Из опыта обучения программированию на занятиях по информатике в экономическом вузе

Темы, касающиеся изучения алгоритмизации и программирования являются одними из основных в курсе информатики при подготовке студентов любой специальности в экономическом вузе. И это обоснованно. Обучение программированию – дело непростое и хлопотное. Многолетний опыт автора в обучении студентов (… и школьников) позволяет выделить основные причины встречающихся трудностей на этом пути:

1. крайне низкий уровень начальной подготовки студентов в этой области;

2. плохой навык самостоятельной работы с учебным материалом (или его полное отсутствие).

Несмотря на то, что изучение основ структурного программирования входит в государственный образовательный стандарт общего и среднего образования по информатике, значительная часть первокурсников имеет весьма слабое представление о программировании вообще, про практические навыки и говорить не приходится. Значительные затруднения при изучении разделов программы, связанных с алгоритмизацией и программированием, испытывают и те студенты, которые изучали основы программирования в рамках школьного курса информатики. Успешной является их весьма незначительная часть (примерно до 10% от их общего числа). Такая ситуация является достаточно стабильной в течение последних лет. И тот факт, что единый государственный экзамен по информатике в настоящее время сдается «на бумаге», говорит об уровне информационных технологий в стране.

Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по дисциплине «Информатика» предусматривает изучение объектно-ориентированного подхода к программированию, что оказывается практически невозможным без предварительной базовой подготовки обучаемых. Поэтому, как правило, приходится начинать с азов.

Однако, большинство студентов все равно считают тему «Алгоритмизация и программирование» одной из наиболее сложных и испытывают затруднения при ее освоении. После окончания обучения их большая часть (60-80%) остается на репродуктивном уровне усвоения учебного материала (решают только типовые задачи).

Все вышеперечисленное объясняется тем, что программирование является специфическим видом человеческой деятельности, для успешной реализации которой необходимо не только применение приобретенных в процессе обучения знаний и умений, но требуется и наличие определенного стиля мышления, прежде всего, абстрактного, но связанного с решением конкретной задачи. А программирование и следует, в первую очередь, рассматривать как средство развития мышления. Задача преподавателя – не столько научить студента записывать алгоритм на языке программирования (знание языка, как и владение любым другим инструментом, само по себе ничего не даёт – важнее умение им пользоваться), сколько обучить его самостоятельно конструировать сам процесс решения профессиональной задачи. При правильном подборе учебных задач появится понимание единства принципов построения и функционирования информационных систем различной природы, процессов управления в природе, технике, обществе. Это обозначает – обучить студентов мышлению в программировании, и как нужно учиться дальше. Самая серьезная проблема – научить студентов размышлять о программировании как о виде искусства.

И в этом контексте неоценимую помощь преподавателю информатики в обучении студентов программированию оказывает пакет Microsoft Office. Например, прекрасной средой для начального обучения программированию в вузе (да и в школе) является Excel со встроенным языком программирования Visual Basic for Application (VBA). Умение обращаться с формулами на листах Excel создает у пользователя иллюзию, что он уже овладел секретами работы с этим приложением, однако для сложной автоматизации требуется знакомство с более глубокими ресурсами. И основной практический ресурс – это язык VBA. Среда программирования VBA, который относится к категории объектно-ориентированных, на наш взгляд, – самая «прозрачная» из всех других известных объектно-ориентированных сред программирования (объект – свойства – методы – события) с точки зрения иллюстрации формирования абстрактного мышления в программировании. Буквально самые первые шаги в использовании VBA показывают, какие возможности есть у пользователя Microsoft Excel для совершенствования своих рабочих книг. Практические занятия со студентами показывают, что освоение принципов программирования на основе использования VBA вполне по силам даже тем из них, кто мало знал до этого о программировании. И самое главное – присутствует полная уверенность в том, что навыки, полученные при работе с офисным приложением MS Excel с использованием VBA будут полезны любому будущему специалисту, какое бы направление профессиональной деятельности он ни выбрал в будущем.[1, с. 4]

При этом важна форма организации учебной деятельности, и методика преподавания. Здесь открываются широкие возможности реализации стратегической линии образования на развитие личности, внедрения эвристических (нестандартных) методов в образовательный процесс. Другими словами, можно отказаться от традиционного построения курса, когда учащимся сообщается большое количество готовых знаний, в надежде, что кому-нибудь из "сильных" студентов удастся самостоятельно выстроить закономерности и постигнуть общие принципы изучаемой дисциплины. По силам это будет немногим. Гораздо труднее для преподавателя организовать на занятиях самостоятельную познавательную деятельность обучающихся, заставлять их постоянно задумываться "над природой вещей", сообщив лишь небольшое количество исходной информации. Именно эта задача гораздо важнее "зубрёжки" и имеет положительный результат в долгосрочной перспективе.

