Педагогические науки/ 2.Проблемы подготовки специалистов

Джарасова Г.С., к.п.н., доцент

Павлодарский государственный университет им.С.Торайгырова

Алдибаева Л.Т., к.ф.-м.н.

Казахский национальный аграрный университет

Методика формирования логики программирования будущих ІТ-специалистов

В образовательных программах подготовки будущих программистов на изучение вопросов логики построения алгоритмов с использованием математического аппарата (алгебры предикатов), изучению современных направлений в области проверки правильности программ, верификации программ не всегда уделяется необходимый объем учебных единиц. Однако, современная тенденция развития науки информатики (предикатное программирование, логическое программирование, и др.) требует системного подхода к исследованию методики развития логической подготовленности ІТ-специалистов.

В целях развития абстрактного логико-алгебраического мышления студентов; отработки навыков построения математических моделей объектов, явлений и процессов окружающей действительности; обеспечения возможностей пропедевтики современных языков программирования и информационных технологий; создания условий освоения методологии современной науки и формирование умений и навыков их применения в образовательных программах специальностей «Информатика», «Информационные системы», «Вычислительная техника и программное обеспечение» мы предлагаем включить учебный модуль «Логика программирования». Данный модуль может состоять как из одной дисциплины, также из совокупности нескольких информатико-математических дисциплин, ориентированных на формирование у студентов компетенций общих знаниевых структур, технологий и схем мышления, а также механизмов приведения их в действие в нестандартных ситуациях.

Содержание обучения при формировании логики программирования студентов было отобрано на основе следования регламентационным предписаниям методических принципов: фундаментализации; соответствия целям обучения; учета предмета и содержания информатики, как научной дисциплины; дидактической изоморфности; единства содержания обучения; перспективности; профессиональной направленности.

В содержание модуля предлагаем включить теоретические и практические знания об основных методах и технологиях информатики, позволяющие углубление знаний студентов по базовым и профилирующим дисциплинам, раскрывая их содержательную часть посредством выявления и использования логико-алгебраической методологии.

Практическая часть модуля рассчитана на развитие умений и навыков в области методологии познания; знания и умения по логическому исчислению; умения применять метод «от абстракции»; навыков по применению индуктивных и дедуктивных методов в области программирования; компетенции верификации и валидации программных продуктов.

Для бакалавриата на первой ступени обучения вводятся понятия, связанные с алгеброй высказываний, алгеброй предикатов, с формальными методами верификации программ. На следующей ступени обучения - для магистрантов с целью более глубокого изучения вопросов верификации программ рассматриваются формальные и программные методы.

Педагогические исследования в области формирования логики программирования позволили нам определить следующую схему чтения лекций: А) Постановка целей лекции; Б) Раскрытие темы (определения, свойства, теоремы, прикладные возможности и т.п.) с использованием знаний по самостоятельно изученным материалам, а также знаний, освоенных при решении задач, выданных на предыдущей лекции (или СРСП); В) Раскрытие темы через междисциплинарные и внутридисциплинные связи; Г) Постановка перед студентами задач самостоятельного изучения; Д) Составление карты-памяти лекции. Карта-памяти лекции является практической реализацией метода карт представлений.

Касаясь разработки концепции логики программирования мы акцентировали внимание на выделении роли и значимости взаимосвязей и взаимозависимости между логическим мышлением и формальными символическими языками. Особое внимание уделялось, при этом, концепции логического исчисления; выявлению алгебраических и алгоритмических свойств синтаксических конфигураций формальных языков исчислений высказываний и предикатов, как прообразов алгоритмических свойств современных языков программирования. Останавливаясь на логико-алгебраических предпосылках логики программирования, мы акцентируем внимание на операционных свойствах мыслительной деятельности, как основе алгебраичности мышления, обуловившей возможности построения его математических моделей в формах, свойственных общей теории алгебраических систем посредством использования метода формальных аксиоматических теорий.

Разрабатывая методические подходы к формированию логики программирования будущих ІТ-специалистов, нами актуализирована необходимость выявления общих схем, свойственных методам образования математических абстакций, индуктивным и дедуктивным методам, а также другим каноническим конструкциям логико-алгебраических наук, в частности методу от абстракции, и возможностей их применения в различных (нестандартных) ситуациях. Этот подход интересен тем, что на его основе формируются общие знаниевые (когнитивные) структуры, схемы и технологии, хранящиеся в долговременной памяти, а также механизмы приведения их в действие.

Следует отметить, что объекты абстрактной, нечисловой природы, а также их простейшие конфигурации: абстрактные множества, отношения, графы, деревья, булевы алгебры и т.д. являются естественным теоретическим и методологическим обеспечением изучения информатики. Основой глубокого понимания технологий и методов в области программирования является формальные аналоги мыслительных операций, основанные на четких правилах оперирования с ними, т.е. в общем случае - логическое исчисление. В процессе ознакомления студентов с методологией построения логического исчисления, в рамках которого строится формализованный язык, изучения его синтаксических особенностей и выразительных возможностей они познаютспецифику индуктивных определений и их роль в обеспечении алгоритмической природы определяемых объектов.

При формировании логики программирования студентов ключевую позицию занимает алгоритмы построения синтаксических составляющих формализованных языков, которые являются инструментами синтаксического анализа языков программирования. Для глубокого освоения семантического анализа, будущему ІТ-специалисту необходимы знания и умения выявления и использования содержательных возможностей формальных языков.

Формализация таких понятий как «Алгоритм», «Определимость» и «Эффективная вычислимость» позволяет будущему ІТ-специалисту осуществить: рациональный выбор наиболее эффективного алгоритма из известного множества алгоритмов решения данной задачи с учетом особенностей их применения; получение временных оценок решения сложных задач; получение достоверных оценок невозможности решения некоторой задачи за определенное время; разработку и совершенствование эффективных алгоритмов решения задач в области обработки информации на основе практического анализа.

Литература:

1 Нурбекова Ж.К. Теоретико-методологические основы обучения программированию: монография. – Павлодар, 2004. – 225с.

2 Дроботун Б.Н. Методическая система обучения логико-алгебраическим дисциплинам в высших учебных заведениях: дисс. ... докт.пед. наук.- Алматы, 2008. – 442 с.