Главная Учебники - Педагогика Лекции по педагогике - часть 1

Методические рекомендации по выполнению выпускной квалификационной работы бакалавра физико-математического образования профиль информатика

В.М.Васильев

ГОС	Государственный образовательный стандарт высшего образования
ВКР	Выпускная квалификационная работа
РГПУ им.А.И.Герцена	Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Российский государственный педагогический университет им.А.И.Герцена»
ГАК	Государственная аттестационная комиссия
УМО	Учебно-методическое объединение вузов России по педагогическому образованию
НИР	Научно-исследовательская работа
ГЗ	Главная задача научного исследования
ВЗ	Вспомогательная задача научного исследования
НР	Научный результат исследования
НП	Научное положение
ИПТ	Информационная педагогическая технология
ИКТ	Информационно-коммуникационная технология
ИТ	Информационная технология
ППС	Педагогические программные средства
УБЗ	Учебная база знаний
КТО	Компьютерные технологии обучения
ПК	Персональный компьютер
ОНИ	Дисциплина «Основы научных исследований»
ТОИ	Дисциплина «Теоретические основы информатики»
ДПП	Дисциплины профильной подготовки в соответствии с ГОС

1.	Общие положения методических рекомендаций . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	8
2.	Характеристика научной степени бакалавра образования и квалификационные требования к ВКР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	8
3.	Теоретический базис ВКР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	9
3.1.	Понятие научных основ ВКР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	9
3.2.	Общие сведения о науке и научных исследованиях . . . . . . . . . . . . . . . . .	11
3.2.1.	Наука . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	11
3.2.2.	Научное исследование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	11
3.2.3.	Научная теория . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	12
3.2.4.	Научная методология . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	13
3.2.5.	Научный метод . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	14
3.3.	Процессы научных исследований . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	14
3.3.1.	Общие понятия процесса научных исследований . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	14
3.3.2.	Постановка проблемы научных исследований . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	14
3.3.3.	Выбор темы научных исследований . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	15
3.3.4.	Обобщенная информационно-технологическая модель процесса научных исследований . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	15
3.4.	Методика научных исследований . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	15
3.4.1.	Общие понятия методики научных исследований . . . . . . . . . . . . . . . . . .	15
3.4.2.	Методическая система научных исследований . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	16
3.4.3.	Методики теоретических исследований . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	17
3.4.4.	Методики экспериментальных исследований . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	19
3.4.5.	Методика оформления научных результатов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	21
3.5.	Технология научных исследований . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	22
3.5.1.	Определение и вид технологической карты научных исследований . . . .	22
3.5.2.	Принципы построения технологической карты научных исследований .	23
3.5.3.	Обобщенная модель технологической карты научных исследований . . .	24
3.5.4.	Главная и вспомогательная задачи, научный результат и научное положение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	24
3.5.5.	Эффективность технологической карты в организации научных исследований . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	25
4.	Практические рекомендации для выполнения выпускной квалификационной работы бакалавра физико-математического образования профиль информатика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	28
4.1.	Положение о выпускной квалификационной работе бакалавра физико-математического образования: цель и задание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	28
4.2.	Тематическая ориентированность ВКР бакалавра физико-математического образования профиль информатика . . . . . . . . . . . . . . .	30
4.2.1.	Проблемные исследования в области информационных педагогических технологий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	30
4.2.2.	Математические проблемы информатики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	38
4.3.	Технология и содержание этапов выполнения выпускной квалификационной работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	39
4.3.1.	Информационно-технологическая схема выполнения ВКР . . . . . . . . . . .	39
4.3.2.	Выбор темы ВКР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	42
4.3.3.	Пример выбора темы ВКР бакалавра физико-математического образования профиль информатика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	44
4.3.4.	Изучение и анализ литературы по теме ВКР (информационный поиск) .	49
4.3.5.	Обоснование актуальности и научной новизны темы ВКР . . . . . . . . . . . .	52
4.3.6.	Пример технологической карты выполнения ВКР . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	57
4.3.7	Составление плана исследований и разработка методики научного поиска (технологическая карта ВКР) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	58
4.3.8.	Организация исследований по теме ВКР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	60
4.3.9.	Научные результаты ВКР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	60
4.4.	Нормативные требования к оформлению ВКР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	61
4.4.1.	Структура и содержание основных разделов ВКР . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	61
4.4.2.	Изложение и оформление текстовой части ВКР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	65
4.4.3.	Графическое представление иллюстрационного материала ВКР . . . . . . .	67
4.4.4.	Написание и пояснение математических формул . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	68
4.4.5.	Составление списка использованных источников . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	69
4.4.6.	Правила оформления приложений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	69
4.5.	Принципы подготовки презентации ВКР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	70
4.5.1.	Общие положение о презентации ВКР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	70
4.5.2.	Пример подготовки слайдов презентации по теме ВКР «Разработка и исследование содержания дисциплины ДПП.04. Теоретические основы информатики» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	71
4.6.	Рекомендации по оценке качества ВКР и защите в ГАК . . . . . . . . . . . . .	78
4.7	Литература и документы, рекомендованные бакалавру физико-математического образования профиль информатика для выполнения ВКР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	80
Приложения к методическим рекомендациям по выполнению ВКР бакалавром физико-математического образования профиль информатика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	86
Приложение 1. Программа учебной дисциплины «Основы научных исследований» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	87
Приложение 2. Программа учебной дисциплины «Теоретические основы информатики». (В сравнении с разделом 1 «Теоретическая информатика» школьного предмета) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	97
Приложение 3. Список основной и дополнительной литературы, рекомендованной бакалавру для выполнения ВКР по направлению 540200 Физико-математическое образование профиль информатика . . .	102
Приложение 4. Образец титульного листа ВКР бакалавра физико-математического образования, профиль Информатика . . . . . . . . . . . . . . .	108

