Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ КУРСА "ИНФОРМАТИКА" ДЛЯ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ МАТЕМАТИКИ 10
1. Психолого-педагогические и методологические аспекты использования компьютера в профессиональной деятельности учителей математики 10
2. Роль информационных технологий в профессиональной подготовке будущих учителей математики 32
3. Анализ Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования и программ курса "Информатика" для студентов педагогического вуза 47
Глава 2. МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОДГОТОВКИ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ МАТЕМАТИКИ В КУРСЕ "ИНФОРМАТИКА" 53
1. Структура и содержание программы курса "Информатика" для студентов-математиков педагогического вуза 53
2. Совершенствование профессиональной подготовки будущих учителей при обучении информатике 7
2.1. Профессиональная направленность комплекта лабораторных работ по офисному пакету MS Office 67
2.2. Методические основы использования модели объектно-ориентированного программирования 93
2.3. Комплект лабораторных работ по объектно-ориентированному программированию
3. Организация педагогического эксперимента 109
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 115
БИБЛИОГРАФИЯ 118
- Психолого-педагогические и методологические аспекты использования компьютера в профессиональной деятельности учителей математики
- Структура и содержание программы курса "Информатика" для студентов-математиков педагогического вуза
- Методические основы использования модели объектно-ориентированного программирования
Введение к работе
Актуальность исследования. На современном этапе стремительного развития информационных технологий возрастают требования к уровню профессиональной подготовки учителя математики. Для успешного решения стоящих в данной области задач необходимо непрерывное совершенствование всего учебного процесса в педагогическом вузе, в том числе курса «Информатика». Новое качество профессиональной подготовки учителя математики в области ИТ требует дополнительных исследований по содержанию и приемам обучения информатике, что должно способствовать формированию профессионализма и развитию общей педагогической и информационной культуры будущего учителя математики. Содержание курса информатики должно дополняться использованием современных информационных технологий непосредственно в учебном процессе.
Проблемами профессиональной подготовки учителя занимались многие психологи, педагоги и методисты. Психолого-педагогические принципы построения обучения в педвузе исследовались в трудах Ф.С. Авдеева, С.И.Архангельского, В.А.Гусева, В.И.Загвязинского, Ю.М.Колягина, Н.В.Кузьминой, Г.Л.Луканкина, Н.В.Метельского, А.Г.Мордковича, Н.Д.Никифорова, Э.Д.Новожилова, П.И.Пидкасистого, В.А.Сластенина, Г.И.Саранцева, Н.Ф.Талызиной, Р.С.Черкасова, А.И.Щербакова и др.
Проблемам образования в условиях информатизации общества, использования новых педагогических технологий посвящены труды И.Н.Антипова, Б.С.Геріпунского, А.П.Ершова, В.А.Извозчикова, В.М.Монахова, А.А.Кузнецова, Э.И.Кузнецова, И.В.Марусевой, И.В. Роберт И.А.Румянцева,, Н.Ф.Талызиной и многих других авторов.
Вопросы совершенствования профессиональной подготовки учителей различных областей знаний в области ИТ, повышения ее качества, другие аспекты использования ИТ в образовании рассматривались в исследованиях В.В.Алейникова, А.Л.Денисовой, С.Р.Домановой, Н.В.Клемешовой,
Е.В.Клименко, Г.А.Кручининой, Т. А. Лавиной, Д.П.Муравлева,
Г.Н.Некрасовой, К.Р.Овчинниковой, С.В.Панюковой, С.Н.Позднякова, Т.А.Поляковой, Д.Е.Прокудина, Л.В.Рожиной, В.Л.Рудик, Н.А.Сизинцевой, А.В.Слепухиным, Н.К.Солоповой, О.А.Соседко, О.К.Филатова, И.А.Цвелая, Г.П.Чепуренко, Т.В.Шангиной, Т.Ш. Шахнабиевой и др.
