /Сост. Т. В. Смирнова, М. Ю. Юдельсон., 465.89kb.
- Институт Альберта Эйнштейна Издано в 2009 году в Соединенных Штатах Америки Авторское, 1202.95kb.
- A glossary of computer terms download to desktop…, 743.72kb.
ABOUT IMPLEMENTATION A FEDERAL COMPONENT OF STATE STANDARD OF COMMON EDUCATION IN A PART OF TEACHING OF COMPUTER SCIENCE AND IT
Kashchey V. (wwk54@mail.ru)
Moscow
Abstract
The questions of implementation a federal component of state standard of common education in a part of teaching of computer science are examined. Is paid attention to the large size of a material investigated in course of computer science, and small amount of hours. It is offered to use modular structure of the program for learning computer science. The necessity of creation of the tutorial for implementation of such approach is discussed.
О РЕАЛИЗАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОГО КОМПОНЕНТА ГОСУДАРСТВЕННОГО СТАНДАРТА ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ В ЧАСТИ ПРЕПОДАВАНИЯ
ИНФОРМАТИКИ И ИКТ
Кащей В.В. (wwk54@mail.ru)
Институт повышения квалификации и переподготовки работников народного образования Московской области, г. Москва
Рассматриваются вопросы реализации федерального компонента государственного стандарта общего образования в части преподавания информатики и ИКТ. Обращается внимание на большой объем материала, изучаемого в курсе информатики, и малое количество часов. Предлагается использовать модульную структуру программы для изучения информатики. Обсуждается необходимость создания учебника для реализации такого подхода
Приказом и.о. Министра образования Российской Федерации от 05.03.2004 №1089 был утвержден федеральный компонент государственных образовательных стандартов начального общего, основного общего и среднего (полного) общего образования. Предмет «Информатика и ИКТ» присутствует в двух стандартах «Стандарт основного общего образования по информатике и ИКТ» и «Стандарт среднего (полного) общего образования по информатике и ИКТ», причем второй стандарт подразделяется на два – базовый уровень и профильный уровень. Это подразделение настолько основательно, что можно говорить фактически о двух разных стандартах для полного образования.
Во всех трех стандартах обращает на себя внимание большой объем материала, предлагаемого к изучению. Например, стандарт основного общего образования содержит 10 разделов. Объем изучаемого материала в данных разделах сильно различается. Для изучения всех представленных разделов данного стандарта требуется значительно больше времени, чем отводимые 68 часов.
Аналогичная ситуация складывается и со стандартами среднего (полного) общего образования. Если для изучения информатики на профильном уровне имеется возможность выделить больше часов на изучение, то ситуация со временем, отводимым для изучения информатики на базовом уровне совсем критична. По отзывам учителей информатики, работающим в обычных школах, учащиеся просто не успевают освоить требуемый объем знаний и выработать соответствующие навыки за отведенное время.
Особенность информатики заключается в том, что курс (и это отражено в стандартах) имеет блочную структуру. При этом блоки достаточно независимы друг от друга, что позволяет организовать независимое изучение отдельных тем, если они не относятся к базовой общетеоретической части курса. Это позволяет организовывать изучение каждого блока, учитывая как общий уровень подготовки учащихся, так и их уровень подготовки по отдельным предметам. Важным условием при выборе глубины изучения является востребованность того или иного раздела для данного класса или даже отдельной группы учащихся, как в последующей профессиональной деятельности, так и в процессе обучения. Например, для подготовки рефератов по школьным дисциплинам.
Следует также иметь в виду, что возможности для изучения отдельных разделов (блоков) ограничиваются и особенностями технической реализации (аппаратно-программной) кабинетов информатики в каждой конкретной школе. Например, отсутствие подключения к Интернет сильно сужает возможности изучения коммуникационных технологий. Ограничение аппаратных возможностей компьютеров может затруднить изучение средств и технологий работы с графикой или базами данных.
