Дипломная работа на тему "ТЮМГУ | Проектирование элективного курса по формированию учебных компетенций учащихся на основе интеграции математики и программирования на Python в средней школе"

Работа на тему: Проектирование элективного курса по формированию учебных компетенций учащихся на основе интеграции математики и программирования на Python в средней школе
Оценка: отлично.
Оригинальность работы на момент публикации 50+% на антиплагиат.ру.
Ниже прилагаю все данные для покупки.
https://studentu24.ru/list/suppliers/Anastasiya1---1326

Описание работы

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ИНСТИТУТ МАТЕМАТИКИ И КОМПЬЮТЕРНЫХ НАУК
Кафедра алгебры и математической логики

РЕКОМЕНДОВАНО К ЗАЩИТЕ В ГЭК

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
магистерская диссертация
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА ПО ФОРМИРОВАНИЮ УЧЕБНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ УЧАЩИХСЯ НА ОСНОВЕ ИНТЕГРАЦИИ МАТЕМАТИКИ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ НА PYTHON В СРЕДНЕЙ ШКОЛЕ

44.04.О1 Педагогическое образование
Магистерская программа «Современное математическое образование»

Тюмень 2022

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ИНТЕГРАЦИИ МАТЕМАТИКИ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ НА PYTHON ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА ПО ФОРМИРОВАНИЮ УЧЕБНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ УЧАЩИХСЯ 10
1.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЙ «КОМПЕТЕНЦИЯ» И
«КОМПЕТЕНТНОСТЬ» 10
1.2. СТРУКТУРНЫЕ КОМПОНЕНТЫ УЧЕБНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ ОБУЧАЮЩИХСЯ 13
1.3. СОВРЕМЕННЫЕ ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРИЕМЫ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ УЧЕБНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ 17
1.4. ПРОБЛЕМА ИНТЕГРАЦИИ МАТЕМАТИКИ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ В СРЕДНЕЙ ШКОЛЕ 23
1.5. МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ УЧЕБНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ ОБУЧАЮЩИХСЯ НА ОСНОВЕ ИНТЕГРАЦИИ МАТЕМАТИКИ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ 26
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1 30
ГЛАВА 2. РЕАЛИЗАЦИЯ МОДЕЛИ ПРИМЕНЕНИЯ ИНТЕГРАЦИИ МАТЕМАТИКИ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ НА PYTHON ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА ПО ФОРМИРОВАНИЮ УЧЕБНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ УЧАЩИХСЯ 31
2.1. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 34
2.2. СОДЕРЖАНИЕ ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА 36
2.2.1. УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА 36

2.2.2. СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА 38
2.2.3. СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА 52
2.2.4. СОДЕРЖАНИЕ КОНТРОЛЬНОЙ ЧАСТИ КУРСА 60
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 64

ВВЕДЕНИЕ
За последнее время произошли значительные изменения роли и места персональных компьютеров и информационно-
коммуникационных технологий (ИКТ) в обществе. Те, кто способны эффективно осваивать современные технологии и информацию имеют иной стиль мышления. На данный момент уже невозможно представить современную школу без ИКТ.
В наше время информационные технологии проникли во все сферы человеческой жизни. Поэтому важно обучать подрастающее поколение в области информатики и ИКТ. Кроме того, если человек пытается связать свою жизнь с ИКТ, то ему необходимо иметь определенные знания основ программирования для его будущей карьеры.
В связи с бурным развитием ИКТ методы преподавания информатики должны меняться с каждым годом. Однако на данный момент образовательные учреждения не уделяют этому особого внимания. В настоящее время основы программирования изучаются только на уровне введения, так как время обучения очень маленькое. В то же время олимпиады и различные соревнования дают студентам знания решения различных задач, алгоритмов и структур данных, приемов программирования. Я считаю, что наибольшего успеха в преподавании основ программирования можно добиться, начиная обучать школьников уже с 5-7 класса, т.к. в дальнейшем способность к обучению снижается. Ученики в средней школе теряют интерес к математике и математическим дисциплинам. В 11 классе когда им предоставляется выбор предметов для сдачи ЕГЭ, они больше склоняются к гуманитарным наукам. Для тех, кто выбрал для сдачи экзамена математику, целью является не получить максимальный балл, а на брать проходной. Детей учат решать задачи ЕГЭ В части и зачастую при выпуске, многие не способны даже выполнять элементарные операции с дробями.

