Методика обучения информатике

МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ 1. Информатика как наука и учебный предмет в школе 1.1. Информатика как наука: предмет и понятие Появление и начальное становление информатики как науки относится ко второй половине прошлого века [11]. Область интересов информатики — это структура и общие свойства информации, а также вопросы, связанные с процессами поиска, сбора, хранения, преобразования, передачи и использования информации в самых различных сферах человеческой деятельности. Обработка огромных объемов и потоков информации немыслима без автоматизации и систем коммуникации, поэтому электронные вычислительные машины и современные информационные и коммуникационные технологии являются и фундаментальным ядром, и материальной базой информатики. Термин «информатика» (в том смысле, как он применен в первом абзаце) в отечественной литературе используется сравнительно недавно, к тому же его толкование до настоящего времени еще нельзя считать установившимся и общепринятым. Терминологические и понятийные трудности, связанные с сущностью самого понятия «информатика» (как и производных понятий), не преодолены до сих пор. Обратимся к истории вопроса, восходящей ко времени появления электронных вычислительных машин. После Второй мировой войны получила бурное развитие кибернетика как общая наука об управлении и связи в системах различной природы — искусственных, биологических, социальных. Рождение кибернетики принято связывать с опубликованием в 1948 г. американским математиком Норбертом Винером книги «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине». В этой работе были показаны пути создания общей теории управления и заложены основы методов рассмотрения проблем управления и связи для различных систем с единой точки зрения. Развиваясь одновременно с прогрессом электронных вычислительных машин, кибернетика со временем превращалась в более общую науку о преобразовании информации. Под информацией в кибернетике понимается любая совокупность сигналов, воздействий или сведений, которые некоторая система воспринимает от окружающей среды (входная информация X), выдает в окружающую среду (выходная информация У), а также хранит в себе (внутренняя, внутрисистемная информация Z) (рис. 1.1). Среда Система Z Рис. 1.1 Информация в кибернетической системе Развитие кибернетики и нашей стране переживало драматические периоды (достаточно подробный обзор событий и фактов, сопровождавших становление информатики в СССР и, далее, в России, дан Д.Л. Поспеловым [35]). Как писал в начале 1960-х годов академик А.И. Берг, немало сделавший для официального признания кибернетики в Советском Союзе, «…в 1955 — 57 гг. и даже позже в нашей литературе были допущены грубые ошибки и оценке значения и возможностей кибернетики. Это нанесло серьезный ущерб развитию науки в нашей стране, привело к задержке в разработке многих теоретических положений и даже самих электронных машин» [4]. Достаточно сказать, что еще в 4-м издании «Краткого философского словаря» (1954 г.) кибернетика была определена как «...реакционная лженаука, возникшая в США после Второй мировой ВОЙНЫ и получившая широкое распространение и в других капиталистических странах; форма современного механицизма». Помимо чисто идеологических мотивов причиной этого явления послужили, с одной стропы, недооценка новой бурно развивающейся науки отдельными учеными «классического» направления, с другой стороны — неумеренное пустословие тех, кто вместо активной разработки конкретных проблем кибернетики в различных областях спекулировал на полуфантастических прогнозах о ее безграничных возможностях, дискредитируя тем самым эту науку. Случилось так, что ...кибернетика обросла паразитным слоем пустой болтовни, за которой не все сумели разглядеть очень важное научно-техническое открытие, создавшее предпосылки для революции в развитии производительных сил человеческого общества» [8]. Но и после преодоления идеологических барьеров и официального признания кибернетики как науки (а уже в 1959 г. в Академии наук СССР был создан Научный совет по комплексной проблеме «Кибернетика») трудностей не убавилось. Дело в том, что развитие отечественной кибернетики в течение длительного периода сопровождалось серозными неудачами в реализации крупных государственных проектов. Приведем краткий обзор положения, сложившегося к середине 1980-х годов, ссылаясь на оценки специалистов [15]. Воодушевляющие перспективы применения кибернетики в народном хозяйстве возбудили предложения широкого применения математических методов и ЭВМ для целей глобального планирования и управления. Сформулированные крупными учеными, эти предложения нашли отражения в партийных и правительственных решениях. В государственные планы включались программы создания автоматизированных систем управления (АСУ) во всех звеньях народного хозяйства от предприятия до отрасли. АСУ должны были стать базой структурной перестройки управления народным хозяйством: с АСУ должны были взаимодействовать автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП), над АСУ предполагалось создать автоматизированные системы плановых расчетов (АСПР). Все автоматизированные системы планировалось реализовать на единой общегосударственной сети вычислительных центров. Однако по ряду причин были доведены до практической реализации лишь отдельные фрагменты системы управления, общая же идея достижения глобальной цели управления не была осуществлена. К середине 1970-х годов была поставлена задача создания систем автоматического проектирования (САПР). В рамках САПР получила развитие идея создания автоматизированных рабочих мест (АРМ) конструкторов, научных работников, плановиков и т.п. Позднее получила широкое распространение и поддержку идея создания гибких автоматизированных производств (ГАП) и промышленных роботов. Работа в указанных направлениях привела к накоплению значительного опыта создания информационных систем управления технико-экономическими объектами, были созданы отдельные САПР, давшие возможность многократно увеличить производительность труда проектировщиков новых сложных систем; достигнуты определенные успехи в области конструирования и «интеллектуализации» ЭВМ, технологии их изготовления. Первоначально поставленные глобальные цели все-таки не были достигнуты. Сложилась ситуация, в которой, с одной стороны, требовалось окончательно отмежеваться от шелухи пустословия и выделить из кибернетики здоровое научное и техническое ядро, а с другой стороны — консолидировать силы для развития нового движения к давно уже стоящим глобальным целям. (К сожалению, приходится констатировать, что неудачи и незавершенность крупномасштабных государственных проектов в области информатизации общества сохранялись и после описанных событий.) Подойдем к вопросу о становлении информатики на основе кибернетики с терминологической точки зрения. Вскоре вслед за появлением термина «кибернетика» в мировой науке стало использоваться англоязычное Computer Science (компьютерная наука); этот термин и в настоящее время достаточно широко распространен в Соединенных Штатах Америки, Канаде и некоторых странах латино-американского континента в качестве наименования как для научной, так и учебной дисциплины, изучающих процессы обработки, хранения и передачи информации при помощи компьютеров и телекоммуникационных систем. Чуть позднее, на рубеже 1960-х и 1970-х годов, французы ввели термин informatique (информатика), образованный, судя по всему, как производное от двух французских слов: informatione (информация) и avtomatique (автоматика). Новый термин получил впоследствии распространение и СССР (следовательно, в России и странах СНГ) и странах Западной Европы. Надо сказать, что в русском языке наиболее раннее (примерно с середины 1960-х годов) употребление термина «информатика» было связано с узкоконкретной областью научнотехнической информации и документалистики (см., например, |28]). Согласно определению, данному в Большой советской энциклопедии, информатика рассматривалась как «дисциплина, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также закономерности ее создания, преобразования, передачи и использования в различных сферах человеческой деятельности» [29]. Подобное определение связывало информатику с библиотековедением, библиографией, методами поиска информации в массивах документов. С этой целью в 1952 г. был создан Институт научной информации АН СССР, позднее преобразованный во Всесоюзный институт научной и технической информации (ВИНИТИ). Параллельно с этим направлением (и независимо от него) развивалось другое толкование термина «информатика», которое, как считал академик А.П. Ершов, начиная со второй половины 1970-х годов, стало широко закрепляться в отечественной литературе после появления перевода с немецкого (под ред. А. П. Ершова) учебного пособия и задачника [1, 2] по вузовскому курсу информатики. Поясняя значение термина «информатика» (в связи с открытием с 1983 г. в составе Академии наук СССР нового отделения информатики, вычислительной техники и автоматизации), А.П. Ершов утверждал, что этот термин вводится в русский язык «...как название фундаментальной естественной науки, изучающей процессы передачи и обработки информации. При таком толковании информатика оказывается более непосредственно связанной с философскими и общенаучными категориями, проясняется и ее место в кругу «традиционных» академических научных дисциплин» [9]. Комментируя это определение информатики, А.П.Ершов отмечал далее: «Сознавая некоторую относительность деления наук на естественные и общественные, мы все же относим информатику к естественно-научным дисциплинам в соответствии с принципом вторичности сознания и его атрибутов и с представлением о единстве законов обработки информации в искусственных, биологических и общественных системах. Отнесение информатики к фундаментальным наукам отражает общенаучный характер понятия информации и процессов ее обработки. Информатика как самостоятельная наука вступает в свои права тогда, когда для изучаемого фрагмента мира построена так называемая информационная модель. И хотя общие методологические принципы построения информационных моделей могут быть предметом информатики, само построение и обоснование информационной модели является задачей частной науки. Понятия информационной и математической моделей очень близки друг к другу, поскольку и та и другая являются знаковыми системами. Информационная модель — это то сопряжение, через которое информатика вступает в отношение с частными науками, не сливаясь с ними и в то же время не вбирая их в себя» [9, с. 29 — 30]. Созвучно высказанному представлению о науке информатике и мнение академика Н.Н.Моисеева: «Зародившись в недрах науки о процессах управления — кибернетики, информатика... буквально на наших глазах из технической дисциплины о методах и средствах обработки данных при помощи средств вычислительной техники превращается в фундаментальную естественную науку об информации и информационных процессах в природе и обществе» [31]. Между тем среди отечественных ученых с самого начала становления информатики как самостоятельной отрасли науки не было полного единодушия в ответе на вопрос, что такое информатика. В том же «установочном» сборнике «Становление информатики» B.C. Михалевич, Ю.М.Каныгин и В.И.Гриценко утверждают: «Информатика — комплексная научная и инженерная дисциплина, изучающая все аспекты разработки, проектирования, создания, оценки, функционирования машинизированных (основанных на ЭВМ) систем переработки информации, их применения и воздействия на различные области социальной практики» [30]. Как видно, в последнем толковании не только явно подчеркивается связь самого возникновения информатики с развитием компьютерной техники, но и то, что информатика — это следствие развития ЭВМ. Коснемся вопроса об объекте и предмете науки информатики. В обще гносеологическом плане противопоставление объекта и предмета науки является относительным [38]. И все же представление о различии понятий «объект науки» и «предмет науки» важно для установления существа любой науки. Объект — это область действительности, на которую направлена деятельность исследователя, а предмет - это посредствующее звено между субъектом и объектом исследования. Понятие «предмет науки» выражает диалектическое единство объективной и субъективной сторон познания, оно не тождественно понятию «объект науки». Основное структурное отличие предмета от объекта заключается в том, что в предмет входят лишь главные, наиболее существенные свойства и признаки. Объект выступает как такая часть объективной реальности, которая находится во взаимодействии с субъектом, причем само выделение объекта познания осуществляется при помощи форм практической и познавательной деятельности, выработанных обществом и отражающих свойства объективной реальности [38, с. 452]. Предметная область — область объектов, универсум рассмотрения (рассуждения), класс (множество) объектов, рассматриваемых в пределах данного контекста (понимаемом как отдельное рассуждение, фрагмент научной теории или теория в целом). Например, в теории чисел предметной областью служит натуральный ряд (множество целых неотрицательных чисел) [38, с. 525]. В.С.Леднев при сопоставлении понятий «объект» и «предмет* науки опирается на представления о двух способах отражении науками их объектов: аспектный и объектный [23, с. 85 —87]. При этом при определении предмета науки учитывается не только ее объект, "...но и аспект отражения наукой ее объекта» [23, с. 99]. Вот как описывает В.С.Леднев предмет и объект науки кибернетики: «Предметная область кибернетики охватывает... живую природу, человека, общественные и технические системы. Но эта предметная область кибернетикой всесторонне не изучается. Всесторонне (в объектном плане) ее изучают биология, антропологические, общественные и технические пауки. Кибернетика изучает только информационно-управленческий аспект этой предметной области — процессы управления. К тому же она рассматривает лишь определенную сторону процесса управления — его общие закономерности, свойственные любым процессам управления, т.е. не зависящие от специфики конкретных систем» [23, с. 90]. Отсюда напрашивается вывод, что предмет информатики, как и кибернетики, образуется на основе широких областей своих приложений, а объект — на основе общих закономерностей, свойственных любым информационным процессам в природе и обществе. Действительно, поскольку информационный подход все более начинает восприниматься как общенаучный метод познания природы и общества, широчайшие приложения информатики становятся ее важнейшей особенностью. Это приложения, охватывающие в основном все виды общественной деятельности: производство, управление, науку, образование, проектные разработки, торговлю, денежно-кассовые операции, медицину, криминалистику, охрану окружающей среды и другие, а также быт, личную деятельность. Главное значение здесь имеет совершенствование социального управления на основе информационных процессов и информационно-коммуникационных технологий. Информатика изучает то общее, что свойственно всем многочисленным разновидностям конкретных информационных процессов (технологий). Эти информационные процессы и технологии и есть объект информатики (см. также [30, с. 33 — 35]). Предмет информатики определяется многообразием ее приложений. Различные информационные технологии, функционирующие в разных видах человеческой деятельности (управление производственным процессом, системы проектирования, финансовые операции, образование и т.п.), имея общие черты, в то же время существенно различаются между собой. Тем самым образуются различные «предметные» информатики, базирующиеся на разных наборах операций и процедур, различных вилах кибернетического оборудования (во многих случаях наряду с компьютером используются специализированные приборы и устройства), разных информационных носителях и т.п. Одной из областей человеческой деятельности, испытывающей в настоящее время активное влияние информатики, является система образования. Ветвь информатики, обслуживающая проблемы средней школы, получила название школьной информатики. Впервые в отечественной литературе лот термин введен в широкое употребление в одноименном концептуальном документе, разработанном под руководством А.П.Ершова [10]. Воспроизведем описание предмета школьной информатики, опираясь на основные положения указанной работы. Школьная информатика определяется как ветвь информатики, занимающаяся исследованием и разработкой программного, технического, учебно-методического и организационного обеспечения применения ЭВМ в школьном учебном процессе. Программное (или математическое) обеспечение школьной информатики поддерживает информационную, управляющую и обучающую системы средней школы, включает в себя программистские средства для проектирования и сопровождения таких систем, а также средства общения с ними, ориентированные на школьников, учителей и работников аппарата управления органами просвещения. В области технического обеспечения школьная информатика имеет своей целью экономически обосновать выбор технических средств для сопровождения учебно-воспитательного процесса школы; определить параметры оборудования типовых школьных кабинетов вычислительной техники (КВТ); найти оптимальное соотношение использования серийных средств и оригинальных разработок, ориентированных на среднюю школу. Учебно-методическое обеспечение школьной информатики состоит в разработке учебных программ, методических пособий, учебников по школьному курсу информатики, а также по всем школьным предметам, которые могут испытывать методологическое влияние информатики, и по курсам, при преподавании которых планируется использование средств информатики. Проблемы организационного обеспечения, связанного с внедрением и поддержанием новой информационной технологии учебного процесса, сложны и многообразны, особенно на первом этапе компьютеризации школьного образования. Сюда, и частности, относятся: организационно-технические мероприятия по обеспечению и последующему сопровождению технической базы школьной информатики; организации разработки, тиражирования и доставки педагогических программных средств (ППС) в школу; подготовка и переподготовка кадров для всех уровней системы просвещения и прежде всего школьных учителей, способных нести в массовую школу информатику как новую научную дисциплину, как инструмент совершенствования преподавания других школьных предметов, как стиль мышления. В связи с развитием информатики возникает вопрос о ее взаимосвязи и разграничении с кибернетикой. При этом, очевидно, требуется уточнение предмета науки кибернетики, более строгое его толкование. Информатика и кибернетика имеют много общего, основанного на концепции управления, однако «...информатика не растворяется целиком в кибернетике» [30, с. 35]. Один из подходов разграничения информатики и кибернетики — отнесение к области информатики исследований информационных технологий только в социальных системах, а не в любых кибернетических системах (т.е. системах любой природы: биологических, технических и т.д.). Кроме того, за кибернетикой сохраняются исследования общих законов движения информации в произвольных системах, в то время как информатика, «опираясь на этот теоретический фундамент, изучает технологию — конкретные способы и приемы переработки, передачи, использования информации. Кибернетические принципы не зависят от частных реальных систем, а принципы информатики всегда в технологической связи именно с реальными системами» [30, с. 36]. Не все разделы информатики возникали одновременно. История информатики связана с постепенным расширением области ее интересов. Возможность расширения диктовалась развитием компьютеров и накоплением моделей и методов их применения при решении задач различного типа. Как считает Д.А.Поспелов, структуру информатики в настоящее время определяют следующие основные области исследования [35]: • теория алгоритмов — формальные модели алгоритмов, проблемы вычислимости, сложность вычислений и т.п.; • логические модели — дедуктивные системы, сложность вывода, нетрадиционные исчисления: индуктивный и дедуктивный вывод, вывод по аналогии, правдоподобный вывод, немонотонные рассуждения и т.п.; • базы данных — структуры данных, поиск ответов на запросы, логический вывод в базах данных, активные базы и т.п.; • искусственный интеллект — представление знаний, вывод на знаниях, обучение, экспертные системы и т.п.; • бионика — математические модели в биологии, модели поведения, генетические системы и алгоритмы и т.п.; • распознавание образов и обработка зрительных сцен - статистические методы распознавания, использование призначных пространств, теория распознающих алгоритмов, трехмерные сцены и т.п.; • теория роботов — автономные роботы, представление знаний о мире, децентрализованное управление, планирование целесообразного повеления и т.п.; • инженерия математического обеспечения — языки программирования, технологии создания программных систем, инструментальные системы и т.п.; • теория компьютеров и вычислительных сетей — архитектурные решения, многоагентные системы, новые принципы переработки информации и т.п.; • компьютерная лингвистика — модели языка, анализ и синтез текстов, машинный перевод и т.п.; ■ числовые и символьные вычисления — компьютерно-ориентированные методы вычислений, модели переработки информации в различных прикладных областях, работа с естественно-языковыми текстами и т.п.; • системы человеко-машинного взаимодействия — модели дискурса, распределение работ в смешанных системах, организация коллективных процедур, деятельность в телекоммуникационных системах и т.п.; • нейроматематика и нейросистемы — теория формальных нейронных сетей, использование нейронных сетей для обучения, нейрокомпьютеры и т.п.; • использование компьютеров и в замкнутых системах — модели реального времени, интеллектуальное управление, системы мониторинга и т.п. Таблица 2.1 Структура предметной области информатики Фундаментальные основы информатики Теоретическая информатика Информация как семантическое свойство материи. Информация и эволюция в живой и неживой природе. Начала обшей теории информации. Методы измерения информации. Макро- и микроинформация. Математические и информационные модели. Теория алгоритмов. Стохастические методы в информатике. Вычислительный эксперимент как методология научного исследования. Информация и знания. Семантические аспекты интеллектуальных процессов и информационных систем. Информационные системы искусственного интеллекта. Методы представления знаний. Познание и творчество как информационные процессы. Теория и методы разработки и ф й Средств а информатизации Технические Обра ботки, отображения и передачи данных Персональные компьютеры. Рабочие станции. Устройства ввода-вывода и отображения информации. Аудио- и видеосистемы, системы мультимедиа. Сети ЭВМ. Средства связи и компьютерные телекоммуникационные системы Программные Системные Операционные системы и среды. Системы и языки программирования. Сервисные оболочки, системы пользовательского интерфейса. Программные средства межкомпьютерной связи (системы теледоступа), вычислительные и информационные среды - Реали зации технологий универ сальных Текстовые и графические редакторы. Системы управления базами данных. Процессоры электронных таблиц. Средства моделирования объектов, процессов, систем. Информационные языки и форматы представления данных и знаний, словари, классификаторы, тезаурусы. Средства зашиты информации от разрушения и несанкционированного доступа профессиональноориентированных Издательские системы. Системы реализации технологий автоматизации расчетов, проектирования, обработки данных (учета, планирования. управления, анализа, статистики и т.д.). Системы искусственного интеллекта (базы знаний, экспертные системы, диагностические, обучающие и др.) Информационные технологии Ввода-вывода, сбора, хранения, передачи и обработки данных. Подготовки текстовых и графических документов, технической документации. Интеграции и коллективного использования разнородных информационных ресурсов. Зашиты информации. Программирования, проектирования, моделирования, обучения, диагностики, управления (объектами, процессами, системами) Социальная информатика Информационные ресурсы как фактор социальноэкономического и культурного развития общества. Информационное общество - закономерности и проблемы становления и развития. Информационная инфраструктура общества. Проблемы информационной безопасности. Новые возможности развития личности в информационном обществе. Проблемы демократизации в информационном обществе и пути их решения. Информационная культура и информационная - - Для сферы образования крайне существенно адекватное определение предметной области информатики, отражающей вес фундаментальные основы этой области научного знания. В табл. 2.1 воспроизведена структура предметной области «Информатика» в той интерпретации, которая была представлена в Национальном докладе Российской Федерации на II Международном конгрессе ЮНЕСКО «Образование и информатика» [34]. Эта структурная схема включает в себя четыре раздела: 1) теоретическая информатика; 2) средства информатизации; 3) информационные технологии; 4) социальная информатика. При этом теоретическая информатика включает в себя философские основы информатики, математические и информационные модели и алгоритмы, а также методы разработки и проектирования информационных систем и технологий. Как отмечает К. К. Колин, «в состав курса впервые включены вопросы, связанные с изучением социально-экономических аспектов информатизации общества, которые являются исключительно актуальными и все больше выдвигаются на первый план самим ходом развития общества. Поэтому такие важные понятия, как «информационные ресурсы», «информационная инфраструктура» и «информационная среда общества», а также его «информационный потенциал» и «информационная безопасность», станут доступными для тех слушателей, которые успешно изучат предлагаемый базовый курс информатики. Это очень важно в условиях, когда глобальный процесс информатизации общества все более активно воздействует на его социальные и экономические структуры, на роль и положение в обществе самого человека» [13, с. 80]. 1.2. Информатика как учебный предмет в средней школе Школьный учебный предмет информатики не может включать в себя всего того многообразия сведений, которые составляют содержание активно развивающейся науки информатики. В то же время школьный предмет, выполняя общеобразовательные функции, должен отражать и себе наиболее общезначимые, фундаментальные понятия и сведения, раскрывающие существо науки, вооружать учащихся знаниями, умениями, навыками, необходимыми для изучения основ других наук в школе, а также подготавливающими молодых людей к будущей практической деятельности и жизни в современном информационном обществе. Среди принципов формирования содержания общего образования современная дидактика выделяет принцип единства и противоположности логики науки и учебного предмета. Как отмечает в этой связи Б.Т.Лихачев, «идея единства и противоположности логики науки и логики конструирования учебного предмета обусловлена тем, что наука развивается в противоречиях. Она пробивает себе дорогу сквозь толщу предрассудков, совершает скачки вперед, топчется на месте и даже отступает. Педагогическая логика содержания учебного предмета учитывает логику развития основных категорий, понятий данной науки. Вместе с тем педагоги и психологи руководствуются необходимостью учета возрастных особенностей освоения материала школьниками, организуют его на основе как восхождения от абстрактного к конкретному, так и от конкретного к абстрактному» [26, с. 378]. В связи с этим обстоятельством приходится констатировать, что на процессе формирования школьного учебного предмета Информатики сказывается чрезвычайно малая временная дистанция между возникновением информатики как самостоятельной отрасли науки и включением в практику массовой общеобразовательной школы соответствующего ей нового учебного предмета - около 10- 15лет. По этой причине определение содержания школьного курса информатики является очень непростой задачей, на решении которой продолжает активно сказываться процесс становления самой базовой науки информатики. Проблема также и в том, что даже целесообразность введения в школу отдельного предмета информатики не является бесспорной: существуют аргументы (выдвигаемые как зарубежными, так и отечественными специалистами), которые показывают, что такой путь не является единственным и бесспорным (см., например, [32, 33, 37]). Вопрос в конечном итоге заключается в следующем: чего в новом общеобразовательном знании больше — того, что должно составить отдельный учебный предмет для общеобразовательной школы, или того, что может (или должно) быть неразрывно связано с содержанием и технологией изучения всех школьных предметов? Для ответа на этот вопрос обратимся к обшедидактическому анализу проблемы развития содержания общего среднего образования, данному В.