Большой проблемой является отсутствие учебника по информатике, охватывающего все разделы и темы, предложенные стандартами. С учетом изложенных выше условий, которые предполагают различный уровень изучения различных разделов и тем, такой учебник должен иметь блочную структуру. При этом каждый раздел предполагается представлять в трех вариантах: для изучения по минимуму (если нет технической возможности или времени для его подробного изучения), для изучения в обычном режиме и для углубленного изучения.
Возможна реализация такого учебника различными способами. Учебник выпускается в виде трехтомника в соответствии с облегченным, обычным и углубленным способами изучения. В этом случае учитель просто указывает учащимся, какой из томов следует использовать при изучении данной темы. Другой вариант — выпуск учебника брошюрами. Каждый раздел выпускается отдельными брошюрами в трех вариантах в зависимости от уровня изучения. Далее, в зависимости от программы, для каждого класса преподаватель составляет план, какие именно брошюры по каждому из разделов следует закупать. Возможны и другие варианты снабжения учащихся литературой. В любом случае следует рассмотреть возможности и пути адаптации данного стандарта для обучения информатике.
Информатика является одним из предметов выполняющих двойную функцию. Она формирует научное мировоззрение учащихся и, с другой стороны, вырабатывает практические навыки, необходимые учащимся как в процессе обучения в школе, так и для дальнейшей, в том числе трудовой, деятельности. Это явилось причиной разделения ее на собственно информатику и на компьютерные технологии. Явным образом это отражено в стандарте основного общего образования.
В свое время было предложено перенести изучение отдельных разделов информатики, в первую очередь относящихся к технологической части, в изучение других предметов. Это обосновывалось тем, что практические разделы информатики будут лучше восприняты учащимися при изучении других предметов. При этом выпускалось из виду, что преподаватели данных предметов даже после проведенной подготовки не могут достаточно квалифицированно организовать изучение данного материала. Возникает вопрос использования имеющихся кабинетов компьютерной техники. Сложности координации их использования разными преподавателями требуют огромных усилий по координации использования средств ИКТ, накладывая дополнительные трудности на составление расписания, что в большинстве школ и без того является невероятно трудной задачей. Все это привело к тому, что изучение информационных технологий в рамках других предметов практически сведено к нулю.
Таким образом, в утвержденных стандартах предпринята попытка в очередной раз упорядочить курс информатики и ИКТ, но противоречие, возникающее из большого количества материала, предлагаемого к изучению, и относительно малого количества времени, отводимого учебным планом, требует разрешения.
НЕКОТОРЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТИЛЯ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Клемпач В.В. (klyopa@tut.by)
Объединенный институт проблем информатики
Национальной академии наук Беларуси, Минск
Хороший стиль программирования предопределяет такие важные свойства программы, как ее высокая надежность, легкость модификаций, хорошая читабельность, документированность, удобочитаемость и т.д. Программы должны составляться так, чтобы их могли прочитать и понять в первую очередь люди, а не машины. Это необходимо для корректировки, применения и модификации программы.
В [1, 4] описаны некоторые метрики, определяющие стиль программы. Среди них такие как лишние пробелы, отступы, комментарии, длина идентификаторов, длина строки, определения констант, пустые строки и т.д. При вычислении оценки стиля программирования автор использует также некоторые дополнительные метрики: служебные слова, библиотечные функции и др.
Любая программа имеет определенную логическую структуру, которая может быть выявлена ее управляющим и информационным графом, измерена и использована в качестве характеристики программы.
Таблица 1.
