Министерство образования и науки Российской Федерации
Министерство образования Саратовской области
Национальный исследовательский Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Саратовский областной институт развития образования
Комитет по информатизации Саратовской области
Комитет по образованию администрации муниципального образования «Город Саратов»
Автономная некоммерческая организация «Информационные технологии в образовании»
Автономная некоммерческая организация «Научно-исследовательский центр «Образование. Качество. Отрасль»»
IX Всероссийская (с международным участием) научно-практическая конференция
«Информационные технологии в образовании»
«ИТО-Саратов-2017»
2-3 ноября 2017 года, г. Саратов

Проблема обучения отладке и тестированию программ в школьном курсе информатики.

1 Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского, 2 ФГБОУ ВПО "Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского"

Программирование –абсолютный рекордсмен по сложности среди всех разделов информатики, входящих в контрольно-измерительные материалы ЕГЭ (Единый Государственный Экзамен).

Целью программирования является автоматизация решения поставленной задачи при различных входных данных за оптимальное время и с минимальными ресурс-издержками [1]. Именно присутствие раздела, связанного с программированием, в экзамене по информатике и ИКТ отпугивает многих школьников от того, чтобы выбрать данную дисциплину в качестве дополнительной.

В чем причина страха у школьников перед программированием? Причин этих несколько.

Во-первых, на изучение основ программирования отводится недостаточное количество временикак на базовом, так и на профильном уровне. Это приводит к тому, что изучение некоторых тем проходит поверхностно, а какие-то исключаются вовсе [2].

Во-вторых, это низкий уровень квалификации некоторых учителей информатики, что не способствует качественному освоению предмета.

Третьей и, на наш взгляд, основной причиной непонимания и страха перед программированием является недостаточное изучение жизненного цикла программного обеспечения и в первую очередь этапа тестирования и отладки программы. Необходимо подчеркнуть важность этого процесса, так как вся совокупностьпрограмм, хранящихся на всех устройствах долговременной памяти компьютера, составляет его программное обеспечение, а отладка и тестирование являются динамическим контролем программы [3] .

Из выше сказанного можно сделать вывод, что ученик, получивший хотя бы базовые знания  по тестированию в школьный период изучения программного обеспечения,  имеет больше шансов в будущем на успешное освоение программирования. Тестирование – процесс творческий. Вполне вероятно, что для тестирования большой программы требуется большой творческий потенциал, чем для ее проектирования. Тестирование – это процесс выполнения программ с целью обнаружения ошибок. Хорошим считается тест, который имеет высокую вероятность обнаружения еще не выявленной ошибки. Удачным считается тест, который обнаруживает еще не выявленную ошибку [4].

В учебных планах школ в соответствие с ФГОС  отводится 105 часов для обязательного изучения информатики и информационных технологий на уровне основного общего образования и 70 часов на уровне среднего общего образования в соответствии с ГОС-2004. В случае профильного изучения информатики ситуация несколько улучшается. Федеральный базисный учебный план отводит 280 часов для обязательного изучения информатики и информационных технологий на уровне среднего общего образования, то есть по 140 учебных часов на каждый год обучения.

Рассмотрим более подробно, какое количество часов выделяется на программирование и тестирование в 8-11 классах различными УМК (учебно-методическими комплексами).

УМК Босовой Л.Л.

В 8-м классе рассматриваются следующие темы: начало программирования, общие сведения о языке программирования, организация ввода и вывода данных программирования, линейных алгоритмов, программы развивающих  циклических алгоритмов [5]. На данный курс выделяется 35 часов в год, 1 час в неделю и 10 часов из них отводится на программирование.

9 класс. На изучение курса информатики выделяется 70 часов в год, 2 часа в неделю и  16 часов отводится на программирование.

В УМК Босовой Л.Л. выделяется большой раздел «Начало программирования на языке Паскаль». На каждую тему отводится по одному часу [6].

10 класс. На изучение курса информатики отводится 70 часов в год, два часа в неделю. Компьютер и его программное обеспечение — 5 часов.

УМК Босовой Л.Л. включает вопросы, касающиеся информации и информационных процессов, математических основ информатики, аппаратного и программного обеспечения компьютера, информационных технологий [7].

11 класс. Объем учебного времени: 70 ч. Режим занятий: 2 часа в неделю.

УМК Босовой Л.Л. включает вопросы, касающиеся информационных технологий, алгоритмизации и программирования, информационного моделирования, компьютерных телекоммуникаций, социальной информатики, информационной безопасности.

Повторение. Подготовка к ЕГЭ. Тесты по темам курса «Информатика и ИКТ».Кодирование информации. Устройство компьютера и программное обеспечение – 1 час. Алгоритмизация и программирование – 1 час.

 

УМК Семакина Б.К.

В 8 классе на изучение программного обеспечения и систем программирования отводится два параграфа, на каждый отводится по одному часу изучения [8].

