Лекция 2. Цели и задачи школьного курса информатики

Содержание лекционного занятия.

В образовательном стандарте по «Информатике и ИКТ» сформулированы цели изучения предмета, которые разнесены для начальной, основной и для старшей школы. В основной школе изучение информатики и ИКТ направле­но на достижение следующих целей:

• освоение знаний, составляющих основу научных представлений об информации, информационных процессах, системах, технологиях и моделях;

• овладение умениями работать с различными видами информации с помощью компьютера и других средств информационных и коммуникационных тех­нологий (ИКТ);

• развитие познавательных интересов, интеллекту­альных и творческих способностей средствами ИКТ;

• воспитание ответственного отношения к информа­ции с учетом правовых и этических аспектов её рас­пространения; избирательного отношения к полу­ченной информации;

• выработка навыков применения средств ИКТ в по­вседневной жизни, при выполнении индивидуаль­ных и коллективных проектов, в учебной деятельно­сти, дальнейшем освоении профессий, востребован­ных на рынке труда.

В старшей школе на базовом уровне ставятся такие

цели:

• освоение системы базовых знаний, отражающих вклад информатики в формирование современной научной картины мира, роль информационных про­цессов в обществе, биологических и технических сис­темах;

• овладение умениями применять, анализировать, преобразовывать информационные модели реаль­ных объектов и процессов, используя при этом ин­формационные и коммуникационные технологии, в том числе при изучении других школьных дисциплин;

• развитие познавательных интересов, интеллекту­альных и творческих способностей путем освоения и использования методов информатики и средств ИКТ при изучении различных учебных предметов;

• воспитание ответственного отношения к соблюде­нию этических и правовых норм информационной деятельности;

• приобретение опыта использования информацион­ных технологий в индивидуальной и коллективной учебной и познавательной, в том числе проектной деятельности.

В старшей школе на профильном уровне ставятся та­кие цели:

• освоение и систематизация знаний, относящихся: к математическим объектам информатики; к построе­нию описаний объектов и процессов, позволяющих осуществлять их компьютерное моделирование; к средствам моделирования; к информационным про­цессам в биологических, технологических и социаль­ных системах;

• овладение умениями строить математические объек­ты информатики, в том числе логические формулы и программы на формальном языке, удовлетворяющие заданному описанию; создавать программы на языке программирования по их описанию; использовать общепользовательские инструменты и настраивать их для нужд пользователя;

• развитие алгоритмического мышления, способно­стей к формализации, элементов системного мышле­ния;

• воспитание чувства ответственности за результаты своего труда; формирование установки на позитив­ную социальную деятельность в информационном обществе, на недопустимость действий, нарушающих правовые, этические нормы работы с информацией;

• приобретение опыта проектной деятельности, соз­дания, редактирования, оформления, сохранения, передачи информационных объектов различного ти­па с помощью современных программных средств; построения компьютерных моделей, коллективной реализации информационных проектов, информаци­онной деятельности в различных сферах, востребо­ванных на рынке труда.

Перечисленные цели школьного курса информатики и ИКТ можно сгруппировать в три основные общие цели: образовательная, практическая и воспитательная. Эти общие цели обучения определяются с учетом места ин­форматики в системе наук и жизни современного общест­ва [1].

Образовательная цель обучения информатике -дать каждому школьнику начальные фундаментальные знания основ науки информатики, включая представления о процессах преобразования, передачи и использования информации, и на этой основе раскрыть значение инфор­мационных процессов в формировании научной картины мира, роль информационных технологий и компьютеров в развитии современного общества. Необходимо вооружить учащихся базовыми умениями и навыками для прочного усвоения этих знаний и основ других наук. Реализация об­разовательной цели в соответствии с законами дидактики способствует общему умственному развитию учащихся, развитию их мышления и творческих способностей.

Практическая цель - предполагает вклад в трудовую и технологическую подготовку учащихся, вооружение их знаниями, умениями и навыками, необходимыми для по­следующей трудовой деятельности. Учащихся следует не только знакомить с теоретическими основами информати­ки, но и обучать работе на компьютере и использованию средств современных информационных технологий; зна­комить с профессиями, непосредственно связанными с ЭВМ.