Фактор непрерывного развития информатики существенно влияет на решение проблемы подготовки специалистов в области информационных технологий. Это выражается не только в появлении новых версий операционных систем, офисных пакетов, средств разработки, графических пакетов, но и в смене модели использования этих новых средств в профессиональной деятельности. В частности, переход от модели алгоритмического программирования к парадигме объектно-ориентированного программирования, широкое использование понятия объекта в большинстве программных средств, развитие технологий Интернет, постоянное совершенствование программных средств, выражающееся в развитии их новой функциональности, приводит к необходимости пересмотра принципов использования и обучения информационным технологиям в профессиональной подготовке студентов.
В настоящее время можно говорить о широком использовании во многих сферах человеческой деятельности офисного пакета MS Office, разработанного компанией Microsoft, а также о все большем проникновении технологий, лежащих в основе Интернета, и в особенности World Wide Web. Однако, несмотря на широкое использование данных программных средств, отсутствует теоретическое обоснование необходимости использования их в обучении. Кроме этого, практически не рассматривалась профессиональная направленность использования офисного пакета MS Office и технологий Интернет в аудиторных занятиях по курсу «Информатика» для студентов математиков педагогического вуза.
Развитие модели объектно-ориентированного программирования, появление таких средств визуального программирования как Visual Basic, Delphi, языка программирования Java, языков программирования для
Интернет (JavaScript, VBScript, PHP, Rerl и др.), а также невостребованность традиционного алгоритмического программирования в самом ближайшем будущем, требует нового подхода к обучению студентов основам программирования, когда основными решаемыми задачами должны стать задачи, способствующие применению информационных технологий в профессиональной деятельности.
Необходимо повышать уровень мотивации использования информационных технологий в профессиональной деятельности, т.к. пока приходится констатировать факт незначительного применения информационных технологий в профильном обучении, которое базируется на традиционной, без компьютерной, модели обучения. Полученные знания в области информационных технологий, навыки использования программных средств почти остаются невостребованными.
Не в полной мере используется потенциал математической подготовки студентов при разработке учебно-методических материалов по курсу "Информатика"
Все сказанное выше, указывает на актуальность тематики нашего исследования {(Профессиональная направленность курса «Информатика» для студентов математиков педагогического вуза».
Проблема исследования заключается в разработке содержания обучения основам информатики и совершенствовании профессиональной подготовки студентов математиков в данной области.
Цель исследования состоит в выявлении:
организационно-дидактических и методических условий использования информационных технологий для совершенствования процесса обучения студентов математиков педагогического вуза;
возможностей использования офисного пакета MS Office, модели объектно-ориентированного программирования и технологий Интернет для задач профессионального использования ИТ в учебном процессе.
Объект исследования: процесс профессиональной подготовки будущих учителей математики в педагогическом вузе.
Предмет исследования: содержание и методы обучения информатике студентов математиков.
Гипотеза исследования: совершенствование профессиональной подготовки студентов математиков при изучении курса «Информатика» происходит, если:
курс рассматривается в едином контексте профессиональной подготовки учителя математики и формирования общей педагогической, математической и информационной культуры;
курс реализует методическую готовность будущих учителей математики к практическому использованию информационных технологий в учебном процессе;
в процессе изучения данного курса происходит активизация познавательного интереса обучаемых.
В ходе исследования необходимо было решить следующие задачи.
Обобщить опыт использования информационных технологий в системе подготовки будущих учителей.
Выявить психолого-педагогические и методические особенности применения информационных технологий для задач обучения.
Создать курс "Информатика", обеспечивающий профессиональную направленность обучения студентов-математиков.
Разработать методику обучения информатике для студентов-математиков.
Разработать комплект лабораторных работ для студентов математиков по офисному пакету MS Office, имеющий профессиональную направленность.
Выявить методические основы использования модели объектно-ориентированного программирования и разработать комплект лабораторных работ по ее использованию.
