У статті представлена модель формування раціонального змісту навчання програмуванню з урахуванням специфіки додаткової освіти та особливостей візуальних середовищ програмування. Розкрито поетапна реалізація структури змісту навчання програмуванню.
Додаткова освіта є ефективним і дієвим інструментом освіти. Останнім часом в системі освіти відбуваються процеси, наслідком яких є перерозподіл ролей між загальною середньою і додатковою освітою дітей. Якщо загальну середню освіту грає роль базового, то додаткову освіту все більше переходить зі сфери дозвілля в сферу предпрофессиональное і професійної підготовки дітей, розвитку їх творчих здібностей, підготовки їх до життя в сучасному суспільстві.
Можна виділити наступні причини, які обумовлюють перевагу профорієнтаційного навчання програмуванню на базі додаткової освіти:
Освітній процес, організований у системі додаткової освіти, повинен враховувати такі особливості:
- носити розвиваючий характер навчання;
- використати різноманітність форм навчання;
- формування інтересу до навчання взагалі і кожної окремої дисципліни, зокрема;
- врахування регіональних особливостей і традицій.
У додатковій освіті пред'являються вимоги: до структурування навчального матеріалу; до змісту навчального матеріалу; до моделі викладу навчального матеріалу.
У педагогічній теорії і практиці при відборі змісту освіти прийнято орієнтуватися на наступні принципи:
2. Принцип єдиної змістовної і процесуальної сторони навчання. Він передбачає врахування особливостей конкретного навчального процесу. Це означає, що при відборі змісту освіти необхідно враховувати принципи і технології передачі матеріалу, рівні його засвоєння та пов'язані з цим дії.
3. Принцип структурної єдності змісту освіти на різних рівнях його формування передбачає узгодженість таких складових, як теоретичне уявлення, навчальний предмет, навчальний матеріал, педагогічна діяльність, особистість учня.
4. Принцип гуманізації змісту загальної освіти пов'язаний, перш за все, зі створенням умов для активного творчого та практичного освоєння школярами загальнолюдської культури.
5. Принцип фундаменталізації змісту освіти вимагає усвідомлення учнями сутності пізнавальної та практичної перетворюючої діяльності. Навчання в зв'язку з цим постає не тільки як спосіб отримання знання і формування умінь і навичок, а й як засіб озброєння школярів методами добування нових знань, самостійного набуття вмінь і навичок.
6. Принципи гуманізації та фундаменталізації змісту освіти викликали до життя становлення і такого принципу, як відповідність основних компонентів змісту загальної освіти структурі базової культури особистості. Ці компоненти представлені як когнітивний досвід особистості, досвід практичної діяльності, досвід творчості і досвід відносин особистості [3].
Стосовно до змісту програм додаткової освіти слід враховувати наступні принципи: відповідності змісту освіти вимогам розвитку суспільства, науки, культури і особистості; єдиної змістовної і процесуальних сторін навчання; гуманізації та фундаменталізації змісту освіти.
В даний час операційний стиль мислення витіснений уточнюючим поняттям - ІКТ-компетентність, головною рисою, якої є перехід до іншої системи оцінок якості навчання: при компетентнісний підхід, в якісну характеристику навчання в першу чергу оцінюється вміння використовувати, впроваджувати в практику наявні знання.
Поряд із зазначеними аспектами, слід зазначити факт, що найбільша кількість завдань підсумкової атестації з інформатики у вигляді єдиного державного іспиту представлено розділом «Алгоритмізація та програмування». Крім завдань, які безпосередньо належать до алгоритмізації і програмування, в ЄДІ з інформатики є завдання з інших розділів, вирішення яких базується на вмінні складати алгоритми і реалізовувати їх. У завданнях єдиного державного іспиту залишаються вимоги до високого рівня програмування у випускників, але стандарт середньої (повної) освіти не дозволяє досягти такого рівня через нестачу годин.
Таким чином, розділ «Алгоритмізація та програмування» як і раніше відіграє важливу роль в курсі інформатики та ІКТ, незважаючи на скорочення часу, відведеного для його вивчення. Додаткова освіта є на сьогоднішній день прихованим нереалізованим резервом, який може дати гарну підготовку школярам в області програмування. Збільшити навчальний час також можливо за рахунок профільного навчання та гурткової роботи. Профільне навчання здійснюється лише в старших класах і стосується всіх розділів курсу інформатики. На істотне збільшення годин в даному випадку розраховувати складно. Гурткова робота носить локальний характер, учні відвідують заняття нерегулярно, часто змінюється склад групи. Тому ефективність навчання програмуванню в таких умовах буде низькою.
Через необхідність утримувати дітей складно в умовах додаткової освіти готувати їх до вирішення олімпіадних завдань. Підготовка до вирішення олімпіадних завдань вимагає підвищеної посидючості, високого рівня підготовки з математики. Крім того, олімпіадні задачі мають досить абстрактний характер. У цих умовах досить важко утримувати постійний склад групи протягом усього періоду навчання. Проте, окремі учні, які займаються програмуванням в умовах додаткової освіти, показують непогані результати і навіть займають призові місця на олімпіадах різного рівня, хоча спеціально їх до цього не готують.