Воспитательная цель реализуется мировоззренче­ским воздействием на ученика путем осознания им значе­ния вычислительной техники и информационных техноло­гий для развития цивилизации и общества. Важным явля­ется формирование представления об информации как одного из трех фундаментальных понятий науки: материи, энергии и информации. Использование в обучении совре­менных информационных технологий формирует культуру умственного труда. Изучение информатики требует от учащихся определенных умственных и волевых усилий, концентрации внимания, логики и воображения. В курсе информатики ученику следует учиться четко и педантично реализовывать алгоритм своих действий, уметь абсолютно точно записывать его на бумаге и безошибочно вводить в компьютер. Это постепенно отучает учеников от неточно­сти, нечеткости, неконкретности, расплывчатости, небреж­ности и т. п .

Разумеется, все эти три цели взаимосвязаны и не мо­гут реализовываться в отрыве друг от друга. Нельзя полу­чить воспитательный эффект, игнорируя практическую сторону содержания обучения.

Общие цели в реальном учебном процессе транс­формируются в конкретные цели обучения. Однако это оказывается непростой задачей, что подтверждается мно­голетним опытом преподавания информатики в школе. На формулировку конкретных целей влияет то обстоятельст­во, что наука информатика сама находится в стадии интен­сивного развития. Кроме того, изменение парадигмы об­разования, в частности его стандартов, порождает изме­нение содержания этих целей, увеличивает долю субъек­тивизма в их определении.

Когда впервые вводился курс ОИВТ в 1985 году, то выдвигалась стратегическая цель «...всестороннее и глубо­кое овладение молодежью вычислительной техникой», что в то время рассматривалось как важный фактор уско­рения научно-технического прогресса в нашей стране и ликвидации намечавшегося отставания от передовых ин­дустриальных стран Запада. Основными целями курса тогда были:

• формирование представлений учащихся об основных правилах и методах реализации решения задач на ЭВМ;

• освоение элементарных умений пользоваться мик­рокомпьютерами для решения задач;

• ознакомление с ролью ЭВМ в современном произ­водстве.

Ученые и методисты тогда считали, что введение курса информатики создаст возможности для изучения школьных предметов на качественно новом уровне за счет повышения наглядности, возможности моделирования на ЭВМ сложных объектов и процессов, сделает усвоение учебного материала более доступным, расширит учебные возможности школьников, активизирует их познаватель­ную деятельность.

В качестве конкретной цели была поставлена компь­ютерная грамотность учащихся. Понятие компьютерной грамотности достаточно быстро стало одним из новых по­нятий дидактики. Постепенно выделили следующие компоненты, определяющие содержание компьютерной грамотности школьников [10]:

• понятие об алгоритме, его свойствах, средствах и ме­тодах описания, понятие о программе как форме представления алгоритма для ЭВМ;

• основы программирования на одном из языков;

• практические навыки обращения с ЭВМ;

• принцип действия и устройство ЭВМ;

• применение и роль компьютеров в производстве и других отраслях деятельности человека.

Как видно из содержания, компьютерная грамот­ность (КГ) является расширением понятия алгоритмиче­ской культуры учащихся (АК) путем добавления некоторых «машинных» компонентов. Эта естественная преемствен­ность всегда подчеркивалась, и методистами даже стави­лась задача «завершить формирование ведущих компо­нентов алгоритмической культуры школьников как основы формирования компьютерной грамотности», что можно представить схемой:

АК -> КГ

В компонентах компьютерной грамотности учащихся можно выделить следующее содержание:

1. Умение работать на компьютере. Это умение есть умение на пользовательском уровне, и включает в себя: умение включить и выключить компьютер, владение кла­виатурой, умение вводить числовые и текстовые данные, корректировать их, запускать программы. Сюда относят также умения работать с прикладными программами: тек­стовым редактором, графическим редактором, электрон­ной таблицей, игровыми и обучающими программами. По своему содержанию эти умения доступны младшим школьникам и даже дошкольникам.

