В 1985 году информатика стала обязательной во всех средних школах. Он состоит из следующих модулей. Основы алгоритмов, блок-схемы" и "Основы программирования, написание программ". Программирование преподается при отсутствии конкретного языка.
Информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) были введены в средних школах в 1993 году, до этого их преподавали только в старших классах. Это привело к значительному увеличению количества часов, отведенных на преподавание ИКТ. Данное исследование актуально в связи с растущей важностью программирования на этом уровне. Компьютеры стали неотъемлемой частью нашей жизни, а программирование - новой грамотностью. В наши дни, даже если вы не программист, базовые знания об устройстве и работе компьютеров и принципах разработки программного обеспечения в целом необходимы. Навыки разработки программного обеспечения определяются как "вычислительное мышление". Это способность мыслить абстрактно и критически и разбивать задачи на более мелкие части. Этот навык не ограничивается программированием, но может быть использован в любой задаче для помощи в разработке алгоритмов и планов действий. Эти условия дополняют учебную программу, которую учащиеся должны освоить в процессе программирования, и определяют знания, навыки и компетенции, которые учащиеся должны приобрести по окончании школы.
Количество часов, отведенных федеральными образовательными стандартами на изучение ИКТ в целом и алгоритмов и программирования в частности, недостаточно для охвата значительной части содержания. Некоторые предметы просто пропускаются, некоторые сокращаются, а некоторые преподаются на более высоком уровне. Эту проблему можно решить, включив некоторые предметы во внеклассную работу и улучшив их понимание. Поэтому изучение использования внеклассных мероприятий по-прежнему актуально во многих областях и дисциплинах, особенно в изучении пролога.
Было разработано множество языков программирования, большинство из которых относится к одной из четырех основных парадигм программирования: процедурное программирование, объектно-ориентированное программирование, функциональное программирование или логическое программирование. В базовом курсе может быть представлена одна или две парадигмы, представленные одним или двумя языками программирования. За время, отведенное на изучение информатики, невозможно глубоко изучить все парадигмы программирования или хотя бы ознакомиться со всеми представленными языками. Чтобы преодолеть эту проблему, авторы решили изучать язык программирования Prolog на заочном курсе информатики.
[Colmeroo et al. 1988], разработчики языков логического программирования, А. Колмероо и др. утверждают, что "правильное преподавание информатики требует использования языка, который поощряет структурированное мышление. Сначала мы учим людей Алгол-60, затем Паскаль; возможно, Лисп лучше, а Пролог лучше ....... Это было в 1988 году.
Из вышесказанного ясно, что изучение языков программирования, особенно Prolog, вне класса является важным и ценным.
По мнению авторов, проблема исследования заключается в том, что некоторые аспекты преподавания языков логического программирования, в частности Prolog, не рассматривались на внеклассных занятиях. Цель данного исследования - изучить и дополнить методические вопросы, связанные с преподаванием языков логического программирования на внеклассных занятиях по информатике.
Существует ряд научных работ, учебников и публикаций, посвященных изучению и анализу внеклассной работы в области информационных технологий. Исследования показали, что некоторые источники уделяют большое внимание преподаванию языков программирования во внеклассной работе или так или иначе затрагивают этот вопрос [Мудракова, 2006].
Преподавание информатики, включая программирование, является предметом активной дискуссии А. Ж. Асаинова, С. А. Асаинова, А.А. Кузнецов, М.П. Лапчик, В.В. Малеев и др. А.В. Грибакин, Г.П. Орлов, М.М. Поплавский, А.И. Возинский, Г.В. Рогов и другие подробно рассмотрели различные аспекты внеклассной работы по информатике. Ряд работ посвящен преподаванию конкретных языков программирования в школе и на внеклассных занятиях. Для наиболее популярных языков программирования (например, Pascal, BASIC) разработаны разнообразные примеры программ для использования в классе и на внеклассных занятиях. Изучение информатики, как в классе, так и на внеклассных занятиях, способствует развитию логического мышления, расширению мировоззрения, улучшению коммуникативных навыков и т.д., а также расширяет возможности для развития личности. Внеклассные мероприятия и присущий им процесс обучения должны быть организованы таким образом, чтобы достичь вышеуказанных результатов. Учителя боятся инноваций, потому что они интенсифицируют работу, предъявляют чрезмерные требования к обучению, снижают значимость учителя в учебном процессе и могут изменить главную роль учителя, что ограничивает импровизацию и творчество в процессе обучения [Мудракова, 2012 ].
Идея преподавания основ логического программирования в школах не нова. В середине 1970-х и 1980-х годов был разработан методический материал по логическому программированию, разработанный А.В. Грибакиным, Г.П. Орловым и М.М. Поплавским, который был включен в школьную программу по информатике.