С.Ледневым [22, 23]. В результате длительного теоретического и экспериментального исследования, начатого еще в начале 60-х годов прошлого века, было установлено, что фундаментальные основы кибернетического знания должны стать составной частью содержания общего школьного образования и что для решения этого вопроса требуется введение в систему школьных дисциплин отдельного учебного курса. Основываясь на общекибернетической природе нового знания, с самого начала своего исследования В.С.Леднев для наименования нового школьного предмета использует термин «кибернетика», однако для данного рассмотрения это обстоятельство можно считать непринципиальным. Рассмотрим суть проблемы подробнее (см. также [21, 24, 25]). Появление кибернетики как науки, изучающей общие закономерности информационных процессов управления, стало важнейшим шагом в познании окружающего мира. Как подчеркивал А.П.Ершов, «понимание единой природы информация вслед за установлением единой природы вещества и 'энергии стало важнейшим шагом к постижению материального единства мира» [9, с. 30]. Основываясь на этих же общенаучных представлениях о двух типах организации материальных систем: физическом (вещественно-энергетическом) и кибернетическом (антиэнтропийным) [23, с. 85], — В.С.Леднев анализирует два ряда наук: «науки, изучающие вещественно-энергетическую организацию материи (физика, химия, космология); -науки, изучающие кибернетическую (антиэнтропийную) организацию материи (кибернетика, биология, комплекс антропологических наук, обществознание, техникознание). При этом физика и кибернетика (каждая из них в своей группе) относятся к категории аспектных наук, т.е. наук, исследующих наиболее общие закономерности соответственно вещественно-энергетического и кибернетического подходов к исследованию действительности. На этой же основе складывается и концепция структуры содержания общего среднего образования. Согласно этой концепции, в частности, выделяются две группы общеобразовательных учебных дисциплин, которые изучают два основных аспекта организации окружающего мира: вещественно-энергетический и кибернетикоинформационный. Каждая из этих групп предметов является системой со своим системообразующим элементом. В случае вещественно-энергетического аспекта таким системообразующим предметом является физика, в случае кибернетиков н форм анионного аспекта — кибернетика (информатика). Кибернетико-информационная картина мира формируется практически всеми школьными предметами, однако только курс кибернетики (информатики) способен подытожить и обобщить полученные учащимися знания, т.е. выступить в качестве системообразующего фактора [25]. Таким образом, основываясь на описанной концепции научной картины мира и исходя из того, что набор обязательных учебных предметов предопределяется двумя факторами: обобщенной структурой деятельности и структурой объекта изучения [23, с. 108 -109], — В.С.Леднев делает основополагающий вывод об обязательном перечне учебных общеобразовательных предметов, в число которых включается и кибернетика. При этом указанные два фактора носят объективный характер, что объясняет стабильность структуры общего среднего образования. Появление в этой структуре новых устойчивых учебных предметов может быть вызвано лишь существенными изменениями в научной картине мира и сменой доминирующего вида деятельности. Весьма примечательно, что курс кибернетики (информатики) — единственный новый общеобразовательный учебный предмет, родившийся в XX в., все остальные учебные предметы для сферы общего образования — продукт XIX в. Важным в рассматриваемой проблеме является вопрос о том, как изучать информатику в общеобразовательной школе: в отдельном учебном курсе, как дисциплину в составе одного из уже имеющихся курсов или целесообразнее рассредоточить учебный материал по информатике среди ряда учебных дисциплин. Рассматривая этот же вопрос применительно к общеобразовательному курсу кибернетики, В.С.Леднев приводит следующие аргументы в пользу отдельного учебного курса: «Если учебный материал по кибернетике распределить между различными учебными курсами, то в этом случае сведения об области действительности, изучаемой кибернетикой и не входящей составной частью в предметы других наук, будут систематизированы не по основным признакам, по которым они систематизируются в науке, а по второстепенным, так как будут излагаться в логике другого учебного курса. Это неизбежно влечет за собой формирование у учащихся неполных и даже искаженных представлений по области действительности, изучаемой кибернетикой. Более того, такой путь исключает возможность формирования основных, фундаментальных понятий кибернетики в рамках и логике понятийного и методологического аппарата, выработанного этой наукой, что является эффективным дидактическим средством формирования понятий. Понятия кибернетики, изучаемые в логике других учебных курсов, оказываются инородными в их понятийной системе и будут восприняты учащимися как второстепенные, не имеющие принципиального значения. Поэтому наиболее целесообразным решением вопроса о путях изучения кибернетики в средней школе является выделение для ее изучения отдельного учебного курса... Разумеется, в разумных пределах сведения из кибернетики могут и должны быть включены в смежные учебные предметы: математику, биологию и курс трудового обучения. Появление в содержании общего среднего образования нового учебного предмета влечет за собой необходимость определенного переосмысления роли тесно связанных с ним учебных предметов и даже некоторой корректировки их содержания. Эти изменения не могут не отразиться на характере и структуре межпредметных связей» [22, с. 213]. Развивая эти выводы, В.С.Леднев, А.А.Кузнецов и С. А. Бешенков обосновывают положение учебного предмета «Информатика» в структуре школьных учебных вполне определенно: «Общее кибернетическое образование является базовым компонентом содержания общего образования. Это значит, что на него распространяется следующая дидактическая формула: всякий базовый компонент общего образования включается в содержание образования двояко — в виде особого учебного предмета (сегодня это курс информатики) и в виде «вкраплений» во все другие учебные предметы» |24|. Надо сказать, что более чем двухдесятилетний отечественный опыт сосуществования школьного курса информатики в совокупности традиционных школьных дисциплин лишь подчеркивает и усиливает междисциплинарный, интегративный характер информатики в современной школе. «Информатика все больше выступает, наряду с математикой, в качестве интегративного начала многих дисциплин. Интегративность курса информатики определяется фундаментальностью самой науки информатики и интегративным характером основных объектов ее изучения; тем, что умение работать с информацией относится к общеучебным умениям; ролью информатики в информатизации учебного процесса. Естественная реализация межпредметных связей информатики с другими дисциплинами обеспечивается тем, что учебные задачи и ситуации в курсе информатики строятся на базе содержательных постановок задач и учебных информационных моделей, знакомых обучаемым из других учебных курсов. Информатика позволяет учащимся взглянуть на них с «информационной» или «алгоритмической» точки зрения, что нередко приводит к углублению и систематизации знаний учащихся, появлению новых ассоциативных связей» [17]. Введение в 1985 г. в среднюю школу отдельного общеобразовательного предмета «Основы информатики и вычислительной техники» дало старт формированию новой области педагогической науки, объектом которой является обучение информатике. Следуя официальной классификации научных специальностей, этот раздел педагогики, исследующий закономерности обучения информатике на современном этапе ее развития в соответствии с целями, поставленными обществом, в настоящее время имеет кодовое название 13.00.02 «Теория и методика обучения и воспитания (информатика; по уровням образования)». Даже при очевидной неудобочитаемости приведенной трактовки научного направления видно, что строка научного классификатора демонстрирует явное стремление к максимальной цельности и полноте этого раздела педагогической науки. Из приведенной формулировки следует, что к теории и методике обучения информатике нужно относить исследование процесса обучения информатике везде, где бы он ни проходил, и на всех уровнях: дошкольный период, школьный период, все типы средних учебных заведений, высшая школа, самостоятельное изучение информатики, дистанционное обучение и т. п. Каждая из перечисленных областей в настоящее время ставит свои специфические проблемы перед современной педагогической наукой. Нас в данном случае в первую очередь будет интересовать та область методики информатики, которая рассматривает обучение информатике в средней школе в рамках общеобразовательного предмета информатики. Вопросы 1. Информатика как наука 2. Школьная информатика 3. Информатика как учебный предмет в школе. Список литературы в тематическом разделе «2. Теория и методика обучения информатике как новый раздел педагогической науки и учебный предмет подготовки учителя информатики» 2. Теория и методика обучения информатике как новый раздел педагогической науки и учебный предмет подготовки учителя информатики Введение в 1985 г. в среднюю школу отдельного общеобразовательного предмета «Основы информатики и вычислительной техники» дало старт формированию новой области педагогической науки, объектом которой является обучение информатике. Следуя официальной классификации научных специальностей, этот раздел педагогики, исследующий закономерности обучения информатике на современном этапе ее развития в соответствии с целями, поставленными обществом, в настоящее время имеет кодовое название 13.00.02 «Теория и методика обучения и воспитания (информатика; по уровням образования)». Даже при очевидной неудобочитаемости приведенной трактовки научного направления видно, что строка научного классификатора демонстрирует явное стремление к максимальной цельности и полноте этого раздела педагогической науки. Из приведенной формулировки следует, что к теории и методике обучения информатике нужно относить исследование процесса обучения информатике везде, где бы он ни проходил, и на всех уровнях: дошкольный период, школьный период, все типы средних учебных заведений, высшая школа, самостоятельное изучение информатики, дистанционное обучение и т. п. Каждая из перечисленных областей в настоящее время ставит свои специфические проблемы перед современной педагогической наукой. Нас в данном случае в первую очередь будет интересовать та область методики информатики, которая рассматривает обучение информатике в средней школе в рамках общеобразовательного предмета информатики. Понятно, что определение методики информатики как науки об обучении информатике само по себе еще не означает существования этой научной области в готовом виде. Теория и методика обучения информатике в настоящее время интенсивно развивается; школьному предмету информатики уже более двух десятков лет, но многие задачи в новом разделе педагогической науки продолжают возникать «по ходу дела» и продолжают требовать как теоретического обоснования, так и опытной проверки. В соответствии с общими целями общеобразовательной школы теория и методика обучения информатике ставит перед собой следующие основные задачи: определить конкретные цели изучения информатики, а также содержание соответствующего общеобразовательного предмета и его место в учебном плане средней школы; разработать и предложить школе и учителю-практику наиболее рациональные методы и организационные формы обучения, направленные на достижение поставленных целей; рассмотреть всю совокупность средств обучения информатике (учебные пособия, программные средства, технические средства и т.п.) и разработать рекомендации по их применению в практике работы учителя. Говоря иными словами, перед теорией и методикой обучения информатике, как и перед всякой предметной школьной методикой, ставится традиционная триада основных вопросов: • зачем учить информатике? • что надо изучать? • как надо обучать информатике? Теория и методика обучения информатике — молодая наука, но она формируется не на пустом месте. Опережающие фундаментальные дидактические исследовании целей и содержании общего кибернетического образования, накопленный отечественной школой еще до введения предмета информатики практический опыт преподавании учащимся элементов кибернетики, алгоритмизации и программирования, элементов логики, вычислительной и дискретной математики, проработка важных вопросов общеобразовательного подхода к обучению информатике имеют в общей сложности почти полувековую историю. Будучи фундаментальным разделом педагогической науки, теории и методика обучения информатике опирается в своем развитии на философию, педагогику, психологию, информатику (в том числе школьную информатику), а также обобщенный практический опыт средней школы. На основе совокупности новых теоретико-методических знаний и опыта, объединяемых научной дисциплиной теории и методики обучения информатике, в системе педагогического образовании стал формироваться одноименный учебный предмет, вошедший в образовательно-профессиональную программу подготовки учителя по специальности «Информатика». Впервые учебный курс «Методика преподавания информатики» был введен в учебные планы педвузов еще Министерством просвещения СССР В 1985 г. в связи с организацией подготовки учителей по дополнительной специальности «Информатика» на базе физико-математических факультетов [18, 27]. Вскоре появилось и первое учебное пособие по этому курсу [19]. В 1993 г. на основе разработанной оригинальной организационно-методической документации по отдельному разрешению Минобразования РФ был сделан первый набор на учительскую специальность «Информатика» как основную (Омский педуниверситет [18]); профильная специальность «Информатика» официально включена в Классификатор специальностей и направлений высшего педагогического образования с 1995 г. С этого времени в российских педвузах стала расширяться подготовка профильных учителей информатики. В течение весьма длительного периода содержание методической подготовки будущего учителя информатики оставалось наиболее слабой частью (и наиболее слабо обеспеченной частью) его профессиональной подготовки. Впоследствии появились издания нескольких учебных книг ([3, 20, 36] и др.), что существенно облегчило постановку вузовского курса методики обучения информатике. Вместе с чем кафедрам педвузов и студентам в любом случае приходится учитывать текущие нормативные документы Министерства образования РФ и периодику. Официальным ориентиром в методической подготовке будущих учителей информатики служат примерные учебные программы, содержащиеся в Государственных образовательных стандартах высшего профессионального образования по учительской специальности «Информатика» [5, 6]. Приведем полное содержание программы учебной дисциплины «Теория и методика обучения информатике», содержащейся в ГОС по специальности 030100 «Информатика», утвержденном в 2005 г. (согласно ОКСО с 2005 г. шифр изменен на 050202) [6]. Информатика как наука и учебный предмет в школе. Методическая система обучения информатике в школе, общая характеристика ее основных компонентов. Цели и задачи обучения информатике в школе. Педагогические функции курса информатики. Структура обучения информатике в средней общеобразовательной школе. Стандарт школьного образования по информатике. Содержание школьного образования в области информатики. Пропедевтика основ информатики в начальной школе. Базовый курс школьной информатики. Дифференцированное обучение информатике на старшей ступени школы. Предпрофильная подготовка. Элективные курсы. Организация проверки и оценки результатов обучения информатике. Организация обучения информатике в школе. Методические аспекты использования информационных и коммуникационных технологий в реализации информационно-деятельностного подхода в обучении информатике и активизации познавательной деятельности учащихся. Аудиовизуальные технологии обучения информатике. Интерактивные технологии обучения. Дидактические принципы построения аудио-, видео- и компьютерных учебных пособий. Типология учебных аудио-, видео- и компьютерных пособий и методика их применения. Банк аудио-. видео- и компьютерных учебных материалов. Использование современных информационных и коммуникационных технологий в учебном процессе. Основные понятия и определения предметной области — информатизация образования. Цели и задачи использования информационных и коммуникационных технологий в образовании. Информационные и коммуникационные технологии в реализации информационных и информационно-деятельностных моделей в обучении. Информационные и коммуникационные технологии в активизации познавательной деятельности учащихся. Информационные и коммуникационные технологии в реализации системы контроля, оценки и мониторинга учебных достижений учащихся. Методы анализа и экспертизы для электронных программно-методических и технологических средств учебного назначения. Методические аспекты использования информационных и коммуникационных технологии в школе. Как видно, программа охватывает все периоды обучения в общеобразовательной школе: от пропедевтики основ информатики в начальной школе до дифференцированного обучения и предпрофильной подготовки учащихся по информатике и ИКТ на старшей ступени школы. При этом большое значение придается практикоориентированным аспектам обучения информатике на основе аудиовизуальных технологий обучения и использования современных информационных и коммуникационных технологий в учебном процессе. Рассмотрению всех этих групп вопросов и посвящены разделы настоящего учебника. Вопросы для обсуждения 1. Информатика как наука и как учебный предмет в средней общеобразовательной школе. 2. Теория и методика обучения информатике как новый раздел педагогической науки и как учебный предмет подготовки учителя информатики. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Бауэр Ф Л, Информатика. Задачи и решения ; пер. с нем. /Ф.Л.Бауэр, Р. Гнац. У.Хилл : под ред. А. П.Ершова. — М. : Мир, 1978. 2. Бауэр Ф.Л. Информатика. Вводный курс : пер. с нем. / Ф.Л.Бауэр, Г. Гооз ; под ред. А. П. Ершова. — М.: Мир, 1976. 3. БочкинА.И. Методика преподавания информатики ; учеб. пособие/ А, И. Бочки и. — Минск ; Вышэйш. шк., 1998. 4. Возможное и невозможное в кибернетике. — М. : Наука, 1964. 5. ГОС ВПО по специальности 0301(H)*Информатика». — М.; Минобразования РФ, 2000 (http://www.edii.ru/db/portal/spe/os_/.ip/030100_2000.himl). 6. ГОС ВПО по специальности 030100 «Информатика». — М.: Минобра-зованис РФ, 2005(http://www.edu.ru/db/portal/spe/os_zip/030100_2005.html). 7. Дидактика средней школы: Некоторые проблемы современной дидактики / под ред. М.Н.Скаткина. — М. : Просвещение, 1977. Я. Дородницын А.А. Информатика: предмет и задачи / А.А.Дородницын // Кибернетика. Становление информатики. — М. : Наука, 1986. 9. Ершов А. П. Информатика: предмет и понтие / А. П. Ершов // Ки бернетика. Становление информатики. — М.: Наука, 1986. 10.Ершов А. И. Школьная информатика (концепции, состояние, перспективы) / А.П.Ершов. Г.А.Звенигородский, Ю.А.Первин. — Новосибирск : ВЦ СО АН СССР, 1979. 11.История информатики в России: ученые и их школы / соcт, В. Н.Захаров, Р. И. Подлонченко, Я. И.Фет. - М. : Наука, 2003. 12.Кибернетика неограниченные возможности и возможные ограничения // Кибернетика. Становление информатики. — М. : Наука, 1986. 13.Калин К. К. Куре информатики в системе образования: современное состояние и перспективы развития / К. К. Кол и и // Системы и средства информатики. — М.: Наука ; Физматлит, 1996. — Вып. 8. 14. Колин К. К. О структуре и содержании образовательной области «Информатика* (современная концепци) / К. К. Колин // ИНФО. — 2000. — № 10. 15.Краснощекое П. С. Информатика и проектирование / П.СКрае-нощекон, Л.А. Петров, В.В.Федоров. — М. ; Знание, 1986. 16.Кузнецов А.А. О концепции содержания образовательной области «Информатика» В 12-летнсй школе /А. А. Кузнецов// ИНФО. — 2000. — № 7. 17. Кузнецов А.А, Современный курс информатики: от элементов к системе / А.А. Кузнецов, С.А, Бешенков, Е.А.Ракитина // ИНФО. — 2004. -№1. 18. Лвпник М. П. Информатика и информационные технологии в системе общего и педагогического образования : монография / М.П.Лап-чик. — Омск : Изд-во Омск. гос. пед. ун-та, 1999. 19. Лапчик М.П. Методика преподавания информатики : учеб. пособие для пед. институтов / М. П.Лапчик. — Свердловск : изд-во СвГПИ, 1987. 20.Лапчик М. П. Методика преподавания информатики : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / М.П.Лапчик, И. Г. Семакин, Е. К.Хсннср. — М.: Изд. центр «Академии», 2001 (2-е изд. — 2005, 3-е изд. — 2006, 4-е изд. — 2007). 21.Леднев B.C. Голом рождения курса является 1961-й (интервью журналу ИНФО) / В.С.Леднев// ИНФО. — 1999. — № 10. 22.Леднев B.C. Содержание образования / В.С.Леднев. — М. : Высш. шк.. 1989. 23.Леднев В. С. Содержание образования: сущность, структура, перс-пектины / П. (Леднев. — М. : Высш. шк.. 1991, 24.Леднев B.C. О теоретических основах содержания обучения информатике в общеобразовательной школе / В.С.Леднев, А.А.Кузнецов, С.А.Бешенков// ИНФО. — 2000. — № 2. 25.Леднев В. С. Состояние и перспективы развития курса информатики в общеобразовательной школе / В.С.Леднев, А.А. Кузнецов, С.А. Бешенков// ИНФО. — 1998. — № 3. 26.Лихачев Б. Г. Педагогика. Курс лекций : учеб. пособие дл студ. пед. учеб. заведений и слушателей ИПК и ФПК/ Б.Т.Лихачев. — М. : Проме-кй. 1992. 27.Методика преподавания информатики и вычислительной техники : прогр. пед. интол/ |сост. В. М.Заварыкип. В. Г, Житомирский, М. П.Лапчик, В.И.Ефимов] ; отв. ред. В.М.Монахов. — М. : Минпрос СССР, 1987. 28.Михаилов А. И. Основы информатики / А. И. Михайлов, А. И. Черный. — М.: Наука, 1968. 29. Михайлов А. И. Информатика / А. И. Михайлов, А, И.Черный, Р.С.Гиляревскнй// Большая советская энциклопедия. — 3-е изд. — Т. 10.— М.: Сов. энцикл., 1972. 30. Михалевич В. С. Информатика — новая область науки и практики / B.C.Михалевнч, Ю.М.Каныгин, В.И.Гриценко // Кибернетика. Ста новление информатики, — М. : Наука, 1986. 31. Моисеев И. Н. Алгоритмы развития / Н. Н. Моисеев. — М. : Наука, 1987. 32. Пейперт С. Переворот в сознании; дети, компьютеры и плодотворные идеи / С. Пейперт. — М : Педагогика. 1988. 33. Пешель М. Для чего нужна информатика в школе / М. Пешель // ИНФО. — 1987. — № 3. 34.Политика В области образования и новые информационные технологии : Нац. доклад РФ на II Междунар. конгр. ЮНЕСКО «Образование и информатика». Москва, 1 — 5 июля 1996 г. // ИНФО. — 1996. — № 6. 35.Поспелов Д. А. Становление информатики в России /Д.А.Поспелов// Информатика : еженед. прил. к газ. «Первое сентября». — 1999. -№ 19. 36.Софропова И. В. Теория и методика обучения информатике / П. В.Софропова. — М. : Высш. шк., 2004. 37.Уваров А. К). Информатика в школе: вчера, сегодн, завтра / А. Ю.Уваров//ИНФО. 1990. №4. 38.Философский энциклопедический словарь/ гл. ред. Л.Ф. Ильчсв и др. — М.: Сов. энцикл.. 1983. 2. 3. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ВВЕДЕНИЯ В ШКОЛУ ПРЕДМЕТА ИНФОРМАТИКИ 3. 3.1. О целях общих и конкретных Цели образования вообще, как и общего школьного образования, в частности, являются прерогативой государства, которое на основе действующей законодательной базы формирует общие принципы своей педагогической политики. Согласно ст. 2 Закона РФ «Об образовании» в числе таких принципов на первом месте стоит «...гуманистический характер образования, приоритет общечеловеческих ценностей, жизни и здоровья человека, свободного развития личности; воспитание гражданственности, трудолюбия, уважения к правам и свободам человека, любви к окружающей природе, Родине, семье [9, с, 12]. Образование в России имеет целью становление самостоятельной, свободной, культурной, нравственной личности, сознающей ответственность перед семьей, обществом и государством, уважающей права, свободы других граждан. Конституцию и законы, способной к взаимопониманию между людьми, народами, различными расовыми, национальными, этническими, религиозными, социальными группами [25, с. 315]. На этой основе формулируются и главные задачи общеобразовательной школы: • обеспечение усвоения учащимися системы знаний, определяемой общественными и производственными потребностями; • формирование научною миропонимания, политической, экономической, правовой культуры, гуманистических ценностей и идеалов, творческого мышления, самостоятельности в пополнении знаний; • удовлетворение национально-культурных потребностей населения, воспитание физически и морально здорового поколения: . выработка у молодежи осознанной гражданской позиции, человеческого достоинства, стремления к участию в демократическом самоуправлении, ответственности за свои поступки f25J. «Средняя школа является общеобразовательной и общеразвивающей, закладывающей основы всестороннего развития, первоначальной профессиональной подготовки, способность к непрерывному образованию и освоению любой профессии каждым ребенком»' [19, с. 371]. Описанные проектируемые результаты образовательно-воспитательной деятельности школы могут быть сгруппированы в три основные общие цели, которые ставятся перед системой общего школьного образования: • образовательные и развивающие цели; • практические цели; • воспитательные цели. Общие цели обучения информатике определяются с учетом особенностей информатики как науки, ее роли и места в системе наук, в жизни современного общества. Рассмотрим, как основные цели, характерные для школы в целом, могут быть отнесены к образованию школьников в области информатики. Образовательная и развивающая цель обучения информатике в школе — дать каждому школьнику начальные фундаментальные знания основ науки информатики, включая представления о процессах преобразования, передачи и использования информации, и на этой основе раскрыть учащимся значение информационных процессов в формировании современной научной картины мира, а также роль информационной технологии и вычислительной техники в развитии современного общества. Изучение школьного курса информатики призвано также вооружить учащихся теми базовыми умениями и навыками, которые необходимы для прочного и сознательного усвоения их знаний, а также основ других наук, изучаемых в школе. Усвоение знаний из области информатики, как и приобретение соответствующих умений и навыков, призвано существенно влиять на формирование таких черт личности, как общее умственное развитие учащихся, развитие их мышления и творческих способностей. Практическая цель школьного курса информатики — внести и клад и трудовую и технологическую подготовку учащихся, т.