Навчання програмуванню в системі додаткового навчання інформатиці в основному будується за наступною схемою. На першому етапі розглядається процедурний мову програмування або об'єктно-орієнтована мова. Існують додаткові освітні програми, в яких подальше вивчення програмування не передбачено. Однак у зв'язку з поширенням в даний час сучасних технологій програмування, в багатьох додаткових освітніх програмах на другому етапі передбачено вивчення візуальної середовища програмування.
У методиці викладання програмування в системі додаткової освіти можна використовувати інший підхід. Він полягає в тому, щоб учні починали складати програми відразу в візуальному середовищі програмування, минаючи об'єктно-орієнтована і процедурний мови.
Візуальна технологія програмування є сучасним підходом до створення програм. В даний момент існують різні тлумачення терміна «візуальні мови програмування». Візуальне програмування - програмування, що передбачає створення додатків за допомогою наочних засобів. При цьому, програміст показує, що повинно вийти в результаті, а текст програми генерується автоматично за допомогою візуального прототипу.
Візуальна мова програмування робить процес створення програм наочним і захоплюючим і бере на себе більшу частину рутинної роботи. Але, разом з цим, дана технологія дозволяє розробляти досить складні і професійні програми. Візуальне програмування має гідність наочного подання інформації та набагато краще відповідає природі людського сприйняття, ніж методи традиційного програмування.
У моделі формування раціонального змісту додаткової освіти з інформатики в області алгоритмізації і програмування необхідно враховувати наведені вище специфіку додаткової освіти та особливості візуальних середовищ програмування (рис. 1).
Структура змісту навчання візуальному програмуванню в додатковій освіті в даній моделі розкривається поетапно (рис. 2). Навчання дітей візуальному програмуванню доцільно почати з опису особливостей і переваг складання програм у візуальному середовищі, наприклад в Delphi. Середовище програмування Delphi є професійним середовищем програмування і призначена для розробки досить складних і продуктивних програмних комплексів, які отримали назву проектів. Для розробки грамотного і професійного проекту потрібне знання учнями основних кроків у створенні проектів.
Первісне розгляд середовища програмування Delphi і основних понять візуального програмування тісно пов'язане з введенням компонентів, їх властивостей і елементів програмування. Це одна з особливостей і труднощів навчання візуальному програмуванню, що виявляється в тому, що досліджуваний матеріал вимагає знань далі розглянутих розділів.
На першому етапі розбирається конструювання графічного інтерфейсу проекту, зміна властивостей компонентів за допомогою Інспектора об'єктів і через програмний код. Тут слід р ассмотреть властивості компонентів, які будуть часто зустрічатися в подальшому. До цих компонентів в першу чергу відносяться форма, текстове поле, напис, командна кнопка. Для того щоб створювані проекти були барвистими і цікавими, при проектуванні графічного інтерфейсу слід передбачити можливість додавання графічних об'єктів. Таким чином, необхідно розглянути властивості об'єкта TImage. який дозволяє додавати графічне зображення в проект. Зазвичай даний компонент вивчається не на перших етапах, а вже після введення основних операторів. Особливістю даного підходу є те, що учні починають працювати у вікні програмного коду до введення елементів мови програмування.
Другий етап включає в себе вивчення основних операторів, реалізацію в візуальному мовою програмування лінійних, умовних і циклічних алгоритмічних конструкцій. На даному етапі вводяться елементи мови програмування (алфавіт, зарезервовані слова, ідентифікатори, типи даних, константи і т.п.). В основному в створюваних обчислювальних і логічних проектах використовується обробник події OnClick.
На третьому етапі відбувається повернення до розробки графічного інтерфейсу проекту, розглядається робота компонента Таймер. Даний об'єкт вводиться як більш зручний спосіб організації повторення дій через задається інтервал часу. Далі на четвертому етапі таймер служить для включення елементів динаміки і анімації в проект (рух об'єктів, зміна форм, розмірів і видів об'єктів). Тут учні працюють з обробником події OnTimer. створюючи барвисті і цікаві проекти із застосуванням графічних зображень.
При створенні серйозного додатки слід передбачити різні варіанти роботи з програмою. Події, що відповідають за управління роботою об'єктами за допомогою миші і клавіатури, розбираються на п'ятому етапі. Саме тут вводиться символьний тип даних, хоча він використовувався і на попередніх етапах.
На шостому етапі розглядаються складові типи даних, зокрема масиви і строкові типи, показується їх реалізація у візуальному середовищі програмування. Для вивчення строкового типу даних доцільно використовувати такі компоненти, як Текстова область, Список вибору і Список, що випадає.
Практично всі програми Windows мають меню, яке є поширеним елементом користувальницького інтерфейсу. Робота компонента Меню розбирається на сьомому етапі.
Таким чином, в структурі змісту навчання візуальному програмуванню в системі додаткової освіти можна виділити три напрямки, які реалізуються в кілька етапів:
1. Робота з компонентами та їх властивостями.
2. Робота з операторами і типами даних візуальної мови програмування.
3. Робота з обработчиками подій.
Дану структуру можна розширити в залежності від кількості годин, відведених у додатковій освіті, і від запланованого результату навчання.