Однако обзор литературы показывает, что исследований очень мало, что является одной из основных причин выбора данной темы исследования.
В 1993 году информатика была переведена из старших классов средней школы в старшие классы средней школы. Первая версия обязательного курса не была предназначена для обучения "программированию". Однако со временем учебная программа значительно изменилась, и алгоритмы и программирование приобретают все большее значение. С 2004 года он стал одним из традиционных предметов в учебной программе по ИТ и ИКТ и играет важную роль в стандартах ИТ-образования.
Часть, связанная с программированием, может быть довольно сложной для студентов.
В то же время, решение задач по этой дисциплине наиболее способствует развитию у студентов алгоритмического мышления и навыков обучения [Стандарты, 2012]. Чтобы успешно решить задачу, требующую разработки алгоритма или программы, учащиеся должны тщательно исследовать и понять условия задачи, разработать алгоритм для решения задачи, разработать программу на основе алгоритма и проверить работоспособность и правильность программы. Это необходимо для того, чтобы: проверить работоспособность программы, исправить любые ошибки, которые могли возникнуть в процессе проверки, и проанализировать программу.
Этот подход можно использовать для решения задач не только по программированию, но и по другим школьным предметам. Особенно это касается естественно-научных предметов: математики, физики, химии и т.д. Развитое алгоритмическое мышление также поможет вам преуспеть в написании эссе, докладов и диссертаций. Аналогичная последовательность может потребоваться для организационных задач в повседневной работе.
Наставничество является важной частью обучения программированию. Изучая программирование на уроках информационных технологий в школе, учащиеся могут раскрыть и улучшить свои навыки программирования и выбрать свой будущий путь программирования. Интеграция приложений во внеклассные мероприятия может внести значительный вклад в выполнение этой миссии.
Изучение алгоритмов и программирования в средней школе проходит в два основных этапа: изучение алгоритмов и изучение программирования.
Алгоритмы и пути программирования очень практичны.
Студенты могут учиться.
- Создание и обучение блок-схем на языке алгоритмов.
- Программа настраивается вручную путем пошаговой проверки основного алгоритма.
- Применять линейные, рекурсивные и ветвящиеся алгоритмы для решения задач.
- Практическая реализация алгоритмов сортировки и подзадач.
- Создайте простую программу.
- Используйте среду программирования для создания, отладки и тестирования своих программ.
Целями внеклассной работы по ИТ могут быть: развитие исследовательской и познавательной деятельности; углубление теоретических основ ИТ и программирования; изучение и распространение разработок в области ИТ; обучение учащихся использованию компьютеров и программных продуктов; предоставление учащимся услуг по профориентации.
Можно организовать широкий спектр внеклассных мероприятий в области ИТ: конкурсы, викторины, недели ИТ, семинары, лекции, тематические вечера, стенгазеты, выставки и т.д. Эти мероприятия активизируют учебно-познавательную деятельность учащихся, способствуют всестороннему и глубокому изучению ИКТ, поощряют творческую конкуренцию и помогают выявить лучших и лучших в районе.
Федеральный учебный план не требует использования конкретных языков программирования в содержательной области "Алгоритмы и программирование". Однако исторически самыми популярными языками для изучения структурированного программирования были Pascal и Basic. В целом, логическое программирование не включено в определение "программирования" и упоминается только в стандартах GCSE или вводных курсах. Не хватает специальных учебных материалов для продолжения ИТ-курсов по основам логического программирования.
Пролог, считающийся основным языком логического программирования, использовался в нескольких советских учебниках по информационным технологиям в 1980-х годах для обучения принципам логического конструирования и элементам математической логики.
В 1998 году несколько учебных заведений Санкт-Петербурга провели эксперимент по преподаванию искусственного интеллекта в 10 и 11 классах.
Пролог - это декларативный язык программирования, который выражает логику программы в терминах правил и отношений, выраженных в виде фактов Пролог предоставляет мощные инструменты для извлечения информации из баз данных, что является значительным отклонением от традиционных методов извлечения информации Пролог успешно используется для разработки реляционных баз данных, автоматического решения проблем, понимания естественного языка, реализации языков программирования, экспертных систем и других искусственных систем.
По мнению МОН, современное образование ориентировано на человека и его развитие. В своем письме от 14 декабря 2015 года Государственный департамент образовательной политики в интересах детей и молодежи Министерства образования и науки Российской Федерации рассматривает внеурочную деятельность как необходимую деятельность и продолжение образовательного процесса [Письмо, 2015]. Воспитательные мероприятия должны проходить не только в классе, но и во время внеклассных занятий.