е. вооружить их теми знаниями, умениями и навыками, которые могли бы обеспечить подготовку к трудовой деятельности после окончания школы. Это означает, что школьный курс информатики должен не только знакомить с основными понятиями информатики, которые, безусловно, развивают ум и обогащают внутренний мир ребенка, но и быть практически ориентированным - обучать школьника работе на компьютере и использованию средств новых информационных технологий. В целях профориентации курс информатики должен давать учащимся сведения о профессиях, непосредственно связанных с ЭВМ и информатикой, а также различными приложениями изучаемых в школе наук, опирающимися на использование ЭВМ. Наряду с производственной стороной дела практические цели обучения информатике предусматривают также и бытовой аспект — готовить молодых людей к грамотному использованию компьютерной техники и других средств информационных и коммуникационных технологий в быту, в повседневной жизни. Воспитательная цель школьного курса информатики обеспечивается, прежде всего, тем мощным мировоззренческим воздействием на ученика, которое оказывает осознание возможностей и роли вычислительной техники и средств информационных технологий в развитии общества и цивилизации в целом. Вклад школьного курса информатики в научное мировоззрение школьников определяется формированием представления об информации как одном из трех основополагающих понятий науки: веществе, энергии и информации, лежащих в основе строения современной научной картины мира. Кроме того, при изучении информатики на качественно новом уровне формируется культура умственного труда и такие важные общечеловеческие характеристики, как умение планировать свою работу, рационально ее выполнять, критически соотносить начальный план работы с реальным процессом ее выполнения. Изучение информатики, в частности построение алгоритмов и программ, их реализации на ЭВМ, требующие от учащихся умственных и волевых усилий, концентрации внимания, логичности и развитого воображения, должны способствовать развитию таких ценных качеств личности, как настойчивость и целеустремленность, творческая активность и самостоятельность, ответственность и трудолюбие, дисциплина и критичность мышления, способность аргументировать свои взгляды и убеждения. Школьный предмет информатики, как никакой другой, предъявляет особый стандарт требований к четкости и лаконичности мышления и действий, потому что точность мышления, изложения и написания — это важнейший компонент работы с компьютером. Хорошо известно, как трудно иногда подвести ученика к догадке, как решить задачу. В курсе же информатики дело не только в догадке, ее нужно четко и педантично реализовать в алгоритме для ЭВМ, абсолютно точно записать этот алгоритм на бумаге и (или) безошибочно ввести его с клавиатуры. При изучении нового курса у школьников должно постепенно складываться негативное отношение ко всякой нечеткости, неконкретности, расплывчатости и т.п. Было бы наивно полагать, что эти важные черты личности при изучении предмета информатики формируются сами по себе. Здесь требуется кропотливая работа учителя, причем необходимо сразу учесть эти особенности информатики и не попустительствовать небрежности учащихся, даже если в каком-то конкретном случае это и не несет немедленных неприятностей. Ни одна из перечисленных основных целей обучения информатике не может быть достигнута изолированно друг от друга, они прочно взаимосвязаны. Нельзя получить воспитательный эффект предмета информатики, не обеспечив получения школьниками основ общего образования в этой области, так же как нельзя добиться последнего, игнорируя практические, прикладные стороны содержания обучения. Общие цели школьного образования в области информатики как триада основных целей, остающихся по своей общедидактической сути весьма расплывчатыми (хотя и вполне устойчивыми), при приложении на реальную учебную сферу трансформируются в конкретные цели обучения. И вот тут оказывается, что формулирование конкретных целей обучения предмету информатики — очень непростая онтодидак-тическая задача (и весь предшествующий - хотя и не такой уж большой — опыт постановки предмета информатики в школе это подтверждает). Такое положение имеет место не только по отношению к школьному предмету «Информатика», и ему имеется известное объяснение. Обратимся к общефилософскому толкованию понятия «цель»: «Цель — идеальное, мысленное предвосхищение результата деятельности. В качестве непосредственного мотива цель направляет и регулирует человеческую деятельность. Содержание цели зависит от объективных законов действительности, реальных возможностей субъекта и применяемых средств» |29|. Как продукт идеальный (нематериальный) цель сама по себе очень подвижна, динамична, так как порождается сознанием деятельного человека, постоянно взаимодействующего с изменяющимся миром и постоянно меняющегося самого [24, с. 63]. Сказанное означает, что, будучи объективной по своему происхождению, цель субъективна. В личностно-ориентированных (или природосообразных) дидактических системах, опирающихся, в частности, на образовательные идеи отечественных философов прошлого, в основе исследования вопроса о целях обучения лежит общефилософское понятие смысла, рассматриваемого как идеальное содержание, идея, сущность, предназначение, ценность. При таком подходе образование — не столько заказ социума, сколько миссия человека во Вселенной, реализуемая через собственную продуктивную деятельность. Поиск цели в этом случае в значительной мере идет в обращении не только к внешнему, но и к внутреннему миру ученика (см. в этой связи, например, [33, с. 37-38]). И все же, из чего складываются цели школьного образования в области информатики и что влияет на формирование этих целей? Очевидно, что проектирование конкретных целей школьного предмета информатики должно строиться, прежде всего, на анализе фундаментальных основ науки информатики, ее положения среди других наук и роли, которую она выполняет в обществе на современном этапе его развития. Здесь сразу же приходится заметить, что фундаментальные основы науки информатики продолжают пребывать в состоянии становления и развития, что приводит к небесспорным и неоднозначным их опенкам, до сих пор сопровождающимися дискуссиями (см. гл. 2). На формирование конкретных целей обучения школьным предметам оказывает влияние также развитие самой парадигмы образования, в частности формирование и стабилизация подходов к стандартам общего среднего образования, что также порождает перекрещивание различных, иногда откровенно несовпадающих взглядов и суждений [1—3, 6, X. 14—16, 18. 28, 30]. Недаром, по утверждению латинян, «когда двое говорят одно и то же, то это не одно и то же». Мудрость и прозорливость древних может быть ярко иллюстрирована суждениями многих современных педагогов-информатиков, использующих нередко одинаковые понятия, но вкладывающих в эти понятия существенно различающееся содержание. В то же время только осознанный, научно обоснованный выбор цели школьного предмета информатики дает возможность сформировать адекватный учебный материал (содержание обучения), который при использовании эффективных методов и технологий обучения и позволит достичь выполнения тех задач, которые ставятся перед школьным информатическим образованием. Постепенное «созревание» и эволюцию целей общего школьного образования в области информатики целесообразно рассмотреть последовательно, начиная с первых версий учебной программы и первых учебных пособий по школьному предмету ОИВТ. 3.2. Исходные цели и задачи школьного курса информатики. Понятие компьютерной грамотности учащихся Стратегической целью введения в школу предмета «Основы информатики it вычислительной техники», как об этом было объявлено в первой программе введенного в школу нового учебного курса [23], являлось «...всестороннее и глубокое овладение молодежью вычислительной техникой», что рассматривалось как важный фактор ускорения научно-технического прогресса в стране. Объяснением этому служило наметившееся к тому времени широкое распространение персональных ЭВМ в различных сферах деятельности людей, приведшее к лавинообразному росту числа пользователей, работающих в режиме непосредственного контакта с компьютером. Основная цель курса «Основы информатики и вычислительной техники», как об этом объявлялось в пояснительной записке к упомянутой учебной программе, состояла в формировании представлений об основных правилах и методах реализации решения задачи на ЭВМ и элементарных умений пользоваться микрокомпьютерами для решения задач, 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 в первой программе курса ОИВТ была объявлена компьютерная грамотность (КГ) 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. Попытка сформулировать требования к компьютерной грамотности учащихся сделана уже в пояснительной записке к первой программе [23, с. 8], однако в более систематизированном изложении компоненты компьютерной грамотности описаны в адресованном учителю первом методическом руководстве по преподаванию курса ОИВТ в школе [10]; здесь выделялись следующие группы компонентов, составляющих содержание компьютерной грамотности школьников [10, с. 8]: • понятие об алгоритме, его свойствах, средствах и методах описания алгоритмов, программе как форме представления алгоритма 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 грамотности (АГ) учащихся (см. подразд. 1.6) 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. Эта естественная преемственная связь понятия КГ с понятием АГ явно подчеркивалась и в пояснительной записке к программе нового курса, одна из задач которого объявлялась как «систематизация и завершение алгоритмической линии курса алгебры восьмилетней школы» (см. [23, с. 5]), и в адресованных учителю методических рекомендациях, определявших в качестве первой методической задачи курса ОИВТ задачу «запершить формирование ведущих компонентов алгоритмической культуры школьников как основы формирования компьютерной грамотности» [11, с. 3]. Приведем 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 [4, 7. 13, 20. 21]. I. 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, Впоследствии, в связи с развитием в стране системы компьютерных коммуникаций, к умениям элементарно обращаться с компьютером, пользоваться базовыми возможностями операционной системы и несколькими прикладными программами (обработки текстовой, числовой, графической информации и др.) присоединились также навыки взаимодействия с интернет-браузером и системами электронной почты. 4. 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 в себя 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 этом уровне, однако, не столько важен выбор языка, на котором будут написаны программы, сколько прочность фундаментальных знаний, необходимых для разработки лежащих в их основе алгоритмов. 5. Представление об устройстве и принципах действия ЭВМ. В этом компоненте компьютерной грамотности выделяются две основные составляющие: 1) структура ПК и функции его основных устройств; 2) физические основы и принципы действия основных элементов компьютера. Уровень требований к этому компоненту в трактовке общего школьного образования носит более мировоззренческий, чем узкопредметный характер, однако при углублении в предмет возникает благоприятная возможность привлечения фундаментальных межпредметных связей с математикой и физикой. 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]. 4. Представления об областях применения и возможностях ЭВМ, социальных последствиях компьютеризации. Формирование что 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 поиска закономерностей при проведении лабораторных работ, исследования функции 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 этане введения предмета в школу, понятие КГ по сей день активно «работает» в методической литературе, причем не только применительно к общему школьному образованию. Можно даже сказать, что основной компонентный состав этого понятия со временем превратился в каноническую характеристику начальной компьютерной грамотности каждого образованного человека. Сокращенно четырехкомпонентная структура компьютерной грамотности, описанная ранее, 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 технологии. При доминирующей компоненте программирование цели курса сведутся к подготовке программистов и т.д. 6. 3.3. Компетентностный подход к формированию целей образования ИКТ-компетентность учащихся На рубеже веков в отечественной педагогике в противовес знаниевому подходу стал широко использоваться так называемый компетентностный подход к формированию целей и содержания образования. Приобрели новое звучание совсем еще недавно весьма малозначащие для образования понятия «компетенция», «компетентность», связываемые сначала более всего с профессиональным, а позднее — и с общим школьным образованием [3, 15, 17, 32, 33]. Применение компетентностного подхода к формированию целей и содержания образования отражает характерное для современной педагогической науки вполне оправданное стремление придать знаниям (как в общеобразовательной, гак и в профессиональных сферах), с одной стороны, личностный, а с другой стороны — прагматический, деятельностный характер. «Компетенции — совокупность взаимосвязанных качеств личности (знаний, умений, навыков, способов деятельности), задаваемых по отношению к определенному кругу предметов и процессов, необходимых для качественной продуктивной деятельности по отношению к ним. Компетентность — владение, обладание человеком соответствующей компетенцией, включающей его личностное отношение к ней и предмету деятельности» [32]. Часто в педагогической литературе компетентность рассматривают как системное понятие, как совокупность компетенций. Некоторые широкие компетенции могут иметь собственные составляющие части и вполне вероятно, что тогда и они сами могут оказаться в роли компетентности. Как можно видеть, компетентностный подход к формированию целей образования в существенной степени основывается на актуализации практико-ориентированных, деятельностных характеристик целей. Было бы неверно утверждать, что такой подход стал проявляться в школьном образовании только со времени широкой экспансии термина «компетентность». Применительно к информатическому образованию это обстоятельство самым явным образом проявилось уже на первой стадии корректировки целей школьного курса ОИВТ. Намечаемые с самого начала и постепенно реализуемые меры по укреплению компьютерной базы школ объяснялись, с одной стороны, стремлением придать новому школьному предмету максимально общеобразовательный, фундаментальный характер, а с другой стороны — наделить образование в области информатики практикоориентированным, деятельностным смыслом. Наряду с естественной ориентацией на усиление «машинной» составляющей компьютерной грамотности, это стремление было реализовано в то время преимущественно путем обращения к более широкому использованию метода математического моделирования — не только как способу усиления математической составляющей курса ОИВТ, но и усиления его прикладной направленности. Идея эта была осуществлена в появившейся вскоре (1986 г.) второй версии программы, которая вошла в отечественную историю школьной информатики как программа «машинного варианта» школьного курса ОИВТ и заняла видное место в развитии целей и содержания школьного образования в области информатики. Как было сказано в пояснительной записке к программе, проектируемый обновленный курс ОИВТ «...должен формировать у учащихся: • навыки грамотой 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 высокого 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 в практической деятельности» |26|. Приведенное изложение обновленной трактовки цели показывает, что содержание этого понятия образовано путем добавления новых и некоторого расширения прежних компонентов компьютерной грамотности. При этом, как уже говорилось, почти все новые включения в описание цели относятся исключительно 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 е попыткой рассмотрения всех этапов решении практической задачи давно преследовал методистов и, прежде всего, 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. Именно поэтому стремление отразить идеи математического моделирования мы находим уже в первой программе школьною курса ОИВТ|23, с. 6|. Помещение же этого материала в рамки «машинного» курса информатики, что даст возможность последовательно рассмотреть и наглядно (с применением ЭВМ) реализовать все этапы решения практической задачи, впервые создало предпосылки для успешного решения давнего методического замысла, имеющего явную компетентностную основу. 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» с ЭВМ, и новой системе целей связывается уже с навыками «квалифицированного использования основных типов современных 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 перспективной содержательно-методической линии школьного курса информатики, также имеющей компетентностную направленность. Расширенному содержанию понятия КГ в пояснительной записке к программе машинного варианта курса ОИВТ было дано название «информационная культура учащихся»; создавалось впечатление, что термин «информационная культура», обрел, как тогда казалось, достаточно удачную (или, скорее, удобную) формулировку, пригодную для длительного отождествления с целями школьного образования в области информатики. Вместе с тем, отражение в этом термине феномена «культура» с самого начала невольно придавало ему тот излишне расширительный смысл, который в определенном контексте может трактоваться с точки зрения общего понятия культуры как высшего проявления образованности и компетентности [5. 27]. Надо сказать, что понятие «информационная культура» по этой причине стало получать самое разнос толкование, нередко выводящее это понятие за рамки канонических целей школьного информатического образования. Стало очевидно, что вопрос приобретает исключительно терминологический характер; тем не менее, под этим названием понятие цели курса информатики просуществовало, как минимум, два десятилетия. Претендуя согласно своему складывающемуся статусу на свободное место между начальном грамотностью и культурой, новое «компетентностное» толкование цели позиционирует себя в центре своеобразной триады, наглядно характеризующей естественную эволюцию цели обучения информатике: компьютерная грамотность -> компьютерная компетентность -> информационная культура. В этом случае столь же почетная, сколь и ответственная роль основополагающей цели обучения информатике в общеобразовательной школе переходит именно к компьютерной компетентности, которую в целях наиболее точного и полного отождествления с ее сутью следует более развернуто называть информационно-коммуникационной компетентностью, или сокращенно ИКТ-компетентностью. Остается лишь наделить это понятие обоснованным и адекватным сложившейся обстановке содержанием, что неумолимо ведет к необходимости согласованного уточнения всех понятии указанного выше ряда. Очевидно, что описанное в подразд. 3.1 наполнение КГ как цели для начального уровня грамотности в основе своей может быть сохранено. Что же касается проработки содержания ИКТ-компетентности, подпадающей под категорию, которую надо характеризовать как «деятельностная образованность», то следует исходить из ее более личностного характера, чем грамотность, и что именно она становится главным носителем современного целеполагания на общеобразовательную подготовку. Хорошую основу для определения содержания понятия ИКТ - компетентности учащихся общеобразовательной школы создает перечень компетенций, составленный под руководством академика А. А. Кузнецова в Российской академии образования. Приведем его полностью: . «компетенция в сфере информационна-аналитической деятельности: понимание роли информации в жизни индивида и жизнедеятельности общества; знание основных трактовок феномена информации и их влияния на формирование современной картины мира; умение учитывать закономерности протекания информационных процессов в своей деятельности; владение навыками анализа и оценки информации с позиций ее свойств, практической и личностной значимости; . компетенция в сфере познавательной деятельности: понимание сущности информационного подхода при исследовании объектом различной природы; знание основных этапов системно-информационного анализа: владение основными интеллектуальными операциями, такими как анализ, сравнение, обобщение, синтез, формализация информации, выявление причинно-следственных связей и др.; сформированность определенного уровня системно-аналитического, логико- комбинаторного и алгоритмического стилей мышления; умение генерировать идеи и определять средства, необходимые для их реализации; . компетенция в сфере коммуникативной деятельности: отношение к языкам (естественным, формализованным и формальным) как к средству коммуникации; понимание особенностей использования формальных языков; знание современных средств коммуникации и важнейших характеристик каналов связи; владение основными средствами телекоммуникаций; знание этических норм общения и основных положений правовой информатики; .технологическая компетенция: понимание сущности технологического подхода к организации деятельности; знание особенностей автоматизированных технологий информационной деятельности; умение выявлять основные этапы и операции в технологии решения задачи, в частности с помощью средств автоматизации; владение навыками выполнения унифицированных операций, составляющих основу различных информационных технологий; . компетенция в области техникознания (техническая компетентность): понимание принципов работы, возможностей и ограничений технических устройств, предназначенных для автоматизированной обработки информации; знание отличий автоматизированного и автоматического выполнения информационных процессов; умение оценивать класс задач, которые могут быть решены с использованием конкретного технического устройства в зависимости от его основных характеристик; . компетенция в сфере социальной деятельности и преемственности поколений: понимание необходимости заботы о сохранении и приумножении общественных информационных ресурсов; готовность и способность нести личную ответственность за достоверность распространяемой информации; уважение прав других и умение отстаивать спои права в вопросах информационной безопасности личности» [16]. Заметим, что отмеченные признаки проявления компетентностного начала, выраженные в обращении к методу математического моделирования в целях формирования умений выявлять основные этапы и операции в технологии решения задачи, не утеряны и отражены в приведенной интерпретации ИКТ-компстентности преимущественно в категориях «компетенция в сфере информационно-аналитической, познавательной деятельности» и «технологическая компетенция». Важно отметить, что данную интерпретацию ИКТ-компетентности учащихся следует рассматривать не как застывшую, а как динамичную, развивающуюся субстанцию, постоянно пребывающую в состоянии диалектического развития в соответствии с тенденциями развития информационного общества и образования. При этом важно понимать, что было бы неправильно делать попытку жесткого разделения указанных ранее компонентов триады целей «компьютерная грамотность -> ИКTкомпетентность -> информационная культура» и этапов их формировании в условиях образовательного процесса. Такого разделения быть не может, они по самой сути своей естественно взаимозависимы и взаимосвязаны — и в содержательном, и в процессуальном аспектах. Более того, в перспективе мы можем прийти к таким подходам «...построения образования, когда в интегрированных курсах предметные области будут сочетаться со сферами компетентности» |3|. Обсуждение вопроса о конкретных целях школьного курса информатики проведено ранее в контексте общей задачи школьного информатического образования. В то же время на корректировку целей обучения информатике в школе оказывали (и продолжают оказывать) влияние непрерывно протекающие процессы совершенствования как методической системы обучения информатике в школе, так и всей школьной системы образования. Диалектический характер развития компонентов триады «компьютерная грамотность -> ИКТ-компетентность -> информационная культура» в полной мере проявляется в связи с перманентно протекающим процессом смещения курса информатики в младшие звенья обучения. Известно, что принятое в самом начале решение о размещении введенного в школу курса ОИВТ в двух старших классах школы основывалось отнюдь не на убеждениях авторов концепции школьной информатики, а исключительно на характерных для того времени и диктовавших тактику действий практических обстоятельствах: фактическое отсутствие материальной базы школ, неготовность учительских кадров, как, впрочем, и всеобщая неготовность к «глубокому» вхождению информатики в учебный план школы. Однако уже в середине 1990-х годов на нормативном уровне (сначала в рекомендательной форме) была продекларирована идея «снижения» обучения информатике на младшие звенья обучения, что давало основания для построения непрерывного курса информатики для средней школы (Приложение 2 к решению коллегии Министерства образования России от 22.02.1995 № 4/1 |22|). Под реализацию нового понимания целей обучения информатике в 11-летней школе в упомянутом документе излагалась трехэтапная структура курса с распределенными нелепыми установками: пропедевтический этап (I—VI кл.), базовый курс (VII — IX кл.), профильное обучение (X —XI кл.). Очевидно, что в связи с более ранним изучением информатики школьниками появилась реальная возможность систематического использования методов и средств новой информационной технологии в контексте содержания всех школьных учебных предметов. Именно этот фактор, но существу, и обусловил проблему перераспределения целей образования учащихся в области информатики, поскольку с началом применения компьютеров в обучении всем учебным дисциплинам, начиная с младших классов, умения, составляющие компьютерную грамотность школьников, приобретают характер общеучебных и начинают формироваться во всех школьных учебных предметах, а не только в курсе информатики. При этом сама компьютерная грамотность или ИКТ-компетентность уже не могут рассматриваться как «единые и неделимые цели, снизываемые только с курсом информатики. Такой подход заставляет по-новому взглянуть на собственные цели базового школьного курса информатики, применительно к которому более явно обнажается актуальность задачи выявления фундаментальных, общеобразовательных основ, делающих его позиции как самостоятельной школьной дисциплины более прочными и долговечными. Решение коллегии отмечало в этой связи: «Дальнейшее развитие школьного курса информатики связано с явной тенденцией усиления внимания к общеобразовательным функциям этого курса, его потенциальным возможностям для решения общих задач обучения, воспитания и развития школьников. Иными словами, с переходом от прикладных задач формирования компьютерной грамотности к полноценному общеобразовательному учебному предмету» [22, с. 18]. 3.4. Информационная культура и медиа грамотность Как уже отмечалось, информационная культура — явление высшего порядка, формирование этого понятия должно строиться не столько на предметно-содержательных признаках, применяемых при трактовке понятий компьютерной грамотности и Некомпетентности, сколько на выявлении и усилении аспектов общекультурного характера, соотносимых с тенденциями развития информационного общества. В узком смысле информационная культура может рассматриваться как характеристика уровня готовности человека к привычному использованию новых форм информационного общения - электронной почты, WWW, телеконференций и т.п. Однако уровень информационной культуры связывается не только с техникотехнологическими навыками, но главным образом с важными социально-интеллектуальными способностями человека современного общества. В этом смысле примечательна трактовка наиболее важных с точки зрения К, К. Колина целей обучения информатике, которые он рассматривает в контексте основных стратегических целей системы образования, сформулированных в Национальной доктрине образования РФ: .формирование новой информационной культуры российского общества, которую должна составлять совокупность профессиональных, социальных и этических норм поведения людей в новой, высокоавтоматизированной информационной среде обитания людей в XXI в.; •формирование целостного миропонимания и современного научного мировоззрения, которые должны быть основаны на признании единства основных информационных законов в природе и обществе, а также на понимании ведущей роли информации в эволюционных процессах и обеспечении жизнедеятельности природных и социальных систем; .