Программа по информатике как основной нормативный документ учителя информатики

Стандартизация школьного образования в области информатики. Критерии отбора содержания образования.

Информационная культура, как современная цель преподавания школьного курса информатики.

Компьютерная грамотность, как основная цель преподавания информатики в 80-90 годы.

Алгоритмическая культура, как исходная цель преподавания информатики.

В 60-е – 70-е года прошлого века, в подготовительный этап введения школьного курса информатики в общеобразовательную практику основной школы, преподавание информатики, на тот момент лишь раздела «Алгоритмизация и программирование», велось в школах с математическим уклоном. Основной целью обучения на этом этапе являлось – формирование алгоритмической культуры школьников. Опишем её основные компоненты:

1. Понятие алгоритма и его свойства. Понятие алгоритма является центральным понятием алгоритмизации и, соответственно, основным компонентом алгоритмической культуры.

2. Понятие языка описания алгоритмов. Задача описания алгоритма всегда предполагает наличие некоторого языка, на котором должно быть выполнено описание. По этой причине само понятие алгоритма находится в неразрывной связи с понятием языка как средства выражения (представления) алгоритма.

3. Уровень формализации описания. Понятие уровня формализации описания неразрывно связано с понятием языка. Если описание составлено для автомата, то используемый при этом язык подчиняется строгим ограничениям, которые обычно могут быть сведены в систему формальных правил, образующих синтаксис языка. Сам язык в подобных случаях становится, как говорят, формализованным. Однако на практике в процессе разработки алгоритмов, особенно при построении предварительных описаний, могут использоваться языковые средства, не обязательно строго ограниченные. Более того, такая ситуация возможна и не только в процессе предварительной разработки. Если, к примеру, алгоритм адресуется человеку, то и окончательный вариант алгоритмизации может иметь неформальное, "расплывчатое" представление. Важно лишь, чтобы алгоритм был понятен исполнителю, т.е. не использовал средств представления, выходящих за границы его возможностей. Таким образом, применяемые на практике уровни формализации представления алгоритмов могут варьироваться в довольно широком диапазоне: от уровня полного отсутствия формализации до уровня формализации "в той или иной мере" и, наконец, до уровня "абсолютной" формализации. Умение работать с языками различных уровней формализации с учетом фактора понятности алгоритма для исполнителя также является существенным компонентом алгоритмической культуры.

4. Принцип дискретности (пошаговости) описания. Построение алгоритма предполагает выделение четкой целенаправленной последовательности допустимых элементарных действий, приводящих к требуемому результату. Организованная совокупность этих действий образует определенную дискретную структуру описания алгоритма, сообщающую ему ясность и четкость. В различных языках такие отдельные этапы алгоритма представляются различны ми средствами. В словесных представлениях алгоритма (на естественном языке) - это отдельные предложения, указания, пункты, в языке схем - это отдельные блоки, в объектном языке ЭВМ - это отдельные команды, в алгоритмическом языке высокого уровня - операторы.

5. Принцип блочности. По сути дела, речь в данном случае идет об умении расчленять сложную задачу на более простые компоненты. Такой путь приходится избирать всегда, когда задача оказывается достаточно сложной, чтобы алгоритм ее решения в нужном языке можно было описать сразу. В этом случае задача разбивается на информационно замкнутые части (блоки), которым придается самостоятельное значение, и после составления первоначальной схемы, связывающей части задачи, проводится работа по детализации отдельных блоков. Принцип блочности, являясь на деле общим мыслительным приемом, имеет большое общеобразовательное и воспитательное значение. Очень часто в его схему укладывается процесс исследования в самых различных областях. Установив внешние связи, исследователь стремится поделить область неведомого на отдельные самостоятельные части (блоки), а затем уже проникает внутрь каждого блока. Или наоборот: с целью обозреть общую схему связей сначала отдельные элементы группируются в самостоятельные блоки, которые связываются затем между собой. Принцип блочности наглядно показывает, какую общеобразовательную силу могут иметь подходы, заимствованные из области программирования.

