microbik.ru
1 2 ... 19 20


Московский Государственный Университет им.М.В.Ломоносова
факультет Вычислительной Математики и Кибернетики
кафедра Алгоритмических языков


Дипломная работа по теме:
Документно-ориентированное программирование при обучении информатике в ОС Flint

Студента 524 группы
Аносова С.С.
Научный руководитель
н.с. Громыко В.И.

Москва
2003



Оглавление


1 Введение 4

1.1 Проекты РФФИ 4

1.2 Проект РФФИ и дипломная работа 4

1.3 Ретроспектива и перспектива обучения информатике 5

1.4 Нетрадиционное обучение 8

1.4.1 Метод обучения ГРОМ 8

1.4.2 Что значит знать? Традиционное обучение 10

1.4.3 Что значит понимать? Нетрадиционное обучение 11

1. базовая информатика рассматривается с точки зрения координатизации рациональной культуры, т.е. вычислимости, формализуемой и реализуемой на ЯЗЫКовой основе. 13

2. учебная ПО строится посредством учебных курсов (в том числе практикума), учебные материалы которых нагружены свойствами по их отношению к понятиям АМ, САМ. 13

3. инвариант ПОНИМАНИЯ поддерживается за счёт ВЗАИМНОЙ СВЯЗИ между вопросами отдельных дисциплин (причём с учётом их разного представления в разных профессиональных школах). СВЯЗЬ распространяется до обеспечения преемственности школьного курса математики с вузовским. 13

4. ОС на основе структуры ПО формирует адаптивный к учащемуся учебный материал в двух фундаментальных направлениях, представленных на рисунке стрелками. 13

1.4.4 Предметная область 13

2 Постановка задачи 14

2.1 Теоретическая часть 15

1. Задание должно обладать сложностью, обеспечивающей действие метода обучения ГРОМ (см. схему: инвариант ПОНИМАНИЯ в методе обучения ГРОМ для предмета информатика). Т.е. задание с необходимостью должно иметь продолжения ещё для трёх классов интеллектуальных состояний учащихся (НАЧИНАЮЩИЙ, ПРОФЕССИОНАЛ, УНИВЕРСАЛ). 15

2. Задание должно быть проработано до уровня, обеспечивающего действие ПОМОЩНИКА по формированию у учащегося объектно-ориентированной технологии в отношении “интеллектуальных прорывов к результату” (“метод раскручивания”). Т.е. задание должно содержать в курсе обучения подходящий, разработанный для метода ГРОМ, учебный материал. 15

2.2 Практическая часть по базовому курсу обучения 15

1. Разработать оглавление фрагмента курса для системного аналитика на основе понятия система. Прежде всего, предложить проблемы для классов учащегося. 15

2. Предъявить элементы ПО для системы обучения FLINT: во-первых, учебный материал для задания практикума; во-вторых, учебный материал по проблемам для классов учащегося; в-третьих, качественные вспомогательные курсы других авторов. 15

2.3 Практическая часть по системе обучения 15

1. Разработать схему и инструменты погружения и визуализации ПО в системе дистанционного обучения. 15

2. Разработать схему и инструменты формирования ДМУ в системе дистанционного обучения. 16

3. Разработать схему и инструменты представления ПОМОЩНИКА для метода обучения ГРОМ. 16

