Изучение языка "R" в рамках элективного курса в старшей школе

Размещено на http://www.allbest.ru/

Изучение языка «R» в рамках элективного курса в старшей школе

Воронкова Н.Р.

магистрант, 2 курс,

Московский городской педагогический університет

(г. Москва, Россия)

Аннотация

В статье рассмотрено изучения языка программирования «R» в старшей школе, в рамках элективного курса. Данный элективный курс рассматривается как мотивационная база для дисциплины информатика.

Ключевые слова: язык программирования «R», элективный курс, обучение языкам программирования в старшей школе

Abstract

Voronkova N.R.

undergraduate, 2nd year student,

Moscow State Pedagogical University (Moscow, Russia)

LEARNING R LANGUAGE IN AN ELECTIVE COURSE IN HIGH SCHOOL

The article deals with the study of the R programming language in high school, as part of an elective course. This elective course is considered as a motivational basis for the discipline of computer science.

Keywords: programming language «R», elective course, teaching programming languages in high school.

Современное обучение информатики в школе представляет собой неоднозначный процесс, и его неоднозначность связана с историческими приоритетами обучения. Ранее программированию уделялось достаточно большое внимание в школе, несмотря на разность в материальном обеспечении школ разных регионов, достаточно низкий уровень изучаемых языков программирования. Внимание учеников было сконцентрировано на решении математических и физических задач с помощью алгоритмов, зачастую ничем не визуализированное. С эволюцией сред программирования, расширением возможностей компьютеров и изменением преподаваемого материала появляется концепция профильного обучения в общем образовании.

Профильное обучение позволяет дифференцировать содержание обучения школьников, с учётом их образовательных целей, интересов, способностей, вплоть до создания индивидуального учебного пути. Такое достигается с помощью профильного обучения в старшей школе, где идёт ориентация на выбор учащихся, принимая во внимание их индивидуальные особенности. Что приводит к развитию профессиональных навыков, с помощью более детального изучения некоторых дисциплин, которые в совокупности подготавливают учащегося к последующему погружению в профессиональную деятельность.

Процесс такого перехода стал осуществляться в старшей школе в 2006 - 2007 годах. В результате него учебные дисциплины были разделены на три основные группы: базовые и профильные дисциплины, элективные курсы.

Профильное обучение является одной из составных частей модернизации содержания школьного образования, которое может позволить за счёт изменений в структуре, содержании и организации образовательного процесса воплотить концепцию индивидуализации обучения, когда учитываются интересы, склонности и способности учащихся, а также создаётся основа для их будущей профессиональной деятельности, в том числе и их намерений касательно продолжения образования.

Такое обучение в плане индивидуализации образовательного процесса предусматривает возможность различных комбинаций учебных предметов за счёт гибкости системы профильного обучения.

Одним из таких компонентов и являются элективные курсы. Они позволяют удовлетворить познавательный интерес школьников, дополнить содержание профиля. Элективные курсы могут раскрывать любую тематику, от общеобразовательного цикла до узких направлений деятельности.

Эффективность любого обучения, как общего, так и профильного, зависит от качества и методически верной разработки содержательного, структурного и методического компонента обучения. Только при этом условии внедрение профильного обучения даст максимальную эффективность. Слабым звеном в этой цепи является компонент, включающий в себя элективные курсы, так как они могут охватывать бесконечно широкий спектр различных профессий, видов деятельностей, предметов.

В этой связи разработка элективного курса для обучения программированию на языке R учащихся десятых классов является актуальной задачей. Такой элективный курс позволит расширить набор изучаемых в школе языков программирования, с другой стороны посмотреть на предмет изучения информатики, так как в рамках элективного курса будет говориться не об информации, как некоем конкретном объекте, а о данных в целом, об их структуре или, напротив, не структурированности, возможностях оптимизации и необходимости формализации перед обработкой.

Язык R в первую очередь предназначен для статистической обработки данных и работы с графикой, это свободная программная среда с открытым исходным кодом, имеющая множество графических интерфейсов [7]. На сегодняшний день он продолжает развиваться и входит 20 самых популярных языков программирования по версии рейтинга TIOBE на 2023 год [8].

В рамках элективного курса по программированию на языке R для школьников 10 классов, с помощью этого языка можно дать представление учащимся о работе с данными, их систематизации и нормализации, продемонстрировать возможности статистической обработке данных, показать варианты графического представления результатов такой обработки.

Для того чтобы это обеспечить, необходимо на элективном курсе рассмотреть следующие темы:

1. Переменные и типы данных - в языке R присутствуют специфически структуры, такие как вектор, таблица, фактор, которые не входят в изучение по предмету информатика. Так же одной из оригинальных особенностей R является неопределённый результат - «NaN».

2. Базовый синтаксис языка - использование условных и циклических операторов, массивов данных, функций.

3. Подключение библиотек, работа с графикой - графическое отображение результатов является существенной и весомой особенностью языка R.

4. Обработка данных - сюда входит понятие нормализации данных, а так же использование данных из различных источников. Язык R позволяет, при подключении необходимых библиотек, получать данные в любом из часто используемых видов - текст, таблицы, XML, CSV.

