Департамент образования города Москвы
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
города Москвы
"МОСКОВСКИЙ ГОРОДСКОЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
Математический факультет
Кафедра информатики и прикладной математики
Дипломная работа
По теме: "Развитие умений программирования c использованием пакета Maple при обучении информатике на профильном уровне"
По специальности № 050202.65 – "Информатика"
Студента 5 курса очной формы обучения
Троицкого Павла Сергеевича
Научный руководитель:
доктор педагогических наук,
профессор кафедры ИПМ
Корнилов Виктор Семенович
МОСКВА, 2010
СОДЕРЖАНИЕ
урок информатика программирование maple
Введение
Глава 1. Информационные технологии в школьном образовании
1.1 Классификация информационных технологий в школе
1.2 Сравнительный анализ инструментальных средств AutoCad, MatLab, Maple, Mathematica
1.3 Использование инструментального средства Maple
1.4 Педагогические и психологические аспекты обучения
Глава 2. Обучение программированию школьников на уроках информатики
2.2 Языки программирования в школе и алгоритмическая культура школьников
2.3 Понятие программной разработки библиотеки процедур в среде Maple
2.4 Программная разработка библиотеки процедур в среде Maple – как фактор развития умений программирования
Заключение
Библиография
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время главное направление российского образования – обеспечить качество образования. Человечество в своей деятельности постоянно создает и использует модели окружающего мира. Наглядные модели часто используются в процессе обучения. Применение компьютера в качестве нового динамичного, развивающего средства обучения – главная отличительная особенность компьютерного планирования. Использование компьютера, и его программного обеспечения обучающего характера позволяет разнообразить и углубить учебный процесс, что благотворно сказывается на эффективности обучения. Взаимосвязанное изучение информатики, физики и математики позволяет познакомить школьников с элементами физических процессов и применить компьютер в качестве рабочего инструмента исследования. Такой подход в изучении способствует развитию творческой активности учащихся, осуществить сочетание индивидуального подхода с различными формами коллективной учебной деятельности. Более рационально это можно продемонстрировать при изучении различных компьютерных пакетов. В последнее время в образовании стали применяться разнообразные информационные технологии, в том числе компьютерные математические пакеты AutoCad, MatLab, Maple, Mathematica и другие. Применение подобных инструментальных средств на уроках информатики позволяет решать сложные задачи, делать большие математические преобразования, не допуская при этом ошибок. При использовании средств, которые не делают ошибок, ученик уверен, что ошибки не будет и чувствует себя более уверенным. К тому же сокращается время решения задачи. Maple позволяет создать свою библиотеку процедур, при их разработке у ученика развивается умение программирования. В связи с этим выбранная тема актуальна. Целью дипломной работы является выявление факторов развития умения программирования у учащихся средней школы с использованием пакета Maple при обучении информатике на профильном уровне.
Объектом исследования является процесс обучения информатике в основной школе. Предметом исследования является использование пакета Maple в средней школе при обучении информатики.Гипотезой исследования является использование пакета Maple при обучении информатики на профильном уровне позволит развивать умения программирования.
Задачи исследования:
1. Изучение учебно-методической литературы по компьютерному математическому пакету Мар1е 9;
2. Выявить специфику и современные формы преподавания Maple в курсе математики;
3. Провести классификацию информационных технологий в школе;
4. Провести сравнительный анализ инструментальных средств;
программирования на уроках информатики;
6. Выявить факторы развития умения программирования учащихся, при создании библиотеки процедур;
7. Разработка методики по решению математических задач с использованием компьютерного математического пакета Мар1e.
Теоретическая значимость проведенного исследования заключается в выявлении факторов, влияющих на развитие умений программирования в процессе обучения школьников. Практическая значимость полученных результатов заключается в том, что:
2) описана роль компьютерных математических пакетов в развитии умений программирования.