| Вариант 1 Стиль 35.0 | Вариант 2 Стиль 67.5 |
| #include #include #include #include void main(void) {int n,i,k,s; puts("Enter the number 0 scanf("%d",&n); puts("Enter the quotient 0 scanf("%d",&k); i=0; if(0 if(0 for (i=1;i<=n;i++) {s=fmod(i,k); if (s==0) printf("%d ",i);} else puts("\nThe number is wrong\n"); puts("\n"); getch();} | #include #include #include #include void main (void) { int iNum, iCnt, iQuotient, iRest; puts ("Enter the number 0 < n <= 100 \n"); scanf ("%d", &iNum); puts ("Enter the quotient 0 < k <= n \n"); scanf ("%d", &iQuotient); iCnt = 0; if (0 < iNum <= 100) if (0 < iQuotient <= iNum) for (iCnt = 1; iCnt <= iNum; iCnt++) { iRest = fmod (iCnt, iQuotient); if (iRest == 0) printf ("%d ", iCnt); } else puts ("\nThe number is wrong\n"); puts ("\n"); getch (); } |
Кроме оценки стиля, предлагаемые метрики позволяют обнаруживать пары похожих или близких по стилю программ. Это позволит более объективно подходить к выявлению плагиата. Применительно к доказательству факта заимствования метрики должны слабо меняться при модификации программы или включения фрагментов одной программы в другую. Имена процедур и переменных, текстовые строки и тому подобное, могут быть легко изменены подозреваемым и поэтому не должны использоваться при обнаружении плагиата. Для этой цели лучше подойдет последовательность операторов программы, поскольку модификация этой последовательности требует глубокого понимания логики функционирования программы и является очень трудоемким процессом. Выразить эту последовательность можно, построив управляющий граф программы, который описывает логическую структуру программы.
Нами была реализована система Estimation, анализирующая стиль программы, написанной на языке С, и дающая количественную оценку в интервале от 0 до 100. Она может быть использована в учебном процессе вуза, а также в организациях, занятых сертификацией программного обеспечения и защитой авторского права программистов.
В таблице 1 приведен пример одной и той же программы, написанной разными людьми, с оценками их стиля, вычисленными программой Estimation. Программа находит все числа из промежутка [1, n], кратные задаваемому числу k.
В дальнейшем планируется дополнить программу Estimation алгоритмом распознавания плагиата (управляющий граф, информационный граф, оценка сложности и т.д.). Планируется также разработка алгоритма для анализа программ, написанных на языке С++.
Литература
1. Берри Р., Микинз Б. Язык Си: введение для программистов / Пер. с англ. и предисл. Д. Б. Подшивалова. –– М.: Финансы и статистика, 1988.
2. Ван Тассел Д. Стиль, разработка, эффективность, отладка и испытания программ: Пер. с англ. – М.: Мир, 1981. – 320 с.
3. Коган Б. Экспериментальные исследования программ. – М.: Наука, 1988. – 184 с. – ISBN 5 – 02 – 006594 – 3
4. Rees M. J. (1982). ‘Automatic assessment aids for Pascal Programs’, ACM Sigplan Notices, 17, No. 10 (October).
The virtual educational intelligent environment
"Application informatics" department
Makarov E.P. (mak@mail.ustu.ru)
Ural State technical institute,
Abstract
In epoch of becoming of an postindustrial society on change to information systems of training there came virtual educational intelligent environments (VEIE) of management of knowledge. In the report it is considered VEIE, which is intended for support process of preparation of professional on the "Application informatics" department of university on the basis of remote Internet - training in the integrated academic information space.
ВИРТУАЛЬНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СРЕДА КАФЕДРЫ "ПРИКЛАДНАЯ ИНФОРМАТИКА"
Макаров Э.П. (mak@mail.ustu.ru)
ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет–УПИ
(УГТУ–УПИ), г. Екатеринбург
Информационные системы (ИС) университетов как инструмент, служащий хранилищем знаний (в виде бумажных или электронных кейсов) в связи с развитием сетевых технологий Интернет в дистанционном обучении (ДО) потеряли свою прежнюю значимость. Процесс преобразования информации в системах ДО сведен до уровня эксплицитных (систематизированных) знаний, когда результат не зависит от координации действий исполнителем. Разделение знаний преподавателя и студента является одним из существенных недостатков систем ДО на основе систем управления информацией. Научить специалистов координации действий в профессиональной деятельности «знаю что» делать и «знаю почему» как верхним уровням в иерархии систематики знаний невозможно с помощью изложения информации на материальном носителе или демонстрации.
В УГТУ-УПИ на кафедре "Прикладная информатика" создана проблемно-ориентированная ВОИС на основе технологий управления знанием с единой точкой входа в Интернет-пространство через систему распределенных порталов и региональные сети телекоммуникаций. Основной задачей разработки ВОИС является создание единого академического информационного пространства по направлению "Экономика и управление" для подготовки специалистов, руководствуясь современными стратегиями в области информационных и педагогических технологий и систем дистанционного Интернет - обучения и технологиями управления знанием.