Основной проблемой преподавания программирования в школах является отсутствие системного подхода к этой проблеме. Проблема заключается в том, что в школе не учат решать задачи с помощью программирования. Школьные уроки, по сути, сводятся к изучению языковых структур и выполнению заданий по этим структурам, но для решения проблем, которые реально возникают, даже если ребенок не станет программистом, навыки, приобретенные на занятиях по программированию, станут для него хорошим толчком в дальнейшей жизни.
На данный момент детям приходится усваивать очень большой объем информации. На данный момент детям приходится усваивать очень большой объем информации. А так как сейчас поколение Z , то у них преобладает
«клиповое мышление», а это значит, что у детей снижается успеваемость по предметам, достаточно низкая концентрация внимания на какой-то определенной информации, а также неспособность к анализированию той или иной задачи. К сожалению, все эти факторы вызывают отсутствия умения применения полученных знаний на уроках в реальной жизни.
Проблемы:
1. Ученики не могут воспринять информацию, которая дается им на
слуху.
2. В математике при решении задач от учащихся требуется умение
пользоваться абстрактными образами, что понижает наглядность решения данных задач.
3. При выполнении заданий на уроках математики, ребенок не всякий раз имеет возможность оценить корректность собственного решения-это делает педагог.
На сегодняшний день Python является одним из самых популярных языков. Он достаточно прост в изучении, имеет простой синтаксис и разносторонен в использовании. Так же в интернете есть очень много обучающих ресурсов для изучения языка.

Таким образом математические примеры заменяются более интересной задачей по решению множества однотипных примеров одной программой. Элективный курс по математике методом программирования на Python позволит продемонстрировать обучающимся, что математика -это не только полезно, но и интересно.
В наше время почти каждого подростка привлекают компьютерные технологии. Их больше радует прохождение какой-либо игры, чем правильный ответ в решенной ими задаче. Создание “новой жизни” в лице программы, которая сможет выполнять какое-то действие будет давать такой же эффект как и удачное прохождение уровня в игре. Но в средней школе в рабочей программе на программирование выделено очень мало часов, да и в основном первый язык программирования затрагивается только в 9 классе.
Введение элективного курса по математике на основе программирования, повысит интерес школьников к математическим дисциплинам, т.к. для роста в данном направлении нужно овладеть соответствующими математическими навыками. Математические примеры заменяются более интересной задачей на создание программы, которая будет решать эти примеры. Для решения простых примеров таких как сложение двух чисел требуются минимальные знания программирования, но сам факт создания программы, которая будет работать и выполнять нужное действие корректно, оставит яркое впечатление у ученика.
Языком программирования данного курса будет Python. На сегодняшний день Python является одним из самых популярных языков. Он достаточно прост в изучении, имеет простой синтаксис и разносторонен в использовании. Так же в интернете есть очень много обучающих ресурсов для изучения языка.
Элективный курс по математике методом программирования на Python позволит не только поднять интерес обучающихся к математике, но и поможет выработать у них аналитический склад ума.