ГЛАВА 1. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИВ ШКОЛЬНОМ ОБРАЗОВАНИИ
1.1 Классификация информационных технологий в школе
В конце XX века человечество вступило в стадию развития, которая получила название постиндустриального или информационного. Возможности информационных технологий для человека становятся безграничными, способствуют эффективному решению профессиональных, экономических, а также многих других проблем. Грамотно, профессионально распорядиться сегодняшними техническими и информационными возможностями способны те, кто обладает необходимыми знаниями, позволяющими сориентироваться в новом информационном пространстве. В нашу жизнь стремительно ворвались информационные образовательные технологии. Наибольшую актуальность вопрос о роли современных информационных технологий получил в связи с внедрением в практику учебно-воспитательного процесса компьютеров, объединенных как в локальные сети, так и имеющих выход в глобальную сеть.
Применение информационных технологий в процессе обучения в начальной школе дает возможность активизировать познавательную и мыслительную деятельность учащихся. Информационные технологии дают возможность не только изменить формы и методы учебной работы, но и существенным образом трансформировать и обогатить образовательные парадигмы. Изменению подвергаются даже такие фундаментальные навыки, прививаемые начальной школой, как умение читать и писать. Новая грамотность предполагает овладение умением ориентироваться в информационных потоках, в среде мультимедиа, создавать гипермедиа объекты. Современный человек еще в школе должен научиться читать и писать применительно к мировому информационному пространству.
В некоторых средних общеобразовательных школах уже сегодня создаются свои сайты, это становится для школы важным и престижным делом. Однако, это, к сожалению, во многом зависит от финансовых возможностей образовательного учреждения Образовательными стандартами и программами это пока не предусматривается. Однако, в новый век тысячелетие российское образование вошло более свободно, проявляя инициативу и пытающееся самостоятельно формировать свою образовательную политику, искать новые формы организации учебного процесса, оказания дополнительных образовательных услуг и привлечения внебюджетных средств финансирования. Образовательные учреждения, энергично внедряющие новые информационные технологии, демонстрируют желание обеспечить современный уровень преподавания и высокое качество обучения, привлекают внимание родителей.
Термин "информация" (от латинского information – разъяснение, представление) давно и широко используется в науке и обыденной жизни. "Информация - основное понятие кибернетики". "Информация – есть информация, а не материя и не энергия". "Информация – сообщение, уменьшающее неопределенность в той области, к которой оно относится". Таким образом, говорить об информации можно только в том случае, когда ее наличие дает такие знания о каком-то объекте, которых до ее появления у пользователя не было. Из вышеприведенных определений мы видим, что на самом деле информационная технология – это не только технология, предполагающая использование в образовательном процессе компьютера, по сути дела, любой процесс, связанный с переработкой информации, может называться информационной технологией, однако, в данном случае, мы под информационной технологией понимаем совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта).
Сегодня говорят об изменении содержания образования, о необходимости овладения учащимися информационной культурой – одним из слагаемых общей культуры, понимаемой как высшее проявление образованности, включая личностные качества человека и его профессиональную компетентность. Развитие информационных образовательных технологий позволит работать над одним проектом, вести совместные исследования и быстро обмениваться результатами, людям, находящимся далеко друг от друга. Исследования в области использования информационных образовательных технологий в профессиональное образование, ведутся достаточно давно. За это время в учебных заведениях США, Франции, Японии, России и ряда других стран было разработано множество компьютерных систем учебного назначения.
Однако, сфера применения таких систем гораздо шире. Это крупные промышленные предприятия, военные и гражданские организации, ведущие самостоятельную подготовку и переподготовку кадров. Кроме того, становится уже стандартом снабжать новые сложные машины и технологии компьютерными обучающими системами, ускоряющими процесс их освоения и внедрения. За рубежом разработку компьютерного продукта учебного назначения (методических и программно-информационных средств) считают необходимым делом в силу его высокой наукоемкости и необходимости совместной работы высококвалифицированных специалистов: психологов, преподавателей-предметников, компьютерных дизайнеров, программистов. Многие крупные зарубежные фирмы финансируют проекты создания компьютерных учебных систем в образовательных учреждениях и ведут собственные разработки в данной области. Организация информационных процессов в рамках информационных образовательных технологий предполагает выделение таких базовых процессов, как передача, обработка, организация хранения и накопления данных, формализация и автоматизация знаний.