6. Принцип ветвления. Требование алгоритмической полноты языков, используемых для представления алгоритмов, должно обеспечивать наличие средств, позволяющих реализовывать в алгоритмических описаниях логические ситуации, т.е. ситуации, в которых требуется принятие решения в зависимости от заданных начальных условий.

7. Принцип цикличности. Эффективность алгоритмических описаний в большинстве случаев определяется возможностью неоднократного использования одних и тех же фрагментов описаний при различных значениях входных величин. Возвращение к повторному прохождению одного и того же фрагмента описания может быть организовано с применением логических средств языка, однако язык может содержать и специальные средства организации циклических алгоритмов (например, операторы цикла в языках высокого уровня). И в том и другом случае существенным компонентом алгоритмической культуры здесь является понимание общей схемы функционирования циклического процесса и, что особенно важно, умение выделять при построении алгоритмов повторяющуюся (рабочую) часть цикла.

8. Выполнение (обоснование) алгоритма. Существенно важным компонентом алгоритмической грамотности является постоянно привлекаемое в процессе алгоритмизации умение воспринимать и исполнять разрабатываемые фрагменты описания алгоритма отвлеченно от планируемых результатов - так, как они описаны, а не так, как может быть, в какой-то момент хотелось бы самому автору или исполнителю. Этот компонент алгоритмизации понуждает автора алгоритма постоянно перевоплощаться в хладнокровного и педантичного исполнителя и является, по сути дела, единственным работающим в процессе создания алгоритмического описания (до передачи его исполнителю) средством контроля правильности и обоснования алгоритма.

9. Организация данных. Исходным материалом для алгоритма является информация или исходные данные, которые надлежит обработать. Составитель алгоритма обязан думать не только о том, как и в какой последовательности производить обработку, но и о том, где и как фиксировать промежуточные и окончательные результаты работы алгоритма.

Все перечисленные компоненты алгоритмической культуры имеют основополагающее значение для формирования навыка составления алгоритмов - алгоритмизации и, следовательно, для программирования для ЭВМ. Однако особенность компонентов, образующих алгоритмическую культуру, в том, что они не имеют узкой ориентации исключительно на взаимодействие школьника с ЭВМ, а имеют, вообще говоря, независимое от программирования более широкое значение. Говоря иными словами, алгоритмическая культура школьника как совокупность наиболее общих "допрограммистских" представлений, умений и навыков обеспечивает некоторый начальный уровень грамотности школьника не только для его успешной работы в системе "ученик - компьютер", но и в неформальных безмашинных системах "ученик - учитель", "ученик - ученик" и т.п., т.е. создает то операционное наполнение, которое, в частности, обслуживает деятельность школьника в рамках учебных дисциплин за пределами "компьютерной" обстановки. Как отмечал академик Е. П. Велихов в связи с введением в школу предмета Основы информатики и вычислительной техники, "информатика является частью общечеловеческой культуры, не сводящейся к использованию компьютеров, а в равной степени относящейся, скажем, к умению объяснить приезжему дорогу".

Основная цель курса «Основы информатики и вычислитель ной техники» введенного повсеместно с 1 сентября 1985 года состояла в формировании представлений об основных правилах и методах реализации решения задачи на ЭВМ и элементарных умений пользоваться микрокомпьютерами для решения задач; в ознакомлении учащихся с ролью ЭВМ в современном общественном производстве и перспективами развития вычислительной техники. Предполагалось, что введение курса ОИВТ создаст предпосылки для изучения ряда естественно-научных предметов на качественно ином уровне, поскольку возможность применения учащимися ЭВМ на уроках должна существенно повысить наглядность обучения; моделирование на ЭВМ сложных объектов и процессов сделает усвоение учебного материала более доступным, значительно расширит познавательные возможности школьников, существенно активизирует их самостоятельную учебную деятельность. В качестве исходной характеристики конкретных целей обучения информатике в средних учебных заведениях уже в первой программе курса ОИВТ была объявлена компьютерная грамотность учащихся. Понятие компьютерной грамотности формировалось вместе с введением в школу предмета «Основы информатики и вычислительной техники» и сразу же встало в ряд новых понятий школьной дидактики.