2. Умение составлять программы для ЭВМ. Большинство методистов считает, что подготовка программистов не может быть целью общеобразовательной школы, однако, понимание принципов программирования должно вхо­дить в содержание образования по информатике. Этот процесс должен быть растянут во времени и начинаться с формирования умений составления простейших про­грамм, включающих организацию ветвлений и циклов. Та­кие программы можно писать с использованием простых и наглядных «доязыковых» средств. В старших классах в ус­ловиях профильного обучения возможно изучение одного из языков программирования. При этом важно не столько изучение языка, сколько формирование прочных знаний о фундаментальных правилах составления алгоритмов и программ.

3. Представления об устройстве и принципах действия ЭВМ. В школьном курсе физики рассматриваются различ­ные физические явления, лежащие в основе работы ЭВМ, а в курсе математики - наиболее общие положения, отно­сящиеся к принципам организации вычислений на компь­ютере. В курсе информатики учащиеся должны освоить сведения, позволяющие им ориентироваться в возможно­стях отдельных компьютеров и их характеристиках. Этот компонент компьютерной грамотности имеет важное профориентационное и мировоззренческое значение. 4. Представление о применении и роли компьютеров на производстве и других отраслях деятельности человека, а также о социальных последствиях компьютеризации. Этот компонент должен формироваться не только на уро­ках информатики - необходимо, чтобы школьный компью­тер использовался учениками при изучении всех учебных предметов. Выполнение школьниками проектов и реше­ние задач на компьютере должно охватывать различные сферы применения вычислительной техники и информа­ционных технологий.

Компоненты компьютерной грамотности можно представить четырьмя ключевыми словами: общение, программирование, устройство, применение. В обучении школьников недопустимо делать акцент на каком либо одном компоненте, ибо это приведет к существенному пе­рекосу в достижении конечных целей преподавания ин­форматики. Например, если доминирует компонент обще­ние, то курс информатики становится преимущественно пользовательским и нацеленным на освоение компьютер­ных технологий. Если акцент делается на программирова­нии, то цели курса сведутся к подготовке программистов.

Первая программа курса ОИВТ 1985 года достаточно быстро была дополнена второй версией, расширившей цели курса и в которой появилось новое понятие «инфор­мационная культура учащихся». Требования этой версии программы, взятые в минимальном объеме, ставили зада­чу достижения первого уровня компьютерной грамотно­сти, а взятые в максимальном объеме - воспитание ин­формационной культуры учащихся. Содержание информа­ционной культуры (ИК) было образовано путем некоторого расширения прежних компонентов компьютерной грамот­ности и добавления новых. Эта эволюция целей образова­ния школьников в области информатики представлена на схеме:

АК — КГ — ИК — ?

Как видно из схемы, в конце цепочки целей постав­лен знак вопроса, что объясняется динамизмом целей об­разования, необходимостью соответствовать современно­му уровню развития науки и практики. Например, сейчас возникла потребность включения в содержание понятия ИК представлений об информационно-коммуникационных технологиях, владение которыми становится обязатель­ным элементом общей культуры современного человека. Некоторые методисты предлагают формировать инфор­мационно-технологическую культуру школьников. В ин­формационную культуру школьника входят следующие компоненты [1]:

1. Навыки грамотной постановки задач для решения с помощью ЭВМ.

2. Навыки формализованного описания поставленных задач, элементарные знания о методах математическо­го моделирования и умения строить простые матема­тические модели поставленных задач.

3. Знание основных алгоритмических структур и уме­ние применять эти знания для построения алгоритмов решения задач по их математическим моделям.

4. Понимание устройства и функционирования ЭВМ, элементарные навыки составления программ для ЭВМ по построенному алгоритму на одном из языков про­граммирования высокого уровня.

5. Навыки квалифицированного использования основных типов современных информационно-коммуникационных систем для решения с их помощью практических задач, понимание основных принципов, лежащих в основе функционирования этих систем.

6. Умение грамотно интерпретировать результаты решения практических задач с помощью ЭВМ и применять эти результаты в практической деятельности.

