СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО МЫШЛЕНИЯ БУДУЩИХ ИНФОРМАТИКОВ ПОСРЕДСТВОМ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ЗАДАЧ ОПТИМИЗАЦИИ
DOI:
https://doi.org/10.32014/2026.2518-1467.1286Ключевые слова:
вычислительное мышление, задачи оптимизации, программирование, будущие учителя информатики, алгоритмическая эффективность, методика обученияАннотация
Данное исследование посвящено развитию вычислительного мышления (computational thinking) — ключевого навыка, необходимого современным IT-специалистам и будущим учителям информатики. В эпоху стремительного развития технологий и искусственного интеллекта умения писать код уже недостаточно. Настоящий профессионал должен уметь видеть суть сложной проблемы, разбивать её на части и находить наиболее эффективное, быстрое и экономичное решение. В статье рассматривается, каким образом программирование задач оптимизации помогает достичь этой цели. Цель исследования: разработать и экспериментально проверить методику обучения, основанную на задачах оптимизации, для системного повышения уровня логического, алгоритмического и критического мышления у будущих специалистов в области информатики. Методы исследования: эксперимент проводился на базе университета среди студентов IT-специальностей. Участники были разделены на две группы: контрольная группа обучалась по традиционной программе, а экспериментальная группа на занятиях по программированию (на языках Python и C++) регулярно решала оптимизационные задачи из реальной практики (управление ресурсами, поиск кратчайших путей, минимизация затрат). В начале и в конце семестра уровень их вычислительного мышления оценивался по международным критериям. Полученные результаты: результаты эксперимента показали, что у студентов, работавших с задачами оптимизации, уровень вычислительного мышления вырос в среднем на 25–30 % по сравнению с контрольной группой. Студенты научились уверенно декомпозировать сложные проблемы, отсекать второстепенные детали (абстрагирование) и, что самое главное, писать «качественный код», который экономит память и время работы процессора. Они перешли от концепции «код просто работает» к концепции «код работает максимально эффективно». Практическая значимость и вывод: предложенная методика качественно меняет подход к подготовке будущих кадров. Результаты исследования могут быть успешно внедрены в учебные программы вузов и школ. Этот подход позволяет готовить не просто исполнителей, пишущих по шаблону, а мыслящих «архитекторов» и аналитиков, способных принимать оптимальные решения в условиях реального рынка.
Скачивания
Библиографические ссылки
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
Хеннер, Е. К. (2024). Вычислительное мышление в контексте высшего образования: аналитический обзор. Образование и наука, 26(2), 41–68.
Камалова, Г. Б., & Шекербекова, Ш. Т. (2022). Феномен вычислительного мышления в последние десятилетия. Вестник КазНПУ имени Абая, серия «Физико-математические науки», №3(79), 112–119.
Газейкина, А. И., & Кувина, А. С. (2021). Формирование вычислительного мышления будущих учителей информатики в процессе обучения программированию. Педагогическое образование в России, №5, 43–51.
Данилова, Ю. А. (2023). Оптимизационные задачи как средство развития когнитивного компонента ИКТ-компетентности студентов. Информатика и образование, №4, 55–62.
Соболева, Е. В., & Суворова, Т. Н. (2023). Использование методов интеллектуального анализа данных и оптимизации для формирования вычислительного мышления студентов. Перспективы науки и образования, 62(2), 145–161.
Асқарова, А. Н., & Серік, М. (2023). Болашақ информатика мұғалімдерінің есептеуіш ойлауын бағдарламалау негізінде дамыту модельдері. Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ Хабаршысы, №2(143), 88–97.
Қамалова, Г. Б., & Нұрмұханбетова, Г. А. (2025). Информатика сабақтарында оңтайландыру есептерін кодтау арқылы когнитивті дағдыларды жетілдіру. Абай атындағы ҚазҰПУ Хабаршысы, «Педагогика ғылымдары» сериясы, №1(81), 204–212.
Тұрсынбаева, К. С. (2022). Болашақ мұғалімдердің ақпараттық-компетенттілігін және есептеуіш ойлау мәдениетін қалыптастыру мәселелері. Қазақстан кәсіпқойы, №4, 34–39.
Исабаева, Д. Н., & Салихова, А. Р. (2020). Алгоритмдеу және бағдарламалау курстарында студенттердің есептеуіш дағдыларын дамыту тәжірибесі. ІТ-білім беру және ғылым журналы, №2, 15–22.
Алдабергенова, А. О., & Сейітқазы, П. Б. (2024). Информатика бағытындағы студенттердің есептеуіш ойлауын дискретті математика және оңтайландыру әдістері арқылы қалыптастыру. Абай атындағы ҚазҰПУ Хабаршысы. «Физика-математика ғылымдары» сериясы, №2(86), 143–151.
Brennan, K., & Resnick, M. (2012). New frameworks for studying and assessing the development of computational thinking. Proceedings of the AERA, 1, 1-25.
Grover, S., & Pea, R. (2013). Computational thinking in K–12: A review of the state of the field. Educational Researcher, 42(1), 38-43.
Wing, J. M. (2017). Computational thinking's influence on research and education for all. Italian Journal of Educational Technology, 25(2), 7-14.
Mamatha N & Bhuvaneshwari Shetty (2021). Machine learning mathematical optimization techniques for enhancing model efficiency and convergence. World Journal of Advanced Research and Reviews, 10(03), 471-481.
Mumcu F., Kıdıman E., Özdinç F.( 2023). Integrating computational thinking into mathematics education through an unplugged computer science activity // Journal of Pedagogical Research. – Vol. 7, Iss. 2. – P. 72–92. DOI: https://doi.org/10.33902/JPR.202318528