подготовка интеллектуальной элиты общества к освоению новой методологии научных исследований, в основе которой будет лежать информационный подход как фундаментальный метод познания природы, человека и общества; •подготовка высокообразованных людей и высококвалифицированных специалистов, способных к профессиональному росту и профессиональной мобильности в условиях информатизации общества и развития новых наукоемких технологий» [12]. В условиях развивающегося информационного общества новая информационная культура становится понятием многоаспектным, а процесс ее формирования не может ограничиваться школьным курсом информатики, хотя, и связан с ним. Процесс информатизации общества раздвигает рамки общения и коммуникации между людьми. Динамика средств информационного обмена: устная и письменная речь, книжная культура, компьютерные средства коммуникации — доказывают, что средства коммуникации являются двигателем прогресса цивилизаций. Современные тенденции процесса информатизации общества позволяют выделить новые особенности средств коммуникации. Они представлены широким кругом печатных и электронных медиа, которые становятся динамичными, интерактивными, диалогичными, контекстуальными, альтернативными и индивидуальными. Недооценка этих факторов, их недоучет в системе общего школьного и — далее — профессионального образования не сможет обеспечить полноценной подготовки современного поколения is жизнедеятельности в современном информационном пространстве, интеграции в мировое информационное сообщество. В этих условиях развитие процесса информатизации образования рассматривается в контексте педагогической интеграции, которая видится в единстве процессов компьютеризации, медиатизации и интеллектуализации. С позиций идеи педагогической интеграции осмысливаются процессы, происходящие в мировом пространстве в целом, в отдельных странах, социальных общностях и институтах, по отношению ко всем сферам жизнедеятельности человека, в том числе к экономике, политике, образованию. Педагогическая интеграция позволяет интегрировать медиаобразование и информатику, сделать качественный переход от идеи развития технократического мышления к гуманистически направленной парадигме, а именно развитию медиа грамотности как основе мелиакомпстентности личности. Для реализации поставленной цели большим потенциалом обладает именно медиаобразование. Медиаобразование — это «процесс образования и развития личности с помощью и на материале средств массовой коммуникации (медиа) в целях формирования культуры общения с медиа, творческих, коммуникативных способностей, критического мышления, умений интерпретации, анализа и оценки медиатекста, обучения различным формам самовыражения при помощи медиатехники» [31]. Очевидно, что совокупность складывающихся на данный момент целей и задач формирования ИКТ-компетентности школьников не отражает в полной мере те аспекты развития процесса информатизации, которые связаны с медиатизацией образовательной системы. В более широкой постановке цель формирования ИКТ-компетентности школьников должна быть ориентирована на включение и развитие ее нового компонента — медиакомпетентности, базирующейся на новых видах грамотности и культуры — медиаграмотности и медиакультуры. Согласно упоминавшемуся терминологическому словарю А.В.Федорова, тедиакультура — это совокупность материальных и интеллектуальных ценностей в области медиа, исторически определенная система их воспроизводства и функционирования в социуме; выступает системой уровней развития личности человека, способного воспринимать, анализировать, оценивать медиа-текст, заниматься медиатворчеством, усваивать новые знания в области медиа». В то время как медиаграмотность - «это умение анализировать и синтезировать пространственновременную реальность, умение «читать» медиатекст; показатель развития медиакультуры». Компетентностный аспект медиаграмотности состоит в том, что она является инструментом познания окружающего мира, инструментом реконструкции объектов, созданных посредством медиа. Медиакомпетентность необходимо рассматривать не только как еще один из видов выражения общей компетентности, но и как важнейший фактор развития и социализации, т.е. наиболее витальную потребность современного человека. Медиаобразование, интегрированное в различные блоки школьного стандарта, будет способно выполнять уникальную функцию подготовки учащихся к жизнедеятельности в информационном обществе путем усиления медиаобразовательной аспектности при изучении различных школьных дисциплин. В то же время очевидно, что наиболее реальная ближайшая задача повышения уровня медиакомпетентности учащихся — интеграция их медиаобразования и информатического образования. 7. Вопросы для обсуждения 1. Общие и конкретные цели обучения основам информатики в средней общеобразовательной школе. 2. Компьютерная грамотность как исходная цель введения курса ОИВТ в школу. 3. ИКТ-компетентность учащихся: проблемы становления понятия. 4. Информационная культура и медиаграмотность как перспективные цели обучения информатике и общего школьного образования. 8. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Бешенное С. А. Школьный предмет стратегического назначения /С. А. Бешеиков // ИНФО. — 2007. — № 4. 2. Бешенкоа С. А. Дна пути в школьном курсе информатики / С. А. Бешенков, Н. В.Матвеева, Ю.Ю. Власова // ИНФО. — 1998. — № 2. — 13.04.2004. 3. Болотов В.Л. 944 Из побочных — в приоритетные / В.А.Болотов // Учительская газет;). 4. Велихов Е. /7, Новая информационная технология в школе / Е. П. Велихов// ИНФО. — 1986. — № I. 5. Гершунский Б. С. Философия образования для XXI века / В. С, Гершунский. — М.: ИнтсрДиалскт+, 1997. 6. Ершов А. П. Школьная информатика в СССР: от грамотности к культуре/А. П. Ершов// ИНФО. — 1987. — № 6. 7. Ершов А. П. Школьная информатика (концепции, состояние, перспективы) / А.П.Ершов, Г.А.Звенигородскнй, Ю.А.Первин. — Новосибирск : Препринт ВЦ СО АН СССР, 1979. 8. Журавлев Ю.И. Фундаментально-математический и об и ш культурный аспекты школьной информатики / Ю. И. Журавлев // Вопросы образования. — 2005. — № 3. 9. Закон РФ «Об образовании» // Законодательные акты Российской Федерации в сфере образования. — М. : Российская академия образовани, 2008. 10.Изучение основ информатики и вычислительной техники. Ч. I : пособие для учителей / под ред. А.П.Ершова, В.М.Монахова. — М. : Просвещение, 1985. 11.Изучение основ информатики и вычислительной техники. Ч. 2 : пособие для учителей / под ред. А.П.Ершова, В.М.Монахова. — М. : Просвещение, 1986. 12. Калин К. К. О структуре и содержании образовательной области «Информатика» (современная концепци) / К.К.Колин // ИНФО. — 2000. — № 10. 13. Концепция информатизации образования // ИНФО. — 1988. — N° 6. 14.Кузнецов А.А. Школьная информатика: что дальше? / А.А.Кузнецов// ИНФО. — 1998. — № 2. 15. Кузнецов А.А. Непрерывный курс информатики (концепция, система модулей, типовая программа) / А.А.Кузнецов, С.А.Бешенков, Е. А. Ракитина // И НФО. — 2005. — № 1 — 4. 16. Кузнецов А.А. Современный курс информатики: от элементов к системе / А.А. Кузнецов, С.А.Бешенков, Е. А. Ракитина // Информатика и образование.— 2004, — № I. 17.Лапчик М.П. ИКТ-компстентность педагогических кадров : монография / М.П.Лапчик. — Омск : Изд-во ОмГПУ, 2007. 18.Леонтьева М.Р. Информатика в школе необходима (интервью журналу ИНФО) / М.Р.Леонтьева // ИНФО. — 1999. — № 9. 19.Лихачев Б. Т. Педагогика. Курс лекций : учеб. пособие для стул. пед. учеб. заведений и слушателей ИПК и ФПК/ Б.Т.Лихачев. — М.: Прометей, 1992, 20.Логвинов И. И. Чему учить пользоиателя ЭВМ? / И. И.Логвинов // Советская педагогика. — 1987. — № 2. 21.Машбиц Е.И. Компьютеризация обучения: проблемы и перспективы / Е.И.Машбиц. — М. : Знание, 1986. 22.Основные компоненты содержания информатики в общеобразовательных учреждениях. Приложение 2 к решению Коллегии Минобразования РФ от 22.02.1995 № 4/1 // И МФО. — 1995. — № 4. 23.Основы информатики и вычислительной техники : программа для сред. учеб. заведений. — М.: Просвещение. 1985. 24.Педагогика : учеб. пособие для студ. пед. вузов и псд. колледжей / под ред. П. И. Пидкасистого. — М.: Пед. общество России, 1998. 25. Подласый И.П. Педагогика. Новый курс. В 2 кн. Кн. 1. Общие основы. Процесс обучения : учебник для студ. пед. вузов / И.П.Подласый. — М. : ВЛАДОС, 1999. Микропроцессорные средства и системы. 26.Программа курса «Основы - 1 информатики и вычислительной техники» // 1986. — № 2. 27.Семакин И. У. Грамотность, образованность, культура / И.Г.Семакин // ИНФО. — 2002. — № 1. 28.Семенов А. Л. Школьная информатика: от истоков к будущему / А.Л.Семенов// ИНФО. — 1998. — № 3. 29.Советский энциклопедический словарь. — М.: Сов. энцикл., 1987. 30.Уваров А. Ю. Три стратегии развития курса информатики/А. Ю.Уваров // И ИФО. — 2000. — № 2. 31.Федоров А. В. Терминология медиаобразования / А. II.Федоров // Искусство и образование. - 2000. - № 2. 32.Хуторской А. В. Ключевые компетенции как компонент личност-НО-Ориентированного образования / А. В. Хуторской // Народное образование, — 2003. — № 2. 33. Хуторской А. В. Современная дидактика : учебник для вузов /А. В.Хуторской. - СПб.: Питер, 2001 4. СОДЕРЖАНИЕ ШКОЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ В ОБЛАСТИ ИНФОРМАТИКИ 4.1. Общедидактические принципы формирования содержания образования учащихся в области информатики Общие требования к содержанию образования, согласно Закону РФ «Об образовании», сводятся к следующему [4, ст. 14, с. 23]: «1. Содержание образования является одним из факторов экономического и социального прогресса общества и должно быть ориентировано: на обеспечение самоопределения личности, создание условий для се самореализации; развитие общества; укрепление и совершенствование правового государства. 2. Содержание образования должно обеспечивать: •формирование у обучающегося адекватной современному уровню знаний и уровню образовательной программы (ступени обучения) картины мира; »адекватный мировому уровень общей и профессиональной культуры общества; • интеграцию личности в системы мировой и национальных культур; .формирование человека-гражданина, интегрированного в современное ему общество и нацеленного на совершенствование лого общества; воспроизводство и развитие кадрового потенциала общества... 4. Содержание образования должно содействовать взаимопониманию и сотрудничеству между людьми, народами, различными расовыми, национальными, этническими, религиозными и социальными группами: учитывать разнообразие мировоззренческих подходов, способствовать реализации права обучающихся на свободный выбор взглядов и убеждений». По мнению В.С.Леднева, «содержание образования - это содержание триединого целостного процесса, характеризующегося, во-первых, усвоением опыта предшествующих поколений, во-вторых, воспитанием типологических качеств личности, в-третьих, умственным и физическим развитием человека. Ведущим видом деятельности является при этом обучение, ибо усвоение опыта — ближайшая и непосредственная цель образования. Воспитание и развитие... осуществляется опосредованно; это как бы зона отдаленного действия. Тем не менее процесс образования триедин» [14, с. 54]. Отсюда следуют три компоненты образования, среди которых «обучение» занимает центральное положение (рис. 4.1). Применительно к общему среднему образованию Б.Т.Лихачев отмечает следующие основные общеметодологические принципы формирования его содержания [15, с. 371]: • общеобразовательный характер учебного материала; • гражданская и гуманистическая направленность содержания; • связь учебного материала с практикой перемен в нашем обществе; • основообразующий и системообразующий характер учебного материала; • интегративность изучаемых курсов; »гуманитарно-Этическая направленность содержания образования; •развивающий характер учебного материала; •взаимосвязанность и взаимообусловленность учебных предметов; •эстетические аспекты содержания образования. Общедидактические характеристики содержания общего школьного образования описаны во многих работах (например, [2, 25, 32]). При этом встречающиеся расхождения во взглядах чаще всего относятся не к существу вопроса, а исключительно к способу трактовки одних и тех же понятий. Полезность подобных рекомендаций для разработки программ и составления учебных пособий бесспорна, хотя их главный недостаток в том, что из этих советов трудно извлечь конструктивную процедуру, инструмент для отбора конкретного материала. Недостаток ЭТОТ, вероятно, трудно устраним, и едва ли можно требовать от общей дидактики большего. Важно отметить сформулированный В.С.Ледневым [13] принцип отражения образовательных областей в содержании общего образования, названный его автором принципом «бинарного вхождения базовых компонентов в структуру образования» и заключающийся в том, что каждая образовательная область включается в содержание образования двояко. Рис. 4.1. Компоненты образовательного процесса Во-первых, как отдельный учебный предмет и, во-вторых, имплицитно — в качестве «сквозных линий» в содержании школьного образования в целом. Для информатики и информационных технологий этот принцип имеет важное значение, поскольку реализуются они как через отдельный учебный предмет, так и через информатизацию всего школьного образования. Применяя указанные принципы к отбору содержания школьного курса информатики, обратим внимание на дне группы основных факторов, традиционно находящихся в диалектическом противоречии. 1. Научность и практичность. Содержание учебного предмета информатики должно идти от науки информатики (т.е. не противоречить современному состоянию науки и быть методологически цельным; см. основообразующий и системообразующий факторы организации учебного материала); изучение предмета должно давать такой уровень фундаментальных познаний учащихся, который действительно мог бы обеспечивать подготовку учащихся к будущей профессиональной деятельности в различных сферах (практическая цель) 2. Доступность и общеобразовательностъ. Включаемый в учебный предмет материал должен быть посилен основной массе учащихся, отвечать уровню их умственного развития и имеющемуся запасу знаний, умений и навыков. Курс информатики должен, кроме того, содержать все наиболее общезначимые, общекультурные, общеобразовательные сведения из соответствующих разделов науки информатики. Говоря упрощенно, можно сказать, что школьный курс информатики, с одной стороны, должен быть современным, отвечать все усложняющимся требованиям науки и практики, а с другой стороны, быть элементарным и доступным для изучения. Совмещение этих двух требований как раз и является наиболее сложной методической задачей. Формирование содержания информатического образования в советской и российской школе — сложный и противоречивый процесс, который охватывает период от начала 60-х годов прошлого века до настоящего времени. При этом приходится констатировать, что фактическое состояние теоретических разработок проблемы содержания информатического (кибернетического, математического — в разных концепциях по-разному!) образования школьников, как и отдельных экспериментальных достижении в этой области, весьма слабо коррелируют с тем фактическим состоянием развития модели содержания школьного курса информатики, которая многие годы находится, достаточно медленно видоизменяясь, на вооружении практического учителя. Начнем с момента введения курса ОИВТ в среднюю школу. 3. 4.2. Структура и содержание первых отечественных программ учебного предмета ОИВТ В основу разработки первой учебной программы школьного курса «Основы информатики и вычислительной техники» (1985 г.) были положены три базовых понятия: информация, алгоритм, ЭВМ. Эти понятия и составили концептуальную основу первой версии содержания школьного предмета информатики, именно этой системой понятий определялся обязательный для усвоения учащимися объем теоретической подготовки. Содержание обучения складывалось на основе фундаментальных компонентов алгоритмической и компьютерной грамотности учащихся (см. под разд. 3.2) и определялось через задачи нового школьного курса следующим образом [24, с. 5, 6]: • систематизация и завершение алгоритмической линии курса алгебры восьмилетней школы; • овладение основными умениями алгоритмизации; • формирование представлений о возможности автоматизации выполнения алгоритма; •усиление прикладной и политехнической направленности алгоритмической линии, заключающееся в конкретной реализации алгоритмов решения задач с помощью ЭВМ; • ознакомление с основами современной вычислительной техники на примере рассмотрения общих принципов работы микрокомпьютера; • формирование представления об этапах решении задачи на ЭВМ; • ознакомление с основными сферами применения вычислительной техники, ее ролью в развитии общества. Курс ОИВТ ставился в двух старших классах средней школы (по действующему в то время учебному плану - IX и X кл.). В IX кл. на изучение курса отводилось 34 ч (I ч в неделю). В X кл. в зависимости от возможности организации практической работы школьников на ЭВМ объем и содержание курса дифференцировались на два варианта — полный и краткий: • полный курс (68 ч) — для школ, располагающих вычислительными машинами или имеющих возможность организовать систематические занятия школьников па вычислительных центрах других организаций; • краткий курс (34 ч) — для школ, не имеющих такой возможности. Теоретическая часть курса для X кл. - единая для обоих вариантов, отличие только в объеме и содержании практической части. Для школ, имеющих доступ к ЭВМ, дополнительные 34 ч рекомендовалось использовать для решения на ЭВМ различных задач, отработки навыков применения компьютера и его программного обеспечения. При определении содержания курса остается важным вопрос о последовательности изучения его тем. Две эти задачи (определения содержания обучения и построение оптимальной последовательности изучения, соответствующей логике науки и уровню развития учащихся) тесно взаимосвязаны. Основное содержание школьного курса ОИВТ в соответствии с программой [24] складывалось из следующих тем: IX класс {1 ч в неделю, всего 34 ч) 1. Введение ..................................................................................... 2 ч 2. Алгоритмы. Алгоритмический зык ...................................... 6 ч 3. Алгоритмы работы с величинами ...................................... 10 ч 4. Построение алгоритмов для решения задач ........................ 16 ч X класс (I ч в неделю, всего 34 ч) 5. Принципы устройства и работы ЭВМ ................................ 12 ч 6. Знакомство с программированием ..................................... 16 ч 7. Роль ЭВМ в современном обществе. Перспективы развития вычислительной техники 2 ч 8. Экскурсии на вычислительный центр ................................ 4 ч Подробный логико-дидактический анализ всех тем первой версии курса ОИВТ приведен в двух первых (соответственно, по первой и второй частям курса) специально составленных книгах для учителя [5. 6], в которых подробно разъяснялись новые для школьных учителей разделы учебного материала и методические особенности его преподавания. Основным средством описания алгоритмов, заложенным в самой программе курса ОИВТ |24| и последовательно используемом в обеих частях пробного учебного пособия для учащихся [22, 23] является специально разработанный под руководством А. П. Ершова учебный алгоритмический язык. Теперь, по прошествии уже достаточно большого времени, можно уверенно сказать, что приобретенная этим языком с самого начала его использования репутация наилучшего средства обучения основам алгоритмизации в «безмашинном варианте» полностью подтвердилась. Обладая определенной свободой записей (в нем нет на начальной стадии применения строгих и формальных правил нотации), учебный алгоритмический язык позволяет, тем не менее, познакомиться со всеми основными понятиями и методами алгоритмизации. Кроме того, он обладает рядом привлекательных свойств, которые и объясняют, почему при выборе дидактического средства для записи алгоритмов в курсе информатики именно этому языку было отдано предпочтение перед широко распространенными в то время официальными языками программирования (например, Бейсиком): 1. Русская (или национальная) лексика. Служебные слова языка пишутся на русском (или родном) языке и понятны школьнику. В то время как иностранные слова (как и аббревиатуры, составленные на основе иноязычных слов), принятые для обозначения конструкций в распространенных языках программирования, создают при изучении (особенно при первоначальном изучении) дополнительные трудности, не имеющие никакого отношения к сути предмета. 2. Структурность. Учебный алгоритмический язык (в отличие, скажем, от того же Бейсика, использующего построчную алгоритмическую нотацию) построен на куда более современных идеях структурного программирования. Внутренняя структурная единица алгоритмического языка — составная команда — обеспечивает единство структуры алгоритма и его записи, что наилучшим образом соответствует операционному мышлению человека. 3. Независимость от ЭВМ. В алгоритмическом языке нет деталей, связанных с устройством машины, что позволяет сосредоточить внимание на алгоритмической сути решаемых задач. При введении курса ОИВТ в школу программа этого предмета, на основе которой писались пробные учебные пособия, сами эти учебные пособия, как и выбранная для размещения в школьном учебном плане позиция для курса ОИВТ (два завершающих года обучения в школе) — нее это подвергалось резкой критике. Одна из главных мишеней для критики — это относительная избыточность алгоритмизации и программирования (действительно, на непосредственно связанные с программированием разделы 2, 3, 4 и 6 программы в явном виде выделялось 48 из 68 ч). Объяснение здесь простое: при составлении программы принимался во внимание не столько научно-методический анализ соответствующих тому времени требовании к общеобразовательной подготовке школьников в области информатики, сколько реальное состояние отечественной практики в этой области, реальные возможности оснащения школ материально-технической базой, реальное состояние готовности учительских кадров. Этим объяснялось многое: и то, что она вынужденно ориентировалась на «безмашинный» вариант обучения, и то, что вместо широкой подготовки к жизни и деятельности в современном информационном обществе она едва ли не подавляющую часть учебного времени отводила на алгоритмизацию и программирование, через которые в первой программе преимущественно и рассматривалась общеобразовательная функция предмета информатики. Разработанная вскоре вторая учебная программа школьного курса информатики была опубликована в 1986 г. и получила название программы «машинного варианта» [29]. Программа была рассчитана на обучение основам информатики в двух старших классах средней общеобразовательной школы в объеме 102 ч. Приведем перечень тем этой программы с ориентировочным распределением часов по темам: 1. Введение .............................................................................. 2 ч 2. Первоначальное знакомство с ЭВМ ................................... 8 ч 3. Основы алгоритмизации .................................................... 26 ч 4. Основы вычислительной техники ....................................... 12 ч 5. Основы программирования ................................................. 20 ч 6. Решение задач на ЭВМ ...................................................... 28 ч 7. ЭВМ в обществе .................................................................. 6 ч Сопоставляя названия разделов этой программы с программой «безмашинного курса», можно заметить, что между ними нет существенных различий. Однако в отличие от первой (продолжавшей, кстати, еще долго действовать в школах, не имеющих возможности обеспечивать учащимся доступ к ЭВМ) официальной программы, содержание программы «машинного варианта» было ориентировано на обучение информатике в условиях активной работы школьников с ЭВМ в кабинете вычислительной техники (КВТ). По этой причине в новой программе значительное время отводилось на практическую работу. Важным элементом этой программы является впервые объявленный в составе официального документа, регламентирующего обучение школьной информатике, примерный перечень программного обеспечения в поддержку курса ОИВТ: 1. Вазовое программное обеспечение школьной ЭВМ (операционная система, файловая система, текстовый редактор). 2. Языковая система программирования с библиотекой стандартных программ и системой отладки. 3. Клавиатурный тренажер. 4. Простой редактор текстов. 5. Простой графический редактор. 6. Учебный интерпретатор алгоритмического языка. 7. Учебная база данных. 8. Учебная система обработки электронных таблиц. 9. Демонстрационный пакет для предварительного знакомства с ЭВМ. 10. Семейство исполнителей с заданной системой команд и фиксированной обстановкой. 11. Библиотека вспомогательных алгоритмов. 12. Пакет программ, моделирующих работу ЭВМ и ее устройств. 13. Пакет моделирующих программ по темам из школьных курсов математики и физики. 14. Программная модель типовых структур данных. 15. Учебный пакет автоматического решения задач. 16. Пакет программ управления учебным роботом. 17. Демонстрационный пакет по применению ЭВМ. Легко видеть, что этот перечень программных средств, по сути дела, повторяет все разделы курса ОИВТ, хотя и состоит большей частью из гипотетических компонентов (учебных моделей), которые следовало рассматривать как приглашение к разработке. В последующие годы большинство из них действительно было разработано, причем в многократно повторяющихся вариантах, с различными уровнями дидактической полезности и для различных типов используемых в школах ПК. Большое значение пакета программных средств по обеспечению курса ОИВТ состояло в том, что его появление создало важный для образовательной практики прецедент (как образец неотъемлемого компонента методической системы преподавания любого учебного курса), а сам он стал первым прототипом более общего понятия «пакет программных средств по учебной дисциплине». Особое положение в перечне программных средств занимает интерпретатор учебного алгоритмического языка (п. 6), первая версия которого уже фактически действовала к моменту введения новой программы. Роль этого программного средства для построения методической системы преподавания курса ОИВТ и развития его общеобразовательного начала трудно переоценить. Концепция содержания, заложенная в программе «машинного варианта», была практически реализована в нескольких подготовленных на ее основе учебных пособиях, пополнивших вслед за первыми изданиями пробных учебных пособий [22, 23] ряд учебных книг по информатике для средней школы, в том числе авторов А. Г. Кушниренко и др. [11], Б. А. Каймина и др. [8], А.Г.Гейна и др. [21], получившие широкое распространение в школах. Как уже отмечалось, концептуально содержание новой версии курса ОИВТ отличалось от прежней его трактовки не более чем погружением в компьютерную практику. Не продвинулись дальше и учебники, в целом добросовестно отражавшие концепцию исходной программы (если не считать попытки явной актуализации линии логики в [8]). Освоение школьным курсом информатики новых компонентов информационной культуры существенно тормозилось общим состоянием процессов информатизации общества, медленным развитием материальной базы и, как следствие, слабым распространением информационных технологий. «Общим недостатком имеющихся учебников является то, что ни один из них не сделал принципиально нового шага по сравнению с первым вариантом, который был в предельно сжатые сроки подготовлен авторским коллективом под руководством академика А. П.Ершова. Впрочем, насколько мы продвинемся по пути формирования школьного курса истинно информатики, зависит уже не от авторов учебников, а от общего уровня информатизации нашего общества. Школьный учебник не может бесконечно долго выдавать желаемое за действительное, в противном случае вера в реальное предназначение знаний из области информатики будет подорвана окончательно» [12]. Этой невеселой опенке более четверти века, однако и нынешнему состоянию дел в сфере информатизации отечественного образования еще далеко до идеала. 