В то же время, в реальных условиях школы формиро­вание информационной культуры во всех её аспектах представляется проблематичным. Дело здесь не только в том, что не все школы в достаточной степени обеспечены современной компьютерной техникой и подготовленными учителями. Использование многовариантных программ, в частности авторских, привело к тому, что не только содер­жание, но и цели образования школьников в области ин­форматики в 1990 годы стали трактоваться по-разному. Их стали формулировать крайне нечётко, размыто и даже не­определённо, поэтому решением коллегии Минобраза России от 22.02.1995 г. было предложено использовать 3-х этапную структуру курса информатики средней школы с распределёнными целевыми установками [11]:

• Первый этап (1-6 кл.) - пропедевтический. На этом этапе происходит первоначальное знакомство с ком­пьютером, формируются первые элементы инфор­мационной культуры в процессе использования учебных игровых программ, простейших компьютер­ных тренажеров на уроках математики, русского язы­ка и других предметов.

• Второй этап (7-9 кл.) - базовый курс, обеспечиваю­щий обязательный общеобразовательный минимум подготовки по информатике. Он направлен на овла­дение методами и средствами информационных технологий решения задач, формирование навыков сознательного и рационального использования ком­пьютеров в своей учебной, а затем профессиональ­ной деятельности.

• Третий этап (10-11 кл.) - продолжение образования в области информатики как профильного обучения, дифференцированного по объёму и содержанию в зависимости от интересов и направленности допро-фессиональной подготовки школьников.

Предложение трехэтапной структуры курса было оп­ределенным шагом вперед, способствовало преодолению разброда и шатаний в определении целей, позволило сде­лать изучение информатики в школе непрерывным. Новый базисный учебный план 2004 года и образовательный стандарт по информатике закрепили такую структуру кур­са. Более раннее изучение информатики делает реальным систематическое использование учащимися информаци­онно-коммуникационных технологий при изучении всех школьных предметов.

Дальнейшее развитие курса информатики должно быть связано с усилением его общеобразовательной функции, с возможностями решения общих задач обуче­ния, развития и воспитания школьников. Большинство оте­чественных методистов склоняются к тому, что будущее школьного предмета информатики состоит в развитии фундаментальной компоненты, а не в «погружении» в об­ласть информационных технологий. Информатика предла­гает новый способ мышления и деятельности человека, позволяет формировать целостное мировоззрение и науч­ную картину мира, и это следует использовать в обучении школьников.

В развитых странах Запада цели изучения информа­тики в школе носят, в основном, прикладной характер и состоят в подготовке школьников к разнообразным видам деятельности, связанным с обработкой информации, ос­воением средств информатизации и информационных технологий, что считается залогом успешного экономиче­ского развития общества.

Вопросы для самоконтроля

1. Приведите определение информатики. Когда она воз­никла и на какой основе?

2. Что общего между кибернетикой и информатикой?

3. Приведите и опишите структуру информатики как науки.

4. Что является предметом и объектом информатики?

5. Дайте определение термина «Школьная информатика».

6. Приведите структуру школьной информатики.

7. Приведите дату введения в средних школах предмета

ОИВТ.

8. Опишите этапы истории обучения информатике в отече­ственной школе.

9. Когда появились в учебном плане школы факультативы по информатике и как они назывались?

10. Перечислите основные компоненты алгоритмической культуры учащихся.

11. С какого года в школы стали поступать отечественные компьютерные классы?

12. Приведите компоненты, составляющие содержание компьютерной грамотности школьников.

13. Приведите компоненты информационной культуры.

14. Приведите 3-х этапную структуру курса информатики, рекомендованную Минобразом в 1995 году.

Рекомендуемая литература:

1. Бочкин А.И. Методика преподавания информатики: Учебное пособие. –М.: Высш. Шк., 1998.

2. Лапчик М.П., Семакин И., Хеннер Е.К. Методика преподавания информатики: Учебное пособие. –М.: Академия, 2001

3. Софронова Н.В. «Теория и методика обучения информатике», Москва «Высшая школа», 2004г.

Лекция 3. Содержание школьного курса информатики

Содержание лекционного занятия:

1. Современное содержание образования школьного курса информатики.