Методическое обеспечение этапов научных исследований

Этап 0. Методика постановки научной проблемы на основе вскрытия противоречий между имеющимися на данный момент знаниями об объекте исследования и знаниями необходимыми для практического решения задачи, востребованной обществом
Этап 1. Методика выбора темы и научное обоснование ее актуальности для развития науки и практического применения
Этап 2. Методика информационного поиска путей решения проблемы и формулировка гипотезы с уточнением задач исследования, разработка плана научного исследования
Этап 3. Методика научного поиска – проведение научного исследования (теоретические и экспериментальные работы)
Этап 4. Методика формулирования тезисов научного положения на основе обобщения научных результатов

Наименование

Цель исследования

Главная задача (ГЗ)

Научное положение

Исследование

Внедрение работы в целом

Доктрина образования Российской Федерации

	Цель – повышение качества обучения


		Системное научное мышление:
Высшая интеллектуальная культура:

Опережающее образование

Цель – ориентация на профессии, выпуска (востребованные на момент будущей цивилизации)

Открытость образования

Цель – доступность образования и активизация самообучения

Методы:

Формы:

Средства:

Непрерывное образование
Рис.5 Концептуальные основы реформирования образования на базе современных методов и средств ИКТ
Согласование учебных программ и методов образовательного процесса по ступеням многоуровневой подготовки
Дидактические принципы компьютерного обучения

Классические принципы диалектики (по Коменскому) Дидактические принципы компьютерного обучения

Более полное информационное представление научной картины мира

Визуализация предметов и явлений

Личностно-ориентированное представление учебного материала в среде дистанционного обучения

Системный подход в преподавании учебных материалов

Подача учебного материала по фактическому его усвоению

Реализация информационной модели самообучения
Итоговая государственная аттестация

5. Защита ВКР в Государственной аттестационной комиссии

Государственный экзамен

4. Оценка качества ВКР

3. Подготовка презентации ВКР Государственная аттестационная комиссия
2. Оформление ВКР

1.6. Обобщение и формирование научного результата
1.5. Организация выполнения ВКР (научный поиск)
Выпускающая кафедра

1.4. Составление плана исследования и разработка его методики (Технологическая карта НИР)
1.3. Формулировка гипотезы, определение задач исследования (обоснование актуальности и новизны.)
Научный руководитель

1.2. Изучение и анализ литературы (информационный поиск)
1.1. Выбор темы ВКР бакалавра физико-математического образования профиль Информатика
Выпускник

Рис.7. Информационно-технологическая схема выполнения ВКР
Программа для школ естественного и гуманитарного профиля (уровень А) Программа для школ физико-математического, технического (технологического) и социально-экономического профилей (уровень В)
1.1.Информация и информационные процессы.

1.1. Информация и информационные процессы.

№ Наименование разделов дисциплины Наименование тем и отдельных занятий (лекций, практических занятий)
1.