4.3. Формирование концепции и стандартизация содержания непрерывного обучения информатике в средней школе Нецелесообразность (и недостаточность) обучения информатике только на старшей ступени школы со временем становилась все более очевидной [3]. К началу 1990-х годов по истечении пяти лет после введения курса ОИВТ в среднюю школу постепенно начинает складываться новая структура обучения информатике в общем среднем образовании. Отличительными факторами этой новой структуры являются, с одной стороны, «снижение» содержания обучения с ориентацией на самое младшее звено — начальную школу, а с другой стороны, вычленение так называемого базового содержания школьного образования в области информатики, ориентированного на среднее звено школы. Уже в первой половине 1990-х годов появилось несколько концепций и даже учебных программ, развивающих идею непрерывного школьного курса информатики. Однако первая официальная рекомендация к построению непрерывного (трехэтапного) курса информатики для средней школы была принята решением коллегии Министерства образования РФ № 4/1 от 22.02.1995 |20| (см. также инструктивное письмо Министерства образования РФ от 29.05.1995 |7|). Коллегия постановила признать целесообразным выделения трех этапов в овладении основами информатики в школе: первый этап (I — VI кл.) — пропедевтический, второй этап (VII —IX кл.) — базовый курс, третий лап (X —XI кл.) — профильные курсы. При этом одним из результатов изучения учащимися курса информатики должна была стать возможность систематического использования методов и средств информационных технологий при изучении всех школьных предметов. В наиболее завершенном и сложившемся к концу 1990-х годов виде концепция содержания непрерывного курса информатики отражена в специальном издании сборника программно-методических материалов «Информатика. I —XI кл.» [30], в который вошли: две программы пропедевтического курса информатики для I — VI и V —VII кл., программа базового курса для VIII —IX кл., две программы базового курса для VII— IX кл. основной школы, программа профильного курса для VIII—XI кл. с углубленным изучением информатики и программа экспериментального курса «Информационная культура» для I —XI кл. общеобразовательных учреждений. Согласно Федеральному закону «Об образовании» в Российской Федерации устанавливаются федеральные государственные образовательные стандарты, которые должны обеспечивать: 1) единство образовательного пространства Российской Федерации; 2) преемственность основных образовательных программ начального общего, основного общего, среднего (полного) общего, начального профессионального, среднего профессионального и высшего профессионального образования. Разработка и утверждение федеральных государственных образовательных стандартов осуществляется в порядке, установленном Правительством Российской Федерации. Федеральные государственные образовательные стандарты утверждаются не реже одного раза в десять лет. Государственные образовательные стандарты являются основой объективной оценки уровня образования и квалификации выпускников независимо от форм получения образования [4, ст. 7, с. 15— 16]. Разработка федеральных компонентов государственных образовательных стандартов общего образования по всем предметам школьного цикла была начата Министерством образования РФ в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 28.02.1994 «Об утверждении порядка разработки, утверждения и введения в действие федеральных компонентов государственных образовательных стандартов начального общего, основного, среднего (полного) общего и начального профессионального образования». Отметим одну примечательную особенность первого проекта стандарта по информатике, особенность, которая характеризует общую тенденцию изменений в системе общего школьного образования. Речь идет о декларации нового — критериально-ориентированного — подхода (взамен традиционного нормированного) к способу оценки уровня подготовки школьников по информатике (см. [31, разд. 111]). Эти изменения имеют принципиальное значение для развития демократических, личностных аспектов системы общего школьного образования. Создание образовательных стандартов — важный шаг в развитии отечественной школы. Переход на стандарты оказывает значительное влияние на учебный процесс, деятельность образовательных учреждений, работу учителей. Именно по этой причине введение (и обновление) Госстандартов для общеобразовательной школы, как и для всех типов и форм образования, согласно Закону РФ «Об образовании» является важнейшей государственной акцией, осуществляемой на самом высоком уровне государственного управления. В то же время задача стандартизации оказалась сложнее, чем это можно было предполагать, процесс выработки Госстандарта общего среднего образования перешагнул на второе десятилетие. В результате на момент написания учебника имеется лишь федеральный компонент ГОС (2004 г.), который согласно официальному документу Минобрнауки РФ [34] рассматривается как стандарт первого поколения. Далее дадим краткий анализ состояния развития концепции содержания обучения информатике на всех ступенях общего школьного образования: начальная школа, основная школа, профильная школа. 4.4. Начальная школа Как уже говорилось, практика переноса курса информатики в сферу начального образования начала складываться в начале 1990-х годов. Исходя из поставленных перед информатикой задач формирования основ научного мировоззрения, развития мышления учащихся и подготовки школьников к практической деятельности, труду, продолжению образования, идея раннего обучения информатике практически сразу стала актуальной. Формирование навыков операционного стиля мышления должно начинаться одновременно с выработкой основных математических понятий и представлений, т.е. в начальной школе. Совершенствование предметных методик также требует раннего освоения компьютера как средства обучения [10]. В тесной связи с фундаментальными элементами математического развития (развитие количественных и пространственных представлений) находятся умения планировать структуру действий, умения организовать поиск информации, строить и анализировать информационные модели. Ориентация на «сквозное» изучение информатики с младших классов нашло свое отражение в разрабатываемых в середине 1990-х годов проектах государственных образовательных стандартов. В последующие 1997- 1949 гг. идея получила развитие в концепции обучения информатике в условиях 12летней школы, что позволило в 2000 — 2001 гг. включить преподавание информатики в начальной и старшей школе в эксперимент по совершенствованию структуры и содержания общего образования. Анализ результатов этого эксперимента (2003 г.) показал положительное отношение учителей, учащихся и их родителей к введению курса информатики в начальной школе, однако ухудшение состояния здоровья учащихся, связанное с перегрузкой, поставило под сомнение необходимость введения одночасового предмета в начальную ш колу. Исходя из приоритетов начального образования, связанных с необходимостью формирования, прежде всего, общеучебных умении и навыков, было принято решение о возможной интеграции информатики с другими предметами, но чтобы «не растворять» содержание предмета как наиболее приемлемый был выбран вариант модульного вхождении информатики. Это касается только федерального компонента государственного образовательного стандарта, поэтапное введение которого в начальной школе началось в 1 кл. с 2006 — 2007 учебного года. В соответствии с федеральным компонентом государственного стандарта общего образования предмет «Информатика и ИКТ (информационно-коммуникационные технологии)» вводится как учебный модуль предмета «Технология» в III-IV кл., а также может изучаться за счет регионального или школьного компонента базисного учебного плана (БУП). В рамках данного модуля формируются общеучебные умения и навыки, такие как овладение первоначальными умениями передачи, поиска, преобразования, хранения информации, использования компьютера; поиск (проверка) необходимой информации в словарях, каталоге библиотеки; представление материала в табличном виде; упорядочение информации по алфавиту и числовым параметрам (возрастанию и убыванию); использование простейших логических выражений типа: «... и (или) ...», «если..., то...», «не только, но и...»; элементарное обоснование высказанного суждения; выполнение инструкций, точное следование образцу и простейшим алгоритмам. По мнению А.В.Горячева, «перечень обшеучебных умений примерно на две трети состоит из умений, которые можно назвать информационными (и треть организационных умений)» [1,с. 33]. В результате по окончании начальной школы учащийся, освоивший модуль «Информатика и ИКТ», должен: 1) знать (понимать): • основные источники информации; • назначение основных устройств компьютера; • правила безопасного поведения и гигиены при работе с компьютером; 2) уметь использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни: • для решения учебных и практических задач с применением возможностей компьютера; • поиска информации с использованием простейших запросов; • изменения и создания простых информационных объектов на компьютере 116|. Информатика рассматривается в общеобразовательной школе вообще и в начальной школе, в частности, в двух аспектах. Первый а с п е к т — с позиции формирования целостного и системного представления о мире информации, общности информационных процессов в живой природе, обществе, технике. С этой точки зрения на пропедевтическом этапе обучения школьники должны получить необходимые первичные представления об информационной деятельности человека. Второй а с п е к т пропедевтического курса информатики — методы и средства получения, обработки, передачи, хранения и использования информации, решение задач с помощью компьютера и других средств новых информационных технологий. Этот аспект связан, прежде всего, с подготовкой учащихся начальной школы к продолжению образования, активному использованию учебных информационных ресурсов: фонотек, видеотек, мультимедиа обучающих программ, электронных справочников и энциклопедий. Учащиеся уже в начальной школе накапливают опыт работы с разного вила информацией и формами ее представления, при этом непосредственно наблюдая проявление свойств информации, для последующего осмысления своего накопленною информационного опыта и действительного изучения научных основ предметной области «Информатика и ИКТ». Далее в основной школе полученные знания и практические умения работы с компьютером могут использоваться в различных предметах. 4. 4.5. Содержание основного школьного образования в области информатики В рамках основной школы обязательным для изучения является базовый курс информатики. Понятие базового курса появилось во второй половине 90-х годов XX в. в связи с развитием концепции образовательных стандартов, с провозглашением трех этапов преподавания информатики в средней школе. Базовый (основной) этап должен обеспечивать реализацию государственного образовательного стандарта по информатике. Сложность процесса формирования образовательного стандарта по информатике связана с рядом специфических для информатики причин. Первая причина - это новизна и динамичность самой предметной области информатики, отражением которой является школьный учебный предмет. Еще одним особым обстоятельством является необходимость учета процесса информатизации школьного образования, происходящего в нарастающем темпе. В связи с этим меняются место и роль курса информатики, возрастает его междисциплинарное значение. В рамках формирующегося в системе общего образования компетентностного подхода ИКТ-компетентность становится одной из ключевых. Структура предметной и образовательной области. Развитие предметной области неизбежно влечет за собой развитие содержания общеобразовательного курса информатики. Разработчикам образовательного стандарта по информатике приходится решать непростую задачу: выделить инвариантную часть содержания предмета, определить более или менее устойчивую структуру курса. Опорными материалами, послужившими для решения этой задачи, стали результаты исследований структуры и содержании предметной и образовательной областей информатики. В основу разработки современных представлений о структуре образовательной области информатики положено описание структуры предметной области информатики, систематизированное в Национальном докладе Российской Федерации на II Международном конгрессе ЮНЕСКО «Образование и информатика» (см. подразд. 2.1) [17]. Согласно этому описанию все содержание предметной области подразделяется на четыре раздела: 1. Теоретическая информатика. 2. Средства информатизации. 3. Информационные технологии. 4. Социальная информатика. Описание предметной области информатики, приведенное в [17], легло в основу разработки современных представлений о структуре образовательной области информатики. Перечисленные четыре раздела составляют основу структурирования предметной области информатики и в работе [9], в которой внутри каждого раздела более отчетливо выражено структурирование его содержания. Нормативные документы стандартизации базового курса информатики. Первый проект стандарта по информатике для средней школы [31], а также «Обязательный минимум» 1997 г. [9] были структурированы по семи содержательным линиям: 1. Информация и информационные процессы. 2. Представление информации. 3. Компьютер. 4. Алгоритмы и исполнители. 5. Формализация и моделирование. 6. Информационные технологии. 7. Компьютерные коммуникации. В 1999 г. был опубликован обязательный минимум содержания образования по информатике для X — XI кл. [18]. В основу его структуры были положены практически те же семь содержательных линий. На момент написания данного учебного пособия действующим нормативным документом, определяющим содержание образования по информатике и ИКТ, является ФК ГОС 2О04 г. |33|. В стандарте формулируются следующие цели изучения информатики и ИКТ: • освоение знаний, составляющих основу научных представлений об информации, информационных процессах, системах, технологиях и моделях; • овладение умениями работать с различными вилами информации с помощью компьютера и других средств ИКТ, организовывать собственную информационную деятельность и планировать ее результаты; • развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей средствами ИКТ; • воспитание ответственного отношения к информации с учетом правовых и этических аспектов ее распространения, избирательного отношения к полученной информации; • выработка навыков применения средств ИКТ в повседневной жизни, при выполнении индивидуальных и коллективных проектов, в учебной деятельности, при дальнейшем освоении профессий, востребованных на рынке труда. На перечне основных целей обучения со всей очевидностью сказалось развитие процесса информатизации в нашей стране, в том числе и в отечественной системе образования. Примечательно появление воспитательной составляющей, связанное с расширяющимися возможностями доступа к мировому информационному пространству. В стандарте 2004 г. упоминаются учебная и проектная деятельность учащихся с использованием ИКТ, получающая все более широкое распространение в школах. Структура ФК ГОС 2004 г. приближена к структуре описания предметной области информатики в документе [17] и к структуре описания образовательной области в [9]. Однако вместо четырех разделов, содержащихся в [9] и [17], в стандарте присутствуют две части. В перв ой части стандарта — «Информационные процессы* — просматривается содержание разделов «Теоретическая информатика», «Социальная информатика» и «Средства информатизации» (компьютер). Вторая часть — «Информационные технологии» — включает в себя большую часть разделов «Средства информатизации» и «Информационные технологии». Сопоставление текста образовательного стандарта с материалами |9| и [17] показывает, что основные разделы предметной и образовательной областей информатики нашли отражение в ФК ГОС. Однако некоторые темы, актуальные с точки зрения их общеобразовательного значения, в нем отсутствуют. К ним относятся: информационные основы процессов управления, системы искусственного интеллекта. В то же время присутствуют разделы, усиливающие прагматическую составляющую в обучении предмету. К ним относятся: «запись средствами ИКТ информации об объектах и процессах окружающего мира», «организация информационной среды». В то же время в примерной программе по информатике и ИКТ, рекомендованной Минобрнауки РФ в 2004 г. [28], за основу структурирования документа приняты прежние содержательные линии курса. 5. 4.6. Информатика и информационные технологии в профильной школе Переход отечественной школы к профильному обучению в старших классах — сложная многоаспектная задача и то же время, одно из главных направлений реформирования общего образования. Согласно Концепции профильного обучения на старшей ступени общего образования, принятой в 2002 г., «профильное обучение - средство дифференциации и индивидуализации обучения, когда за счет изменений в структуре, содержании и организации образовательного процесса более полно учитываются интересы, склонности и способности учащихся, создаются условия для образования старшеклассников в соответствии с их профессиональными интересами и намерениями в отношении продолжения образования» [26]. Отметим, что из этого уже следует, что профильное обучение не есть профессиональное обучение. Школа остается общеобразовательным учебным заведением независимо от названия профиля. Цели профильного обучения определяются в Концепции следующим образом: Переход к профильному обучению преследует, таким образом, следующие основные цели: • обеспечить углубленное изучение отдельных дисциплин программы полного общего образования; • создать условия для значительной дифференциации содержания обучения старшеклассников с широкими и гибкими возможностями построения школьниками индивидуальных образовательных программ; • способствовать установлению равного доступа к полноценному образованию разным категориям обучающихся в соответствии с их индивидуальными склонностями и потребностями; • расширить возможности социализации учащихся, обеспечить преемственность между общим и профессиональным образованием, в том числе более эффективно подготовить выпускников школы к освоению программ высшего профессионального образования. Среди многих проблем, которые связаны с развитием профильного обучением, выделяются недостаточность учебно-методических материалов необходимость изменения системы подготовки учителей для работы в профильной школе. Перед учителем профильной школы на передний план выходят задачи, которые в традиционной школе находятся в тени. Учитель должен реально обеспечивать вариативность образовательного процесса, освоить современные проектно-исследовательские и коммуникативные методы, уметь формировать на базе профильного самоопределения учащихся систему компетентностей, необходимых для продолжения профессионального образования, и т.д. Все это должно происходить на фоне высокой подготовленности учителя в предметной сфере, поскольку преподавание профильных и элективных курсов требует более глубокого знания предмета, чем фиксированных однотипных курсов в традиционной школе. Учебный план профильной школы предусматривает курсы трех типов. 1. Базовые общеобразовательные курсы, направленные на завершение общеобразовательной подготовки школьников. Например, обязательными базовыми курсами являются «Русский язык» и «Математика». 2. Профильные общеобразовательные курсы — курсы повышенного уровня, определяющие специализацию каждого конкретного профиля обучения. Например, в естественно-научном профиле такими могут быть «Физика», «Химия», «Биология». 3. Элективные курсы — обязательные курсы по выбору учащихся. Чаще всего элективные курсы выполняют функции углубления профильного курса, однако они могут развивать содержание и одного из базовых курсов, а также в целом способствовать удовлетворению познавательных интересов учащихся. Пропорции часов между курсами разных типов определяются профилем (или его отсутствием, поскольку универсальное беспрофильное обучение также сохраняется). Следует подчеркнуть, что перечень профилей, фигурирующий в педагогической литературе, отнюдь не является директивным. Хотя чаше всего упоминаемые профили «Физико-математический», «Социально-экономический», «Гуманитарный», «Естественно-научный», «Информационно-технологический»; они отражают интересы большинства учащихся, возможно появление иных профилей. Положение курса «Информатика и ИКТ» существенно зависит от профиля — от одного из ведущих (по выделяемым на изучение часам) до полного отсутствия в учебном плане. Сведения, отраженные в табл. 4.1, составлены на основе Базисного учебного плана 2004 г. [27] и Концепции профильного обучения [26]. В таблице приведены часы, выделяемые на 2 года обучения в том или ином блоке того или иного профилей. Так, 8 ч, указанные на курс информатики в физико-математическом профиле в разделе «Профильные общеобразовательные курсы», следует понимать таким образом: школа может выделить под предмет 4 ч в неделю в X кл. и 4 ч в неделю в XI кл. либо поделить этот ресурс как-то иначе (8 + 0, 0 + 8, 6 + 2 и т.д.). Особого комментария требует колонка «Элективные курсы». Установление их номенклатуры и логическая привязка к профилю реализуется на уровне школы. Таким образом, отсутствие обязательного изучения информатики в школе гуманитарного профиля не означает, что ее не будет в этой школе вообще. Элективные курсы являются в школах предметом конкуренции, и если учитель информатики предложит элективный курс, соотносящийся по целям школе гуманитарного профиля, то информатика может в такой школе занять свое место. В целом, учитывая возможность использования элективной компоненты образования, следует признать, что изучение информатики и информационных технологий в профильной школе представлено адекватно их роли в современном мире. Таблица 4.1 Информатика и информационные технологии в профильной школе Профиль Базовые общеобразовательные курсы, ч Профильные общеобразовательные курсы, ч Элективные курсы, ч Физико- математический — 8 8 Социально-экономический 2 — К) Гуманитарный — — 12 Информационнотехнологический — S 10 Универсальное (беспрофильное) обучение 4 — 16 Вопросы для обсуждения 1. Общие принципы формирования содержания обучения информатике. 2. Структура и содержание первых отечественных программ учебного предмета ОИВТ. Учебный алгоритмический зык А. П. Ершова. 3. Формирование концепции содержания непрерывного курса информатики для средней школы. 4. Стандартизация обучения информатике в школе. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Горячев А. В. Двухкомпонентный курс информатики для начальной школы/А. В. Горячен// Информатика. — 2006. — № I. 2. Дидактика средней школы / под ред. М. Н.Скаткина. — М.: Просвещение, 1982. 3. Ершов А. П. Школьная информатика в СССР: от грамотности — к культуре/ А.П.Ершом // ИМФО. — 1987. — № 6. 4. Закон РФ «Об образовании» // Законодательные акты Российской Федерации в сфере образования. - М. : Российская академия образования, 2008. 5. Изучение основ информатики и вычислительной техники. Ч. I : пособие для учителей / под ред. А.П.Ершова, В. М, Монахова. — М. ; Просвещение, 1985. 6. Изучение основ информатики и вычислительной техники. Ч. 2 : пособие для учителей / под ред. А. П. Ершова, В. М. Монахова. — М.: Просвещение, 1986. 7. Инструктивное письмо Министерства образования РФ «Об изменении структуры обучении информатике в общеобразовательной школе* от 29.05.1995 // ИМФО. — 1995. — N" 4. 8. Каймин В.А. Основы информатики и вычислительной техники : учебник для 10— 11 кл. ср. школы / В.А. Каймин, А. Г. Щеголев, Е. А. Ерохина. — М.: Просвещение, 1989. 9. Колин К. К. О структуре и содержании образовательной области «Информатика* (современная концепция) / К.К.Колин // Информатика и образование. — 2000. — № 10. 10. Кузнецов А. Л. Непрерывный курс информатики (концепция, система модулей, типовая программа). Начальный курс (Л —IV классы) / А. А. Кузнецов, С. А. Бешен ков, Е.А. Ракитина // ИНФО. — 2005. — № 4. 11. Кушниренко Л. Г, Основы информатики и вычислительной техники / А. Г. Кушниренко, Г. В.Лебедев, Р.А.Сворень. — М. : Просвещение. 1990. 12. Лапчик МЛ, Информатика и технология: компоненты педагогического образования / М. П.Лапчик // ИНФО. — 1991. - № 6. 13. Леднев В. С Содержание образования / В.С.Леднев. — М. : Высш. шк., 1989. 14. Леднев В. С. Содержание образования: сущность, структура, перспективы / В.С.Леднев. - М.: Высш. шк., 1991. 15. Лихачев Б. Т. Педагогика. Курс лекций : учеб. пособие для студ. пед. учеб. заведений и слушателей ИПК и ФПК / Б.Т.Лихачев. — М. : Прометей, 1992. 16. Методическое письмо о преподавании учебного предмета «Информатика и ИКТ» и информационных технологий в рамках других предметов в условиях введения федерального компонента государственного стандарта общего образования // ИНФО. — 2004. — № 7. 17. Национальный доклад Российской Федерации на II Международном конгрессе ЮНЕСКО «Образование и информатика*. Москва, 1996// ИНФО. - 1996. — № 5. 18. Обязательный минимум содержания среднего (полного) общего образования по информатике. Приложение к приказу Минобразования России от 30.06.99 № 56 // Программы для общеобразовательных учреждений: Информатика. 2— 11 классы. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. 19. О минимальном содержании образовательных программ основной общеобразовательной школы // «Первое сентября*. — 1997, — N° 79. 20. Основные компоненты содержания информатики в общеобразовательных учреждениях. Приложение 2 к решению Коллегии Минобразования РФ от 22.02.1995 Ni> 4/1 // ИМФО, — 1995. — № 4. 21. Основы информатики и вычислительной техники / [А.Г.Гейн, В.Г.Житомирский, Е.В.Линецкий и др.]. — М. : Просвещение, 1991. 22. Основы информатики и вычислительной техники. В 2 ч. Ч. I : пробное учеб. пособие для сред. учеб. заведений / под ред. Л. П. Ершова, П. М. Монахова. — М. : Просвещение, 1985. 2.3. Основы информатики и вычислительной техники. В 2 ч. Ч 2 : пробное учеб. пособие для сред, учеб, заведений / пол пел. Л. П. Ершова, В. М. Монахова. М. : Просвещение, I486. 24. Основы информатики и вычислительной техники: Программа для сред. учеб. заведений. — М.: Просвещение. 1985. 25. Педагогика : учеб. пособие для студ. пед. вузов и пед. колледжей / под ред. П. И. Пидкасистого. — М. : Пед. общество России, 2005. 26. Приказ Минобразования России от 18.07.2002 № 278.3 «Об утверждении Концепции профильного обучения па старшей ступени общею образования* (http://dcpan.ed.gov.ru/sch-cdu/groun/2783.hi ml >. 27. Приказ Минобразования России от 09.03.2004 № 1312 «Об утверждении федерального базисного учебного плана и примерных учебных планов для образовательных учреждений Российской Федерации, реализующих программы общего образования» (http://www2.kuigairobl.ru/b7y 7_ I /mo п. gov. rn/w ww. топ. gov.ru/cdu-poliuc/pri k/11 11, him; htlp:// prof.consultant.ru/doc47213.html). 28. Примерная программа основного общего образования по информатике и информационным технологиям. Программы для общеобразовательных учреждений: Информатика. II -XI классы. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. 29. Программа курса «Основы информатики и вычислительной техники» // Микропроцессорные средства и системы. — 1986. — № 2. 30. Программно-методические материалы: Информатика: I —XI кл. / сост. Л. Е.Самовольном. — М.: Дрофа, 1998. 31. Проект федерального компонента Государственного образовательного стандарта начального общего, основного общего и среднего (полного) образования. Образовательная область «Информатика» / авт. коллектив под рук. А.А. Кузнецова// ИНФО. — 1997.—№ 1. 32. Сластенин В. А. Педагогика : учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / В.А.Сластенин, И.Ф.Исаев, Е.Н.Шиянов ; под ред. В.А.Сластенина. — М.: Изд. центр «Академия», 2004. 33. Стандарт основного общего образования по информатике и ИК'Г. Программы для общеобразовательных учреждений: Информатика. II— XI классы. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. 34. Решение совещания «Проблемы введения федерального компонента государственных образовательных стандартов общего образования и федерального базисного учебного плана» от 07.12.2004. Приложение к письму Минобрнауки России от 17.03.2005 № АФ-59/03 // Программы для общеобразовательных учреждений: Информатика. 2— 11 классы. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. 5. БАЗИСНЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ШКОЛЫ И МЕСТО КУРСА ИНФОРМАТИКИ В СИСТЕМЕ УЧЕБНЫХ ДИСЦИПЛИН 5.1. Проблема места курса информатики в школе. Базисный учебный план 1993 г. (БУП-93) Место учебной дисциплины в школьном преподавании (объем в часах, протяженность и положение относительно других дисциплин по годам обучения) определяется учебным планом школы. В прежние времена в течение длительного времени наша школа имела по существу единообразный для всех школ учебный план, перечень и положение учебных дисциплин в котором жестко фиксировалось центральными органами управления образованием и не могло ни в какой своей части меняться ни на региональном, ни на школьном уровне. Такое положение сохранялось до рубежа 1980- 1990-х годов (если не считать того минимально возможного фактора вариативности, который в середине 1960-х годов был разрешен школе в связи с введением в учебный план блока факультативных дисциплин, что в свое время стало весьма примечательным, но, к сожалению, едва ли не единственным явлением такого рода). При введении в школу нового учебного предмета «Основы информатики и вычислительной техники», осуществленном в 1985 г., место этому предмету определялось еще в «жестком» учебном плане (т.