2. Общедидактические подходы к определе­нию содержания курса информатики

3. Машинный и безмашинный варианты курса информатики

Современное содержание образования школьного курса информатики.

«Информатика – в настоящее время одна из фундаментальных областей научного знания, формирующая системно – информационный подход к анализу окружающего мира, изучающая информационные процессы, методы и средства получения, преобразования, передачи, хранения и использования информации, стремительно развивающаяся область практической деятельности человека, связанная с использованием информационных технологий».

Проблемой отбора содержания школьного курса информатики занимались многие отечественные ученые (И.Н.Антипов, Н.В.Апатова, А.Г.Гейн, А.П.Ершов, А.А.Кузнецов, А.Г.Кушниренко и др). Курс информатики (как общеобразовательный курс) рассматривается в новом стандарте в двух аспектах. Первый аспект: системно-информационная картина мира, общие информационные закономерности строения и функционирования самоуправляемых систем. Второй аспект: методы и средства получения, обработки, передачи, хранения и использования информации, решения задач с помощью компьютера и других средств новых информационных технологий.

Системно-информационный подход к анализу окружающего мира, изучение общих закономерностей строения и функционирования систем – суть школьного курса информатики на современном этапе образования.

Основные содержательные линии курса охватывают следующие группы вопросов:

• Вопросы, связанные с пониманием сущности информационных процессов, информационными основами процессов управления в системах различной природы; вопросы, охватывающие представления о передаче информации, канале передачи информации, количестве информации;
• Способы представления информации, методы и средства формализованного описания действий исполнителя; вопросы, связанные с выбором исполнителя, анализом его свойств, возможностей и эффективности его применения для решения данной задачи;
• Вопросы, связанные с методом формализации, моделирования реальных объектов и явлений для их исследования с помощью компьютера, проведения компьютерного эксперимента;
• Этапы решения задач на ЭВМ, использование программного обеспечения разного типа для решения задач, представление о современных информационных технологиях, основанных на использовании компьютера.

2. Общедидактические подходы к определе­нию содержания курса информатики

Говоря о содержании курса информатики в школе, следует иметь в виду требования к содержанию образова­ния, которые изложены в Законе РФ «Об образовании». В содержании образования всегда выделяют три компонен­ты: воспитание, обучение и развитие. Обучение занимает центральное положение. Содержание общего образова­ния включает в себя информатику двояким образом - как отдельный учебный предмет и через информатизацию всего школьного образования. На отбор содержания курса информатики влияют две группы основных факторов [1], которые находятся между собой в диалектическом проти­воречии:

1. Научность и практичность. Это означает, что содер­жание курса должно идти от науки информатики и соот­ветствовать современному уровню её развития. Изучение информатики должно давать такой уровень фундамен­тальных познаний, который действительно может обеспе­чить подготовку учащихся к будущей профессиональной деятельности в различных сферах.

2. Доступность и общеобразовательность. Включае­мый материал должен быть посилен основной массе уча­щихся, отвечать уровню их умственного развития и имею­щемуся запасу знаний, умений и навыков. Курс также должен содержать все наиболее значимые, общекультур­ные, общеобразовательные сведения из соответствующих разделов науки информатики.

Школьный курс информатики, с одной стороны, дол­жен быть современным, а с другой - быть элементарным и доступным для изучения. Совмещение этих двух во мно­гом противоречивых требований является сложной зада­чей.

Содержание курса информатики складывается слож­но и противоречиво. Оно должно соответствовать соци­альному заказу общества в каждый данный момент его развития. Современное информационное общество вы­двигает перед школой задачу формирования у подрас­тающего поколения информатической компетентности. Понятие информатической компетентности достаточно широко и включает в себя несколько составляющих: моти-вационную, социальную когнитивную, технологическую и др. Когнитивная составляющая курса информатики на­правлена на развитие у детей внимания, воображения, памяти, речи, мышления, познавательных способностей. Поэтому при определении содержания курса следует ис­ходить из того, что информатика обладает большой спо­собностью формирования этих сфер личности и, в особен­ности, мышления школьников. Общество нуждается в том, чтобы вступающие в жизнь молодые люди обладали на­выками использования современных информационных технологий. Все это требует дальнейших исследований и обобщения передового педагогического опыта.

