Навчання логічних основ інформатики студентів фізико-математичних спеціальностей педагогічних університетів

Abstract

У дисертаційному дослідженні розроблені окремі компоненти методичної системи навчання логічних основ інформатики студентів фізико-математичних спеціальностей педагогічних університетів; проведено історико-філософський аналіз становлення логіки як науки; досліджено стан вивчення логічних основ інформатики в середніх загальноосвітніх та вищих педагогічних навчальних закладах; з’ясовано психолого-педагогічні особливості навчання студентів логічних основ інформатики. Визначено цілі навчання, зміст і структуру курсу “Логічні основи інформатики” в педагогічному університеті; розроблено методичні рекомендації до вивчення окремих тем курсу (багатозначні логіки, методи мінімізації булевих функцій, основи комп’ютерної схемотехніки), навчально-методичне забезпечення; створено дистанційний курс “Логічні основи інформатики”. Наведено результати педагогічного експерименту, що вказують на ефективність використання компонент методичної системи навчання логічних основ інформатики майбутніх вчителів інформатики.

The dissertation presents the individual components of methodical system teaching the informatics logic basis of students of the department of physics and mathematics in the pedagogical university. It gives historical and philosophical analysis of establishment logic as science and it is pointed on the state of study of informatics logic basis in secondary school and higher pedagogical universities and found psychological and pedagogical peculiarities of teaching students the informatics logic basis. It is determined the objectives, content and the structure of the course “Logic Basis of Informatics” in the pedagogical university, development the methodical recommendations to teaching some themes of course (multivalued logic, methods of minimizations Boolean functions, fundamentals of computer circuitry) and educational software, was created the distance course “Logic Basis of Informatics”. The dissertation presents the results of the pedagogical experiment which point out on the effectiveness used components of the methodical system of teaching the informatics logic basis future teachers of informatics.

В диссертационном исследовании разработаны отдельные компоненты методической системы обучения логическим оснований информатики студентов физико-математических специальностей педагогических университетов; определены цели обучения, содержание и структура дисциплины “Логические основания информатики” в педагогическом университете, разработаны методические рекомендации по изучению отдельных тем курса (многозначные логики, методы минимизации булевых функций, основания компьютерной схемотехники), создано дистанционный курс. В первом разделе “Теоретические основания обучения логическим основам информатики в педагогическом университете” проведен историко-философский анализ становления логики как науки, что позволил глубже понять предысторию становления формальной логики, дальнейшего возникновения математической и неклассических логик, определить содержание учебной дисциплины ”Логические основания информатики“; рассмотрены психолого-педагогические особенности обучения студентов логическим основаниям информатики в высшем учебном заведении. Изучение логических оснований информатики играет важную роль в процессе подготовки студентов физико-математических специальностей педагогических специальностей, формировании их информационной культуры и профессиональных компетентностей. Во втором разделе “Компоненты методической системы обучения логическим основаниям информатики студентов физико-математических специальностей педагогических университетов” показано недостаточное отображение логических оснований информатики в содержании учебных дисциплин профессиональной подготовки будущих учителей информатики та ее полное отсутствие в содержании школьных программ информатики. В работе определены цели, содержание и структура учебного курса, описано методику обучения многозначным логикам, методам минимизации булевых функций и основаниям компьютерной схемотехники; обосновано целесообразность использования средств информационно-коммуникационных технологий при исследовании функций алгебры логики, минимизации форм логических функций, узлов компьютерной схемотехники и проектировании цифровых устройств. На основании проведенного историко-философского анализа становления логики как науки, изучения места логических оснований информатики как неотъемлемой составляющей теоретической информатики, к логических основаниям информатики относим вопросы, что очень важны для дальнейшего изучения логических оснований информатики (арифметические основания информатики), непосредственно разделы логических оснований информатики (логика и исчисление высказываний, логика предикатов, математические теории первого порядка, теория алгоритмов, методы минимизации булевых функций, многозначные логики) и разделы информатики, в каких широко используются знания с логических оснований информатики (логическое программирование, основы искусственного интеллекта и экспертных систем, основы компьютерной схемотехники). В работе показано, что изучение логических оснований информатики студентами физико-математических специальностей педагогических университетов способствует овладению будущими учителями информатики необходимой теоретической и практической подготовкой, необходимой для формирования у них системы профессиональных компетентностей и информационной культуры. Результаты педагогического эксперимента дали возможность сделать выводы о том, что использование компонент методической системы обучения логическим основаниям информатики студентов физико-математических специальностей педагогических университетов, способствует повышению фундаментальности подготовки по информатике будущих учителей информатики, приобретению студентами предметных компетентностей.