7. Экспериментально проверить эффективность обучения с использованием разработанных учебно-методических материалов,
В процессе работы над поставленной проблемой использовались следующие методы:
теоретические - изучение и анализ философской, психолого-педагогической, методической и технической литературы по проблеме исследования; анализ государственных образовательных стандартов профессионального образования, вузовских и школьных программ, учебников и учебных пособий по информатике; изучение программных средств и Интернет-технологий;
экспериментальные - наблюдение, анкетирование, тестирование, педагогический эксперимент;
статистические - корреляционный и регрессионный анализы, а также критерий различия t - Стьюдента.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования состоит в
следующем:
создана концепция курса «Информатика», позволяющая комплексно осуществлять профессиональную подготовку учителя математики в данной области и формировать общую педагогическую и информационную культуру;
разработаны методические подходы совершенствования профессиональной подготовки будущих учителей математики при обучении информатике;
разработана методика обучения информатике студентов-математиков с учетом профессиональной направленности.
Практическая значимость состоит в том, что разработаны:
содержание курса "Информатика" для студентов-математиков;
комплект лабораторных работ по офисному пакету MS Office с профессиональной направленностью;
- методические основы использования модели объектно-ориентированного программирования и комплект лабораторных работ по ее использованию;
На защиту выносятся:
концепция содержания обучения информатике студентов-математиков;
программа курса "Информатика" для математического отделения педагогического вуза;
методика обучения студентов математиков информатике.
комплекты лабораторных работ по офисному пакету MS Office и объектно-ориентированному программированию,.
Достоверность полученных результатов и обоснованность научных выводов обеспечиваются использованием теоретических положений психолого-педагогической и методической науки по теме исследования, адекватностью методов исследования целям, поставленным в работе, сочетанием качественного и статистического анализа результатов педагогического эксперимента.
Апробация результатов диссертационного исследования. Основные теоретические положения, материалы и результаты исследования докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры вычислительной математики и методики преподавания информатики МПУ, на ежегодных научно-практических конференциях в МПУ, на общеуниверситетском семинаре МПУ "Информационные технологии образования" (1997, 1998 и 2000 г.), на Международной конференции "Подготовка преподавателя математики и информатики для высшей и средней школы" (Москва, МПГУ, 1994), на научно-методической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения педагога-математика И.К. Андронова (Москва, МПУ, 1994), на 1-ой Всероссийской научно-практической конференции "Развитие систем тестирования в России" (Москва, МПГУ, 1999). Исследования, посвященные технологиям гипертекста и Web, были представлены на Первый Всерос-
сийский конкурс "Лучшие проекты по международному сотрудничеству в сфере образования", где заняли второе место (Москва, 1998).
Внедрение результатов исследования осуществлялось в процессе проведения занятий по курсу «Информатика» на математическом отделении физико-математического факультета Московского педагогического университета в 1996-2000 гг.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, списка используемой литературы, приложения.
Психолого-педагогические и методологические аспекты использования компьютера в профессиональной деятельности учителей математики
Использование компьютера в профессиональной деятельности учителей математики многогранно. Это обусловлено спецификой решения проблем дидактики средствами информатики.
Еще в 1988 году академик А.П.Ершов на 6-м Международном конгрессе по математическому образованию в Будапеште отметил в своем докладе, как многие свойства компьютера преломляются в педагогических ожиданиях, адресованных компьютеру [42]:
1. Компьютер является наиболее адекватным техническим средством обучения, поддерживающим деятельностный подход к учебному процессу во всех его звеньях: потребность - мотивы - цель - условия - средства - действия - операции.
2. Будучи в состоянии принять на себя роль активного партнера с динамическим сочетанием вызова и помощи, компьютер тем самым стимулирует активность учащегося.
3. Программируемость компьютера в сочетании с динамической адаптируемостью содействует индивидуализации учебного процесса, сохраняя его целостность.
4. Контролируемость учебного процесса в сочетании с гибкостью и разнообразием пользовательского интерфейса делает компьютер идеальным средством тренировочных стадий учебного процесса.