9 класс.  Объем учебного времени: 70 ч. Режим занятий: 2 часа в неделю. На программирование отводится 12 часов.

УМК Семакина Б.К. разделен на две части. Первая часть обеспечивает обязательный минимальный уровень изучения предмета, материал второй части ориентирован на углубленный курс информатики, в котором рассматривается раздел «Программное управление работой компьютера» [9].

10 класс. Объем учебного времени: 70 ч. Режим занятий: 2 часа в неделю.

В УМК рассматриваются теоретические основы информатики. Излагаются принципы структурной методики программирования, язык программирования Паскаль. На программирование отводится 39 часов в большом разделе «Программирование обработки информации» [10].

11 класс. Объем рабочего времени: 70 часов. Режим занятий: 2 часа в неделю. На программирование не отводится часов. В УМК излагаются основы системного анализа, методы и средства разработки многотабличных баз данных [11].

При рассмотрении УМК «Информатика и ИКТ» Семакина И.Г., предназначенного для изучения курса информатики на базовом уровне в 10-11 классах  общеобразовательных организаций при 1 часе в неделю на программирование в 10 классе отводится 2 часа. В 11 классе программирование не рассматривается совсем  [12].  

 

УМК Макаровой Н.В.

8-9 класс. Объем рабочего времени в 8 классе: 35 часов. Режим занятий: 1 часа в неделю. Объем рабочего времени в 9 классе: 70 часов. Режим занятий: 2 часа в неделю. На программирование в 8 классе отводится 19 часов, а в 9 классе 40 часов [13].

10 класс. Количество часов по учебному плану: 70 часов. Количество часов в неделю: 2 часа.На изучение программного обеспечения и программирования часов не отводится [14].

11 класс.

Объем рабочего времени: 35 часов. Режим занятий: 1 часа в неделю

Приводится теоретический материал по основам социальной информатики, по информационным системам и технологиям. Большое внимание уделяется практикуму по углубленному изучению информационной технологии подготовки текстовых документов в среде Microsoft Word и информационной технологии работы с базами данных в среде Access. На изучение программного обеспечения и программирования часов не отводится [15].

 

УМК  Угриновича Н.Д.

8 класс. Объем учебного времени: 35 часов. Режим занятий: 1 час в неделю.

Большое внимание в учебнике уделяется формированию у учащихся практических умений и навыков в области коммуникационных технологий, но также изучается тема кодирования информации (1 час) [16].

9 класс.  Объем учебного времени: 70 часов. Режим занятий: 1 час в неделю.

УМК предназначен для продолжения изучения курса «Информатика и ИКТ» в 9-х общеобразовательных классах, а также в классах предпрофильной подготовки по физико-математическому и информационно-технологическому профилям. Большое внимание в учебнике уделяется формированию у учащихся алгоритмического и системного мышления, а также практических умений и навыков в области информационных технологий. В данном учебнике представлен раздел посвященный программированию «Основы алгоритмизации и объектно-ориентированного программирования». На изучение этого раздела отводится 16 часов [17].

10-11 класс. Объем учебного времени: 70 часов. Режим занятий: 1 час в неделю.

В УМК рассматриваются информационные и коммуникационные технологии, причембольшое внимание уделяется формированию практических умений и навыков в процессе выполнения практических компьютерных работ, также изучается глава информационные технологии. На изучении этого материала, в соответствии с учебным планом, отводится 13 часов на два года,  что является недостаточным  для успешного усвоения изученного материала, который и так предоставлен не в полном объеме [18].

 

Проведя необходимые  исследования, мы пришли к выводу, что на отдельное обсуждение проблем отладки и тестирования программного обеспечения отводится не так много часов или данная тема вовсе не рассматривается. Нам бы хотелось обратить внимание на Босову Л.Л. в ее учебниках идет рассмотрение данных тем. А авторы такие как Угринович Н.Д., Макарова Н.В. и Семакин И.Г. не уделяют должного внимания данному вопросу.

 

Недостаточное обсуждение проблем отладки и тестирования программ приводит к понижению результатов государственной итоговой аттестации школьников (ГИА). Например, в 2017 году процент решения задания 20 основного государственного экзамена (ОГЭ) в Саратовской области составил: 0 баллов – 48%; 1 балл – 4%. Как правило, сдающими экзамен выбиралось задание на составлении алгоритма для исполнителя Робот. И большинство школьников получивших за это задание плохой балл не продумали все возможные тесты для требуемого алгоритма.

Проанализировав все выше изложенное, можно сделать следующий вывод: одного часа в неделю недостаточно для полноценного изучения основ программирования, так как отсутствует возможность проводить практические и самостоятельные работы. При двух часах в неделю, во всех УМК, даже в тех, где есть разделы программирования, не рассматривается в необходимом объеме тестирование ПО, а навыки тестирования на практике не отрабатываются. Все это является большим препятствием для качественной подготовки к ЕГЭ и последующему обучению в ВУЗе.