3 Задание практикума 16

3.1 Особенности программистской части задания 16

3.1.1 Методическая часть 17

2.1. основной текст; 17

2.2. оглавление; 17

3.2 Особенности теоретической части задания 18

3.2.1 Пример-проблемы 18

3.2.1.1 Интерпретация в программировании 18

3.2.1.2 ООП 19

3.2.2 Проблема АТД для НАЧИНАЮЩЕГО 20

3.2.2.1 Методическая часть 20

3.2.2.2 Пример-проблемы 22

3.2.3 Проблема для ПРОФЕССИОНАЛА 23

3.2.4 Проблема ООП, АТД, Модели-типов для УНИВЕРСАЛА 24

3.3 Главный индекс понятий 25

3.3.1 Индекс для ПРАГМАТИКА 26

3.3.2 Индекс для НАЧИНАЮЩЕГО 26

3.3.3 Индекс для ПРОФЕССИОНАЛА 27

3.3.4 Индекс для УНИВЕРСАЛА 27

4 Фрагмент базового курса для задания 29

4.1 Расширение главного индекса понятий 30

4.2 Методы обучения РО и ТО 31

4.3 Часть 1: курс ПРАГМАТИКА 31

3.1. АМ 32

3.2. Дискретность, непрерывность 32

3.3. Типы данных в ЯП 32

3.4. АТД 32

3.5. Категория 32

3.6. Функтор 33

4.1. Excel обработка 33

4.2. Перспектива учащегося в курсе обучения 33

4.4 Часть 2: курс НАЧИНАЮЩЕГО 33

4.5 Часть 3: курс ПРОФЕССИОНАЛА 34

4.6 Часть 4: курс УНИВЕРСАЛА 35

5 Система WINDS 36

5.1 Авторская среда 37

5.1.1 Структура курса 37

5.1.1.1 Модули 37

5.1.1.2 Индекс 37

5.1.2 Тесты 38

5.2 Среда учащегося: тесты как проблемы 38

5.3 Обучение: адаптация для метода ГРОМ 39

1.1. На основании методической части задания практикума и фрагмента курса ПРАГМАТИКА учащийся продвигается до границ возможного в исполнении задания. Преодолению учащимся этой границы служат пункты 1.2 и 1.3. 39

1.2. Главный индекс понятий позволит опереться на дополнительный учебный материал других авторов через наследные индексы этих курсов (расширение главного индекса). Например, для Word и Excel использован учебный материал В.Т. Безручко [E.5]. 39

1.3. Пример-проблемы позволяют приобщиться к узловым (теоретическим) трудностям задания. Через эти пример-проблем происходит переход учащегося к учебным материалам других классов. 39

6 Разработанные технологии и инструменты 40

7 Результаты и перспективы исследования 41

8 Благодарности 42

9 Словарь обозначений 43

10 Список рабочих материалов 45

Д1. Панчук О.А. “Развивающее обучение в системе FLINT. Аппликативный стиль”, Москва-94. 45

Д2. Новикова Т.В. “Развивающее обучение в системе FLINT. Логический стиль: среда развития. Среда саморазвития на основании теоремы Кука”, Москва-96. 45

Д3. Сафонова Л.А. “Развивающее обучение в системе FLINT. Аппликативный стиль: среда развития. Среда саморазвития на основании теоремы компактности”, Москва-96. 45

Д4. Малютин Б.Г. “Предъявление предмета информатики в компьютерной системе FLINT для переоткрытия обучаемым предмета. Развивающее обучение в отношении вычислимости”, Москва-97. 45

Д5. Соломин С.О. “ Предъявление предмета информатики в компьютерной системе FLINT для переоткрытия обучаемым предмета. Развивающее обучение в отношении эффективности”, Москва-97. 45

Д6. Ванькова А.Р. “Самоорганизация ученика в системе FLINT. Императивный стиль ”, Москва-98. 45

Д7. Задымов К.В. “Самоорганизация ученика в системе FLINT. Аппликативный стиль ”, Москва-98. 45

Д8. Захарова Н.В. “Самоорганизация ученика в системе FLINT. Логический стиль”, Москва-98. 45

Д9. Мигачёв П.Н. “Самоорганизация ученика в системе FLINT. Марковский стиль ”, Москва-98. 45

Д10. Тагер Д.С. “Самоорганизация ученика в системе FLINT. Объектно-ориентированный стиль ”, Москва-98. 45

Д11. Демченко В.В. “Эффективность в информатике для компьютерного рабочего места учащегося”, Москва-99. 45

Д12. Климкин П.С., “Инфраструктура интеллектуального компьютерного места учащегося (адаптивность, экспертность, расширяемость)”, Москва-99 45

Д13. Новиков А.В., “Интеллектуальное компьютерное место учащегося (обучающая система FLINT)”, Москва-99. 45

Д14. Черников А.А. “Вычислимость в информатике для компьютерного рабочего места учащегося”, Москва-99. 45

Д15. Денисова О.В. “Интеллектуальное компьютерное место учащегося (реализация)”, Москва-2000. 45

Д16. Линь Го Вей “Адаптивная справочная служба в ИКМУ”, Москва-2000. 45

Д17. Юрлов Д.А. “Среда разработчика документно-ориентированной предметной области в ОС Flint”, Москва-2002. 45

Д18. Босик А.В. “Рабочее место учащегося в ОС Flint”, Москва-2002. 45

Д19. Лапшин О.Ю. “Среда обучения в ОС Flint”, Москва-2002. 45

11 Список литературы 46

1. Громыко В.И. Язык второй грамотности. Синергетика. Труды семинара, том 6, Москва МГУ, 2003 (сдана в печать). 46

