У дисертації розглянуто питання стану навчання програмування в педагогічних ВНЗ. Визначено умови та шляхи реалізації процесу підготовки до розроблення педагогічних програмних засобів майбутніх учителів математики та інформатики. Виокремлені концептуальні засади, підходи та етапи створення педагогічних програмних засобів. Обгрунтовано перелік показників якості педагогічних програмних засобів та визначено комплекс вимог, яким вони повинні відповідати.
Також розглянуто психолого-педагогічні складові готовності майбутніх учителів до розроблення педагогічних програмних засобів та методи, які можуть використовуватися при підготовці до створення педагогічних програмних засобів.
Визначено і розроблено основні компоненти комп’ютерно орієнтованої методичної системи підготовки майбутніх учителів математики та інформатики до розроблення педагогічних програмних засобів. Розроблено практичні завдання за двома рівнями для забезпечення рівневої диференціації навчання та перелік тестових питань для перевірки знань студентів.
Експериментально перевірено ефективність комп’ютерно орієнтованої методичної системи підготовки майбутніх учителів математики та інформатики до розроблення ППЗ.
В диссертации рассмотрены вопросы состояния обучения программированию в педагогических ВУЗах. Рассмотрены концептуальные принципы проектирования и создания программных средств, а соответственно и педагогических программных средств на основании современных языков и сред визуальной разработки программного обеспечения. В частности, рассмотрены парадигмы и технологии программирования. Определены перспективность и преимущество подготовки будущих учителей математики и информатики к разработке педагогических программных средств на основе объектно-ориентированного программирования, поскольку его бесспорным преимуществом является концептуальная близость к предметной области произвольной структуры и назначения.
Проведен анализ, систематизация, обобщение отечественной и зарубежной научной, профессиональной, педагогической и учебно-методической литературы; выяснено состояние исследования проблемы относительно обучения будущих учителей математики и информатики проектированию и созданию педагогических программных средств. На основании полученных результатов определены условия и пути реализации процесса подготовки к разработке педагогических программных средств будущих учителей математики и информатики; выделены концептуальные принципы, подходы и этапы создания педагогических программных средств.
Обоснован перечень и раскрыто содержание показателей качества педагогических программных средств, которые разделены на две группы: показатели, преимущественно имеющие отношение к пользователям, и показатели, преимущественно касающиеся программистов. Определен комплекс требований, которым должны соответствовать педагогические программные средства, чтобы их использование в учебном процессе не вызывало негативных (в психолого-педагогическом или физиолого-гигиеническом смысле) последствий, а служило бы целям интенсификации учебного процесса, развития личности учащегося.
На основе анализа рассмотренных подходов к обучению определена целесообразность использования заданного подхода, как одного из базовых, рассматриваемого как целенаправленная практическая деятельность. Однако отмечено, что заданный подход не должен быть единственным подходом к процессу обучения, поскольку в практической деятельности преподаватель должен использовать не какой-либо отдельный методический подход, а слияние нескольких подходов в один для более эффективного обучения. Определен и обоснован выбор языка программирования Free Pascal и среды программирования Lazarus, использование которых должно обеспечивать не только овладение компетентностями относительно подготовки к разработке педагогических программных средств будущими учителями математики и информатики, а и предоставит возможность создавать свободно распространяемые программные средства что в свою очередь даст толчок к формированию определенных этических и правовых норм поведения относительно использование средств компьютерных технологий.
Кроме того, рассмотрены психолого-педагогические составляющие готовности будущих учителей к разработке педагогических программных средств и методы обучения созданию педагогических программных средств. Отдельное место занимает рассмотрение уровневой дифференциации обучения, особенность которой заключается в возможности самостоятельного определения студентом желаемого уровня компетентностей, но не ниже обязательного уровня.
Учитывая направленность диссертационного исследования на разработку педагогических программных средств математического направления, в работе рассмотрены особенности математических педагогических программных средств, среди которых выделены: возможность вычисления математических и логических выражений, заданных пользователем; возможность проведения символьных вычислений; учет погрешностей при проведении вычислений; вывод математических выражений в "естественном" виде; выполнение графических построений.
Определенны и разработаны основные компоненты компьютерно ориентированной методической системы подготовки будущих учителей математики и информатики к разработке педагогических программных средств, которая основывается па целенаправленном анализе и использование исходного кода реально используемых в педагогическом процессе программных средств. Разработаны практические задания двух уровней для обеспечения уровневой дифференциации обучения и перечень тестовых вопросов для проверки знаний студентов.
Для проверки результатов учебной деятельности относительно разработки педагогических программных средств был избран подход, в котором весомое место занимает экспертное оценивание качества разработанных педагогических программных средств на основе определенных критериев, и сформулирован перечень таких критериев по нескольким уровням.
В ходе педагогического эксперимента проверена эффективность разработанных компонентов методической системы, которая рассматривается как интегрированный образовательный процесс, направленный на достижение запланированных результатов на основе диагностики текущего состояния, мониторинга общих и специальных учебных компетентностей студентов.
The thesis deals with the issue of programming training in pedagogical universities. The conditions and the ways of the preparatory process for the development of educational software for future teachers of mathematics and computer science are determined. The conceptual principles, approaches and stages of educational software creation are selected. The list of indicators of quality and set of requirements for educational software are grounded.
The psychological and pedagogical elements of future teachers’ willingness to develop educational software and methods that can be used in preparation for the creation of educational software are observed.
The basic components of computer-oriented methodical system for training future teachers of mathematics and computer science in the development of educational software are defined and developed. Practical tasks on two levels to provide level differentiation in the study and a list of test questions to test students' knowledge are proposed.
The effectiveness of computer-oriented methodical system of training future teachers of mathematics and computer science to the development of educational software is experimentally verified.
