Методическая система обучения основам параллельного программирования будущих учителей информатики

• Автор: Сокольская, Мария Александровна
• Шифр специальности: 13.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 157 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ЕЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДЕОТОВКЕ БУДУЩЕЕО УЧИТЕЛЯ ИНФОРМАТИКИ В ОБЛАСТИ ПРОЕРАММИРОВАНИЯ
§1.1. Роль и место технологии параллельного программирования в системе профессиональной подготовки педагогов-бакалавров профиля «Информатика»
§1.2. Уточнение понятия «параллельный стиль мышления»
§1.3. Требования к методической системе обучения студентов параллельному программированию
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ОБУЧЕНИЯ ОСНОВАМ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ ПЕДАГОГОВ-БАКАЛАВРОВ ПРОФИЛЯ «ИНФОРМАТИКА»
§ 2.1. Цели и отбор содержания модуля «Основы параллельного программирования»
§ 2.2. Нелинейные средства и методы обучения
§ 2.3. Методика обучения студентов параллельному программированию
§ 2.4. Результаты педагогического эксперимента
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. В настоящее время наблюдается стремительный прогресс в области вычислительной техники и программного обеспечения. Многопроцессорные вычислительные системы начинают активно внедряться во все сферы научной и производственной деятельности информационного общества. Меняются вычислительные методы решения задач, совершенствуются технологии программирования.
Параллельные вычисления и параллельное программирование постепенно становятся необходимыми разделами в содержании дисциплин вычислительной математики и программирования.
Технология параллельного программирования существенно изменяет алгоритмическую деятельность программиста, внося в нее новые этапы и действия. При этом программирование с помощью параллельной технологии меняет не только способы построения программы, но и мыслительную деятельность человека, формирует специфический стиль мышления - параллельный. С другой стороны, способность человека приобрести умения осуществлять параллельную обработку информации и разрабатывать алгоритмы и программы для суперкомпьютерных систем возможна лишь при условии сформированного параллельного стиля мышления.
Таким образом, требования общества к развитию способностей человека осуществлять обработку больших объемов информации с помощью современных суперкомпьютерных технологий определяют необходимость еще в школе у учащихся целенаправленно формировать соответствующие мыслительные умения и деятельность. Эту задачу может и должен решать учитель информатики. В этой связи изучение

основ параллельных вычислений и параллельного программирования должно стать частью профессиональной подготовки будущего учителя информатики в педагогических вузах. Однако в настоящее время подобная подготовка учителей в системе педагогического образования не осуществляется.
В федеральном государственном образовательном стандарте по направлению подготовки «Педагогическое образование» указано, что бакалавр должен владеть современными средствами обработки информации, ориентироваться в программном обеспечении, уметь использовать современные технологии для профессиональной деятельности.
Программирование является существенной частью системы предметной подготовки педагогов-бакалавров по профилю «Информатика». Без изучения современных парадигм и технологий программирования подготовку учителей информатики нельзя считать полноценной.
Освоение новой технологии параллельного программирования в системе предметной подготовки будущих учителей информатики неизбежно влечет за собой вопросы, касающиеся специфики методики преподавания модуля «Основы параллельного программирования» в курсе «Программирование».
Проблемы методики преподавания программирования в педагогических вузах исследовались многими авторами (Бобковым В.В., Ершовым А.П., Жужжаловым В.Е., Звенигородским F.A., Кузнецовым
A.A., Могилевым A.B., Паком Н.И., Хеннером Е.К. и др.), вопросы методики преподавания параллельных вычислений в классических и технических вузах поднимались Антоновым A.C., Богачевым К.Ю., Воеводиным В.В., Воеводиным Вл.В., Еергелем В.П., Козвониной A.B., Немнюгиным С.А., Сливой М.В. и др. В них замечено, что обучение
Рис. 4. Параллельный способ мышления
Согласно положениям психологической теории деятельности А.Н. Леонтьева, С.Л. Рубинштейна формирование рассмотренных на рис. 3 цепочек наиболее эффективно осуществляется в процессе соответствующей деятельности. Рассмотрим положения этой теории.
Специальные психические процессы, в том числе и мышление, не могут рассматриваться вне системы отношений деятельность-сознание, их общих системных качеств, поскольку «существуют только в описанных отношениях системы, на тех или иных ее уровнях» [56, с. 121].
Связи субъекта с материальным миром осуществляются через деятельность, которая получает отражение в сознание именно благодаря соответствующей деятельности, поскольку «развитие деятельности необходимо приводит к возникновению психического отражения реальности...» [56, с. 304].
«Всякий мыслительный процесс является по своему внутреннему строению действием или актом деятельности, направленным на разрешение определенной задачи» [87, с. 311].
Очень важную роль для мыслительного процесса представляют «специфические «навыки» мышления», возникающие в процессе целенаправленного решения определённых задач [87].
Также Рубинштейн писал о том, что осознание действия в ходе деятельности происходит тогда, когда достигаемый с помощью действия частичный результат является прямой целью действия. Когда цель