Основные понятия алгоритмов можно изучить в традиционной программе на языке Паскаль. Основные принципы схожи во многих языках, а архитектура уже используется в высшем образовании. Проблема заключается в том, что в школах необходимо не только преподавать основные понятия, такие как двоичная логика, условные сигналы и циклы, но и вводить и разъяснять смысл программирования. Эта парадигма представлена в Prolog, который может быть введен в качестве факультативного предмета в информатике.
Язык логического программирования Prolog в 1970 году. Разработана в Марселе Аланом Колмероем и Филипом Расселом. Они хотели создать язык, позволяющий делать логические выводы из заданного текста. Пролог был впервые реализован в 1972 году с помощью компилятора Algol-W Никлауса Вирта, очень мощного и надежного языка, разработанного в том же году, что и Пролог. Однако основы современного Пролога были заложены лишь немного позже, в 1973 г. Сегодня существует несколько различных диалектов Пролога, хотя они и похожи. Несмотря на попытки, единый стандарт так и не был создан. Наиболее широко используется версия "Пролога", разработанная в Эдинбургском университете.
Одной из самых мощных реализаций Prolog в настоящее время является Visual Prolog, который действительно является полной средой программирования.
Датский проект PDC является важным примером активного использования Prolog для разработки различных приложений. Например, PDC SCORE - это авиационное программное обеспечение для планирования и составления расписания наземного обслуживания для авиакомпаний и аэропортов; PDC SCORE используется более чем 280 аэропортами и более чем 40 международными авиакомпаниями и координирует около 20% мирового воздушного движения. Этот и другие проекты PDC основаны на технологиях применения правил и методов искусственного интеллекта для принятия разумных и эффективных решений.
В октябре 1981 года стало известно о японском проекте по разработке компьютера пятого поколения с использованием логического программирования. Цель проекта - разработка компьютерных систем, основанных на знаниях. Эти системы также должны были быть самообучающимися, способными сохранять информацию для дальнейшего использования при решении проблем и предоставлении советов пользователям.
PSI и PIM, рождение рассуждающего компьютера. Логическое программирование и его флагманский язык Prolog были выбраны в качестве предпочтительного метода разработки программных пакетов для следующего поколения компьютеров; Prolog до сих пор является самым популярным языком искусственного интеллекта в Европе и Японии.
Мы должны осознавать объективные недостатки, препятствующие широкому использованию Prolog, а именно: сложность понимания кода из-за непредсказуемости логических результатов, сложность сопровождения программ на Prolog и сложность мышления, необходимого для программирования на этом языке. Конечно, программирование на этом языке требует сложного мышления. Однако он по-прежнему активно используется для решения многих специфических задач.
Область применения Prolog можно определить как задачи, связанные с разработкой систем искусственного интеллекта. К ним относятся разработка интеллектуальных игр, быстрого прототипирования, различных экспертных систем и их оболочек, сложного планирования, графообразования, управления процессами и машинного обучения, компиляторов и динамических реляционных баз данных.Prolog также используется при разработке интеллектуальных поисковых систем, которые не только ищут текст запроса пользователя, но и извлекают информацию из больших текстовых файлов.
Пролог также использовался для разработки новых специализированных языков программирования. Например, функциональный язык, на котором он основан, Erland, является гораздо более продвинутым и "улучшенным" потомком Prolog, особенно для задач реального времени.
Программирование на Prolog может помочь оптимизировать ваше мышление. Например, он не предназначен для решения графических или вычислительных задач, но успешно решает логические задачи и имитирует процессы человеческого рассуждения. Работа с Prolog требует особого образа мышления, которому трудно научиться. Однако обратный переход от логического программирования на Prolog к процедурному программированию на Pascal или Basic обычно не вызывает затруднений. Именно поэтому Prolog часто используется в качестве первого языка программирования во многих странах (Великобритания, Япония, Израиль, Франция).
К. Хоггер [Hogger, 1998]". Содержательные понятия "логические следствия" и "логические рассуждения" успешно применяются при обучении логическому программированию учащихся начальной школы. Такой неформальный подход оказался очень полезным, поскольку принципы относительно легко усваиваются неспециалистами".
На необходимость преподавания логического программирования в школах указал А. Колмероо [Colmeroo et al. 1988], создатель языка программирования Prolog, который сказал: "Если мы хотим правильно преподавать информатику, нам нужно использовать языки, которые помогают нам структурировать наше мышление".