5. Внутренняя формализованность работы компьютера, строгость в соблюдении "правил игры" в сочетании с принципиальной познаваемостью этих правил способствует большей осознанности учебного процесса, повышает его интеллектуальный и логический уровень.
6. Способность компьютера к построению визуальных и других сложных образов существенно повышает пропускную способность информационных каналов учебного процесса.
7. Компьютер вносит в учебный процесс принципиально новые познавательные средства, в частности, вычислительный эксперимент, решение задач с помощью экспертных систем, конструирование алгоритмов и пополнение баз знаний.
8. Являясь ведущим и массовым инструментом научно-технической революции, компьютер самим фактом органического включения в учебный процесс сближает сферу образования с реальным миром.
9. Наконец, свойства универсальности и программируемое , способность к многоцелевому применению компьютера позволяют во многих случаях сократить стоимость технических средств обучения.
Четко выделяются три главные функции компьютера в учебном процессе: компьютер как орудие, компьютер как партнер, компьютер как источник формирования обстановки.
Концептуально новые пути использования ЭВМ в учебном процессе открылись в связи с развитием в последнее десятилетие "компьютерной педагогики", где компьютер рассматривается не только как универсальное средство обработки данных, но и как эффективное средство воздействия на психику человека. Это отражает современную позицию ведущих психологов и педагогов (Гершунский Б.С., Машбиц Е.И., Рубцов В.В., Тихомиров О.Н.). По их мнению, вопросы организации учебного процесса, повышение эффективности применяемых средств, методов и организационных форм обучения и само совершенствование их возможно лишь на основе разработки и осмысления теории процесса обучения с позиции новых требований, предъявляемых школе.
В настоящее время широко обсуждаются два противоположных подхода к компьютерной технологии обучения. Один подход связан с принципами программированного обучения, появившимися в рамках бихевиористской психологии (Б.Ф.Скиннер и др.), другой определяется принципом конструк -12 тивизма (С.Пейперт), вытекающим из теории развития интеллекта, разработанной Ж.Пиаже в рамках когнитивной психологии.
Важным достоинством компьютерных систем программированного обучения выступает их адаптивность в отношении к особенностям деятельности учащихся, обусловленная наличием эффективной обратной связи, которая позволяет организовать управляемое продвижение учащихся в изучаемом материале, что делает возможным эффективное применение подобных систем для индивидуализации обучения при формировании практических навыков и умений. Однако, при введении учащихся в новые области научных понятий и формировании учебной деятельности такие системы не преодолевают, а наоборот, усугубляют противоречия, свойственные традиционному, без машинному обучению. Схема процесса передачи знаний, принятая в данной технологии обучения, существенно затрудняет усвоение учащимися основ творческого, рефлексивно-теоретического мышления, поскольку в рамках этой схемы обучение приобретает характер своеобразного "программирования" действий и операций учащегося. Компьютерные технологии, основанные на идеях программированного обучения, по существу дублируют традиционные методы обучения, оптимизируя операциональные и регуля-торные компоненты управления деятельностью обучаемых, они существенно обедняют и даже разрушают другие ее компоненты [67].
Известно, что взаимодействие обучаемого с компьютером происходит через определенную интерактивную программную среду, которых разработано великое множество. Для организации учебного процесса большую роль играет ответ на вопрос: "Какую выбрать компьютерную среду взаимодействия для реализации той или иной педагогической задачи?". Инструментальные или обучающие программы, языки программирования создают на компьютере свой уникальный интерфейс, который имеет определенную дидактическую нагрузку. Обозначить ее с целью эффективного использования компьютера в профессиональной деятельности будущих учителей математики и является задачей данного параграфа.Наиболее мощными программными продуктами для обучения явились автоматизированные обучающие системы (АОС) общего назначения. В нашей стране большими коллективами профессиональных программистов в ведущих научных центрах создавались первые АОС (ИК АН УССР - СПОК, факультет ВМК МГУ ЭКСТЕРН и др.). Прообразом этих систем были такие известные зарубежные АОС как PLATO IV, TICCIT, COURSEWRITER (США). При появлении персональных компьютеров эти системы были адаптированы к ним, а также появились новые, например, (ВЦ МИЭТ АСТ-РА/МИКРО, МПГУ им. В.И.Ленина - РАДУГА и др.).