Список использованных источников
  1. ЕГЭ по информатике, какой язык программирования нужно использовать – URL http://pirulovati.tk/14a78c5020-ege-po-informatike-kakoy-yazyk-programmirovaniya-c86b01 (дата обращения: 01.08.2017)
  2. Бобров А. Н. Проблемы выбора языка программирования в школьном курсе информатики // Молодой ученый. — 2015. — №24. — С. 61-64. – URL https://moluch.ru/archive/104/24471/ (дата обращения 25.08.2017)
  3. Методы тестирования программного обеспечения и их сравнение. Тестирование методом "черного ящика" и тестирование методом "белого ящика. – URL http://fb.ru/article/247668/metodyi-testirovaniya-programmnogo-obespecheniya-i-ih-sravnenie-testirovanie-metodom-chernogo-yaschika-i-testirovanie-metodom-belogo-yaschika (дата обращения 20.08.2017)
  4. Искусство тестирования программ. Перевод с английского под ред. Б. А. Позина. – М.: Финансы и статистика,1982. – 176 с., ил. (дата обращения 15.09.2017)
  5. Информатика. Учебник для 8 класса. Босова Л.Л., Босова А.Ю. – URL http://www.alleng.ru/d/comp/comp181.htm (дата обращения: 01.08.2017)
  6. Информатика и ИКТ. Учебник для 9 класса. В 2 ч. Босова Л.Л., Босова А.Ю. – URL http://www.alleng.ru/d/comp/comp179.htm (дата обращения: 03.08.2017)
  7. УМК Босова Л.Л. – URL http://www.lbz.ru/books/583/ (дата обращения: 05.08.2017)
  8. Информатика. 8 класс. Учебник. Семакин И.Г. и др. – URL http://www.alleng.ru/d/comp/comp08.htm (дата обращения: 03.08.2017)
  9. Информатика. 9 класс. Учебник. Семакин И.Г. и др. – URL http://www.alleng.ru/d/comp/comp09.htm (дата обращения: 03.08.2017)
  10. Информатика. 10 класс. Учебник. Семакин И.Г. и др. – URL http://www.alleng.ru/d/comp/comp369.htm (дата обращения: 03.08.2017)
  11. Информатика. 11 класс. Базовый уровень. Семакин И.Г., Хеннер Е.К., Шеина Т.Ю. – URL http://www.alleng.ru/d/comp/comp16.htm (дата обращения: 03.08.2017)
  12. Учебник Информатика и ИКТ 10-11 класс Семакин. Базовый уровень ФГОС – URL http://11book.ru/10-klass/229-informatika/1257-informatika-10-11-klass-semakin (дата обращения: 03.08.2017)
  13. Информатика и ИКТ. Учебник для 8-9 классов. Под ред. Макаровой Н.В. – URL http://www.alleng.ru/d/comp/comp203.htm (дата обращения: 03.08.2017)
  14. Информатика и ИКТ. Учебник для 10 класса. Базовый уровень. Под ред. Макаровой Н.В. – URL http://www.alleng.ru/d/comp/comp204.htm (дата обращения: 03.08.2017)
  15. Информатика и ИКТ. Учебник для 11 класса. Базовый уровень. Под ред. Макаровой Н.В. – URL http://www.alleng.ru/d/comp/comp205.htm (дата обращения: 03.08.2017)
  16. Информатика и ИКТ. Учебник для 8 класса. Угринович Н.Д. – URL http://www.alleng.ru/d/comp/comp59_1.htm (дата обращения: 03.08.2017)
  17. Информатика и ИКТ. Учебник для 9 класса. Угринович Н.Д. – URL http://www.alleng.ru/d/comp/comp128.htm (дата обращения: 05.08.2017)
  18. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10-11 классов. Угринович Н.Д. – URL http://www.alleng.ru/d/comp/comp17.htm (дата обращения: 05.08.2017)
Вид представления доклада  Устное выступление и публикация

В статусе «Черновик» Вы можете производить с тезисами любые действия.

В статусе «Отправлено в Оргкомитет» тезисы проходят проверку в Оргкомитете. Статус «Черновик» может быть возвращен тезисам либо если есть замечания рецензента, либо тезисы превышают требуемый объем, либо по запросу участника.

В статусе «Рекомендован к публикации» тезис публикуется на сайте. Статус «Черновик» может быть возвращен либо по запросу участника, либо при неоплате публикации, если она предусмотрена, либо если тезисы превышают требуемый объем.

Статус «Опубликован» означает, что издана бумажная версия тезиса и тезис изменить нельзя. В некоторых крайне редких ситуацих участник может договориться с Оргкомитетом о переводе тезисов в статус «Черновик».

Статус «Отклонен» означает, что по ряду причин, которые указаны в комментариях к тезису, Оргкомитет не может принять тезисы к публикации. Из отклоненных тезис в «Черновики» может вернуть только Председатель программного или председатель оргкомитета.