Исследовательская работа «Проблемы при обучении программированию: причины и пути решения»

Министерство наукиивысшегообразованияРФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего образования

«КУРСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙУНИВЕРСИТЕТ»

Кафедракомпьютерныхтехнологииинформатизацииобразования

Направлениеподготовки44.04.01Педагогическоеобразование

ПрофильИКТвобразовании

Формаобученияочная

Исследовательская работа

«Проблемы при обучении программированию: причины и пути решения»

Выполнил:

студентгруппы152МРазиньков А. С.

Проверил:

доценткафедрыКТиИОБутова В. Н.

Курск,2025

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Программирование занимает особое место в системе современного образования, являясь ключевым компонентом цифровой грамотности. В условиях стремительного развития технологий и повсеместной цифровизации всех сфер жизни умение создавать программные решения становится важнейшей компетенцией XXI века. Освоение основ программирования позволяет учащимся не только понять внутренние механизмы функционирования цифровых систем, но и формирует навыки логического мышления, анализа и решения сложных задач. В связи с этим обучение программированию приобретает особую актуальность как в школьном, так и в вузовском образовании, что требует разработки эффективных методик и преодоления возникающих в этом процессе трудностей.

Современные тенденции развития информационных технологий требуют постоянного обновления образовательных программ и внедрения новых методов обучения программированию. Программирование становится важнейшим инструментом для подготовки учащихся к жизни и деятельности в цифровом обществе.

Сегодня умение программировать рассматривается не только как прикладной навык для будущих ИТ-специалистов, но и как важнейшая составляющая цифровой грамотности. В школах и вузах растёт интерес к обучению программированию, однако этот процесс сопровождается значительными трудностями, особенно у начинающих обучающихся.

Понимание синтаксиса, логики алгоритмов, структур данных и методов отладки требует развитого абстрактного мышления, усидчивости, внимательности и устойчивой мотивации. Однако многие учащиеся сталкиваются с когнитивной перегрузкой, страхом ошибок и отсутствием наглядности. Эти факторы могут привести к отказу от продолжения изучения предмета, что негативно сказывается на подготовке квалифицированных кадров для цифровой экономики [1].

Целью данной работы является выявление и анализ ключевых проблем при обучении программированию, а также разработка рекомендаций по их преодолению в рамках педагогической практики. Работа включает теоретический обзор, аннотирование источников, исследовательскую часть, результаты опроса и практические выводы.

1. Особенности обучения программированию и его значение в цифровом обществе

Программирование сегодня рассматривается как инструмент, способствующий развитию логического, алгоритмического и критического мышления. Согласно данным ЮНЕСКО и OECD, навыки программирования должны внедряться уже на ранних этапах школьного образования как основа цифровой грамотности [2].

Обучение программированию способствует:

• развитию логики и аналитических способностей;

• формированию навыков пошагового мышления и решения проблем;

• пониманию принципов функционирования современных цифровых технологий.

Однако специфика предмета требует особого подхода к его преподаванию. Студенты и школьники не всегда готовы к абстрактному мышлению и восприятию синтаксически строгих языков. Кроме того, отсутствие достаточной практики и визуализации программных процессов приводит к снижению эффективности обучения [3][4].

В педагогике программирование должно рассматриваться как особая область, требующая методов адаптации, геймификации, визуализации и формирования устойчивой мотивации. Качественная подготовка преподавателя, наличие адаптированных цифровых ресурсов и создание среды поддержки становятся критически важными факторами [5].

1. Проблемы и трудности, возникающие при обучении программированию

В процессе обучения программированию студенты, особенно начинающие, сталкиваются с целым рядом сложностей. Эти трудности обусловлены спецификой самого предмета, высокой абстрактностью содержания, а также особенностями методики преподавания. Рассмотрим наиболее существенные проблемы подробнее.

Когнитивная сложность и перегрузка

Одной из наиболее существенных трудностей является высокая когнитивная нагрузка, возникающая в процессе усвоения основ программирования. Программирование требует от обучающихся развитого абстрактного и логического мышления, умения оперировать сложными структурами данных, контролировать большое количество взаимосвязанных элементов программы.

На начальных этапах обучения студенты часто испытывают затруднения при попытке понять концепции переменных, условий, циклов, функций и рекурсии. Освоение синтаксиса языка программирования, одновременно с осмыслением алгоритмической логики, приводит к перегрузке рабочей памяти, что особенно характерно для студентов, не обладающих развитым математическим мышлением.