е. без особых премудростей четко фиксировались название учебной дисциплины, отнесенные к ней сроки изучения и объем часов), и место это, как известно, оказалось таким': два последних года обучения в школе (в то время это были IX и X кл.). Как уже отмечалось, фиксированное положение курса информатики исключительно в старших классах с самого начала понималось и воспринималось как временное. Поэтому по истечении уже первого пятилетия преподавания нового школьного предмета разрешение проблемы места курса информатики в школе оказалось под воздействием двух факторов: с одной стороны, очевидная потребность смещения курса в среднее и младшее звено школы, а с другой стороны, пришедшая как раз к тому времени в движение сама концепция учебного плана, которая в буквальном смысле взорвала сохранявшиеся долгое время неприкосновенными и неизменяемыми его общие основы. После длительного периода использования жесткого учебного плана в результате происходивших в обществе демократических преобразований на рубеже 1980— 1990-х годов школа оказалась в положении, когда она в решающей степени сама может выбирать или даже частично корректировать спускаемый «сверху» учебный план. Действительно, введенные с 1989—1990 учебного года в общеобразовательных учебных заведениях Российской Федерации 15 вариантов учебных планов [9. 10] не только позволяли выбирать направленность обучении: гуманитарную, естественно-математическую, художественно-эстетическую и прочую, но и учитывать специфику обучения в городе и на селе. Учебное заведение при этом получило право самостоятельно выбирать любой учебный план. Однако свобода учебных заведений при составлении конкретного учебного плана все еще ограничивалась — и тем, что в федеральных учебных планах была нормативно закреплена попредметная организация образовательного процесса (т.е. перечень учебных дисциплин уже был прописан в федеральном варианте плана), и тем, что эти учебные планы допускали очень незначительную долю почасовых «подвижек» содержания образования. Выполняя требования Закона РФ «Об образовании», принятого в июне 1992 г. Министерство образования РФ приказом от 07.07.1993 № 2.17 утвердило и ввело в действие первую версию российского Базисного учебного плана общеобразовательных учреждений, в котором в максимальной степени должны были учитываться и интересы государства, и интересы региона, и интересы образовательного учреждения, т.е. школы [1]. Прежде чем перейти к анализу возможностей, которые предоставлял базисный учебный план школам для обучения информатике, коснемся общих вопросов структуры и особенностей этого документа. Сразу же заметим, что БУП сам по себе не является рабочим учебным планом для школы, он лишь представляет собой основу для разработки регионального базисного учебного плана (в частности, он может совпадать с федеральным БУП), на основе которого, в свою очередь, школа составляет свой собственный учебный план. С этой целью в структуру БУП входит инвариантная часть, в которой обозначены образовательные области, обеспечивающие формирование личностных качеств обучающихся в соответствии с общечеловеческими идеалами и культурными традициями, создающие единство образовательною пространства на территории страны, и вариативная часть, позволяющая учитывать национальные, региональные и местные социокультурные особенности и традиции, обеспечивающая индивидуальный характер развития школьников в соответствии с их склонностями и интересами (табл. 5.1). Инвариантная часть БУП не содержит отдельных дисциплин школьной программы (за исключением русского языка как государственного и физической культуры), а состоит из перечня так называемых образовательных областей, которые в учебных планах конкретных школ представляются набором соответствующих учебных предметов и интегрированных курсов. Набор образовательных областей остается инвариантным, в то время как их наполнение конкретными предметами может отличаться в разных регионах, в разных школах. Вариативная часть складывается из «Обязательных занятий, занятий по выбору» и «Факультативных, индивидуальных и групповых занятий». Обязательная учебная нагрузка учащихся складывается из часов инвариантной части и часов обязательной вариативной части, которые используются на предметы инвариантной части БУП (в том числе и для углубленного изучения), на введение дополнительных курсов, курсов по выбору для учащихся X —XI кл., индивидуальных учебных планов для одаренных учащихся. Вариативная факультативная часть используется для индивидуальных и групповых занятий (в сельской малокомплектной школе эти часы позволяют организовать дифференцированное обучение, изучение предметов в малых группах). Так какие же возможности предоставлял БУП-93 для обучения учащихся информатике? Прежде всего отметим, что для учебной дисциплины «Информатика» не нашлось места среди образовательных областей инвариантной части. Говоря другими словами, информатика в БУП-93 не отнесена к обязательным дисциплинам федерального уровня. В пояснительной записке к БУП на этот счет имеется весьма уклончивая и скупая рекомендация: «В современной школе нужно вводить курс «Информатика». В учебных заведениях, имеющих соответствующие условия, курс «Информатика» может изучаться за счет часов вариативной части Базисного учебного плана с VII кл. или в X —XI кл.». Напомним, что вариативная часть состоит из обязательных и факультативных занятий. Выделим часы этих разделов БУП по четырем группам классов (1 — 111, IV —VI, VII — IX, X —XI кл.) в отдельную таблицу (табл. 5.2). Из табл. 5.2 видно, что наибольшие возможности для размещения курса информатики за счет часов вариативной части БУП имелись в Х —XI кл. Надо сказать, что именно такой подход чаще всего и применялся при разработке школьных учебных планов, причем в подавляющем большинстве российских школ дело тем и ограничивалось. А это, как мы видим, по существу не вносило никаких изменений в практику, сложившуюся ранее, с самого момента введения курса ОИВТ в школу в 1985 г. К такому способу решения проблемы места курса информатики в школе откровенно подталкивали и рекомендуемые образцы школьных учебных планов, помещенные в приложении к БУП (см., например, [14]). Вместе с тем нельзя не обратить внимания, что БУП если и не стимулировал, то и не ставил препятствий для тех школ, которые стремились к реализации более обширной программы информатического образования учащихся. Действительно, из табл. 5.2 следует, что даже если использовать только фонд обязательных занятий вариативной части БУП, то (по крайней мере, теоретически) на информатику вполне можно «выкроить», например, по 1 ч в неделю с I по IX кл., и по 2 ч в X и XI кл., т.е. именно тот минимум, который вполне покрывает потребность в часах для постановки непрерывного курса информатики в школе. Надо сказать, что многие инновационные школы (а иногда и целые регионы — см., например, [4, 15]) шли по этому пути, практически поддерживая развитие концепции непрерывного образования школьников в области информатики. Все это создавало предпосылки к развитию соответствующего программно-методического обеспечения и осуществлению официальных шагов к продвижению непрерывного курса информатики в школу [11, 14]. Таблица 5.1 Базисный учебный план общеобразовательных учреждений Российской Федерации (1993 г.) Образовательные области Количество часов, ч, и неделю в классах 1 11 III IV V VI VII \ ill IX X XI Русский зык как государственный 3 3 3 ' 3 3 3 3 3 Языки и литература 4 4 4 4 8 8 6 5 5 4 4 Искусство 2 2 2 2 2 2 2 2 — Общественные дисциплины Естественные дисциплины 2 2 2 2 2 2 3 2 3 4 4 4 4 Математика 4 4 4 4 5 5 5 4 5 3 3 Физкультура 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 Технология 2 2 2 2 2 2 2 3 3 2 2 Итого 19 19 19 19 26 27 28 30 30 20 20 1 Примечание. И таблице опущены классы I — III переходного варианта, Таблица 5.2 Вариативная часть БУП Образовательные области Количество часов, ч, в неделю в классах 1 II III IV V VI VII VIII IX X \l Обязательные занятия, занятия выбору 1 3 5 5 3 3 3 4 2 12 12 Факультативные, индивидуальные и групповые занятия 2 3 3 3 3 3 3 3 3 6 6 5.2. Базисный учебный план 1998 г. (БУП-98) По истечении пяти лет с момента принятия первого базисного учебного плана общеобразовательных учреждений России приказом Министерства общего и профессионального образования РФ от 09.02.1998 № 322 был утвержден новый базисный учебный план, который уже с 1 сентября 1998 г. предписывалось «...использовать как основу при разработке примерных учебных планов для образовательных учреждений, реализующих программы начального общего, основного общего и среднего (полного) общего образования» [8]. Новая версия БУП унаследовала все основные структурные принципы БУП-93 (табл. 5.3), хотя и содержала некоторые особенности внутреннего строения. Инвариантная часть БУП-98 расписана не только на уровне образовательных областей, но и на уровне так называемых образовательных компонентов, т.е. фактически учебных предметов. Федеральный компонент БУП-98 полностью реализуется в инвариантной части БУП, но в то же время в каждой образовательной области, кроме образовательной области «Математика* и предметов физики и химии, может быть выделено 10— 15 % времени на региональный компонент содержания образования. Вариативная часть БУП-98 обеспечивает реализацию регионального и школьного компонентов, но в отличие от БУП-93 часы разделов «Обязательные занятия по выбору» и «Факультативные, индивидуальные и групповые занятия», составляющие вариативную часть БУП, даны единой строкой (см. табл. 5.3). Обратимся к положению курса информатики в новом базисном учебном плане. Сразу отметим, что обстоятельства, связанные с постановкой информатического образования учащихся в рамках нового ВУП, изменились довольно существенно, хотя противоречивость положения курса информатики в школе сохранилась и даже усилилась, что в итоге явно не способствовало ослаблению кризиса самого существования информатики как самостоятельного учебного предмета. Начнем с того, что в отличие от БУП-93 в БУП-98 информатика оказалась явно прописанной в инвариантной части плана, т.е. введена в статус учебного материала, обязательного для изучения во всех школах. Вместе с тем способ, которым это было сделано, вызывал чувство тревоги за судьбу курса информатики. Дело в том, что информатика и математика вошли в инвариантную часть как образовательные компоненты, включенные в общую (!) образовательную область «Математика» с единой (не расписанной) строкой часов (см. табл. 5.3). Пояснительная записка при этом дает следующие разъяснения и рекомендации: «В образовательную область «Математика» входят: математика, алгебра, геометрия, алгебра и начала анализа, информатика. За счет инвариантной части учебного плана информатика может изучаться как самостоятельный курс в Х-XI кл. Изучение данного курса начинать в более раннем возрасте (VII —IX кл.) возможно за счет часов вариативной части». Что ж, как видно, БУП-98 (как и БУП-93) не смог взять ответственность на утверждение в российских школах более протяженного обязательного курса информатики, чем тот, который был введен в среднюю школу СССР в 1985 г. (два старших класса школы). Более того, объем часов обязательных занятий в примерных учебных планах, приложенных к БУП-98, в X —XI кл. снизился до 1 ч в неделю (и только в классах физико-математического профиля сохранено по 2 ч). В то же время сопровождавшее процесс введения БУП-98 в школу Методическое письмо Министерства образования РФ в характерной для этого жанра мажорной тональности оповещало, что «...органам управления образованием и образовательным учреждениям России предоставлены широкие возможности в определении структуры образовательной области «Математика» и выделении в соответствии с возможностями и потребностями региона необходимого времени для изучения информатики как учебного предмета, имеющего значительную самостоятельную общеобразовательную ценность» [7]. Можно согласиться с тем, что решение о месте информатики в структуре школьного образования, принятое при разработке БУП-98, отражало реальное положение с преподаванием этого курса, сложившееся к моменту введения новою учебного плана в большей части школ страны. В принципе сохранено важнейшее свойство БУП: не чинить препятствий тем регионам, тем школам, которые последовательно реализовывали и продолжают реализовывать на практике идею непрерывного курса информатики, т.е. не противоречить перспективам развития обучения информатике в общеобразовательных учреждениях, намеченным коллегией Министерства образования еще в 1995 г. [3, 11]. Используя дополнительные часы учебного времени, отводимые в вариативной части БУП-98 на проведение факультативных, индивидуальных и групповых занятий, школы, имеющие соответствующее ресурсное обеспечение (кадры, техника, учебно-методическая база), могли вводить в свой учебный план и пропедевтический курс (I — VI кл.), и базовый курс (VII —IX кл.), и профильные курсы информатики (X—XI кл.). Наряду со сказанным в связи с введением БУП-9Й нельзя не коснуться вопросов, связанных с сохранением и накоплением отдельных принципиальных разногласий в решении проблемы места (да и самой сути) информатического образования в школе, Дело в том, что включением информатики в образовательную область «Математика» БУП-98 создал (точнее - продолжил) неоднозначную обстановку вокруг самого существования информатики как отдельного предмета. На самом деле «приписку» к математике не следует рассматривать как случайный факт, поскольку интеграция информатики с математикой (хотя бы на каких-то этапах школьного образования) действительно может рассматриваться как вполне оправданное и закономерное явление, порождающее новые взгляды и подходы к развитию структуры школьного информатического образования. Вместе с тем, когда очередная версия базисного учебного плана школы хотя и «проявляет» образовательную область «Информатика» в инвариантной части, но фиксирует ее в одной строке (через точку) с образовательной областью «Математика», для многих сторонников целостности и единства учебного предмета информатики это начинает выглядеть как начало процесса его ползучего расчленения - на информационные технологии, которые в таком случае целесообразно приписать к появившейся в базисном учебном плане новой для школы образовательной области «Технология» и на остаток весьма неясных очертаний в виде теоретических основ информатики, которые генетически тяготеют к математике и которые, следовательно, надо по этой причине интегрировать со школьным курсом математики. Таким образом, в итоге получается, что самостоятельный курс информатики расчленяется и исчезает, Не упрощая суть ситуации, можно в этой связи заметить, что размещение пне базового курса информатики информационных технологий, ориентированных на практическое применение компьютера в сферах материальных (производственных) технологий, т.е. перенос их в другую предметную область — «Технология», является вполне естественным процессом, и не в этом, по нашему мнению, суть кризиса. Подтверждением тому — опыт западной школы (см., например, [5]). При этом ИТ должны наполнять не только образовательную область «Технология». Хорошо, если ИТ станут привычным инструментом, метолом решения задач в разных предметных областях: математике, естествознании, филологии и пр. И это само по себе не может рассматриваться как угроза целостности образовательной области «Информатика». Что же касается образовательной области «Математика», то ей следовало бы настраиваться не на интегрирование с информатикой, как на это (вольно или невольно) ориентируют БУП-93 и БУП-98, а «породственному» поделиться с ней во имя ее завершенности, целостности, сохранения ее самостоятельности в системе школьных дисциплин. Таблица 5.3 Базисный учебный план общеобразовательных учреждений Российской Федерации (1998 г.) Образовательные области Образовательные компоненты Количество часов, ч, в неделю в классах 1 II 11 1 IV V VI VII VUI IX X X) Филология Русский язык как государственный 3 3 3 3 3 3 3 3 3 — — Языки и литература 6 6 5 5 S 7 7 5 5 4 4 Математика Математика. Информатика 4 4 4 4 5 5 5 5 5 4 4 Обшествознание История. Обшествознание. География — — 2 4 4 5 6 5 5 Окружающий мир ! 1 2 2 — — — — — - — Естествознание Биология. Физика. Химия — — 2 2 4 6 6 6 6 Искусство Музыкальное и изобразительное искусство 2 2 2 2 2 2 2 2 — — Физическая культура Физическая культура. ОБЖ 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 Технология Технология. Трудовое обучение. Черчение 2 2 2 2 2 2 2 2 3 2 3 Обязательные занятия по выбору. Факультативные индивидуальные и групповые занятия (6-дневная учебная неделя) 2 5 5 5 5 5 5 5 5 12 12 Максимальный объем учебной нагрузки учащегося при 6-дневной учебной неделе 22 25 25 25 31 32 34 35 35 36 36 Обязательные занятия по выбору. Факультативные индивидуальные и групповые занятия (5-дневная учебная неделя) — 2 2 2 2 2 2 2 2 9 Максимальный объем учебной нагрузки при 5-дневной учебной неделе 20 22 22 22 28 29 30 32 32 33 33 Примечание. В таблице опушены классы I—Ш переходного варианта. 5.3. Структура обучения информатике в 12-летнем учебном плане школы (2000 г.) Проблема места (и структуры) школьного образования в области информатики получила дальнейшее развитие в связи с разработкой проекта перехода российской школы на 12-летнее обучение [2]. Запланированный в тот период переход на 12-летку не был осуществлен, однако отдельные тенденции и решения, проявившиеся уже в процессе разработки соответствующего базисного учебного плана, полезны для анализа исторического процесса формирования места курса информатики в школе. Сразу отметим, что информатика вошла как отдельная образовательная область в инвариантную часть БУП, в проекте БУП эта новая образовательная область представлена двумя предметами: информатикой и информационными технологиями (табл. 5.4). Весьма заметным недостатком проекта базисного учебного плана относительно структуры информатического образования оказалось явное несохранение принципа преемственности и непрерывности в реализации системообразующего курса «Информатика», который оказался представленным двумя разнесенными блоками: начало изучения в III —IV кл., а продолжение в пределах основной школы только в IX —X кл. Особенно противоречивым местом проекта БУП-2000 оказалось также исключение образовательной области «Информатика» из старшего звена 12-летней школы (XI — XII кл.) (табл. 5.5). Возможный способ преодоления указанных несоответствий — это, во-первых, включение информатики в федеральный компонент БУП на уровне XI —XII кл. (например, путем перемещения часов образовательной области «Технология», помещенных в национально-региональный компонент плана), а во-вторых, обратившие соединительного этапа непрерывного курса информатики в звене V — VIII кл. (за счет часов школьного компонента). Таблица 5.4 Базисный учебный план общеобразовательных учреждений Российской Федерации (2000 г., проект) Образовательные области Образовательные компоненты Количество часов, ч. в неделю в классах 1 II Ill IV V V] VII VII] IX X Федеральный компонент Филология Русский язык как государственный 3 ? 3 3 3 3 3 2 2 ? Математика Математика 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 Информатика Информатика. Информационная технология — — 1 1 — — — — 2 2 Естествознание Природоведение — — — — 2 2 — — — — Физика — — — — — - - 2 2 2 Химия — — 2 3 Биология — 2 2 2 - Образовательные области с федеральным и национально-региональным компонентом Филология Литература 2 : 2 2 : 2 2 2 : 2 Иностранный язык — 2 2 2 ■ ? 3 3 3 3 Обществознание История — — — — 2 : 2 2 2 2 Обществознание — 3 География 2 2 2 — Национально-региональный компонент Филология Родной язык 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 Естествознание, обществознание Окружающий мир 1 1 2 2 — — — — — — Искусство Изобразительное искусство, музыка, танец 2 2 2 2 2 2 2 2 Физическая культура Физическая культура 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Технология Технология 2 2 2 2 2 2 2 2 Итого 19 21 22 22 24 24 26 27 27 27 Школьный компонент Обязательные занятия по выбору — 1 2 2 2 2 2 3 3 3 3 Аудиторная нагрузка учащегося — 20 23 24 24 26 26 29 30 30 30 Ученический компонент Индивидуальные и групповые консультации, занятия активно-двигательного и поискового характера 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 Общий объем учебного плана — 25 28 29 29 31 31 34 35 35 35 Объем домашнего задания (часов в лень) — — 1,0 1.5 1,5 2,0 .2,0 2.5 2,5 3,0 3,0 Таблица 5.5 Базисный учебный план общеобразовательных учреждений Российской Федерации (XI — XII кл., проект) Образовательная область Учебный предмет Количество часов, ч, в неделю и классах XI X ] Е Федеральный компонент Филология Русский зык как государственный 2 2 Математика Математика 3 3 Естествознание Физика, химия, биология. Анатомия 3 3 Образовательные области с федеральным и национально-региональным компонентом Филология Родной язык, литература 2 2 Иностранный язык 2 2 Обществознание История, обществоведение 3 3 Национально-региональный компонент Физическая культура Физическая культура. ОЬЖ 3 3 Технология Технология 2 2 Итого 20 20 Школьный компонент Обязательные занятия по выбору 10 К) Аудиторная нагрузка учащегося — 30 30 Ученический компонент Индивидуальные и групповые консультации, занятия активно-двигательного и поискового характера 5 5 Общий объем учебного плана — 35 35 Объем домашнего задания (часов в день) — 3,5 3,5 5.4. Базисный учебный план 2004 г. (БУП-2004). Тенденции развития школьного информатического образования В соответствии с Приказом Минобразования России от 04.03.2004 № 1312 предусмотрено поэтапное введение в образовательных учреждениях Российской Федерации нового федерального базисного учебного плана (БУП-2004) с 2005-2006 учебного года для предпрофильного обучения в IX кл., с 2006 — 2007 учебного года — в I, V, X кл. [13]. В этом БУП дано годовое распределение часов, что дает возможность образовательным учреждениям перераспределять нагрузку в течение учебного года, использовать модульный подход, строить учебный план на принципах дифференциации и вариативности. Предмет «Информатика и ИКТ» полноправно занял свое место в основной школе и по сравнению с БУП-9Х на предмет выделяются часы федерального компонента. Уход от выделения образовательных областей, объединяющих несколько предметов, позволил информатику «разделить» с математикой. Таким образом, угроза утраты самостоятельного предмета «Информатика и ИКТ» перестала существовать. В БУП-2004 устанавливается соотношение между федеральным компонентом, региональным (национально-региональным) компонентом и компонентом образовательного учреждения: .федеральный компонент — не менее 75% от общего нормативного времени, отводимого на ос косине основных образовательных программ общего образования; • региональный (национально-региональный) компонент — не менее 10%; • компонент образовательного учреждения — не менее 10%. Кроме того, часы, отведенные для регионального и школьного компонента в основной школе, представлены суммарным количеством часов, что дает возможность при планировании перераспределять учебное время. В соответствии с Концепцией модернизации российского образования на период до 2010 г. в Федеральном базисном учебном плане увеличено количество учебных часов на освоение предметов социально-экономического цикла, иностранных языков и информатики. «Информатика и ИКТ» изучается в III — IV кл, в качестве учебного модуля (табл. 5.6) и с VIII кл. — как самостоятельный учебный предмет (табл. 5.7). БУП-2004 не предусматривает изучение информатики в V —VII кл. за счет федерального компонента, но предмет можно изучать за счет регионального компонента и компонента образовательного учреждения, т.е. реализовывать там, где это возможно, непрерывный курс информатики, поскольку предмет имеет большую прикладную составляющую, способствующую успешному изучению многих других предметов. Как самостоятельный учебный предмет федерального компонента государственного стандарта общего образования курс «Информатика и ИКТ» представлен с VII] кл. по I ч в неделю, в IX кл. — по 2 ч в неделю, т.е. всего за два года обучения в основной школе — 105 ч (см. табл. 5.7). Это обстоятельство отличает БУП-2004 от БУП —98. Таблица 5.7 Возможно увеличение количества часов за счет регионального компонента и компонента образовательного учреждения, а также за счет часов учебного предмета «Технология», отведенных на организацию предпрофильного обучения. Введение в среднюю школу профильного обучения основывается на том, что содержание обучения н старших классах должно быть дифференцировано в зависимости от познавательных потребностей, интересов, способностей школьников. По этой причине базисный учебный план старшего звена школы во многом отличается от привычного облика этого документа (табл. 5.8). В нем появились новые компоненты, новые рубрики, новые типы учебных предметов: базовые, профильные, элективные. Он основан на идее двухуровневого (базового и профильного) стандарта для старшей ступени школы. В частности, в концепции профильного обучения на старшей ступени школы указано, что «...каждый общеобразовательный предмет может быть представлен в учебном плане конкретной школы (класса) или выбран для изучения отдельным школьником либо на базовом, либо на профильном уровне» [12]. Выбирая различные сочетания базовых и профильных курсов и учитывая при этом необходимость обеспечения федерального компонента школьного образования, а также нормативов учебного времени, установленных СанПиН, каждая школа, а в принципе и каждый ученик, вправе формировать собственный учебный план. Таблица 5.8 Базисный учебный алан для среднего (полного) общего образования Части Учебные предметы Количество часов, ч, за два года обучения* Базовый уровень Профильный уровень Федеральный компонент Обязательные учебные предметы на базовом уровне Инвариативная часть Русский язык 70 (1/1) — Литература 210 (3/3) — Иностранный язык 210 (3/3) — Математика 280 (4/4) — История 140 (2/2) — Обществознание (включая экономику и право) 140 (2/2) — Естествознание 210 (3/3) — Физическая культура 140 (2/2) — Учебные предметы по выбору на базовом или профильном уровнях Вариативная часть Русский язык — 210 (3/3) Литература — 350 (5/5) Иностранный язык — 420 (6/6) Математика — 420 (6/6) История — 280 (4/4) Физическая культура — 280 (4/4) Обществознание** 70 (1/1) 210 (3/3) Экономика 35(0,5/0.5) 140 (2/2) Право 35(0,5/0,5) 140 (2/2) География 70 (1/1) 210 (3/3) Физика 140 (2/2) 350 (5/5) Химия 70 (1/1) 210 (3/З) Биология 70 (1/1) 210 (3/3) Информатика и ИКТ 70 (1/1) 280 (4/4) Искусство (МХК) 70 (1/1) 210 (3/3) Технология 70 (1/1) 280 (4/4) ОБЖ 35(1/—) 140 (2/2) Итого Не более 2 100 (не более 30/не более 30) Региональный (национально-региональный) компонент Всего 140 (2/2) Компонент образовательного учреждения Всего Не менее 280 (не менее 4/не менее 4) Всего До 2 520 (36/36) Предельно допустимая аудиторная учебная нагрузка при 6-лневной учебной неделе 2 520 (36/36) Предельно допустимая аудиторная учебная нагрузка при 5-дневной учебной неделе 2 450 (35/35) * В скобках указан расчетный (ненормативный) объем учебных часов в неделю (X кл./Xl кл.). ** В этом варианте учебный предмет *Обществознание» изучается без разделов ^Экономика» и «Право». Вопрос о реализации в базисном учебном плане вариативности содержания образования, обеспечивающую возможность профилизации по отдельным направлениям, был решен посредством изменения соотношения инвариантной (уменьшения) и вариативной (увеличения) частей БУП. Этот подход удовлетворяет II равной мере требованиям и сохранения общеобразовательного характера школы, и необходимости дифференциации содержания образования в ней. Поскольку именно дифференциация является основным средством решения задач профильного обучения, возникает важный вопрос: как дифференцировать вариативную часть образования в старших классах? В БУП2004 предлагается двухступенчатая организация дифференциации содержания образования на старшей ступени школы: уровневая (в рамках федерального компонента БУП) и профильная (в рамках школьного компонента). В пояснительной записке к БУП-2004 предлагается следующая последовательность шагов для построения учебного плана конкретного профиля обучения или индивидуальной образовательной программы: 1. Включить в учебный план обязательные учебные предметы на базовом уровне (инвариантная часть федерального компонента). 