Объект исследования: процесс обучения математике и программирования на python в средней школе.
Предмет исследования: формирование учебных компетенций обучающихся средней школы в процессе обучения математики и программирования на python .
Цель исследования: теоретическое обоснование и проектирование элективного курса по формированию учебных компетенций на основе интеграции математики и программированию на python обучающихся средней школы
Задачи исследования:
1) изучение определений «компетенция» и «компетентность»;
2) выявление основных компонентов учебных компетенций, а также разработка критериев их оценки;
3) анализ современных педагогических технологий на уроках математики;
4) изучение проблемы интеграции математики и программирования;
5) проектирование модели формирования учебных компетенций обучающихся в процессе обучения математике и программирования на основе их интеграции;
6) реализация модели применения интеграции математики и программирования на python для проектирования элективного курса по формированию учебных компетенций учащихся;
7) проектирование элективного курса по формированию учебных компетенций;
8) анализ, обработка и подведение итогов педагогического эксперимента
Гипотеза исследования: если при обучении математики и программирования в средней школе спроектировать элективный курс на
основе интеграции математики и информатики, то это позволит повысить уровень развития учебных компетенций обучающихся.
1)
Теоретико-методологической базой исследования являются:
- компетентностный подход (А.В. Хуторской, И.А. Зимняя, В.Д. Шадриков, А.Н.Щукин, В.А. Болотов, В.В.Сериков и др.);
- интегративный подход (И.Д. Зверев, В.Н. Максимова, В.С. Безруков, К.Ю. Белая, Я.С. Бродский, А.Л.Павлов и др.);
Основные этапы исследования:
- Постановочный. Анализ психолого-педагогической и научно- методической литературы; сформулированы проблема, цель и гипотеза; определены объект, предмет и задачи исследования.
- Собственно-исследовательский. Проектирование структурной модели развития учебных компетенций на основе интеграции математики и программирования; проверка уровня развития компонентов учебных компетенций обучающихся.
- Оформительско-внедренческий. Анализ и обработка данных контрольного этапа эксперимента; формулировка выводов; оформление диссертационной работы.
Методы исследования:
- теоретические: изучение и анализ психолого-педагогической и научно-методической литературы по рассматриваемой проблеме; анализ Федерального Государственного Образовательного Стандарта Основного Общего Образования (ФГОС ООО);
- эмпирические: наблюдение за ходом учебного процесса; анкетирование обучающихся; беседы с учащимися; педагогический эксперимент;
Научная новизна заключается в том, что:
- уточнены понятия «компетенция», «компетентность»,
«учебная компетенция»;
- рассмотрены педагогические технологии на уроках математики;
- спроектирована модель формирования учебных компетенций на основе интеграции математики и программирования;
- реализована модель применения интеграции математики и программирования на python для проектирования элективного курса по формированию учебных компетенций учащихся;
- спроектирована программа элективного курса на основе спроектированной модели.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что спроектирована модель формирования учебных компетенций на основе интеграции математики и программирования.
Практическая значимость исследования состоит в том, модель применения интеграции математики и программирования на python для проектирования элективного курса по формированию учебных компетенций учащихся может быть реализована учителями математики и информатике в практике обучения в средней школе.
По структуре работа состоит из введения, оглавления, двух глав, выводов по каждой главе, заключения и библиографического списка литературы.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Edunews. Что такое элективный курс и зачем он нужен.
2. Python: преимущества и недостатки// советы экспертов
3. Web-creator. Серверные языки программирования.
4. А.М. Матюшкин, А.А. Матюшкина, И.А. Зимняя. Проблемное обучение: прошлое, настоящее, будущее: коллективная монография в 3 кн. Кн. 2: Лингво-педагогические модели проблемного обучения, 2019. 310 с.
5. Абрамовских В.В. Язык программирования Python в качестве дополнительного языка программирования в школе.
6. Автор 24. Системно-деятельностный подход в условиях реализации ФГОС.
7. Брич О. В. Характеристика учебно-познавательной компетенции как компонента иноязычной коммуникативной компетенции. М.: Вестн. МГЛУ. Сер.1. Педагогика. Методика. Психология, 2013. № 1. с. 65-76.
8. Воровщиков С.Г. Учебно-познавательная компетентность старшеклассников: состав и структура. М.: Наука и школа, 2007. №1. с. 36- 38.
9. Гурьянова М.В., Аброскин А.С. Ведущие языки программирования.
