Инструментальная поддержка методов обучения алгоритмизации

• Автор: Редькина, Александра Васильевна
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 141 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Анализ подходов к построению систем, обучающих алгоритмизации.

1.1 Информационнообразовательные среды

1.2 Программы, обучающие алгоритмизации

1.3 Подходы к построению инструментальной поддержки формирования навыков алгоритмизации.
1.4 Выводы.

2 Моделирование и формализация процесс обучения

алгоритмизации.

2.1 Моделирование процесса обучения алгоритмизации.

2.2 Формализация процесса обучения решению задач

2.3 Формализация представления блоксхем алгоритма.
2.4 Разработка алгоритма обучения алгоритмизации.
2.5 Выводы.
3 Разработка архитектуры инструментальной среды
3.1. Разделение функциональностей
3.2. Функциональная модель инструментальной среды
3.3 Архитектура инструментальной среды.
3.4. Разработка структуры базы знаний
3.5 Интерфейс пользователя.
3.6 Выводы.
4 Экспериментальные исследования модели инструментальной среды
4.1 Инструментальная среда i.
4.1.1 Редактор блоксхем.
4.1.2 Интерпретатор
4.1.3 Проверка задач.
4.1.4 Апробация инструментальной среды i
4.2 Интеграция инструментальной среды Vi в ИОС
4.2.1 Инструментальная среда Vi
4.2.2 Основные функции инструментальной среды Vi.
4.2.3 Структура инструментальной среды Vi
4.2.4 Режим редактора.
4.2.5 Режим демонстрации
4.2.6 Режим вспомогательных функций.
4.2.7 Межсетевое взаимодействие.
4.3 Выводы.
Основные результаты
Список использованных источников


Визуализаторы «ListView» и «GraphView» внедрены в учебный процесс в Сибирском федеральном университете, интегрированы в ИОС Moodle и используются при изучении курса «Программирование на языке высокого уровня» и доступны на сайте http://ciistant. Достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций, полученных в диссертации, подтверждается экспериментальным исследованием и сравнительным анализом существующих подходов к решению поставленной задачи, точной формулировкой критериев, компьютерным моделированием, а также результатами использования алгоритмов, предложенных в диссертации, на практике. Апробация диссертации. Всероссийской научно-практической конференции «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов» (Красноярск, ), на Всероссийской научной конференции «Наука и образование» (Белово, ), на научно-практической конференции «Управление качеством в новых информационных технологиях, системах и образовании» (Москва, ), на семинаре в институте вычислительного моделирования СО РАН. Сведения о внедрении. Визуализаторы «ОгарЬУ1еу» и «1лУ1еу» внедрены в учебный процесс, о чем есть соответствующие акты. Работа выполнена при поддержке научно-методического проекта Сибирского Федерального университета № «Решение некоторых задач прикладной математики и информатики для повышения потенциала образовательного процесса», инновационной образовательной программы «Инновационная образовательная программа Института фундаментальной подготовки» для базовою цикла математических и естественнонаучных дисциплин по дисциплине «Информатика и программирование». Публикации. Личный вклад автора. Автору принадлежат идеи работы, определение цели и постановка задачи, модели и алгоритмы разработанной инструментальной поддержки. Основные результаты, изложенные в работе, получены либо непосредственно автором, либо с его участием. Структура диссертации. Диссертация содержит 1 страницу и состоит из введения, четырех глав, заключения и четырех приложений. В списке использованных источников указано 4 наименования. Работа иллюстрирована рисунками и 5 таблицами. Содержание работы. Во введении рассмотрены проблемы использования информационных технологий в процессе обучения. Обоснована актуальность разработки программного обеспечения для инструментальной поддержки процесса формирования навыков решения задач. Формулируются цели и задачи исследования, научная новизна и положения, представляемые к защите, теоретическая и практическая ценность и апробированность полученных результатов. В первой главе проведен анализ существующих информационных образовательных сред и программ, обучающих алгоритмизации, а также анализ подходов к построению программных комплексов, обеспечивающих поддержку процесса обучения основам алгоритмизации. Предложена модель анализа и верификации алгоритмов на основе их интерактивного преобразования, позволяющая автоматизировать процесс обучения основам алгоритмизации. Во второй главе разработана обобщенная модель процесса обучения, обеспечивающая порождение различных конфигурационных аспектов программной системы, приводится формализация процесса обучения синтезу алгоритмов и разрабатывается обобщенный многоэтапный алгоритм обучения решению задач, обеспечивающий адаптацию к уровню знаний обучаемого. В третьей главе разрабатывается функциональная модель и архитектура автоматизированной системы обучения алгоритмизации, предлагается модель базы знаний и структурные схемы основных блоков системы. Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиям модели автоматизированной обучающей системы. Разработана локальной версии инструментальной среды «Algorithm», содержащей графический редактор, интерпретатор, визуализатор и блок проверки решений для экспериментального подтверждения эффективности применения АОС «Algorithm» в учебном процессе. Визуализаторы «ListView» и «GraphView» внедрены в учебный процесс в политехническом институте Сибирского федерального университета. Приложения содержат акты о внедрении, алгоритмы поддержки процесса обучения основам алгоритмизации по этапам, фрагменты программ, разработанных во время экспериментальных исследований, и примеры формулировок задач, используемых в инструментальной поддержке формирования навыков решения задач.