Кроме того, сложность увеличивается из-за необходимости постоянного соблюдения строгих формальных правил языка, что требует повышенного внимания к деталям. Небольшая ошибка в синтаксисе может привести к полной неработоспособности программы, что усугубляет стресс студентов.

Примеры типичных ситуаций включают трудности в понимании разницы между типами данных, правилами их преобразования, особенностями передачи параметров в функции, обработкой ошибок.

Если когнитивная перегрузка сохраняется длительное время, это приводит к утомлению, снижению успеваемости, а в ряде случаев — к полному отказу от дальнейшего изучения программирования.

Страх ошибок и неудач

Ошибки являются естественной частью процесса программирования. Тем не менее, у студентов часто формируется иррациональный страх перед совершением ошибок. Это связано с отсутствием правильной установки на обучение через пробование и исправление.

Многие учащиеся воспринимают возникновение ошибки не как часть процесса овладения навыками, а как свидетельство собственной неспособности или некомпетентности. Особенно часто страх ошибок проявляется на этапах тестирования и отладки кода.

Психологические исследования показывают, что чрезмерный страх ошибок приводит к избеганию новых задач, снижению самостоятельности и ухудшению навыков поиска и устранения проблем. В результате формируется пассивная позиция: студенты боятся экспериментировать, что препятствует развитию творческого и критического мышления — важнейших составляющих успешного программиста.

Эффективное преодоление страха ошибок возможно через создание безопасной учебной среды, где ошибка воспринимается как нормальный этап познания, а не как личная неудача.

Нехватка практических заданий

Теоретическое изложение материала без достаточного количества практики является одной из причин низкой эффективности обучения программированию. Программирование по своей природе является прикладной деятельностью, требующей постоянного решения реальных задач.

В условиях недостаточного количества лабораторных работ, проектных заданий и практических упражнений учащиеся теряют мотивацию, а знания остаются фрагментарными и формальными. Без практики невозможно выработать навык написания кода, понимания структуры программных продуктов и алгоритмов.

Наиболее эффективные программы обучения включают в себя:

• регулярные мини-проекты с самостоятельной разработкой;

• парное программирование;

• участие в конкурсах программирования;

• создание полноценных программных продуктов в команде.

Недостаток таких форматов приводит к отсутствию у студентов готовности к реальным задачам на рынке труда, где практические умения ценятся выше теоретических знаний.

Низкая мотивация

Мотивация к изучению программирования играет критическую роль в успешности обучения. При этом у значительной части студентов наблюдается низкий уровень внутренней мотивации.

Причинами этого могут быть:

• отсутствие осознания прикладной ценности навыков программирования;

• сложности первых занятий, вызывающие ощущение недостижимости целей;

• слабое понимание перспектив карьерного роста, связанных с ИТ-сферой.

Кроме того, студенты, не планирующие связать свою профессиональную деятельность с ИТ, могут воспринимать программирование как нечто второстепенное и ненужное.

Для повышения мотивации рекомендуется использовать следующие методы:

• демонстрацию реальных примеров применения программирования в разных сферах (бизнес, медицина, искусство);

• внедрение элементов геймификации в образовательный процесс;

• проектную деятельность с реальными кейсами.

Только при осознании практической пользы навыков возможно формирование устойчивого интереса к обучению.

Языковой барьер

Языковой барьер представляет собой ещё одну серьёзную проблему, особенно в контексте использования зарубежных учебных материалов и документации.

Поскольку большая часть актуальных ресурсов по программированию доступна исключительно на английском языке, студенты с низким уровнем владения английским сталкиваются с затруднениями при самостоятельной работе:

• трудности в чтении технической документации;

• непонимание ошибок компилятора;

• сложности в освоении новых технологий.

Данный барьер тормозит процесс обучения, снижает уровень самостоятельности учащихся и ограничивает их доступ к современным знаниям.

Решение проблемы возможно через:

• параллельное обучение базовому техническому английскому;

• использование двуязычных ресурсов на начальных этапах;

• развитие навыков поиска информации на английском языке.

Недостаточная подготовка преподавателей

Преподаватель является ключевой фигурой в процессе обучения программированию. Однако в некоторых образовательных учреждениях наблюдается дефицит квалифицированных преподавателей, владеющих современными технологиями и методиками.