5. Использовании средств статистических вычислений - так как говоря об обработке данных, так или иначе затрагивается тема статистического анализа, то необходимо продемонстрировать учащимся реализацию средств универсальных статистических вычислений, например регрессионный анализ и анализ временных рядов, позволяющие на современном уровне работать с данными.

Все необходимые для знакомства с языком R материалы обязательно сопровождаются примерами, которые в рамках собственной работы учащиеся могут доработать, изменить, скомпоновать, для получения собственной законченной корректно работающей программы.

Одними из основных целей такого элективного курса является профориентационная направленность и поддержание мотивации к изучению дисциплины информатика. изучение язык элективный курс

Мотивационная часть состоит в том, что изучаемые языка в рамках школьного курса информатики позволяют хорошо решать математические, отчасти физические задачи, ограничиваясь тем набором проблем, который присутствует в школьной программе.

Ежедневно в интернете генерируется огромное количество данных, оно уже давно вышли за объём, который может обработать мозг человека. И с каждым годом этот поток информации только увеличивается. В связи с этим развиваются области информатики, которые решают вопросы систематизации, обработки, переработки и использования этих потоков данных. Одним из таких направлений являются «Большие данные». Оно уже выделилось в отдельный комплекс дисциплин, изучается в некоторых школах, колледжах и ВУЗах и представляет собой отдельную специальность.

Учащиеся ежедневно сталкиваются с плодами обработки такой информации - начиная от подборок, генерируемых алгоритмами в социальных сетях, заканчивая сводными ведомостями с оценками и средним баллом для перехода на следующую ступень образования. По своей сути и в том, и в другом случае речь идёт о статистической обработке данных.

Для привлечения школьников к работе с данными можно использовать задачи, близкие к их насущным проблемам, к тем задачам, которые ими решаются или являются желаемыми для решения.

Язык программирования R подходит для такой задачи - продемонстрировать учащимся десятых классов возможности машинной обработки информации в интересном и наглядном виде. Он позволяет соединить в себе программирование, статистический анализ и моделирование - как метод отображения данных.

С помощью языка программирования R возможно продемонстрировать учащимся возможности визуализации данных - что является важным компонентом поддержания мотивации. Само по себе изучение программирования держится на достаточно быстрой демонстрации успеха учащимся. И чем более сложные данные им предлагается обработать, тем больший успех ощущается учащимися, при незначительном увеличении трудозатрат на решение задачи.

Язык программирования R на сегодняшний день является одним из востребованных языков программирования и продолжает развиваться. Уникальность его состоит в том, что с самого своего создания он опирался на обработку статистической информации и больших данных. На его примере учащихся можно познакомить с самим понятием больших данных, что является одним из актуальных на сегодняшний день направлений информационных технологий, востребованным на рынке труда.

Поддержка мотивации на всём протяжении элективного курса - одна из задач таковых. Элективные курсы являются курсами по выбору, и в их задачу входит помочь учащимся сориентироваться в профессиональной деятельности, попробовать себя в той или иной специальности. Если говорить конкретно об элективном курсе по изучению программирования, то в его задачи входит поддержание мотивации учащихся и к самому предмету информатика, и к области информационных технологий в целом, демонстрируя различные возможности языков программирования, их разносторонность, применимость к решению различных задач.

Таким образом, разработка и внедрение элективного курса по обучению учащихся 10 классов программированию на языке R позволит продемонстрировать возможности современной профессии, дать инструмент для статистического анализа - язык программирования R, стимулировать учеников школы к дальнейшему изучению программирования и различных языков, включая сам язык R, поддержать мотивацию к изучению общеобразовательного раздела информатики.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Григорьев С.Г.И Интеграция основного и дополнительного информационно-технологического образования на основе подготовки учащихся в центрах цифрового образования детей / С. Г. Григорьев, И. Е. Вострокнутов, М. А. Родионов [и др.] // Информатика и образование. -- 2022. -- Т. 37. -- № 2.

-- С. 14-23. -- DOI 10.32517/0234-0453-2022-37-2-14-23. -- EDN JPOAJD.

2. Семакин И. Г., Хеннер Е.К., Шеина Т. Ю. Информатика. 10 класс. Учебник

-- М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2020. -- 264 с.: ил. ISBN 978-5-9963-19305

3. Босова Л.Л., Босова А. Ю. Информатика. 10 класс. Учебник -- М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2020. -- 288 с.: ил. ISBN 978-5-9963-3141-3 4. Бухарова Г Д., Хохлова Н. В. Проблемы реализации методики внедрения элективных курсов по информатике. // Russian Journal of Education and Psychology. 2014. №10 (42). С. 172-182.

4. Мэтлофф Н. Искусство программирования на R. Погружение в большие данные. -- СПб: Питер, 2019. -- 416 с.

6. Левченко И В., Садыкова А Р., Абушкин Д.Б. и др. Элективный курс «Основы искусственного интеллекта». -- М.: Образование и информатика, 2019. -- 96 с.

7. Фонд R : сайт. - URL: https://www.r-project.org/foundation/ (дата обращения: 09.01.2023).

8. TIOBE : сайт. - Эйндховен, 2000. - URL: www.tiobe.com (дата обращения: 15.03.2023).

Размещено на Allbest.ru