2. Громыко В.И. Самоорганизация рациональной культуры (информатика как педагогическая задача), Синергетика, Труды семинара, том 4, Москва, МГУ, 2001. 46

3. Громыко В.И. Модели для базового обучения информатике в высшей школе. “Математика. Компьютер. Образование”, Выпуск 5, Москва, Прогресс-Традиция, 1998. 46

4. Громыко В.И. Обучение информатике как задача синергетики. Синергетика. Труды семинара РНАН МЗ МГУ, 1998. 46

5. Громыко В.И. Базовое обучение информатике. Вестник МГУ. Серия 15. Вычислительная математика и кибернетика №2, 1995. 46

6. Громыко В.И., Кучевский Ю.В., Панчук О.А. развивающее обучение в комплексе обучения основам информатики. Метод и практика подготовки учебного материала. Педагогическая информатика №2, 1995. 46

7. Трифонов Н.П., Громыко В.И., Колядко М.В. Компьютерная система в комплексе обучения основам информатики. Педагогическая информатика №2, 1995. 46

8. Трифонов Н.П., Громыко В.И. Компьютерный задачник-учебник по программированию на базе развивающего обучения (информатике). Педагогическая информатика №2, 1993. 46

1. В.А. Любецкий. Основные понятия школьной математики. Москва, Просвещение-87. 46

2. И.Р. Шафаревич. Основные понятия алгебры. “Регулярная и хаотическая динамика”-99. 46

3. Р. Хартсхорн. Основы проективной геометрии. Современная математика. Популярная серия. Мир-70. 46

4. Л.А. Калужнин. Основная теорема арифметики. Популярные лекции по математике. Выпуск 47. Наука-69. 46

5. В.В. Прасолов. Задачи по планиметрии. МЦНМО-2001. 46

6. Б.М. Давидович. Математический анализ в 57 школе. МЦНМО-98. 46

7. Э. Энгелер. Метаматематика элементарной математики. Мир-87. 46

8. В.Ш. Кауфман. Языки программирования. Концепции и принципы. Радио и связь-93. 46

9. Ф. Клейн. Элементарная математика с точки зрения места. Том 1. Арифметика, алгебра, анализ. Наука-87. 46

10. Р.В. Хемминг. Численные методы. Наука-68. 46

11. А.И. Маркушевич. Возвратные последовательности. Популярные лекции по математике. Выпуск 1. Наука-83. 46

12. В.А. Успенский. Что такое аксиоматический метод? “Регулярная и хаотическая динамика” – 2000. 46

13. В.А. Успенский. Что такое нестандартный анализ? Наука-87. 46

14. А.А. Кириллов. Что такое число? Наука-93. 46

15. А.И. Маркушевич. Целые функции. Элементарный очерк. Наука-75. 46

16. В.Н. Агафонов. Типы и абстракции данных в языках программирования (обзор). 46

17. Дж.Р. Хиидли. Комбинаторы и лямбда-исчисление (краткий обзор). Математическая логика в программировании. МОЭ, Мир-91. 47

18. Л. Леман, М. Смит. Типы данных. Данные в языках программирования. МОЭ, Мир-82. 47

19. А.В. Замулин. Типы данных в языках программирования и базах данных. Наука-87. 47

20. А. Филд, П. Харрисон. Функциональное программирование. Мир-93. 47

21. П. Грэй. Логика, алгебра и базы данных. Машиностроение-89. 47

1. Ю. Беленький. Microsoft Word 2000, СПб: БХВ-Санкт-Петербург-99. 47

2. В. Долженков. Microsoft Excel 2000, СПб: БХВ-Санкт-Петербург-99. 47

3. М. Гуссенс. Путеводитель по пакету LATEX и его расширению LATEX2. Мир-99. 47

4. А. Васильев. VBA в Office 2000. Учебный курс. Питер-2001. 47

5. В.А. Биллиг. VBA в Office 2000. Офисное программирование. Русская редакция-99. 47

5. M. Broy “Информатика. Основополагающее введение”. Части 1, 2, 3, 4. Диалог-МИФИ, Москва, 1996-1998. 47

6. M. Broy, B. Rumpe “Введение в информатику: сборник задач”, Научный мир, Москва, 2000. 47

7. Е.М. Бениаминов. Основы алгебры. Элементы универсальной алгебры и её приложений в информатике. РГУ-2001. 47

8. Е.М. Бениаминов. Алгебраические методы в теории баз данных и представлении знаний. Научный мир-2003. 47