Выделялись следующие группы компонентов, составляющих содержание компьютерной грамотности школьников:

• понятие об алгоритме, его свойствах, средствах и методах описания алгоритмов, программе как форме представления алго ритма для ЭВМ; основы программирования на одном из языков программирования;

• практические навыки обращения с ЭВМ;

• принцип действия и устройство ЭВМ и ее основных элементов;

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

Анализ перечисленных компонентов показывает, что появление понятия компьютерной грамотности (КГ) явилось результатом расширения понятия алгоритмической культуры (АК) учащихся путем добавления таких «машинных» компонентов, как умение обращаться (или, на жаргоне информатиков — общаться) с ЭВМ, знание устройства и принципов действия ЭВМ, а также роли ЭВМ в современном обществе. Обозначим для наглядности этот эволюционный переход формулой:

АК–>КГ.

Ниже приведено ставшее впоследствии достаточно устойчивым наполнение понятия «компьютерная грамотность», которое сложилось в толкованиях специалистов и педагогов вскоре после появления первой программы курса ОИВТ, пробных учебных пособий для учащихся и методических руководств для учителей.

1. Составление простейших программ для компьютера. Подготовка программистов не является целью общеобразовательной школы, однако понимание основных принципов программирования для ЭВМ должно входить в систему общего образования. Процесс этот может быть постепенным и растянутым во времени. Начальные навыки составления самостоятельных программ, включающие организацию ветвлений и циклов, основываются на компонентах алгоритмической культуры, которые могут быть сформированы на простых и наглядных «допрограммистских» средствах. В старших звеньях обучения возможно ознакомление с несколькими различными языками программирования (по меньшей мере, в условиях углубленного изучения предмета). На это уровне, однако, не столько важен выбор языка, на котором будут написаны программы, сколько прочность фундаментальных знаний, необходимых для разработки лежащих в их основе алгоритмов.

2. Умение «общаться» с компьютером. Общение с ПК на «пользовательском уровне» — это в основном умение подготовить компьютер к работе, запускать и останавливать его, умение работать за дисплеем, т. е. овладеть клавиатурой, уметь вводить числа и переменные, корректировать введенные данные, вводить, отлаживать и запускать программу. Сюда же могут быть отнесены и навыки работы с простейшими сервисными программами, такими как редактор текстов, графический редактор, электронная таблица, разнообразные игровые программы, а также работа с компьютером в режиме диалога (в частности обучающего, в том числе и за пределами курса информатики). Примечательно, что по своему характеру эти знания, умения и навыки могут быть доступны младшим школьникам и даже дошкольникам.

3. Представление об устройстве и принципах действия ЭВМ. В этом компоненте компьютерной грамотности выделяются две основные составляющие:

а) структура ПК и функции его основных устройств;

б) физические основы и принципы действия основных элементов компьютера.

Этот компонент имеет важнейшее мировоззренческое значение, хотя и труден для освоения учащимися. Изначально считалось, что «сведения об этом, включаемые в курс информатики должны иметь прикладной характер, быть ориентированы прежде всего на потребности пользователя, помогать ему оценить возможности отдельной машины или сравнить различные компьютеры. Это не исключает, конечно, того, что в курсе физики могут подробно рассматриваться различные физические явления, лежащие в основе функционирования ЭВМ, а в курсе математики или в фундаментальных разделах курса информатики — наиболее общие и абстрактные положения, относящиеся к принципам ее работы».