3. Машинный и безмашинный варианты курса информатики

Первая программа курса ОИВТ 1985 года содержала три базовых понятия: информация, алгоритм, ЭВМ. Эти по­нятия определяли обязательный для усвоения учащимися объём теоретической подготовки. Содержание обучения складывалось на основе компонентов алгоритмической культуры и, затем, компьютерной грамотности учащихся. Курс ОИВТ предназначался для изучения в двух старших классах - в девятом и десятом. В 9 классе отводилось 34 часа (1 час в неделю), а в 10 классе содержание курса дифференцировалось на два варианта - полный и краткий. Полный курс в 68 часов был рассчитан для школ, распола­гающих вычислительными машинами или имеющими возможность проводить занятия со школьниками на вы­числительном центре. Краткий курс объёмом 34 часа предназначался для школ, не имеющих возможности про­водить занятия с применением ЭВМ. Таким образом, сразу были предусмотрено 2 варианта - машинный и безма­шинный. Но в безмашинном варианте планировались экс­курсии объёмом 4 часа на вычислительный центр или предприятия, использующие ЭВМ.

Однако реальное состояние оснащения ЭВМ тогдаш­них школ и готовности учительских кадров привели к тому, что курс волей-неволей был изначально ориентирован на безмашинный вариант обучения. Большая часть учебного времени отводилась на алгоритмизацию и программиро­вание, через которые преимущественно и рассматрива­лось общеобразовательное значение предмета информа­тики.

Первый собственно машинный вариант курса ОИВТ был разработан в 1986 году в объёме 102 часа для двух старших классов. В нем на знакомство с ЭВМ и решение задач на ЭВМ отводилось 48 часов. В то же время сущест­венного отличия от безмашинного варианта не было. Но, тем не менее, курс был ориентирован на обучение ин­форматике в условиях активной работы учащихся с ЭВМ в школьном кабинете вычислительной техники (в это время начались первые поставки в школы персональных компь­ютеров). Курс был достаточно быстро сопровожден соот­ветствующим программным обеспечением: операционной системой, файловой системой, текстовым редактором. Были разработаны прикладные программы учебного на­значения, которые быстро стали неотъемлемым компо­нентом методической системы преподавателя информа­тики. Предполагалась постоянная работа школьников с ЭВМ на каждом уроке в кабинете информатики. Было предложено три вида организационного использования кабинета вычислительной техники - проведение демонст­раций на компьютере, выполнение фронтальных лабора­торных работ и практикума.

Безмашинный вариант сопровождался несколькими учебными пособиями, например, учебники А.Г. Кушнирен-ко с соавторами в то время получили широкое распро­странение. Тем не менее, и машинный вариант во многом продолжал линию на алгоритмизацию и программирова­ние, и меньше содержал фундаментальные основы ин­форматики.

В 1990 годы с поступлением компьютеров в боль­шинстве школ курс информатики начал преподаваться в машинном варианте, а основное внимание учителя стали уделять освоению приемов работы на компьютере и ин­формационных технологий. Однако следует отметить, что реалии третьего десятилетия преподавания информатики показывают наличие в настоящее время безмашинного варианта или большой его доли в значительном числе школ, не только сельских, но и городских. Преподавание в начальной школе также ориентировано, в основном, на безмашинное изучение информатики, чему есть некоторое объяснение - время работы на компьютере для учащихся начальной школы не должно превышать 15 минут. Поэто­му учебники информатики для них содержат лишь не­большую долю собственно компьютерного компонента.

Вопросы для самоконтроля:

1 Аспекты курса Информатики.

2. Какие вопросы охватывает основные содержательные линии курса?

Рекомендуемая литература:

1. Бочкин А.И. Методика преподавания информатики: Учебное пособие. –М.: Высш. Шк., 1998.

2. Лапчик М.П., Семакин И., Хеннер Е.К. Методика преподавания информатики: Учебное пособие. –М.: Академия, 2001

3. Софронова Н.В. «Теория и методика обучения информатике», Москва «Высшая школа», 2004г.