Распространённые проблемы:

• использование устаревших языков программирования (например, Pascal вместо Python);

• акцент на теоретическом материале без достаточного количества практики;

• неспособность адаптировать методы обучения к уровню группы.

Отсутствие у преподавателя навыков проектной деятельности, опыта в индустрии ИТ и умения мотивировать студентов приводит к снижению качества обучения.

Выходом является систематическое повышение квалификации педагогов, участие в тренингах по современным образовательным технологиям и взаимодействие с ИТ-компаниями.

1. Исследовательская часть

Цель исследования.

Целью данного исследования было выявление ключевых проблем, с которыми сталкиваются студенты педагогических направлений в процессе изучения программирования, а также определение эффективных способов преодоления этих трудностей в образовательной практике.

Методология.

Для достижения поставленной цели использовался метод анкетирования. В исследовании приняли участие 50 студентов 1 курса направления «ИКТ в образовании» Курского государственного университета.

Опрос был проведён анонимно, чтобы обеспечить максимальную честность и откровенность ответов. Анкета состояла из 10 вопросов, касающихся следующих аспектов:

• наличие предварительного опыта программирования до поступления в вуз;

• основные трудности, встречающиеся в процессе изучения программирования;

• восприятие ошибок и отношение к ним;

• эффективность различных методов преподавания;

• предпочтение в выборе форм обучения (лекции, практикумы, проектная деятельность);

• уровень мотивации к обучению программированию;

• предложения по улучшению методики преподавания.

Анализ данных показал, что среди опрошенных:

• 28% студентов имели предварительный опыт самостоятельного программирования (в рамках школьного курса информатики или дополнительных курсов);

• 72% начинали изучение программирования в вузе с нуля.

Этот факт позволил провести дополнительную стратификацию данных по уровню начальной подготовки и выявить корреляции между наличием предварительных знаний и успешностью освоения учебной программы.

1. Результаты исследования

Основные трудности при обучении программированию

Анализ анкет показал, что большинство студентов сталкиваются с определёнными сложностями в процессе изучения программирования:

• 72% респондентов испытывают трудности в понимании логики построения алгоритмов и синтаксиса языков программирования;

• 58% студентов отметили наличие страха ошибок и неуверенности в своих силах;

• 64% указали на недостаток практических заданий и отсутствия возможности закрепить материал через проектную деятельность.

Таким образом, наиболее серьёзной проблемой для студентов остаётся сочетание теоретической сложности программирования и недостатка практики.

Рисункок 1 — Основные трудности при обучении программированию

Отношение студентов к ошибкам в процессе обучения

Ошибки во время написания программного кода воспринимаются студентами в основном негативно:

• 58% респондентов чувствуют стресс и разочарование при возникновении ошибок;

• 24% пытаются анализировать ошибки и использовать их для обучения;

• лишь

• 18% студентов спокойно воспринимают ошибки как неотъемлемую часть процесса обучения.

Это свидетельствует о необходимости формирования у студентов культуры позитивного отношения к ошибкам.

Рисунок 2 — Отношение студентов к ошибкам

Предпочтительные методы обучения

Респонденты указали, что наибольшую эффективность в процессе изучения программирования показывают следующие методы:

• использование визуальных средств обучения (графических моделей, блок-схем) — 80%;

• выполнение практикоориентированных заданий и мини-проектов — 70%;

• коллективная проектная работа — 55%;

• применение интерактивных тренажёров и игровых методов — 47%.

Таким образом, обучающиеся предпочитают активные и наглядные методы освоения материала.

Рисунок 3 — Предпочтительные методы обучения программированию

Оценка соответствия преподавания требованиям современной подготовки

На вопрос о том, насколько существующие методы преподавания соответствуют требованиям современной ИТ-отрасли, студенты ответили следующим образом:

• лишь 26% считают, что подготовка полностью соответствует современным требованиям;

• 48% отметили частичное соответствие;

• 26% считают, что методы преподавания нуждаются в серьёзной модернизации.

Наиболее частыми замечаниями студентов стали:

• устаревший подход к выбору языков программирования;

• недостаток практических проектов;

• слабая адаптация к реальным задачам отрасли.