АОС общего назначения "вобрали в себя" целый класс контрольно-обучающих программ, которые построены по принципу программированного обучения, избавляя тем самым преподавателя от необходимости составлять программу на языке программирования, оставляя за ним лишь работу по разработке автоматизированного курса, который затем с помощью авторского языка (компонента АОС) закладывается в систему. Упрощение диалога с составителем курса является одним из магистральных направлений в развитии программного обеспечения таких систем.
Структура и содержание программы курса "Информатика" для студентов-математиков педагогического вуза
При разработке содержания обучения информатике учитывались следующие факторы:
Современного специалиста необходимо подготовить к использованию компьютера и ИТ в своей профессиональной деятельности в условиях информационного общества;
Будущий учитель должен обладать достаточно высоким уровнем информационной культуры и успешно работать с детьми нового поколения, не мыслящими свою жизнь без компьютера.
Обучение информатике - одно из перспективных, интенсивно развивающихся направлений методической науки. Это развитие связано с непрерывно меняющимся парком компьютеров и постоянным совершенствованием программных средств, используемых на этих компьютерах.
Рассмотрим подробно программу и содержание курса "Информатика" для студентов математиков педагогического вуза. Цель данного курса - адаптировать студентов к условиям информатизации образования, сформировать навыки эффективного использования компьютера в своей профессиональной деятельности.
Программа курса содержит следующие разделы:
"Понятие информации";
"Аппаратные средства персональных компьютеров";
"Программные средства персональных компьютеров и их интерфейс";
"Алгоритмы, программирование, языки программирования, модели";
"Основы объектно-ориентированного программирования";
"Локальные и глобальные сети. Сеть Интернет";
"Тенденции развития аппаратных и программных средств персонального компьютера". Раздел "Понятие информации" дает общее представление об информации, о ее месте и роли в современном мире, закладывает теоретические основы курса, а также уделяется внимание вопросам технического характера: кодирование информации, коды ASCII и UNICODE, понятие носителя информации.
В разделе "Аппаратные средства персонального компьютера" изучаются функциональные части компьютера: процессор, память, шина, адаптер, жесткий диск, дисковод, материнская плата. При изложении этого материала, кроме изучения технических характеристик (тактовая частота процессора, объем памяти, тактовая частота шины и др.), должно обращаться внимание на роль каждого компонента в функционировании и эффективной работе компьютера. Рассматриваются устройства (клавиатура, мышь, CD-ROM, CD-RW, устройства DVD, принтер, сканер, модем, цифровой фотоаппарат, цифровая видеокамера, сетевой адаптер и др.), используемые совместно с персональным компьютером. При рассмотрении этих устройств должны даваться технические характеристики каждого из них для сравнения с другими моделями соответствующих устройств. Например, для CD-ROM это скорость чтения данных, для принтера - число точек на дюйм (DPI), характеризующее качество печати и т.д. Особое внимание должно уделяться вопросу о возможностях использования ПК и дополнительных устройств в образовательном процессе, формулировке требований к техническим характеристикам компьютера, используемого в образовании.
После изучения данного раздела студенты должны знать возможности персонального компьютера, его составные части, устройства, подключаемые к персональному компьютеру, их предназначение и область использования, различия в способах подключения внешних устройств (аппаратное - адаптер, COM, LPT и USB порты или программное - через драйвер).