Информационная инфраструктура ВОИС "Прикладная информатика" включает следующие компоненты: вертикальный портал www.dl.ustu.ru и web сайт capri.ustu.ru, интегрированных в единую информационную инфраструктуру; информационные ресурсы по учебным дисциплинам для специальностей "Экономика и управление"; сервер динамической SQL-базы данных и Web-приложений; автоматизированную информации-онную систему (АИС) «Автоматизированный учебный процесс» программную систему для создания и распространения электронных научно образовательных ресурсов для Интернет обучения; информационные ресурсы внешних источников по данному направлению, интегрированных в сетях Интернет. АИС построена на основе архитектуры системы «клиент-сервер» и включает: удаленные рабочие места для создания структурированных информационных компонент образовательных ресурсов; средства для последующей пересылки ресурсов в хранилище данных; средства просмотра информационных ресурсов на основе удаленного доступа по сетям Интернет по запросу пользователя.
Образовательные ресурсы имеют иерархическую структуру: специальность по ГОС; дистанционный курс; раздел (тема); дидактическая единица; фрейм. Дистанционный курс первоначально создается в базовом варианте с определенной инвариантной структурой в формате полного набора фреймов, внешних информационных ресурсов и их метаописаний. Впоследствии этот набор фреймов может быть адаптирован преподавателем к когнитивными задачами, уровню предварительного образования и мотивации студента и создан вариативный динамический дистанционный курс с гиперссылками на внешние ресурсы информационного пространства Интернет для просмотра и тиражирования на его рабочем месте. Структура вариативного курса (набор фреймов, их количество и компоновка) определяется пользователем. При изучении дисциплин специализации студенту предоставляются права динамической компоновки вариативного курса, координации создания образовательных ресурсов и их тиражирования на CD-носители информации.
Пользовательский интерфейс «Просмотр ресурса» реализован в системе в виде рабочей области в среде стандартного браузера, где отображается основной учебный материал (дидактическая единица), области просмотра структуры текущего курса и элементов меню, кнопки управления, экспорта, копирования курса, позволяющих делать закладки в процессе просмотра ресурсов.
Внедрение ВОИС для подготовки специалистов позволило достигнуть следующих существенных преимущества в организации совместной научно-образовательной деятельности и обучения. 1.Обеспечить интерактивное взаимодействие преподавателей, научных сотрудников и студентов с информационно-образовательными ресурсами, навигацию в едином академическом информационном пространстве с существенной экономией времени и средств субъектов на поиск и получение электронной копии нужной информации и в нужное время, организовать систему создания и распространения знаний в академической среде в интерактивном режиме. 2.Реализовать концепцию организационного Интернет - обучения в едином информационном академическом образовательном пространстве, как распределенной сети знаний. При этом ВОИС обеспечивает запас знаний, навыков и практического опыта, реализует технологии управления знанием.
ELECTRONIC PRESENTATIONS OF COURSE LOGIC AND METODICA OF ITS USING
Martynov D., Smolnikova I. (ismolnik@mail.ru)
Russian state social university (RSSU)
Moscow institute of open education (MIOE)
Abstract
The content and effect using of resources during teaching and studying based on the methodical recommendation for the modeling and electronic presentation of logic for informatics’ teacher and its pupils.
ЭЛЕКТРОННАЯ ПОДДЕРЖКА КУРСА ЛОГИКИ
И ДОСТОИНСТВА ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
Мартынов Д.В. Смольникова И.А. (ismolnikova@bk.ru)
Российский государственный социальный университет (РГСУ), г. Москва; Московский институт открытого образования (МИОО)
1. Взаимовлияние логики и информатики. Теоретическая информатика стимулирует развитие неклассических логик, более адекватно формализующих мышление, и металогики как средства описаний более высокого порядка, в том числе, для формализации любой науки (определение понятий, классификация, символика и теория доказательств). Практическая информатика предлагает инструментарий для автоматизации алгоритмов, поиска материалов по логическому запросу в БД, моделирования, выводов в базах знаний, оформления, предъявления, контроля и обработки результатов, в т.ч., для обучения, самообучения, управления образованием и НИР (экспертные обучающие и системы поддержки решений, в т.ч., на ПРОЛОГе - языке исчисления предикатов).