2. Включить в учебный план не менее двух учебных предметов на профильном уровне (из вариативной части федерального компонента), которые определят направление специализации образования в данном профиле. 3. В учебный план также могут быть включены другие учебные предметы на базовом ши профильном уровне (ш вариативной части федерального компонента). В случае если выбранный учебный предмет на профильном уровне совпадает с одним из обязательных учебных предметов на базовом уровне, то последний исключается из состава инвариантной части. Сокращение объемов и разгрузка содержания базовых (непрофильных) учебных предметов позволяет школьникам сосредоточить, основное внимание на изучении предметов, составляющих основу выбранного ими направления последующего профессионального образования. Самый пристальный интерес возникает в связи с - этим к индивидуальным учебным планам. Под индивидуальным учебным планом (ИУП) понимается совокупность учебных предметов (курсов), выбранных для освоения обучающимся из учебного плана общеобразовательного учреждения, составленного на основе базисного учебного плана. В рамках сетевого взаимодействия образовательных учреждений (организаций) при составлении ИУП возможно использование учебных предметов (курсов), преподаваемых в нескольких образовательных учреждениях. Построение обучения на основе индивидуальных учебных планов меняет принципы формирования учебного плана общеобразовательного учреждения, как и составления школьного расписания занятии. Сначала общеобразовательное учреждение определяет общий набор учебных предметов и курсов, предлагаемых для освоения, затем формируются индивидуальные учебные планы каждого ученика, и лишь затем их совокупность определяет учебный план и расписание занятий для данного учреждения в целом. В общеобразовательных учреждениях, работающих на основе ИУП, изменяется практика изучения всех учебных предметов в составе одного и того же класса. Совокупность индивидуальных учебных планов учащихся старших классов становится основой для их распределения по учебным группам, классам. Новая структура федерального базисного учебного плана позволяет вводить ИУП по всем базовым, профильным предметам и элективным курсам. В принятом варианте БУП-2004 информатика не входит в состав обязательных на старшей ступени школы учебных предметов. Данное решение объясняется тем, что решено «...существенно увеличить объем изучения информатики в основной школе. Это позволит учащимся уже на этой ступени школы в значительной мере освоить обязательный общеобразовательный минимум содержания образования, обеспечивающий формирование функциональной грамотности, социализацию и решение других задач общего образования... специфика информатики как науки и сферы деятельности человека заключается в том, что она обеспечивает своими методами, средствами, технологиями другие области знания, познавательной и практической деятельности человека. В этих условиях нет смысла изучать на старшей ступени школы базовый (инвариантный для всех профилей) курс информатики. Более целесообразным представляется профильное изучение, ориентированное на запросы каждого конкретного профиля» [б]. Обобщая возможности, предоставляемые БУП-2004 для реализации концепции непрерывного информатического образования учащихся, можно отметить: • на ступени начального общего образования информатика представлена в федеральном базисном учебном плане в качестве модуля в рамках учебного предмета «Технология», где в соответствии со стандартом начального общего образования должна изучаться «практика работы на компьютере (использования информационных технологий)», но с оговоркой: при наличии материальной базы. Это касается только федерального компонента государственного образовательного стандарта, для иного решения вопроса по-прежнему имеются региональный компонент и компонент образовательного учреждения. Отсюда следует, что в начальной школе вполне могут закладываться основы непрерывного информатического образования, а в основной школе оно получит свое достойное развитие: • на ступени базового общего образования предмет может быть двух компонентным: в V—VII кл. может быть реализован пропедевтический курс информатики за счет вариативной части базисного учебного плана (регионального и школьного компонента). Кроме того, это время может быть и «точкой входа», т.е. началом изучения предмета, если он не изучался в начальной школе. В VIJ1 — IX кл. осваивается базовый курс информатики за счет инвариантной части учебного плана (федерального компонента). Существует возможность увеличения часов на предмет за счет вариативной части базисного учебного плана и часов, отведенных на предпрофильную подготовку учащихся; • на ступени среднего полного общего образования изучение предмета продолжается на одном из двух уровней: базовом или профильном. Актуальность предмета, его прикладная направленность и сохраняющийся постоянным интерес учащихся к нему позволят практически при любом профиле обучения сохранить информатику в каком-либо варианте: базовом, профильном или элективном курсах. Отсюда следует, что по сравнению с предыдущими версиями БУП положение информатики заметно улучшилось. Можно сказать, что в БУП-2004 закреплено стремление информатики в учебном плане школы к самостоятельности и целостности. Вопросы ДЛЯ обсуждения 1. Проблема места курса информатики и школе — от введения предмета и школу до начала разработки базисного учебного плана. 2. Базисный учебный план 1993 г. 3. Базисный учебный план 1998 г, 4. Структура обучения информатике и школе в проекте 12-летнего учебного плана. 5. Возможности реализации непрерывною информатического образования и структуре БУП-2004. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Базисный учебный план общеобразовательных учреждений Российской Федерации // Учительская газета. — 1993. — № 25. 2. Базисный учебный план общеобразовательных учреждений Российской Федерации для 12-летней школы (проект) // Учительская газета. — 2000. — № 38. 3. Инструктивное письмо Министерства образования РФ «Об изменении структуры обучения информатике в общеобразовательной школе» от 29,05.1995// ИМФО. — 1995. — №4. 4. Коган Е.Я. Курс «Информационная культура» — региональный компонент школьного образования / Е.Я.Коган, Ю.А.Первин // ИНФО. — 1995. — № 1. 5. Кравцова Л. Ю. Опыт использования информационных технологий в школах Великобритании / А. Ю. Кравцова. — М. : Информатика и образование, 1997. 6. Кузнецов Л.А, Новый базисный учебный план — основа реализации профильного обучения is старшем звене средней школы : монографии / А.А.Кузнецов, А.А. Пинский. Л.О.Филатова. — М. : ВШЭ, 2004. 7. Методическое письмо «О преподавании курса информатики в 1998/ 99 учебном голу» // ИНФО. — 1998. — № 5. 8. Об утверждении базисного учебного плана общеобразовательных учреждений Российской Федерации. Приказ Мин-ва общего и профессионального образования РФ от 9.02.I99X № .122 // Первое сентября. — 1998, — № 33. 9. О направлении учебных планов на 1989/90 учебный год // Информ, сб. Мин-ва народного образования РСФСР . — 1989. — N° |4. 10. О направлении учебных планов па 1991/92 учебный год. Письмо Минобразования РСФСР от 25.01.1991 № 1369/15 // Вестник образования. Справочно-информац, издание Мин-ва образования РСФСР. -1991. —№ 3. 11. Основные компоненты содержания информатики в общеобразовательных учреждениях. Приложение 2 к решению Коллегии Минобразования РФ от 22.02.1995 № 4/1 // ИНФО. — 1995. — № 4. 12. Приказ Минобразования России от 18.07,2002 № 2783 «Об утверждении Концепции профильного обучения на старшей ступени общего образования» (http://depart.ed.gov.ru/sch-edu/groun/2783.html). 13. Приказ Минобразования России от 09.03.2004 № 1312 «Об утверждении федерального базисного учебного плана и примерных учебных планов для образовательных учреждений Российской Федерации, реализующих программы общего образования» (http://www2.kuiganobl.ni/b7/ 7_l/mon.gov.ru/www.nioii.gov.ru/cehi-politic/prik/l I I l.him; hup:// prof.coiisultant.ru/doc47213.html), 14. Саматыыюва Л. Е. Курс информатики и базисный учебный план / Л.Е.Самоволвпова // ИНФО. - 1993. — № 3. 15. Хеннер Е, К Проект стандарта образования по основам информатики и вычислительной техники / Е. К.Хеннер // ИНФО. — 1994. — № 2. • 6. ДИДАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИКТ В ОБУЧЕНИИ ИНФОРМАТИКЕ • 6.1. Дидактические возможности ИКТ Информатизация образования, приводящая к экспансии современных информационнокоммуникационных технологий (ИКТ) » общеобразовательную школу, решительно меняет методы и формы деятельности учителя и учащихся. Однако освоение новых технологий обучения происходит в преподавательской среде неравномерно. Наиболее активная (и способная) к освоению ИКТ часть педагогических коллективов школ, которая по характеру своей профессиональной деятельности объективно ближе предрасположена к использованию средств и методов информатики в обучении, — это учителя информатики. Как показывает практика, привнесение в систему школьного образования новых дидактических идей, сопровождающих процесс внедрения ИКТ, способно порождать новые, иногда весьма неожиданные подходы, заметно воздействующие на сложившиеся формы и методы обучения. В то же время вовлечение средств ИКТ в учебно-воспитательный процесс не может вступать в противоречие с основополагающими дидактическими принципами и должно строиться на их основе. Информационные и коммуникационные технологии способствуют созданию уникальной информационной среды, используемой для решения различных методических и учебно-познавательных задач. Это означает, что ИКТ обладают определенными дидактическими возможностями. К ним можно отнести [7]: • незамедлительную обратную связь между учащимися и средствами ИКТ; . компьютерную визуализацию учебной информации об объектах, процессах и явлениях, как реально протекающих, так и виртуальных; • хранение больших объемов информации с возможностью легкого доступа к ней; • компьютерное моделирование изучаемых или исследуемых явлений и процессов; • автоматизацию процессов вычислительной, информационно-поисковой деятельности, обработки результатов учебного эксперимента с возможностью его многократного повторения; • автоматизацию процессов управления учебной деятельностью и контроля за результатами усвоения учебного материала. Реализация перечисленных возможностей позволяет организовать новые виды информационной деятельности учащихся: • регистрацию, сбор, накопление, хранение, обработку информации об изучаемых объектах, явлениях, процессах, в том числе реально протекающих, и передачу больших объемов информации, представленной в различных видах; • управление в реальном времени объектами и процессами, как реальными, так и виртуально представляющими учебные ситуации или модели изучаемых явлений; •управление отображением на экране моделей различных объектов, явлений, процессов; • создание оригинального информационного продукта; • информационный поиск и информационное взаимодействие в сети Интернет; • интерактивный диалог с аудиовизуальными и компьютерными учебными пособиями; • автоматизированный самоконтроль результатов учебной деятельности. Реализация дидактических возможностей информационных и коммуникационных технологии, включение новых видов информационной деятельности учащихся в образовательный процесс создают инновационные модели обучения, в том числе и обучения информатике. • 6.2. Информационно-деятельностные модели обучения информатике Информационно-деятельностные модели обучения строятся на основе широко используемых в педагогике информационного и деятельностного подходов. Согласно этим подходам наиболее распространенным видом деятельности в процессе обучения является познавательная деятельность, которая носит преимущественно информационный характер и представляет собой совокупность информационных процессов. Использование информационных и коммуникационных технологий при обучении информатике позволяет построить две модели обучения. 1. Модель обучения на основе информационной деятельности, связанной с накоплением, обработкой, продуцированием информации различного вила, 117 2. Модель обучения на основе интерактивного взаимодействия на базе информационных систем, программных средств и глобальной сети Интернет. 6.2.1. Обучение на основе организации поиска, отбора и гипертекстового структурирования информации • из распределенных информационных ресурсов Модель обучения на основе организации поиска и отбора информации из сети Интернет опирается на уникальные дидактические и методические возможности глобальной информационной среды с накопленными в ней ресурсами. Специальные поисковые технологии и системы обладают большим потенциалом для изменения традиционного учебно-воспитательного процесса. Они создают дополнительные дидактические условия для повышения мотивации познавательной деятельности, изменения отношения к процессу обучения для формирования у учащихся навыков самопознания и саморазвития. Специфика этих технологий заключается в том, что они предоставляют ученику громадные возможности выбора и получения разнообразной информации. Поисковые технологии реализуются в различных информационно-справочных системах, помогающих человеку найти то, что ему нужно. Примерами подобных систем могут служить тематические каталоги и поисковые системы |9|. Тематические каталоги ~ это информационно-справочные системы, подготовленные вручную редакторами этих систем на основе информации, собранной в Интернете. Для быстрого перс-хода к нужному разделу тематического каталога можно воспользоваться встроенной системой автоматического поиска по ключевым словам. В качестве примеров тематических каталогов можно назвать: • Каталог детских ресурсов Рунета (http://www.kinder.ru); • Федеральный портал «Российское образование» (http:// www.portal.edu.ru); . Школьный мир: каталог образовательных ресурсов (http:// school, holm.ru). Поисковые системы представляют собой сложные информационно-справочные системы, автоматически генерируемые на основе данных, собираемых сетевыми программам и-роботам и по всему Интернету, и предоставляющие в ответ на запрос человека ссылки на различные информационные ресурсы. В качестве примеров поисковых систем можно назвать: . Google (http://www.google.com); • Рамблер (http://www.rambler.ru); • Яндекс (http://www.yandex.ru). Используя возможности поисковых технологий и систем, учитель информатики может предложить учащимся подготовить доклад, реферат, провести поиск и сравнение информации по какому-либо учебному вопросу. Но наиболее важна работа с информационными ресурсами (умение найти необходимую информацию, грамотно се проанализировать и использовать в познавательных целях) в исследовательской деятельности учащихся. Одним из этапов исследовательской деятельности является информационный поиск — процесс поиска неструктурированной документальной информации в распределенной информационной среде. При этом в некоторой совокупности документов выявляются те из них, которые посвящены заданной теме, удовлетворяют заранее определенному условию поиска (запросу) или содержат разыскиваемые факты, сведения, данные. Процесс поиска включает последовательность операций, направленных на сбор, обработку и предоставление необходимой информации. Обычно поиск информации состоит из четырех этапов: 1) определение информационной потребности и формулировка информационного запроса; 2) определение источников информации; 3) извлечение информации из выявленных информационных массивов; 4) ознакомление с полученной информацией и оценка результатов поиска. Для грамотной организации информационного поиска важно представлять, что ресурсы Интернета организованы в веб-сайты, веб-порталы и веб-кольца. Веб-сайт, или просто сайт, — это совокупность веб-страниц, доступных в Интернете, объединенных одной темой. Совокупность всех общедоступных веб-сайтов есть Всемирная паутина (WWW). Вебстраница — гипертекстовый ресурс Всемирной паутины. На веб-странице кроме текста могут располагаться также изображения и ссылки для быстрого перехода на другие страницы. Веб-страница может содержать медиафайлы, например звуковые файлы и видео, апплеты, а также скрипты, позволяющие делать содержание страницы динамическим. Существующие в Интернете веб-сайты могут активно использоваться учителем для организации учебно-познавательной деятельности учащихся. Например, учитель может предложить работу учащимся с электронной библиотекой. Электронная библиотека — веб-сайт, предназначенный для постепенного накопления различных текстов (чаще литературных, но также и любых других, вплоть до компьютерных программ), каждый из которых самодостаточен и в любой момент может быть востребован читателем. Форматы размещаемых в электронных библиотеках произведений можно подразделить на две категории: форматы, предназначенные для чтения текста он-лайн, и форматы, предназначенные для скачивания на компьютер читателя. Среди электронных библиотек можно выделить Free Computers Book (http://www.freeconiputerbook.com) и библиотеку книг по программированию и компьютерам (http://books.kulichki.net). Библиотека содержит учебники по информатике, программированию (Delphi, С, C++), операционным системам (Unix, FreeBSD, Linux, NetWare), базам данных (SQL, Access), компьютерному оборудованию, сетям, программному обеспечению (Photoshop, Flash MX), которые можно прочесть, а некоторые скачать. Так же на сайте можно обсудить различные проблемы в форуме или чате. Большим потенциалом для проведения исследований учащимися обладает такая форма использования ресурсов Интернета, как экскурсия в виртуальный музей. Виртуальный музей (веб-сайтмузей) - тип веб-сайга, оптимизированный для экспозиции музейных материалов. Представленные материалы могут быть из самых различных областей: от предметов искусства и исторических артефактов до виртуальных коллекций и фамильных реликвий. Виртуальные музеи представляют собой удачный пример применения интернет-технологий для решения проблем хранения экспонатов, легкого и быстрого доступа к ним. Первые веб-сайт-музеи стали появляться в Интернете в 1991 г. Сначала это были сайты реальных музеев, но вскоре стали появляться и виртуальные музеи. Первый виртуальный музей, назвавший себя таковым, появился в 1994 г. Не всякий набор документов и фотографий имеет право называться веб-сайт-музеем. Цифровая коллекция виртуального музея должна иметь две отличительные характеристики: виртуальную экскурсию и поисковую систему. В Интернете существует огромное количество музеев — как электронных представительств реальных музеев, так и музеев виртуальных. Например, в виртуальном компьютерном музее http:// computermuseum.ru собраны документы, освещающие историю вычислений в докомпьютерную эпоху, историю развития вычислительной техники в нашей стране и за рубежом, историю электросвязи и др. Для исследовательской работы учащихся, а также для медиа-образования, могут быть использованы интернет-издания. :Это средства массовой информации, распространяющие свою продукцию через Интернет. Традиционные печатные и эфирные СМИ обычно имеют свои веб-сайты, иногда полностью повторяющие их содержание, иногда содержащие только анонсы статей или тексты прошлых номеров. Например, на веб-сайте издательства «Открытые Системы» (http://www.osp.ru) можно найти свежие номера таких журналов, как «Computerworld», «Сети», «LAN», «Windows IT Pro». «Мир ПК». Существуют и интернет-издания, которые не издаются в печатной форме и не транслируются в эфир, а публикуются исключительно на своем веб-сайте. Другим типом организации информационных ресурсов являются веб-порталы — сайты, предоставляющие пользователю Интернета возможность дальнейшего получения информации с других сайтов, иными слонами содержащие большое количество внешних (ведущих на другие ресурсы) ссылок. Как правило, порталы также предоставляют пользователю ряд дополнительных возможностей по выбору и структурированию информации, отвечающей его интересам. Портал «Информационно-коммуникационные технологии в образовании» (http://www.ict.edu.ru) входит в систему федеральных образовательных порталов; он нацелен на обеспечение комплексной информационной поддержки образования в области современных информационных и телекоммуникационных технологий, а также деятельности по применению ИКТ в сфере образования. Ссылки с этого портала ведут в электронную библиотеку, к коллекции книг, каталогу интернет-ресурсов, материалам конференций. Портал имеет поисковую систему, позволяющую организовать поиск необходимых материалов по различным параметрам. Еще одним способом организации интернет-ресурсов является веб-кольцо — объединение вебсайтов с похожей тематикой. При этом каждый сайт участника такого кольца размещает у себя на вебстранице ссылки на следующего и предыдущего члена кольца. Таким образом, переходя по ссылкам, можно посетить сайты всех членов кольца. Веб-кольцо является способом упорядочивания сайтов в Интернете наряду с каталогами и поисковыми системами. Информационная деятельность учащихся, направленная на поиск и продуцирование информации различного вида, может активно использоваться при интеграции элементов медиаобразования в обучение информатике. Медиаобразование связано е развитием творческих способностей учащихся, возможностями реализации индивидуального творческого потенциала ребенка в сфере средств массовой информации и коммуникации. Вариантов использования элементов медиаобразования в обучении информатике достаточно много. Это создание медиатекстов (телевизионных и радиопередач развлекательного или научно-популярного жанра, посвященных какому-либо учебному вопросу), виртуальных экскурсий, выставок и т.д. Созданные работы анализируются учителем и другими учащимися, в них ищутся возможные ошибки. Затем эти работы уточняются и модифицируются. Можно предлагать учащимся аргументировать правильность какого-либо утверждения из созданной работы, привести аргументы, ставящие это утверждение под сомнение. Такие формы и методы учебной работы приводят к формированию как медиа грамотности — способности к восприятию, анализу, оценке и созданию медиатекстов, пониманию особенностей функционирования средств массовой информации и коммуникации в современном мире, используемых ими кодовых систем, так и к развитию критического мышления, умению оценивать качество информации в целях избирательного ее потребления. • 6.2.2. Интерактивные технологии обучения Слово «интерактив» пришло в русский язык из английского языка от interact (inter — взаимный, act — действовать). Интерактивность означает способность взаимодействовать или находиться в режиме диалога с чем-либо (например, компьютером) или кем-либо (человеком). Интерактивные возможности ИКТ позволяют организовать обучение информатике на основе информационного взаимодействия учащихся с информационными системами, программными средствами и глобальной сетью Интернет. Интерактивные технологии обучения направлены не только и не столько на закрепление уже изученного материала, сколько на изучение нового. Для этого на уроках организуются индивидуальная, парная и групповая работа, применяются исследовательские проекты, ролевые игры, идет работа с документами и различными источниками информации, выполняются творческие задания. Возможности интерактивных технологий обучения расширяются при использовании аудиовизуальных и компьютерных средств. На уроках информатики сам кабинет вычислительной техники создает среду для интерактивного обучения. Использование компьютерных программ, реализующих интерактивную технологию обучения, позволяет решить ряд дидактических и методических задач. Во-первых, их применение значительно повышает мотивацию обучения за счет предоставления возможности учащемуся самостоятельного выбора режима работы в интерактивной среде, обеспечения разнообразных видов самостоятельной работы, компьютерной визуализации учебного материала, использования игровых ситуаций. Во-вторых, реализация в интерактивной среде возможностей современной компьютерной графики и мультимедиа формирует и развивает наглядно-образный, наглядно-действенный виды мышления. В-третьих, выполнение обучаемым экспериментально-исследовательской деятельности, организованной с помощью интерактивной среды, формирует у него исследовательские умения, инициирует самостоятельное приобретение знаний. В-четвертых, реализация идей алгоритмизации обучения в интерактивной среде инициирует формирование у учащихся навыков оптимального поиска стратегии решения задач определенного класса, развивает алгоритмический, логический стиль мышления. Интерактивные технологии обучения реализуются не только с помощью программных средств. Кабинеты вычислительной техники оснащаются техническими интерактивными средствами информатизации. Примером такого средства является интерактивная доска [8] (см. также сайг http://www.smartboard.ru). Белая поверхность доски играет роль экрана для вывода визуальной информации с компьютера. А датчики и блок обработки данных от них делают поверхность доски чувствительной к нажатию. Любым маркером и даже просто пальнем можно управлять используемой программной средой точно так же, как мышью. При подготовке слайдов, редактировании документов, выполнении тестовых заданий, управлении воспроизведением аудио- и видеофрагментов, редактировании графики или работе в виртуальной лабораторной среде можно, прикасаясь к поверхности доски или рисуя на ней маркером или пальцем, нажимать экранные кнопки, перетаскивать, масштабировать и поворачивать объекты, работать с любыми компонентами пользовательского интерфейса, проецируемыми на поверхность доски. Можно даже набирать текст касаниями маркера на клавишах виртуальной клавиатуры, также нарисованной на экране-доске. Использование интерактивной доски на уроках информатики позволяет от сугубо индивидуальной работы за компьютерами перейти к коллективному обсуждению возникающих проблем. Учитель, проецируя на интерактивную доску очередное задание, может вызвать к ней одного или нескольких учеников для публичного решения задачи, в случае неправильного ответа организовать дискуссию либо при работе в локальной сети продемонстрировать результаты индивидуальной работы учащихся, дополняя их своими рукописными и графическими комментариями. • 6.3. Аудиовизуальные и компьютерные средства обучения информатике 6.3.1. Типология учебных аудио-, видео- и компьютерных пособий и дидактические принципы их построения Интерактивные технологии обучения основаны на применении учебных аудио-, видео и компьютерных пособий, которые подразделяются на средства передачи учебной информации, контроля знаний, тренажерные, обучения и самообучения [1]. Если учебные пособия совмещают функции различного назначения, то они являются комбинированными. К аудиовизуальным учебным пособиям относятся |2|: • учебные, документальные, художественные и музыкальные аудиозаписи; • учебные, художественные, документальные, научно-популярные видеоматериалы; • мультимедийные учебные презентации. Аудиозаписи можно применять для проведения диктантов, записи ответов учащихся, озвучивания визуальных пособий, музыкального сопровождения урока. Учебные видеоматериалы являются самыми наглядными из всех аудиовизуальных средств обучения. Дидактические возможности видеозаписи представляют собой удачное сочетание дидактических возможностей телевидения и учебного кино. Как и телевидение, видеозапись обладает большими аналитико-синтетическими возможностями, которые делают управляемым сам процесс восприятия: покадровое построение сообщения, возможность менять не только объект, но и фон восприятия, тезисность изложения, логическое и образное расчленение учебного материала. Видеозаписи присуща и специфическая особенность телевизионной формы сообщения знаний — воздействие на эмоциональную сферу учащихся. Презентации можно классифицировать следующим образом: • иллюстративные и проблемные; • фрагментарные и целостные; • для изложения нового материала и для повторения, для проведения практической работы [2]. Презентации предоставляют возможность рассмотреть сложнейшие устройства вычислительной техники с приемлемой для учащихся скоростью, изучить возможности операционных систем и оболочек, организацию файловой системы, интерфейс прикладного программного обеспечения и т.