10. Дмитриенко М.В. Элективные курсы: формирование профессиональных интересов и намерений старшеклассников.
11. Донецкий Республиканский институт. Чем элективный курс отличается от факультативного?
12. Дьячук П.П. Системообразующие факторы интеграции курсов алгебры и информатики в средней школе
13. Зак А.З. Развитие и диагностика мышления подростков и старшеклассников. М.; Обнинск: ИГ-СОЦИН, 2010. 350 с. (дата обращения: 12.04.2022).
14. Захарова Т. Б., Нижников А.П., Маняхина В. Г., Смирнова И. М., Мирзоев М. С. Актуальные проблемы обучения математике и информатике в школе и педагогическом вузе. М.: Прометей, 2017. (дата обращения: 10.04.2022).
15. Зверев И.Д., Максимова В.Н. Межпредметные связи в современной школе. М.: Педагогика, 1981. 159 с. (дата обращения: 20.04.2022).
16. Зимняя И.А. Компетенция и компетентность в контексте компетентностного подхода в образовании. М.:НП «Национальное общество прикладной лингвистики».
17. И.Б.Адушева, Н.Б. Смирнова. К проблеме реализации системно- деятельностного подхода общеобразовательной школе.
18. Капин А.В. Математика как наука о количественных отношениях и пространственных формах действительного мира.
19. Козлов С. В. Особенности обучения школьников информатике в профильной школе // Научно-методический электронный журнал «Концепт». 2014. Раздел 1. С. 31-35.
20. Компьютерный портал. Язык python. Как изучать машинное обучение? Как запустить написанную программу.
21. Лебедев О.Е. Компетентностный подход в образовании. М.: Школьные технологии, 2004. Раздел № 5. с. 3-12.
22. Мартынюк А. А. Интегрированный подход при обучении программированию в средней школе // Интерактивная наука. 2018. Раздел
№2.
23. Н. В. Макарова, Ю. Ф. Титова. Системно-деятельностный подход при обучении информатики в средней школе.
24. О.В.Попова, Е.В. Рекк. Интеграция информатики и математики.
25. Общие требования к выпускным квалификационным работам бакалавра, специалиста, магистра в Тюменском государственном университете (приказ № 12-1 от 20.01.2020, действует с 01.04.2020)
26. Перминов В.Я. Философия и основания математики. М.,
«Прогресс -Традиция», 2002. 320 с. (дата обращения: 18.11.2021).
27. Положение о проверке на объем заимствования и размещении в электронной библиотеке выпускных квалификационных работ и научных докладов об основных результатах подготовленных научно- квалификационных работ (диссертаций) в ФГАОУ ВО «Тюменский государственный университет» (приказ № 97-1 от 26.02.2018)
28. Попов С.А Использование языка программирования Python для обучения школьников программированию в базовом курсе информатики и ИКТ.
29. Савкина Л.В. К вопросу об обучении программированию в основной и средней школе // Современные информационные технологии и ИТ-образование. 2011. №7.
30. Сафонов В.И. Пути использования компьютерных программных средств при изучении математики в средней школе.
31. Системно-деятельностный подход в педагогическом образовании: опыт реализации и перспективы развития Материалы Всероссийской научно практической конференции. Белгород: Тип. «Принт- Мастер»,2018.468c. (дата обращения: 20. 11.2021).
32. Сорокина Н.А. Python как основной язык программирования в средней школе / Н. А. Сорокина. Текст: непосредственный // Молодой ученый. 2019. № 5 (243). С. 15-16.
33. Студопедия. Современное состояние математики как науки. Математика в системе наук
34. Сухова Л.Н. Актуальные проблемы преподавания математики в средней школе.
35. Учебное пособие М.Н.Волкова. Деятельностный подход и категория деятельности в психологии.
36. Фардиева Р.Р. Актуальные проблемы преподавания математики.
37. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования [Текст] / Министерство образования и науки Российской Федерации. - М.: Просвещение, 2014. 48 с.
38. Фирмаль Л. Математика задачи с решением.
39. Формы титульных листов выпускных квалификационных работ бакалавра, специалиста, магистра, специалиста среднего звена в Тюменском государственном университете на период сложной санитарно- эпидемиологической обстановки (приказ № 264-1 от 08.05.2020)
40. Хуторской А.В. Ключевые компетенции: технология конструирования. М.: Народное образование, 2003. №5(1328). с. 55-61.
41. Хуторской А.В. Определение общепредметного содержания и ключевых компетенций как характеристика нового подхода к конструированию образовательных стандартов. М.: Вестник Института образования человека, 2011. №1. 3 с.
42. Хуторской А.В. Образовательные компетенции и методология дидактики. К 90-летию со дня рождения В.В. Краевского // А.В.Хуторской. Персональный сайт – Хроника бытия: [сайт]. 2016.
43. Школа программной инженерии. Software Engineering school -
«Основы программирования на языке Python».
44. Шоу Б. Единственный путь, ведущий к знанию – это деятельность.
45. Шумейко О.Н. Реализация системно-деятельностного подхода