Т.к. умение правильно мыслить облегчает обучение, то развивать логическое мышление можно с подготовки в школу и начальной школы [1]: соотношения между множествами при определении предметов и обобщении («Логика» А.Д.Гетмановой, «Интеллектика», «Математика» Петерсона и др.), структуры (Семёнов А.Л.), причинно-следственные связи (природоведение).
2. Анализ содержания. Элементы логики в курсе информатики встречаются в:
а) логических основах работы процессора
b) логическом программировании структур и условий
с) составлении запросов на поиск в базах данных
d) решении логических задач [2].
А содержание по логике в ГОС по информатике для I) школ – только часть п.b):
1) базовый уровень: в разделе «Обработка информации» после алгоритмических конструкций «Логические значения, операции, выражения», «Обрабатываемые объекты: цепочки символов, числа, списки, деревья, (И – ИЛИ-)графы».
2) профильный уровень: Логика и алгоритмы. Вычислимые функции, полнота формализации понятия вычислимости, универсальная вычислимая функция. Высказывания, логические операции, кванторы, истинность высказывания. Но требования скромнее:
знать логическую символику;
уметь вычислять логическое значение сложного высказывания по известным значениям элементарных высказываний.
II) педвузов по специальности «Информатика» (меньше, чем в математических и технических):
Алгебра высказываний. Нормальные формы. Совершенные нормальные формы (СНФ) булевых функций. Теорема существования и единственности СНФ. Логическое следствие. Прямая, противоположная и обратная теоремы; закон контрапозиции. Методы математических доказательств. Применение алгебры высказываний к описанию релейно-контактных схем. Исчисления высказываний (ИВ). Формулы ИВ. Аксиомы ИВ и правила вывода. Теорема дедукции и ее применение. Исследования системы аксиом ИВ; непротиворечивость и полнота ИВ. Логика предикатов (ЛП). Формулы логики предикатов и их классификация. Приведенная и предваренная нормативная форма для формул ЛП. Проблема разрешения в ЛП. Применения ЛП. Строение математических теорем. Методы доказательства теорем. Исчисления предикатов. Непротиворечивость исчисления предикатов. Теорема Геделя о полноте исчисления предикатов. Общезначимость правил логического вывода для методологии науки.
3. Анализ учебников информатики по теме логика:
у Макаровой Н.В. – только а), у Угриновича Н.Д. и более широко в практикуме у Босовой Л.Л. – а) с упоминанием высказываний до умозаключений и логических задач d), у Семакина И.Г. – мало, но вплоть до искусственного интеллекта. К сожалению, не развивается в b) – с), кроме Каймина В.А. – b) и Яйлеткана А.А. – b) и d). Т.к. элементы логики встречаются в разных темах информатики, то логику рационально давать в начале курса так же, как интерфейс перед знакомством с программным обеспечением. Для углублённого курса рекомендуем:
специальные методические пособия:
для школьников: Бизама Д. и Герцега Я., Босовой Л.Л., Бузука Г.Л, Гжегорчика А., Горячева А.В., Градштейна И. С., Депмана И. Я., Заславской О.Ю. и Тамошиной Н.Д., Калужнина Г.А., Касаткина В. Н., Верланя А. Ф. и Перехода И., А.Кольмана Э. и Зиха О., Кутасова А. Д., Либера А.Е., Лихтарникова Л.М., Лысковой В.Ю. и Ракитиной Е.А., Мадера В.В., Яглома И. М, Яйлеткана А.А., Ясневой Г.Г., зелен.,
для студентов: Вольфенгагена В.Э., Гаврилова Г. П. и Сапоженко А. А., Гетмановой А.Д., Драбкиной М. Е., Горского Д.П., Ивина А.А. и Никифорова А.Л., Игошина , Калбертсона Дж. Т., Кондакова Н.И., Курбатова В.И., Лбова Г. С., Лобанова В.И., Лорьера Ж.-Л., Лаврова И. А. и Максимовой Л. Л., Маркина В.И., Мендельсона Э., Новикова П. С., Пензова Ю. Е., Светлова В.А., Свинцова В.И., Силакова А.В., Столла Р. Р., Столяра А. А., Стяжкина Н.И., Тейза А., Грибомона П. и Луи Ж., Успенского В. А., Фройденталя Г., Ченя Ч. и Ли Р., Шевченко В.Е., Щеголькова Е. А., Эдельмана С.Л., Яновской С.А.
