Визуальные учебные средства как инструменты технологии проектирования объектно-ориентированных программ в системе высшего образования

"Научный аспект №6-2024" - Педагогика

УДК 378.12

Научный руководитель Исаева Лаисат Мусаевна – доцент кафедры прикладной информатики Чеченского государственного педагогического университета.

Хайдарова Имани Билаловна – магистрант Чеченского государственного педагогического университета.

Аннотация: Визуальные учебные средства как инструменты технологии проектирования объектно-ориентированных программ играет важную роль в системе высшего образования. Тем не менее, большинству студентов трудно хорошо изучить концепции языка программирования, потому что он, как правило, абстрактный и трудно поддаются воображению. Поэтому основным вопросом является то, как эффективно облегчить обучение с помощью визуальных учебных средств. Визуальные учебные средства, должны быть привлекательными и портативными, чтобы побудить учащихся к полноценному участию в процессе обучения.

Ключевые слова: визуальные учебные средства, программирование, объектно-ориентированные программы, образование, информационный процесс, прикладная информатика.

Визуальные учебные средства как инструменты технологии проектирования объектно-ориентированных программ, ориентированные на обучение студентов, имеет важное значение в системе высшего образования, где обучение включает в себя приобретение знаний и навыков. Считается, что именно в этом направлении визуальные учебные средства имеют значительный потенциал в ближайшем будущем. Визуальные учебные средства по своей сути является эффективной формой обучения. Компьютерные технологии могут расширить охват и диапазон традиционных учебных программ организационного обучения. Они позволяют студентам синтезировать традиционное обучение с онлайн-опытом.

Преподавание и изучение визуальных учебных средств — это сложная задача как для студентов, так и для преподавателей. Однако студенты часто демонстрируют свои знание в данной области, но не умеет применять их на практике при решении специальных задач. Основная причина этого заключается в том, что визуальные учебные средства являются неотъемлемой особенностью алгоритмических конструкций системы программирования.

Опыт преподавания учебных дисциплин по программированию показывает, что трудности возникают как на первом этапе изучения и решения программных реализаций, так и на алгоритмическом этапе при изучении синтаксиса и основной конструкции языка программирования. Эти трудности связаны с нежеланием студентов принимать учебные материалы с достаточно высоким уровнем абстракции и логики.

Существует множество различных способов преподавания и изучения визуальных учебных средств. В то время как традиционное обучение в значительной степени сосредоточено на чтении, механическом запоминании и лекциях, современные преподаватели имеют широкий спектр инструментов, технологий и подходов к обучению визуальных средств.

Визуализация может применяться как в статической, так и в динамической форме. Статическая визуализация позволяет показать процесс как нечто целое, при этом одновременно показывая важные детали как элементы этого целого. При динамической визуализации появляется возможность прослеживать во времени исполняемые шаги процесса.

Применение визуализации полезно при обсуждении алгоритмов различных информационных процессов. В курсах программирования удобно применять такой подход для изучения методов сортировки и поиска. Для этого можно привлекать как сложные программные продукты, использующие современные достижения мультимедиа, так и достаточно простые по способам реализации подходы. Визуализация позволяет подробно изучать как отдельные методы сортировки и поиска, так и проводить сравнительный анализ эффективности различных методов, показывая процессы последовательно. Для достижения наибольшего эффекта студенты должны иметь возможность длительного взаимодействия с соответствующей средой программирования.

Для студентов обучающихся по программе прикладная информатика в экономике можно включать в лабораторный практикум задания по простой визуализации. Это заставит их вникать в детали алгоритма, которые при обычном подходе часто остаются в стороне.

Для эффективного использования визуальных навыков в процессе обучения необходимо у студентов развить четыре ключевых элементов: полнофункциональное визуальное обучение, активное обучение и обучение, основанное на результатах, динамической трансляции и междисциплинарных подходов.

Стратегии визуального обучения преобразуют образовательную среду, обеспечивая студентам основу для когнитивного развития. Краткий список из пяти когнитивных преимуществ, которые дают такую стратегию:

  1. Улучшенное понимание – визуальные учебные материалы могут упростить представление сложных академических концепций, делая абстрактные идеи более конкретными и понятными.
  2. Повышение вовлеченности – использование визуальных эффектов может превратить сложный предмет в увлекательный учебный процесс, повышая мотивацию и внимание.
  3. Поддержка различных стилей обучения – визуальное обучение обслуживает широкий спектр когнитивных способностей и стилей обучения, в том числе тех, кто обладает сильными математическими способностями или пространственным интеллектом.
  4. Помощь в развитии пространственных способностей – регулярное взаимодействие с визуальными системами обучения может улучшить пространственные способности студентов, которые имеют решающее значение во многих академических и профессиональных областях.
  5. Интеграция визуальных стратегий в формальную учебную среду, задействует когнитивные процессы, которые облегчают переход от механического заучивания к более глубокому, более аналитическому взаимодействию с материалом.