Раздел "Программные средства персональных компьютеров и их интерфейс" является одним из центральных разделов разработанного нами курса. Слово интерфейс специально вынесено в название раздела, так как изуче -55 ние операционной системы и прикладных программных средств данного раздела предваряется изучением типов интерфейсов (интерфейс командной строки, интерфейс меню, графический интерфейс, интерфейс браузера). В дальнейшем знания, полученные об основных понятиях интерфейса, активно используются при изложении последующего материала.
Интерфейс - точка стыковки двух элементов, обеспечивающая их взаимодействие [144]. С точки зрения пользователя работающего за компьютером, интерфейс - это средство, предоставляемое операционной системой для взаимодействия с персональным компьютером.
Для вычислительной техники характерно присутствие различных типов интерфейсов реализованных на различных уровнях, это может быть графический интерфейс пользователя (GUI), позволяющий пользователям компьютера эффективно работать с программами, а также всегда присутствующие интерфейсы аппаратных средств, обеспечивающие взаимодействие устройств и компонентов компьютера.
Пользователю, общающемуся с компьютером, приходится взаимодействовать со следующими типами интерфейсов: I. интерфейсом командной строки; И. интерфейсом на основе команд меню;
Ш. графическим интерфейсом;
IV. интерфейсом браузера;
I. Самый характерный пример использования интерфейса командной строки - это интерфейс операционной системы MS-DOS. Работа в интерфей се MS-DOS сводится к набору команд в строке с приглашением А: или С:- .
II. Практически все современные прикладные программы используют интерфейс на основе системы меню, который позволяет пользователю вы брать нужную команду из списка либо нажатием определенных клавиш, либо с помощью мыши. Обычно меню имеет два уровня. Строка меню, которая находится под заголовком окна приложения, содержит имена выпадающих меню или раскрывающихся меню. Каждое выпадающее меню содержит не сколько элементов (команд). Можно поместить выпадающее меню внутри другого выпадающего меню. Выпадающее меню внутри другого выпадающего меню (выпадающее меню второго уровня) встречается достаточно часто, и для этого случая в MS Windows используется специальный визуальный значок (маленький треугольник справа от команды меню). Этот способ применяется во многих приложениях, особенно в самой операционной системе MS Windows, так как эта система очень активно использует многоуровневые меню (например, меню Программы кнопки Пуск). Существуют три основных типа элементов меню:
Методические основы использования модели объектно-ориентированного программирования
Современному программному обеспечению присуща сложность. Это касается не только операционных систем, офисных пакетов, графических редакторов и т.п., но и программ учебного назначения, а также программ, создаваемых во время учебных занятий по программированию. Как отметил Ф. Брукс: "Сложность программного обеспечения — отнюдь не случайное его свойство, скорее необходимое" [160]. Эта сложность определяется четырьмя основными причинами: сложностью проблемы, сложностью управления процессом разработки, сложностью обеспечения гибкости конечного программного продукта и сложностью описания поведения отдельных подсистем. Проблемы, которые мы пытаемся решить с помощью разрабатываемого программного обеспечения, часто неизбежно содержат сложные элементы, к которым предъявляется множество различных, нередко противоположных требований. Основная задача разработчиков состоит в создании иллюзии простоты, защищающей пользователей от сложности описываемого предмета или процесса. Однако за внешней простотой интерфейса, с которым взаимодействует пользователь, скрываются тысячи, десятки тысяч, миллионы строк кода на языке высокого уровня. Внешняя простота требует иногда неимоверных усилий при создании программы. Психологи считают, что максимальное количество единиц информации, которое человеческий мозг может одновременно обработать не превышает семи. Этот объем связан, по-видимому, с объемом краткосрочной памяти у человека. Отмечается также, что дополнительным ограничивающим фактором является скорость обработки мозгом поступающей информации: ему требуется примерно 5 с на каждое новое событие. Таким образом, существует серьезное препятствие: требуемая сложность программных систем возрастает, а способности нашего мозга контролировать эту сложность остаются на прежнем уровне. Необходимо найти выход из данного затруднительного положения? Способ управления сложными системами известен еще с древних времен: divide et impera (разделяй и власт вуй). При проектировании сложной программной системы необходимо составлять ее из небольших подсистем, каждую из которых можно отладить независимо от других. В этом случае учитываются возможности человека, отпущенные ему природой: при разработке любого уровня системы необходимо одновременно держать в уме информацию лишь о немногих ее частях (отнюдь не о всех). При этом возникает вопрос. Как правильнее разделять сложную систему — по алгоритмам или по объектам?