4. Представления об областях применения и возможностях ЭВМ социальных последствиях компьютеризации. Формирование этого компонента компьютерной грамотности также не является задачей исключительно курса информатики и выходит за его пределы. Сферы применения и роль ЭВМ в повышении эффективности труда целесообразно раскрывать учащимся в процессе практического использования компьютера для решения различных задач в ряде учебных предметов. При этом необходимо, чтобы совокупность этих задач по возможности охватывала все основные сферы применения ЭВМ. Школьный компьютер может быть использован учащимися для вычислительных работ в курсах математики, физики, химии, анализа данных учебного эксперимента и поиск закономерностей при проведении лабораторных работ, исследования функций в курсе алгебры, построения и анализа математических моделей, физических, химических, биологических и других явлений и процессов. В курсе географии, истории и ряда других гуманитарных предметов персональная ЭВМ может использоваться школьниками как информационная система, банк данных, автоматизированный справочник. Зародившись на первом этапе введения предмета в школу понятие КГ по сей день активно «работает» в методической литературе. Сокращенно четырехкомпонентная структура компьютерной грамотности, описанная выше, может быть обозначена совокупностью четырех ключевых слов: общение, программирование, устройство, применение. Нетрудно заметить, что даже при сохранении всех компонентов компьютерной грамотности усиленное акцентирование внимания на том или ином из них может приводить к существенному изменению конечной цели преподавания предмета информатики. Если, к примеру, начнет доминировать компонент общение, то курс становится преимущественно пользовательским, нацеленным, в частности, на освоение компьютерных технологий. При доминирующей компоненте программирование цели курса сведутся к подготовке программистов и т.д.

Всего лишь один год, прошедший со времени публикации первой программы курса ОИВТ, показал, что цели преподавания информатики в школе не могут жестко ограничиваться рамками компьютерной грамотности и что уже в ближайшей перспективе потребуется развитие и расширение самих целей. Наряду с уже известным понятием «компьютерная грамотность» в новой программе «машинного варианта» впервые на нормативном уровне появляется новое понятие «информационная культура учащихся». Согласно пояснительной записке к конкурсной программе проектируемый обновленный курс ОИВТ «... должен формировать у учащихся:

• навыки грамотной постановки задач, возникающих в практической деятельности, для их решения с помощью ЭВМ;

• навыки формализованного описания поставленных задач, элементарные знания о методах математического моделирования и умение строить простые математические модели поставленных задач;

• знания основных алгоритмических структур и умение применять эти знания для построения алгоритмов решения задач по их математическим моделям; понимание устройства и функционирования ЭВМ и элементарные навыки составления программ для ЭВМ по построенному алгоритму на одном из языков программирования высоко: уровня;

• навыки квалифицированного использования основных типов современных информационных систем для решения с их помощью практических задач и понимание основных принципов, лежащих в основе функционирования этих систем;

• умение грамотно интерпретировать результаты решения практических задач с помощью ЭВМ и применять эти результаты практической деятельности.

Понятие «информационная культура» (ИК) образовано путем некоторого расширения прежних компонентов компьютерной грамотности, причем почти все новые включения в понятие «информационная культура» относятся к вопросам применения метода математического моделирования для решения задач с помощью ЭВМ (или, как часто говорят, компьютерного математического моделирования). Надо сказать, что соблазнительный замысел включения в содержание школьного образования хотя бы первоначальных сведений о методе математического моделирования с попыткой рассмотрения всех этапов решения практической задачи давно преследовал ученых и методистов-математиков. Уж очень заманчивой образовательной и мировоззренческой силой обладает этот раздел естественно-научного знания, хотя и нелегко поддается методической обработке, позволяющей наглядно и доступно раскрывать его содержание учащимся.

Укажем на еще одно примечательное (хотя и носящее как бы редакционный характер) расширение целей в новой программе компонент компьютерной грамотности, отождествляемый в прежней редакции с развитием упрощенных навыков «общения» ЭВМ, в новой системе целей связывается уже с навыками «квалифицированного использования основных типов современны информационных систем» и «понимания основных принципов лежащих в основе функционирования этих систем». Очевидно, что в данном случае мы имеем дело с фактом стабилизации линии информационных технологий как перспективно содержательно-методической линии школьного курса информатики. Схематически эволюция целей образования школьников в области информатики теперь может быть обозначена следующим образом:

АК -> КГ -» ИК -»?