Теория формальных языков

1.1. Формальные языки

Наименование показателя, характеризующего тему Содержание показателя, характеризующего тему
Актуальность
Тема должна быть важной для теоретической или прикладной информатики, требующей решения в настоящее время для науки или образования. Критерия для установления степени новизны (актуальности) пока нет.

Научная новизна Тема должна решать теоретическую, методическую или профессиональную задачу в области информатики. Это значит, что тема в такой постановке никогда не разрабатывалась или ориентирована на дальнейшее развитие данной научной области знаний. Иногда по заданию научного руководителя могут быть предложены одинаковые темы ВКР. Это делается для конкурирующих научных результатов при выборе наиболее эффективных результатов для внедрения.
Соответствие квалификационному профилю бакалавра
Темы квалификационной выпускной работы бакалавра физико-математического образования по профилю информатика обычно выставляет кафедра на сервере бакалавра по заявкам школ, органов образования, фирм, научных организаций.

Осуществимость или внедряемость При разработке темы следует определить ее окончание в плановое время, нормативное по ГОС для выполнения ВКР. При выборе темы необходимо определить наличие экспериментальной базы для ее выполнения. Для оценки актуальности, новизны, квалификационной ориентации и осуществимости целесообразно посещение других учебных заведений, методических центров и родственных кафедр, лабораторий РАН и РАО.
Слайд № 2. (график)
Слайд № 1 (пл. 1).

Впервые разработано новое содержание дисциплины ТОИ для педвузов и предложены рекомендации для включения ее содержания в ГОС третьего поколения.

Тема Создания учебно-методического обеспечения дисциплины- ТОИ
Цель– повышение профес- сионализма бакалавров
ГЗ – Разработка учебного курса ТОИ
Внедрение в учебный процесс
Научное положение

Слайд № 3.

Программа информатики для X-XII классов, рекомендованная Министерством образования РФ в 2001/2002 учебном году Существующий ГОС второго поколения по профилю 540203 – информатика
Содержание раздела «Теоретическая информатика» школьного предмета «Информатика» Содержание дисциплины ДПП.04 «Теоретические основы информатики» ГОС высшего профессионального образования направления физико-математическое образование профиль информатика
1.Информация и информационные процессы

1.Теория формальных языков

Слайд № 4

содержание .. 492 493 494 ..

Содержание разделов и тем дисциплины ТОИ, изучаемой в РГПУ им. А.И. Герцена [53] Содержание раздела 1 «Теоретическая информатика» для школ гуманитарного и естественного профилей (Программа информатики уровня А) [55]
1. Информатика: предмет и методы

1. Теоретическая информатика

2. Информация и информационные процессы
1.1. Информация и информационные процессы. Вещественно-энергетическая и информационная картина мира. Кодирование информации с помощью знаковых систем. Кодирование генетической информации. Кодирование аналоговой (непрерывность), графической и звуковой информации методом дискретизации.
3. Введение в вычислительный эксперимент.
1.2. Моделирование и формализация (Моделирование как метод познания. Материальные и информационные модели. Формализация как основной этап построения модели. Формализация текстовой и графической информации. Объект и его свойства. Система как целостная совокупность объектов (элементов). Модели изменения систем и модели состояния систем. Различные типы информационных моделей. Свойства моделей. Построение и исследование с помощью компьютера информационных моделей из физики, биологии, экономики, экологии и других областей наук и отраслей).
4. Алгоритмы и методы алгоритмизации
1.4. Алгоритмизация и программирование. (Понятие алгоритма. Свойства алгоритмов. Способы записи алгоритмов. Система команд исполнителя. Формальное исполнение алгоритмов. Основные алгоритмические структуры: линейная, ветвление, цикл. Вспомогательные алгоритмы. Процедурное программирование: основные типы и структуры данных. Переменные массивы. Объектно-ориентированное программирование: объекты-свойства и методы, событийные и общие процедуры. Графический интерфейс-форма и управляющие элементы).
Способы представления алгоритмов: строчная словесная
запись. Графические формы. Языки псевдокодов. Алгебраические и геометрические формализмы теории алгоритма).

5. Теория преобразователей информации.
1.3. Математические логические основы информатики. (Двоичная система счислений. Двоичная арифметика. Основы логики. Алгебра высказываний. Базовые логические функции. Логические законы и правила преобразования логических выражений. Построение таблиц истинности логических выражений. Логические схемы основных устройств компьютер: сумматор, регистр).