и научные статьи и диссертации:
Асланяна Л.А., Белнапа Н. и Стила Т., Боголюбова Д.П., Богомолова В.П., Борщева В.Б., Васильевой Л.С., Васильева Н.А., Гиндикина С.Г., Гончарова С.С., Джалиашвили З.О., Ершова Ю.Л., Журавлева Ю.И., Зверева Г.Н. и Артемьева И.Л., Гавриловой Т.Л., Иноземцева В.А., Казаченко К.Ю., Камалова Р.Р., Кияшко А.Б., Клещева А.С., Носовского Н.Н. и Ярославского В.В., Ньюэлла А., Павловой И.Н., Мироновой Е.А, Примаковского А.П., Виноградова А. П. и Ворончихина В.А., Свириденко Д.И., Семёнова А.Л., Смирнова В.А., Стэбли Д., Тесленко О.Ю., Хинтикка Я., Шалака В.И., Шибзухова З.М., Шуранова Б.М. и Бирюкова П.Б., Яблонского, Яновской С.А. и др.
4. Для повышения качества усвоения предлагается электронная поддержка педвузовского курса логики (школьный и вузовский вариант), рассчитанная на минимум 36 часов интенсивных теоретических и практических занятий в виде 25 MS Power Point анимированных презентаций, выполненных авторами и группой преподавателей – будущих учителей информатики по материалам и под руководством авторов. Состав:
I. История, состав, теория: исчисления высказываний и предикатов, алгебра высказываний (с доказательством теорем, поиском следствий и посылок) и значение.
II. Практика: пошаговое объяснение решения, формулировки задач для самостоятельного решения, тесты.
Навигация: гипертекстовое оглавление, внутренние и внешние ссылки.
Дизайн: графика, устойчивые и различные цвета для каждой переменной и операции [3].
Трудно решать задачи, особенно после работы, поэтому сделана попытка мотивировать повышением уровня логического мышления, доказательности и убедительности речи на работе и в быту, однако в комплекте пока не реализована поддержка силлогистики и полемики.
5. Комплект апробирован на слушателях ФППК МИОО и МГТУ – будущих учителях информатики. Практика показала, что:
1) электронная поддержка является основой дистанционных и очных курсов, при повторах курсов экономятся время объяснения и силы преподавателя и обучаемых,
2) у обучаемых остаётся опора с возможностью повторения, при самостоятельной подготовке с повышением образного восприятия и поэтапного воспроизведения решения с обоснованием каждого шага,
3) так как обучаемые – учителя, то они в «приданное» получают знакомый комплект, куски из которого смогут использовать на своих уроках и интеллектуальных соревнованиях,
4) электронная поддержка вместе с шаблонами [3] сократили время и повысили качество разработок.
Литература
- Смольникова И.А. Гетманова А.Д. Взаимовлияние логики и информатики./Сб. Применение новых технологий в образовании.– Троицк, ФНТО «Байтик», 1998.
- Бахтияров К.И., Мартынов Ю.В., Смольникова И.А., Филинкова Е.В. Место логики в информатике./Сб. Применение новых технологий в образовании. - Троицк, ФНТО «Байтик», 1995, с. 59-60.
- Мартынов Д.В., Смольникова И.А. Электронная поддержка темы «MS Power Point» и методика ее использования. / 16-я Международная конференция-выставка «Применение новых педагогических технологий» – М.: Троицк, 2005.