9. В.Т. Безручко. Практикум по курсу “Информатика”. Работа в Windows, Word, Excel. 47

10. А.Б. Будак, Б.М. Щедрин. Пособие для поступающих на факультет ВМК МГУ, 2003. 47

11. А.А. Никитин. Математика, Научный мир-2002. 47

12. В.Н. Пильщиков. Сборник задач по языку Паскаль Научный мир-2003. 47

a. Р. Грэхем, Д. Кнут, О. Поташник. “Конкретная математика. Основание информатики”. Москва, Мир-98. 47

b. F.L. Bauer, G. Goos. “Информатика. Вводный курс”. Москва, Мир-90. 47

c. Новиков Ф., Яценко А. “Microsoft Office 2000 в целом”. СПб. БХВ-Санкт-Петербург, 1999. 47

d. Д.Э. Кнут. Всё про TEX. Вильямс-2003 г., Москва, Санкт-Петербург, Киев. 47

e. Популярные лекции по математике. 61 брошюра. 47

f. Современная математика. Популярная серия. 47

g. Л.С. Понтрягин. Знакомство с высшей математикой. 5 книг. 47

12 Приложения 48

Оглавление базового курса информатики 1999 года 48

1.1. Грамматики 48

1.2. Автоматы 48

2.1. Исполнение 48

2.1.1. Операционная и денотационная семантики императивного программирования (доказательное программирование) 48

2.1.2. Абстракция, аппликация, рекурсия аппликативного программирования (интерпретация) 48

2.1.3. Комбинаторы функционального программирования (программирования без переменных) 48

2.1.4. Вывод логического программирования (механизм возвратов, метод резолюций) 48

2.1.5. Параллельность, недетерминированность, взаимодействующие последовательные процессы 48

2.1.6. Интерактивность 48

2.2. Типизация 48

2.2.1. Классические пакеты: строки, массивы, множества, списки, деревья, файлы... 48

2.2.2. Сильная типизированность. 48

2.2.3. Слабая типизированность: смешанные вычисления, семантика Скотта. 48

2.2.4. АТД 48

3.1. Тьюринга-модель, Ахо-модель императивного стиля 48

3.2. Маркова-модель, Маркова-Турчина-модель аппликативного стиля 48

3.3. Бэкуса-модель, Клини-модель функционального стиля 48

3.4. Эрбрана-модель, Робинсона-модель логическогоо стиля 48

3.5. Хоара-модель недетерминированности 48

3.6. Гогуэна-модель ООП 48

1.1. Счётность 48

1.2. Диагональный метод Кантора (несчётность) 48

1.3. Экстенсиональность 48

1.3.1. Формализация 48

1.3.1.1. Тьюринга-Поста, Маркова, Чёрча (т.Чёрча-Россера), Клини (рекурсия) 48

1.3.1.2. Разрешимость, неразрешимость, перечислимость 48

1.3.2. Гёделизация, универсальность (машины, функции), обощённая рекурсия, т. Клини о нормальной форме 48

1.4. S-m-n теорема, т. Клини о неподвижной точке, т.Райса 48

1.5. Сводимость, сводимость по Тьюрингу, т.Поста 48

1.6. Неперечислимость. 48

2.1. Переборные задачи 48

2.1.1. Теорема об ускорении 49

2.1.2. Элементы общей теории сложности 49

2.1.3. Знаменитая цепочка классов сложности: NPSPACE (log N)  P  NP  Pspace = Npspace 49

2.1.4. NP – класс, т. Кука, сводимость по Тьюрингу, NP – трудные задачи 49

2.1.5. Эвристические приёмы для пререборных задач 49

2.2. Оценка сложности 49

2.2.1. В худшем, в среднем 49

2.2.2. Производящие функции 49

2.2.3. Уравнения 49

2.3. Полиномиальные алгоритмы 49

2.3.1. Сортировка и поиск 49

2.3.2. Деревья 49

2.3.3. Множества 49

3.1. Противоречия 49

3.2. Теории 49

3.2.1. Неформальные 49

3.2.2. Формальные 49

3.2.2.1. Исчисление высказываний /* разрешимость*/ 49

3.2.2.2. Исчисления предикатов /* полуразрешимость */ 49

3.2.2.3. Разрешимые теории 49

3.2.2.4. Неразрешимые теории 49

3.3. Выразимость 49

3.3.1. Теорема о компактности Мальцева – Гёделя 49

3.3.2. Теорема Линдстрёма 49

3.3.3. Усиление логик 49

3.3.3.1. Многосортная логика первого порядка: R-логика, N-логика (-логика) 49

3.3.3.2. Слабая логика второго порядка (в том числе, бесконечная, с новыми кванторами) 49