Визуальные учебные средства позволяют создавать удобные программные средства для эффективного обучения. Эффективность визуального обучения основана на теории двойного кодирования, которая утверждает, что информация легче усваивается, когда представлена как в вербальной, так и в визуальной форме [3. с. 79].

Студенты, как правило, понимают и запоминают информацию гораздо лучше, когда она представлена в визуальном виде, например, в виде блока программного кода на каком-либо языке программирования или разметки и формулы, математическое выражение.

Визуальное программирование (от лат. visualis – зрительный) – это технология программирования, предусматривающая создание приложений с помощью наглядных средств [5. с. 149].

К визуальному программированию можно отнести также Rapid Application Development (RAD) – быструю разработку программ. RAD – технология программирования, обеспечивающая ускоренную разработку и модификацию приложений за счет использования объектно-ориентированного и визуального программирования.

Средствами визуального программирования обычно решают задачи построения пользовательского интерфейса и упрощения разработки приложения путем замены метода «написания программы» на метод конструирования.

Визуальное программирование, бесспорно, обладает достоинством наглядного представления информации и гораздо лучше соответствует природе человеческого восприятия, чем методы традиционного, текстового программирования. Однако практически все визуальные средства нуждаются в дополнении функциями, которые не могут быть представлены в виде графических конструкций и требуют текстового выражения. Визуальные средства дополняются специальными программами – «скриптами», написанными на различных языках программирования.

Концепция визуального программирования реализована во многих современных средах разработки программных систем. Все ведущие фирмы, создающие средства для программирования и конструирования имеют системы, поддерживающие технологию визуального программирования.

Усовершенствование методики преподавания программирования в системе высшего образования является комплексной задачей. Один из подходов для повышения качества усвоения учебного материала состоит в использовании визуализации алгоритмов в преподавании информатики и программирования. Кроме того, объектно-ориентированный анализ и проектирование является одним из основных курсов, преподаваемых студентам, получающим степень бакалавра по программе прикладной информатики в экономике. То же самое было распространено даже на студентов, изучающих дисциплины «Бизнес-информационные технологии» и «Телекоммуникационная инженерия» на факультете физики, математики и информационных технологий Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Чеченский государственный педагогический университет».

Курс объектно-ориентированных программ визуальных учебных средств преподается студентам, не имеющим ни одного из необходимых навыков разработки программного обеспечения. Возникшая проблема заключалась в медленной концептуализации материала знаний многими студентами, которая, однако, была уменьшена за счет применения подхода «обучение через моделирование».

Таким образом, визуальные учебные средства в процесс обучения расширяет воображение и самостоятельное мышление, навыки студентов, связанные с программированием. Вышеупомянутое методы позволяют преподавателю совершенствовать свои навыки в процессе обучения, освоить методы и средства визуализации учебного материала и успешно применять их на практике.

Список литературы

  1. Гниденко, И. Г. Технологии и методы программирования: учебное пособие для вузов / И. Г. Гниденко, Ф. Ф. Павлов, Д. Ю. Федоров. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва: Издательство Юрайт, 2024. — 248 с.
  2. Кочин, В. П. Проектирование и обеспечение безопасности интегрированных образовательных информационно-коммуникационных систем: монография / В. П. Кочин, Ю. И. Воротницкий. — Минск: БГУ, 2022. — 167 с.
  3. Зыков, С. В. Программирование: учебник и практикум для академического бакалавриата / С. В. Зыков. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва: Издательство Юрайт, 2023. — 285 с.
  4. Карташева, О. В. Информационные технологии в профессиональной деятельности: учебное пособие / О. В. Карташева. — 2-е издание, пересмотренное. — Ярославль: МУБиНТ, 2023. — 112 с.
  5. Тузовский, А. Ф. Объектно-ориентированное программирование: учебное пособие для вузов / А. Ф. Тузовский. — Москва: Издательство Юрайт, 2024. — 213 с.
  6. XI летняя школа преподавателя — 2022. Качество цифрового образования 2022—2030 — Москва: Издательство Юрайт, 2022. — 23 с.
Автор: Хайдарова Имани Билаловна