При разделении сложной системы по алгоритмам внимание концентрируется на порядке происходящих событий. При этом используется структурное проектирование по методу «сверху вниз» (процесс разработки программ, при котором в начале создается основной каркас программы в виде основных ее блоков, а дальнейшая разработка идет по пути детализации структуры этих блоков и уточнения кода разрабатываемых процедур) и декомпозиция сложной системы воспринимается, как обычное разделение алгоритмов на модули, где каждый модуль системы выполняет один из важных этапов общего процесса. При алгоритмическом программировании приложение создается таким образом, что оно само контролирует то, какую часть программы, и в какой последовательности, выполнять. Исполнение программы начинается с первой строки и продолжается строго определенным образом на протяжении всей работы приложения, вызывая процедуры по мере необходимости. От пользователей таких приложений часто требуется знание внутреннего кода для возможности управления им. Разделение сложной системы по объектам придает особое значение факторам, либо вызывающим действия, либо являющимся объектами приложения этих действий. При этом в качестве критерия декомпозиции сложной системы выбирается критерий принадлежности ее элементов к различным абстракциям в некоторой предметной области. Однако нельзя сконструировать сложную систему одновременно двумя способами, тем более что эти способы различны по сути. Можно начать разделение системы либо по алгоритмам, либо по объектам, а затем, используя полученную структуру, попытаться рассмотреть проблему с другой точки зрения. Современный опыт показывает, что полезнее сначала применить объектный подход. Это помогает лучше понять структуру будущей программной системы. Объектная модель является основой объектно-ориентированного программирования, которое, начиная с середины 80-х годов, получает все большое развитие. В настоящее время большинство используемых языков программирования (C++, Object Pascal, Java, Visual Basic, C#, JavaScript) являются языками объектно-ориентированного программирования (ООП).
Гради Буч, являющийся отцом идеи объектно-ориентированного программирования, определяет ООП следующим образом: "объектно-ориентированное программирование - это методология программирования, основанная на представлении программы в виде совокупности объектов, каждый из которых является экземпляром определенного класса, а классы образуют иерархию на принципах наследования" [17]
ООП основано на объектно-ориентированной модели, для которой объекты, являются основными предметами рассмотрения. Объектно-ориентированная модель предоставляет объектам средства взаимодействия друг с другом. Основными ее принципами являются; абстрагирование, инкапсуляция, наследование и полиморфизм.
Абстрагирование является одним из основных методов, используемых при решении сложных задач. Абстракция выделяет существенные характеристики некоторого объекта, отличающие его от всех других видов объектов и, таким образом, четко определяет его концептуальные границы с точки зрения наблюдателя. Абстрагирование направлено на наблюдаемое поведение, а инкапсуляция занимается внутренним устройством.
Инкапсуляция - это процесс отделения друг от друга элементов объекта, определяющих его устройство и поведение. Инкапсуляция служит для того, чтобы изолировать (скрыть) интерфейс объекта от его реализации. Значительное упрощение в понимании сложных задач достигается за счет образования из абстракций иерархической структуры. Иерархия - это упорядочение абстракций, расположение их по уровням. Как следствие для иерархической структуры свойственна концепция наследования.
Наследование означает такое отношение между родителем и потомком, когда потомок заимствует структурную или функциональную часть у своего родителя или у родителя родителей. Объекты могут рассматриваться не только как представители их непосредственного класса, но и как представители любого из классов-предков, таким образом, поддерживая полиморфизм.