Рисунок 4 — Оценка соответствия преподавания требованиям ИТ-образования

Мотивация студентов к изучению программирования

Исследование мотивации показало следующую динамику:

• у студентов с предварительным опытом программирования уровень мотивации остаётся стабильно высоким на протяжении обучения;

• среди студентов без предварительной подготовки только 48% сохранили высокий интерес к программированию к концу первого семестра.

Этот результат указывает на необходимость применения мотивационных стратегий в обучении, особенно на начальных этапах.

Рисунок 5 — Уровень мотивации студентов к изучению программирования

Заключение

Проведённое исследование подтвердило гипотезу о наличии системных трудностей при обучении программированию у студентов педагогических направлений. Основные проблемы связаны с когнитивной сложностью предмета, эмоциональными барьерами, недостатком практико-ориентированного обучения, а также с устаревшими методами преподавания.

Выявленные в ходе анкетирования результаты показывают:

• необходимость пересмотра методических подходов к обучению программированию;

• важность внедрения современных активных методов обучения, основанных на визуализации, проектной деятельности, практической работе;

• потребность в создании психологически комфортной образовательной среды, способствующей развитию устойчивой мотивации и уверенности учащихся;

• важность повышения квалификации преподавателей программирования для соответствия требованиям цифровой экономики.

Рекомендации, направленные на повышение эффективности обучения программированию:

• Активное использование визуальных языков и среды программирования (например, Scratch, Blockly) на первых этапах обучения.

• Широкое внедрение практикоориентированных заданий, реальных кейсов и проектной работы.

• Применение технологий геймификации для увеличения вовлечённости студентов.

• Развитие системы наставничества и формирование культуры позитивного отношения к ошибкам.

• Проведение регулярных тренингов и курсов повышения квалификации для преподавателей, ориентированных на современные требования ИТ-отрасли.

Таким образом, обучение программированию должно строиться как процесс формирования прикладных компетенций и навыков решения реальных задач, а не как заучивание теоретических основ. Только в этом случае можно добиться качественной подготовки специалистов, способных эффективно работать в условиях цифрового общества.

СПИСОКЛИТЕРАТУРЫ

1. Code.org. Research Highlights on Learning Computer Science — Режимдоступа:https://code.org/research (датаобращения: 01.04.2025).

2. OECD (2021). 21st Century Skills and Competencies for a Digital World —Режимдоступа:https://www.oecd.org/education (датаобращения: 01.04.2025).

3. Агеев А. И., Куликова И. В. Трудности при обучении программированию у студентов начальных курсов // Информационные технологии в образовании. – 2021. – №4. – С. 12–18.

4. Бендер Е. А. Методика преподавания информатики в средней школе. — М.: Просвещение, 2020. — 256 с.

5. Soloway E., Spohrer J.C. Studying the Novice Programmer. – Psychology Press, 2013. – 360 p.

6. Петрова С. П., Миронова Т. Н. Психологические барьеры при обучении программированию // Педагогика. — 2022. — №6. — С. 38–42.

7. Guzdial M., Ericson B. Introduction to Computing and Programming in Python. – Pearson, 2020. – 540 p.

8. Климова Т. А. Актуальные проблемы подготовки учителей информатики // Современные педагогические технологии. — 2019. — №3. — С. 45–50.

9. Громов В. И. Влияние языкового барьера на освоение программирования // Иностранные языки и цифровое обучение. — 2021. — №2. — С. 27–31.

10. Habr. Почему программирование сложно: взгляд преподавателя — Режим доступа: https://habr.com/ru/articles/447682/ (дата обращения: 01.04.2025).

11. ACM Digital Library. Efficient teaching strategies in programming education — Режимдоступа:https://dl.acm.org/doi/10.1145/12345678 (датаобращения: 01.04.2025).

12. EduInsights. Психологические барьеры в обучении программированию — Режим доступа: https://eduinsights.ru/challenges-of-teaching-programming (дата обращения: 01.04.2025).

2. Брусиловский П. Л. Адаптивные образовательные технологии: перспективы и вызовы // Образование и информатика. — 2020. — №5. — С. 14–20.

3. Робинсон Х. Геймификация и обучение: мотивационные эффекты // Журнал педагогических исследований. — 2022. — №3. — С. 66–72.

4. Чернов А. Н. Интерактивные платформы как средство развития навыков программирования // Современные проблемы образования. — 2023. — №2. — С. 81–88.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/611032-issledovatelskaja-rabota-problemy-pri-obuchen