Изучение логического программирования, и в частности Prolog, помогает студентам развивать навыки рассуждения, структурировать мышление, концентрацию, точность и умение рассуждать. Внедрение Prolog в школах также оправдано его простотой, близостью к естественному языку и логической природой, что позволяет детям участвовать в процессе программирования; программы на Prolog не содержат явных операторов ветвления, циклов и т.д., и поэтому мало похожи на программы, написанные на традиционных языках. Программируя на языке Prolog, дети изучают элементы логики и развивают навыки логического мышления. Очевидно, что существует потребность в более глубоком и всестороннем введении в логическое программирование, чем ограниченная, чисто теоретическая информация в существующих учебниках. Целью курса, разработанного авторами данной диссертации, является базовое введение в логическое программирование, приобретение базовых технических знаний программирования на языке Prolog, а также приобретение опыта использования логического программирования для решения научных и прикладных задач (практические навыки). Язык логического программирования Prolog рассматривается как инструмент для достижения поставленных целей.
Основные цели курса напрямую связаны с приобретением навыков, необходимых для формализации решения проблем. Они включают в себя способность определять концепции домена, обучение тому, как по-человечески определять базу знаний и концепции, способность обобщать свойства концепций в наборы значений, развитие навыков создания выражений на естественном языке для хранения знаний, а также обучение автоматическому объединению и кодированию данных и знаний.
Достижение этих целей и задач будет способствовать развитию мировоззрения учащихся, их пониманию роли компьютеров и программирования в формировании научного мировоззрения, логики и мышления, а также подготовке к жизни в информационном обществе.
Курс основан на личностном, практическом и продуктивном подходе. Вы научитесь анализировать информацию, выполнять самостоятельные задания, структурировать информацию и превращать ее в перспективные логические выкладки. Вы также узнаете, как разрабатывать и отлаживать программы с помощью Prolog и основы логического программирования. На лабораторных занятиях вы будете решать более сложные задачи и применять свои знания и навыки на практике. Здесь каждая проблема разбита на варианты. Учитель может выбрать варианты в соответствии с уровнем знаний и навыков учащихся. Каждая глава состоит из практического упражнения и лабораторной задачи, которым предшествует обзор теории главы. В конце внеклассного курса определяются следующие важные индивидуальные результаты.
- Цель - продолжать использовать средства и методы ИТ и программирования для повышения качества образования.
- Способность и готовность продуктивно общаться и сотрудничать с коллегами и взрослыми в преподавательской, учебной, исследовательской, общественной и творческой деятельности.
Программирование традиционно является частью учебной программы по информатике и ИКТ в школах. С течением времени изменились лишь сфера применения и роль алгоритмов и программирования.
Преподавание "Пролога" как внеклассного мероприятия может решить многие образовательные и педагогические задачи, такие как повышение усидчивости, концентрации и аккуратности учащихся, развитие четкого логического мышления, изобретательности и способности подходить к решению проблем с разных точек зрения. Алгоритмические решения, разработанные в программировании, также могут быть применены к проблемам в других областях.
Согласно федеральным образовательным стандартам, предметы ИКТ могут преподаваться в начальной или старшей школе, при этом количество и содержание уроков может быть различным. Аналогично, объем материала в разделах алгоритмов и программирования различен. Школьная программа по предмету "Информационные технологии и ИКТ" должна четко объяснять понятия алгоритмов, их представление и программную реализацию. Это включает изучение языка программирования и практические навыки разработки и отладки простых программ. Эти результаты были достигнуты благодаря преподаванию курса языка Prolog, разработанного авторами данной диссертации, на факультативных занятиях.
Обзор результатов обучения по предметам, входящим в федеральные национальные стандарты и типовые схемы работы для учащихся средней школы, показывает, что навыки алгоритмизации и программирования становятся все более важными в современном образовании. Это объясняется тем, что развитие навыков программирования способствует развитию логического мышления учащихся. Обучение программированию помогает развить культуру работы со знаниями и позволяет в полной мере воспользоваться достижениями современного информационного общества.
Источник: Мудракова О.А., Апросина С.Ю. Изучение языков программирования – путь развития логического мышления обучающихся // Педагогический журнал. 2022. Т. 12. № 1А. С. 111-120.
______________________________
Повысить оригинальность, повысим уникальность - данный текст перефразирован нейросетью SEMANTICS (semantics-ap.ru) КонтрПлагиат (kontrplagiat.ru), на момент публикации, по версии антиплагиат, является уникальным.
Заказать НейроРерайтинг: пришлите текст, см. раздел "Контакты" -> исполним ваш заказ, покажем результат рерайта (пример текста) -> если вас устраивает качество текста, оплачиваете -> выдаем чек ФНС РФ + отдаем заказ + предоставляем гарантию.