3.3.3.3. Модальная логика 49

Оглавление базового курса информатики 2003 года 49

1.1. Грамматики 49

1.2. Автоматы 49

2.1. Исполнение 49

2.1.1. Операционная и денотационная семантики императивного программирования (доказательное программирование) 49

2.1.2. Абстракция, аппликация, рекурсия аппликативного программирования (интерпретация) 49

2.1.3. Комбинаторы функционального программирования (программирования без переменных) 50

2.1.4. Вывод логического программирования (механизм возвратов, метод резолюций) 50

2.1.5. Параллельность, недетерминированность, взаимодействующие последовательные процессы 50

2.1.6. Интерактивность 50

2.2. Типизация 50

2.2.1. Классические пакеты: строки, массивы, множества, списки, деревья, файлы... 50

2.2.2. Сильная типизированность. 50

2.2.3. Слабая типизированность: смешанные вычисления. 50

2.2.4. Фукциональная модель 50

2.2.5. АТД модель 50

3.1. Модели императивного стиля Тьюринга, Ахо 50

3.2. Модели аппликативного стиля Маркова, Маркова-Турчина 50

3.3. Модели функционального стиля Бэкуса, Клини 50

3.4. Модели логическогоо стиля Эрбрана, Робинсона 50

3.5. Модель недетерминированности Хоара 50

3.6. Модель ООП Гогуэна 50

1.1. Счётность 50

1.2. Диагональный метод Кантора (несчётность) 50

1.3. Экстенсиональность 50

1.3.1. Формализация 50

1.3.1.1. Тьюринга-Поста, Маркова, Чёрча (т.Чёрча-Россера), Клини (рекурсия) 50

1.3.1.2. Разрешимость, неразрешимость, перечислимость 50

1.3.2. Гёделизация, универсальность (машины, функции), обощённая рекурсия, т. Клини о нормальной форме 50

1.4. S-m-n теорема, т. Клини о неподвижной точке, т.Райса 50

1.5. Сводимость, сводимость по Тьюрингу, т.Поста 50

1.6. Неперечислимость. 50

2.1. Переборные задачи 50

2.1.1. Теорема об ускорении 50

2.1.2. Элементы общей теории сложности 50

2.1.3. Знаменитая цепочка классов сложности: NPSPACE (log N)  P  NP  Pspace = Npspace 50

2.1.4. NP – класс, т. Кука, сводимость по Тьюрингу, NP – трудные задачи 50

2.1.5. Эвристические приёмы для пререборных задач 50

2.2. Оценка сложности 50

2.2.1. В худшем, в среднем 50

2.2.2. Производящие функции 50

2.2.3. Уравнения 50

2.3. Полиномиальные алгоритмы 50

2.3.1. Сортировка и поиск 50

2.3.2. Деревья 50

2.3.3. Множества 50

3.1. Противоречия (порядок Рассела, …) 51

3.2. Теории 51

3.2.1. Неформальные (т.Стоуна, …) 51

3.2.2. Формальные 51

3.2.2.1. Исчисление высказываний /* разрешимость*/ 51

3.2.2.2. Исчисления предикатов /* полуразрешимость */ 51

3.2.2.3. Разрешимые теории 51

3.2.2.4. Неразрешимые теории 51

3.3. Выразимость 51

3.3.1. Теорема о компактности Мальцева – Гёделя 51

3.3.2. Теорема Линдстрёма 51

3.3.3. Системы 51

3.3.3.1. Вывод 51

3.3.3.2. Процессы 51

3.3.3.3. БД 51

2.1. Теорема Стоуна 51

2.2. Теорема Биркгофа 51

3.1. Разрешимость исчисления высказываний 51

3.2. Перечислимость исчисления предикатов (т.Эрбрана) 51

3.3. Усиление логик 51

3.3.1. Многосортная логика первого порядка: R-логика, N-логика (-логика) 51

3.3.2. Слабая логика второго порядка (в том числе, бесконечная, с новыми кванторами) 51

3.3.3. Модальная логика 51

Полуфабрикаты макросов для выполнения задания 51

Полуфабрикаты макросов для Recorder’а 56

Инструментарий для печати 56

Полуфабрикат стилевого пакета LATEX2 для выполнения задания 60


следующая страница >>