Сохранение в конце цепочки знака вопроса имеет вполне понятное объяснение. Введенное вместе с программой «машинного» варианта новое понятие «информационной культуры учащихся» не могло (да и не предполагало) замыкаться на перечне объявленных в то время компонентов, это противоречило бы динамическому характеру целей образования. Вместе с тем сам термин «информационная культура», похоже, обрел достаточно удачную (или, скорее, удобную) формулировку, пригодную для длительного отождествления с целями школьного образования в области информатики. Сказанное, разумеется, основывается на неограниченном во времени процессе постоянного развития и уточнения как состава, так и наполнения компонентов информационной культуры учащихся, что является отражением требования к общему школьному образованию соответствовать современному состоянию развития науки и практики. Так, например, одновременно с развитием каналов связи и компьютерных коммуникаций сразу же возникает неотвратимая потребность включения в содержание понятия «информационная культура» представлений о коммуникационных технологиях, что в современном информационном мире становится обязательным элементом общей культуры каждого человека.

Согласно Федеральному закону «Об образовании», принятому в июле 1992 г., в Российской Федерации устанавливаются государственные образовательные стандарты, включающие федеральный и национальный компоненты. Понятие стандарт происходит от латинского слова standard, означающего образец, норма, мерило. Термины «стандарт образования», «образовательный стандарт» получили международный статус, т.е. употребляются в разных странах.

Основными объектами стандартизации в образовании является его структура, содержание, объем учебной нагрузки и уровень подготовки учащихся. Нормы и требования, установленные стандартом, принимаются как эталон при оценке качества основных сторон образования. Они являются основой объективной оценки уровня образования и квалификации выпускников независимо от форм получения образования. Кроме этого стандарт является определенным ориентиром для авторов школьных программ, учебников, методических рекомендаций.

Государственные образовательные стандарты разрабатываются на конкурсной основе и уточняются на той же основе не реже одного раза в 10 лет. Конкурс объявляется Правительством Российской Федерации.

Общеобразовательный стандарт по информатике является нормативным документом, определяющим требования:

• к месту базового курса информатики в учебном плане школь

• к содержанию базового курса информатики в виде обязательного минимума содержания образовательной области;

• к уровню подготовки учащихся в виде набора требований к знаниям, умениям, навыкам и научным представлениям школьников

• к технологии и средствам проверки и оценки достижения учащимися требований образовательного стандарта.

В проекте стандарта выделяются два аспекта, формирующие общеобразовательное содержание курса информатики.

1. Первый аспект определяется сферой пересечения предметов информатики и кибернетики: системно-информационная картина мира, общие информационные закономерности строения и функционирования самоуправляемых систем (биологические системы, общество, автоматизированные технические системы).

2. Второй аспект – методы и средства получения, обработки, передачи, хранения и использования информации, решения задач с помощью компьютера и других средств новых информационных технологий. Этот аспект связан, прежде всего, с подготовкой учащихся к практической деятельности, продолжением образования.

Таким образом на современном этапе развития школьного курса информатики происходит явный и окончательный отход от изначально определявший концепцию школьного курса информатики символической триады «информация – алгоритм – ЭВМ» и переход к триаде «информация – информационные модели – информационные технологии».

Критерии отбора содержания образования.

Для успешного обучения необходимо знать – чему надо учить, т.е. каково должно быть содержание образования. В педагогической науке разработана система критериев отбора содержания образования, в соответствии с которым изучаемое в школе должно:

1. обеспечивать целостное отражение задач гармонического развития личности и формирования её базовой культуры;

2. иметь научную и практическую значимость включаемого в учебный предмет образовательного материала;

3. соответствовать реальным учебным возможностям учащихся того или иного возраста;

4. обеспечивать соответствие объема содержания материала имеющемуся времени на его изучение;

5. учитывать международный опыт построения содержания общего среднего образования;

6. соответствовать имеющейся учебно-методической и материальной базе современной школы.

Формирование содержания информатического образования в советской и российской школе – сложный и противоречивый процесс, который охватывает период от начала 60-х гг. прошлого столетия до настоящего времени.

Дискуссии о том, что необходимо изучать в школьном курсе информатики ведутся и по сей день.

Дата добавления: 2015-04-24