Какие навыки необходимо развивать при обучении программированию?

Выделим три основных:

1. Умение искать ответы на вопросы.

2. Умение применять знания (использовать все знания, а не только те, что были получены на последнем занятии, умение выбрать инструмент для работы).

3. Умение писать программы (решать задачи)

Ключевые навыки в любом случае - это умение самостоятельно искать и находить ответы на вопросы.

Преподаватель не может и не должен выступать единственным источником знаний.

Преподаватель рекомендует источники (книги, сайты), разрабатывает учебный план, ставит задачи, помогает в затруднениях. Таким образом, значительную часть времени обучающийся работает сам. К огромному сожалению, мало кто из студентов готов работать в таком режиме. Возможно, следует варьировать методами обучения.

Под методом обучения в вузе понимаются упорядоченные способы взаимосвязанной деятельности преподавателя и студента, направленные на достижение поставленных целей обучения конкретной научной дисциплине.

Классификации методов обучения отличаются друг от друга критерием, положенным в основу каждой из них. Рассмотрим основные классификации методов обучения с точки, зрения применения этих методов при обучении курсу программирования.

По способу передачи информации от преподавателя к студенту различают вербальные, наглядные и практические методы обучения. При обучении курсам и разделам программирования используются вербальные (при изложении лекционного материала) и практические (выполнение лабораторных работ, практикумов, решение задач) методы, причем основной акцент делается на практические методы, в процессе применения которых студенты не только получают новые знания, но и приобретают практические навыки. Преподаватель при этом инструктирует, указывает цели работы, направляет и проверяет ход ее исполнения. В деятельности студентов преобладает практическая работа (вещественные и умственные действия), в ходе которой особую роль играет самостоятельный мыслительный процесс, позволяющий осуществить поиск данных и парадигмы решения задачи.

По основным видам дидактических проблем, решаемых на занятии, можно выделить методы приобретения знаний, формирования умений, применения знаний, методы творческой деятельности и методы проверки знаний, умений и навыков. Отметим, что все перечисленные методы приемлемы для использования при обучении программированию на базе интеграции вышеупомянутых парадигм.

Следует отметить, что очень часто методика учебной деятельности представляет собой итерационный поступательный процесс. Речь идет об итерационном методе обучения.

Рассматривая итерацию как пошаговое приближение к определенной цели, можно применить метод итерации, как при изложении лекционного материала, так и в процессе выполнения лабораторных работ по информатике. Тем более что специфика заданий, предназначенных для выполнения на лабораторном практикуме, вполне соответствует поступательному итерационному процессу, который выражается в построении ряда алгоритмов и программ решения задачи, причем каждый следующий алгоритм является уточнением или расширением предыдущего. Таким образом, построение итоговой программы с применением одной из парадигм программирования представляет собой итерационный процесс, на каждом шаге которого происходят некоторые изменения, что и позволяет нам применить итерационный метод обучения.

Согласно отмеченным положениям, последовательность изложения лекционного материала зависит от порядка практических и лабораторных работ. Учитывая их итерационный характер, изложение лекционного курса также имеет смысл строить на основе итерационного метода.

В случае практического применения подобной методики обучение реализуется не на основе постепенного изучения новых структур и операторов одной из возможных парадигм программирования, а с помощью поступательного итерационного процесса уточнения и расширения возможностей программной реализации моделируемой системы. Причем введение новых структур данных и возможностей языка программирования обосновывается с точки зрения их необходимости для решения новой задачи.[3, с. 53-54]

Чтобы обеспечить преемственность школьного и вузовского курсов информатики, быть может, не стоит «из лучших побуждений» в школах пытаться давать учащимся полный курс программирования, дублируя содержание вузовского обучения, а перенести акцент на выработку понимания основ программирования, правильно выбирая при этом среду обучения. Например, значительная часть выпускников не понимают смысла операции присваивания, хотя с ними "проходили" три способа сортировки массивов (кстати, а в Excel с VBA смысл оператора присваивания, или, как мы его раньше называли – посылка данного в ячейку, прослеживается органично). Разделить между средним высшим образованием этапы формирования понятий и закономерностей труднее, чем поделить на "школьный" и "институтский" списки тем и разделов, но это единственно возможный путь для полноценного образования личности.

Литература:

1. Кашаев С.М. Программирование в Microsoft Excel на примерах. – СПб.: БХВ-Петербург, 2007. – 320 с.: ил.
2. Жужжалов В.Е. Интеграционные методы изучения программирования в вузовском курсе информатики // Вестник МГПУ. Серия информатика и информатизация образования. – М., 2003, № 1 (1).