д. К компьютерным пособиям относятся: • педагогические программные средства; • электронные книги и энциклопедии. Педагогические программные средства имеют свою типологию, которая отражает методическую цель использования такого пособия в процессе обучения. Демонстрационные программные средства. Методическое назначение — наглядное представление учебного материала. Большая коллекция подобных средств разработана компанией 1С пол названием «Мир компьютера»: «TeachPro Macromedia Studio 8», «TeachPro Malhcad 13», «TeachPro MS Internet Explorers. Базовый курс» и др. Учебный материал в этих пособиях представлен в виде интерактивных видео лекций. Ученик слышит голос преподавателя, читающего лекцию, и видит на экране его действия, совершаемые в процессе рассказа. Программные средства-тренажеры. Методическое назначение — отработка умений и навыков, осуществление самоподготовки. Например, система тренажеров компании «Кирилл и Мефодий» позволяет организовать самообучение работе с популярными программными средствами: «Операционная система — Практический курс Windows ХР», «Редактор текстов - Практический курс Word ХР», «Верстка текста - Практический курс Adobe Page Maker 6.5» и др. Контролирующие программные средства. Методическое назначение — контроль или самоконтроль уровня овладения учебным материалом. В качестве примера можно привести «Репетитор по информатике Кирилла и Мефодия», содержащий 1 160 тестовых заданий, распределенных по 24 темам. Обучающие программные средства. Методическое назначение — сообщение знаний, формирование умений и навыков и обеспечение необходимого уровня усвоения учебного материала. Например, «1С: Школа. Вычислительная математика и программирование, 10—11 кл.». Это учебное пособие состоит из уроков по вычислительной математике и алгоритм икс, средам программирования Visual Basic .NET, Turbo Pascal, Borland Delphi. В каждом уроке лого педагогического программного средства имеется набор тестовых заданий. По алгоритмике и средам программирования разработаны практикумы. Электронные книги и энциклопедии — это электронная (цифровая) версия бумажной книги или энциклопедии. Они имени полный набор мультимедийных функций, в числе которых видео, интерактивные карты, звуки и фотографии, интерактивная система поиска. Например. «Энциклопедия персонального компьютера и Интернета Кирилла и Мефодия» — мультимедиа-энциклопедия, посвященная компьютерам и новейшим информационным технологиям, Проектирование и создание учебных аудио-, видео- и компьютерных средств должно основываться на дидактических принципах [7]. Принцип научности 70 предполагает использование в содержании учебного пособия научнодостоверных сведений. При этом возможность моделирования, имитации изучаемых объектов, явлении, процессов создает условия для экс пери ментально-исследовательской деятельности учащихся. Принцип доступности определяет, что учебный материал, формы и методы учебной деятельности с пособием должны соответствовать уровню подготовки учеников и их возрастным особенностям. Принцип наглядности предполагает реализацию возможностей современных средств визуализации объектов изучения (компьютерная графика и анимация, мультимедиа). Принцип сознательности обучения, самостоятельности и активизации деятельности ученика предполагает обеспечение учебного пособия средствами самостоятельной деятельности по извлечению учебной информации. Активизация деятельности учащегося может обеспечиваться возможностью самостоятельного управления ситуацией на экране, выбором режима учебной деятельности, вариативностью действий в случае принятия самостоятельного решения. Принцип интерактивности предполагает необходимость организации диалога между учебным пособием и учеником с обеспечением выбора вариантов содержания изучаемого материала и вида учебной деятельности. • 6.3.2. Экспертиза и сертификация электронных учебных средств Электронные учебные средства — средства, ориентированные на предоставление учебной информации с привлечением технологии мультимедиа, осуществление обратной связи с пользователем при интерактивном взаимодействии, контроль результатов обучения и продвижения в учении, автоматизацию управления учебно-воспитательным процессом [7]. Разработкой электронных учебных средств занимаются как специализированные компании, так и многие учебные заведения. В такой ситуации остро встает вопрос о необходимости обеспечения высокого качества этой новой и дорогостоящей продукции. Существуют несколько подходов к проблеме оценки качества электронных учебных средств: •критериальная оценка их методической пригодности, основывающаяся на использовании критериев оценки качества; • экспериментальная проверка педагогической целесообразности их использования, основанная на практической апробации применения в процессе обучения в течение определенного периода; • экспертная оценка качества, основанная на компетентном мнении экспертов, знающих данную область и имеющих научно-практический потенциал для принятия решения; • комплексная оценка качества, интегрирующая все или некоторые из перечисленных подходов. Критерии оценки качества электронных учебных средств могут служить рабочим инструментом учителя, желающего выбрать определенное средство для урока. Кроме того, их целесообразно учитывать при разработке собственных электронных дидактических средств в учебных заведениях. I. Технико-технологические критерии. Это критерии соответствия учебных средств техническому уровню компьютеров. К ним относятся: • требования к установке-удалению учебного средства (наличие программ-инсталляторов, возможность автозапуска и др.); • требования к функционированию учебного средства (отсутствие конфликтов с операционной системой, управляемость с помощью мыши и клавиатуры, наличие элементов управления и др.). 2. Эргономические критерии. Это критерии соответствия электронного средства эргономическим требованиям. К ним относятся: • требования к организации диалога (легкость доступа к информации, наличие интерактивного диалога, наличие подсказок и комментариев и т.д.); • требования к визуальной среде (качество дизайна); • требования к формату текста и параметрам знаков (читабельность текста); • требования к мультимедиа (наличие фото- и видеофрагментов, компьютерной графики, звукового сопровождения, возможность регулировки уровня громкости) 3. Педагогические критерии. Это критерии соответствия электронного средства педагогическим требованиям. К ним относятся; • педагогическая целесообразность (соответствие нормативным документам, дидактическим требованиям); • возможность вариативности образования (наличие нескольких уровней сложности, нелинейность подачи материала, разнообразие диалоговых средств); • учет психолого-педагогических требований (наличие развивающего компонента, наличие инструментов активизации познавательной активности и др.); • методическая поддержка (наличие методических материалов, наличие электронного журнала, возможность оценки качества обучения и др.). Большинство электронных учебных средств, поступающих в настоящее время к потребителю, в той или иной мере проходят апробацию в реальных условиях обучения. Но чаше всего сам разработчик оценивает качество созданного программного продукта, организует и проводит педагогический эксперимент с его использованием. В итоге допускаются серьезные просчеты и искажения результатов. Для объективной оценки качества электронных средств учебного назначения можно воспользоваться системой добровольной сертификации аппаратно-программных и информационных комплексов образовательного назначения (АПИКОН). Она действует при Институте информатизации образования РАО, где организуется и проводится добровольная сертификация продукции, обеспечивается независимая квалифицированная опенка ее соответствия требованиям действующих педагогикоэргономических стандартов и технических условий. В системе АПИКОН предусматривается сертификация следующих образцов продукции: • электронные средства учебного назначения; • прикладные программные средства и системы автоматизации информационно- методического обеспечения образовательного процесса и управления образовательным учреждением; • учебно-методические комплексы, включающие в себя электронные средства учебного назначения; • информационные сети образовательных учреждений; • распределенный информационный ресурс образовательного назначения локальных и глобальных сетей; • комплекты учебной вычислительной техники; •учебное лабораторное оборудование, сопрягаемое с персональными компьютерами; • автоматизированные рабочие места пользователя (работника образовательного учреждения); • видеомониторы для комплектов учебной вычислительной техники. Заявителям, продукция которых успешно прошла испытания, выдается сертификат и разрешение на применение знака соответствия. Сертификат — одно из подтверждений качества продукции и эффективное средство содействия потребителю в ее выборе. Наличие сертификата повышает конкурентоспособность продукции на рынке и подтверждает возможность эффективного ее использования в образовательных учреждениях. Знак соответствия — обозначение, служащее для информирования потребителей о соответствии продукции установленным требованиям. Вопросы для обсуждения 1. Дидактические возможности ИКТ. 2. Информационно-деятельностные модели обучения информатике. 3. Использование ИКТ» самостоятельной познавательной деятельности учащихся. 4. Аудиовизуальные и компьютерные средства обучения информатике. 5. Экспертиза и сертификация электронных учебных средств. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Коджаспирова Г. М. Технические средства обучения и методика их использования : учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / Г. М. Коджаспирова, К.В.Петров. — М.: Изд. центр «Академия», 2001. 2. Мацуца К. И. Использование аудиовизуальных средств обучения на уроках информатики / К. И. Мацуца // ИНФО. — 2006. — № 7. 3. Новые педагогические и информационные технологии в системе Образования : учеб. пособие для студ. пед. вузов и системы повыш. квалиф. пед. кадров / |Е.С.Полат, М.Ю. Бухаркина. М. В. Моисеева, А. Е. Петров! ; под ред. Е.С. Полат. - М.: Изд. центр «Академия», 1999. 4. Патаракин Е.Д. Социальные сервисы Веб 2.0 в помошь учителю. — 2-е изд., испр / Е.Д. Патаракин, — М. : Интуит.ру. 2007. 5. Прозорова Ю.А. Организация среды учебного информационного взаимодействия на базе Интернета / Ю.А. Прозорова // ИНФО. — 2003. — № 3. 6. Прозорова Ю.А. Создание среды учебного информационного взаимодействия в компьютерных телеконференциях / Ю.А. Прохорова, В. А. Касторнова// ИМФО. - 2003. — № 6. 7. Роберт И. В. Теория и методика информатизации образования (психолого-педагогический и технологический аспекты) / И.В.Роберт. — М. : ИИО РАО, 2007. 8. Усенков Д, Ю. Школьная доска обретает «разум» / Д.Ю.Усенков // ИНФО. — 2005. — № 12. 9. Intel «Обучение для будущего» (при поддержке Microsoft) : учеб. пособие. — 5-е изд., испр. — М. : Издательско-торговый дом «Русская Редакция», 2006. • ФОРМЫ, МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ В ШКОЛЕ 7.1. Формы и методы обучения информатике Под методической компетентностью учители информатики следует понимать теоретическую и практическую готовность будущего учителя к преподаванию непрерывного курса информатики в средней общеобразовательной школе на основе современных педагогических технологий обучения, способность к профессиональному росту и мобильности, развитию педагогических качеств в условиях информатизации образования. 7.1.1. Концептуальные основы методической компетентности учителя информатики В структуре методической компетентности учителя информатики можно выделить предметную и метапредметную составляющие (рис. 7.1). Предметная компетентность формируется в процессе изучения дисциплин предметной подготовки, она ориентирована на изучение информатики как пауки и области практической деятельности (первично предметное знание). В метапредметн ую составляющую методической компетентности входят: • общепрофессиональная - формируется в процессе изучения общих гуманитарных, социальноэкономических и общепрофессиональных дисциплин: Методическая компетентностьучителя информатики Предметная (первично-предметное знание дисциплины) Метапредметная: -общепрофессиональная -базовая - профильно-ориентированная Учебно-исследовательская Рис. 7,1. Структура методической компетентности учители информатики • базовая — становление методической компетентности в результате изучения курса методики и выполнения курсовой работы, в ходе учебной и производственной практик в основой школе; • профильно-ориентированная — развитие методической компетентности, проявляющееся в ходе производственной практики в старшей школе; • учебно-исследовательская — направлена на активизацию учебно-исследовательской деятельности учащихся в области педагогических приложений информатики и ИКТ. В современных условиях актуальна задача развития общекультурной компетентности и личностных потенциалов учителя информатики (социокультурный подход), при этом его деятельность должна основываться на понимании личностно-ориентированной образовательной парадигмы (личностноориентированный подход) [50, 52, 58]. На практическое использование ИКТ в профессиональной деятельности ориентирована информационно-коммуникационная компетентность как интегративная компонента методической компетентности учителя информатики [17]. Результат формирования и развития методической компетентности проявляется в готовности учителя информатики к профессиональной деятельности, содержание которой можно определить через три группы умений: проектировочные, организаторские и коммуникативные [4]. Проектировочные умения учителя информатики проявляются в проектировании образовательного процесса (вычленять поле образовательных проблем, обосновывать способы их поэтапной реализации, планировать содержание и виды деятельности участников образовательного процесса). К группе организаторских умений учителя информатики относятся: • мотивационные умения — развивать у учащихся устойчивый интерес к информатике, формировать учебные навыки и обучать приемам организации индивидуальной информационной среды путем создания и решения проблемных ситуаций; .информационно-дидактические — уметь работать с образовательными информационными ресурсами, добывать информацию и перерабатывать ее применительно к целям и задачам образовательного процесса; применять современные методы, формы и средства обучения; • развивающие — стимулировать познавательную самостоятельность, интеллектуальные и творческие способности путем освоения и использования методов информатики и средств ИКТ при изучении различных учебных предметов, развивать алгоритмическое и системное мышление; .профориентационные — приобретение опыта информационной деятельности в различных сферах, востребованных на рынке труда; - рефлексивные — связаны с контрольно-оценочной деятельностью учителя, направленной на себя. Коммуникативные умения учителя информатики проявляются в процессе решения познавательных и коммуникативных задач с использованием различных источников информации, владение умениями совместной деятельности средствами информатики и ИКТ. Обладание перечисленными компонентами методической компетентности создает необходимые предпосылки для овладения учителем информатики современными формами и методами обучения информатике и ИКТ. 7.1.2. Методы продуктивного обучения информатике Методы обучения — это способы совместной деятельности учителя и учащихся, направленные на достижение ими образовательных целей. В педагогической науке разработаны различные классификации методов обучения [2, 6, 20, 44, 52]. Выбор методов обучения определяется: целями, особенностями учебного предмета, возможностями школьников, средствами обучения и т.д. В условиях личностноориентированного обучения информатике и ИКТ основным фактором выбора методов обучения является задача организации продуктивной деятельности учащегося. По степени самостоятельности и активности мышления школьников выделяют две группы методов обучения: репродуктивные и продуктивные. Метод обучения складывается из отдельных элементов — методических приемов, которые могут быть использованы в различных методах. Принцип «Делай как я!» (в основе лежит репродуктивный метод) успешно реализуется при обучении основам алгоритмизации и программирования, использованию функционального наполнения программных средств. Возможности локальной сети, наличие интерактивной доски позволяют эффективно применять идею копирования способа деятельности, однако при этом не следует забывать, что конечный замысел образовательного процесса заключается в том, чтобы от принципа «Делай как я!» осуществлялся переход к установке «Делай сам!». К группе методов продуктивного обучения относятся: проблемное изложение, частично-поисковый (эвристический), исследовательский, метод ошибок, метод проектов и др. Особенностью продуктивных методов является наличие учебной проблемы как поисковой задачи, для решения которой учащемуся необходимы новые знания для получения нового образовательного продукта (креативного результата). Применение проблемного изложения на уроках информатики преимущественно направлено на освоение учащимися системы знаний, составляющих основу научных представлений об информации, информационных процессах, системах, технологиях и моделях, ориентировано на познание окружающей действительности. Данный метод на этапе обучения информатике в начальной школе может быть реализован с применением двух взаимодополняющих методических приемов: эмпатии (развивает способность мыслить и понимать явления с разных точек зрения) и «смыслового видения» (позволяет понять сущность объекта). Например, требуется сформировать четкое понимание, что для компьютера текст — цепочка символов [19, с. 173]. Частично-поисковый метоп' предполагает, что учащиеся самостоятельно решают сложную проблему не от начала и до конца, лишь частично. Учитель привлекает школьников к выполнению отдельных этапов поиска [27]. Прием эвристических вопросов позволяет обеспечить эффективность познавательной деятельности учащихся. Задаются семь ключевых вопросов: кто? что? зачем? где? чем? как? когда? Возможно применение парных сочетаний вопросов. Например, в результате обсуждения группы вопросов; кто изобрел компьютер? что можно делать с помощью ПК? зачем нужен монитор (принтер, мышь и т.д.)? где находится «мозг» ПК? — учащиеся знакомятся с устройствами аппаратного обеспечения компьютера. Формирование и развитие способностей к формализации и моделированию предполагает применение приема символьного видения, заключающегося в построении связей между объектом и его символом, объяснении и толковании созданных символов |3|. Для организации сознательного освоения учащимися интерфейса программных средств можно использовать прием образного видения, предполагающий изучение объекта и фиксацию его в графической (или словесной форме), например «пиктограммы» на экране монитора [19]. На уроках информатики в начальной школе целесообразно развивать фантазию и воображение, и с этой целью можно использовать прием придумывания — создание неизвестного ранее ученикам продукта в результате их определенных умственных действий [52]. Например, творческое задание: давайте пофантазируем и придумаем необычные носители информации [19]. Развитие познавательных интересов учащихся возможно через предотвращения устоявшегося негативного отношения к ошибкам - метод ошибок, который эффективно используется в обучении основам алгоритмизации и программирования. Исследовательский метод предусматривает творческое усвоение знаний учащимися: преподаватель вместе с учащимися формулирует проблему и оказывает им помощь при возникновении затруднений, а учащиеся разрешают проблему самостоятельно [27]. Особую значимость данный метод приобретает, когда школьнику предоставляется возможность использовать современные средства ИКТ для решения прикладных задач из различных областей человеческой деятельности (см., например, [39]). Метод проектов — специально организованная целенаправленная совместная деятельность учащихся — может с успехом использоваться на всех этапах обучения информатике и ИКТ [5, 37, 55]. Как показывает практика, достаточно эффективна организация совместных проектов на основе сотрудничества учащихся разных школ, городов и стран на основе телекоммуникационных проектов, которые всегда межпредметны и могут быть использованы для обмена локальными решениями общей проблемы, проведения совместных наблюдений, подготовке совместных публикаций, моделирования процессов и явлений и т.п. [7. 10, 14, 37, 43]. Таким образом, продуктивное обучение наряду со своими основными функциями развития творческого мышления учащихся может решать и более широкие задачи, связанные с формированием их познавательной активности в области информатики и ИКТ как формы проявления активности социальной. 7.1.3. Реализация модульной технологии в обучении информатике Прогресс в области телекоммуникаций, аудиовизуальных и компьютерных средств обучения заставляет обращаться к новым средствам повышения эффективности обучения. Речь идет о педагогических технологиях (в переводе с гр. «технология» — искусство, мастерство), которые способны обеспечить ученику развитие его самостоятельности, коллективизма, умений осуществлять самоуправление учебно-познавательной деятельностью. «Педагогическая технология, в том числе и технология обучения, — это система проектирования и практического применения адекватных данной технологии педагогических закономерностей, целей, принципов, содержания, форм, методов и средств обучения и воспитания, гарантирующих достаточно высокий уровень их эффективности, в том числе при последующем воспроизведении и тиражировании» [I, с. 250]. Именно свойства воспроизводимости, тиражирования, гарантированности высокого качества учебного процесса отличают педагогическую технологию от методики обучения. Модульная технология зародилась и приобрела большую популярность в учебных заведениях США и Западной Европы вначале 1960-х годов и возникла как альтернатива традиционному обучению, интегрируя все прогрессивное, что накоплено в педагогической теории и практике. В основу модульного обучения была положена теория поэтапного формирования умственных действий (П.Я.Гальперин), согласно которой «в познавательной деятельности учащихся можно выделить ориентировочную, исполнительную и контрольную части». Модульное обучение предполагает жесткое структурирование учебной информации, содержания обучения и организацию работы учащихся с полными, логически завершенными учебными блоками (модулями). Слово «модуль» (от лат. modulus - мера) имеет различные значения в области математики, информатики, техники. Учебный модуль — «это относительно самостоятельный блок учебной информации, включающий в себя цели и учебную задачу, методические рекомендации, ориентировочную основу действий и средства контроля (самоконтроля) успешности выполнения учебной деятельности» [1,с. 272]. Он совпадает е темой учебного предмета, однако в модуле все измеряется и все оценивается: задание, работа на уроке, посещение занятий, стартовый, промежуточный и итоговый уровень учащихся. Модуль может представлять содержание курса на трех уровнях: полном (базовом), сокращенном и углубленном. Модуль состоит из следующих компонентов (блоков) [41]: • точно сформулированная учебная цель (целевая программа); • банк информации — собственно учебный материал в виде обучающих программ, текстов; • методическое руководство по изучению материала (достижению целей); • практические занятия по формированию необходимых умений: • комплекс оборудования, материалов; • диагностическое задание, которое строго соответствует целям модуля. Учащиеся при модульном обучении всегда должны знать перечень основных понятий, навыков и умений по каждому конкретному модулю, включая количественную меру оценки качества усвоения учебного материала. На основе этого перечня составляются вопросы и учебные задачи, охватывающие все виды работ по модулю, и выносятся на контроль после изучения модуля. Учебные модули и тесты могут быть легко перенесены в компьютерную среду обучения. Содержание каждого модуля может легко изменяться или дополняться; конструируя элементы различных модулей, можно создавать новые модули; модуль должен быть представлен в такой форме, чтобы его элементы могли легко быть заменены [56]. При разработке модуля учитывается то, что каждый модуль должен дать совершенно определенную самостоятельную порцию знаний, сформировать необходимые умения. После изучения каждого модуля учащиеся получают рекомендации преподавателя по их дальнейшей работе. При модульном обучении чаще всего используется рейтинговая оценка знаний и умений учащихся: каждое задание оценивается в баллах, устанавливаются его рейтинг и сроки выполнения (своевременное выполнение задания также оценивается соответствующим количеством баллов). При определении общей оценки по курсу результаты рейтинга входят в нее с соответствующими весовыми коэффициентами, устанавливаемыми учителем, В модульном обучении применяется специально созданная учебная программа, состоящая из целевого плана действий, банка информации и методического руководства по реализации дидактических целей. Целевой план действий, под которым понимают последовательность освоения отдельных учебных элементов, модулей (блоков) внутри целостной модульной программы, позволяет спланировать достижение результата |57|. Совокупность содержащейся в модулях информации, представленной различными средствами передачи, называется информационным банком. Под методическим руководством в модульном обучении понимаются варианты путей освоения учебного материала, включающие в себя рекомендации по использованию различных форм, методов и способов учения, а также тесты для проверки его эффективности. Модульное обучение предоставляет обучающемуся возможность самостоятельно работать с учебной программой, используя ее полностью или отдельные элементы в соответствии с потребностями обучаемого. Перспективность внедрения технологии модульного обучения напрямую вытекает из современной концепции преподавания информатики: «...модульное представление изучаемой предметной области в отличие от ранее использовавшегося дисциплинарного; использование современных информационных технологий системного модульного формирования содержания подготовки, основанных на деятельностном подходе» [33, с. 13], а также концепции профильного обучения, в которой сказано, что курсы по выбору должны носить краткосрочный и чередующийся характер, являться своего рода учебными модулями. Кроме того, модульная технология включает в себя элементы следующих технологий: разноуровневого (дифференцированного) обучения, адаптивного обучения, программированного обучения. 7.1.4. Классификация современных форм организации обучения информатике и ИКТ Эффективность учебно-воспитательного процесса зависит от искусства применения разнообразных форм его организации (или организационных форм). «Форма организации обучения — это целостная системная характеристика процесса обучения с точки зрения особенностей взаимодействия учителя и учащихся, соотношения управления и самоуправления, особенностей места и времени обучения, количества учащихся, целей, средств, содержания, методов и результатов обучения» [1, с. 307]. Существует множество подходов к классификации форм организации обучения [1, 32, 44, 52, 54]. Школьный урок служит основой классно-урочной системы обучения, характерными признаками которой являются следующие; постоянный состав учащихся примерно одного возраста и уровня подготовленности (класс); каждый класс работает в соответствии со своим готовым планом (планирование обучения); учебный процесс осуществляется в виде отдельных взаимосвязанных, следующих одна за другой частей (уроков); каждый урок посвящается только одному предмету (монизм); постоянное чередование уроков (расписание); руководящая роль учителя (педагогическое управление); применяются различные виды и формы познавательной деятельности учащихся (вариативность деятельности) [3]. Каждый урок направлен на достижение триединой цели: обучить, воспитать, развить. На практике широко распространен комбинированный урок, в структуре которого выделяют следующие этапы (элементы): 1) повторение изученного (актуализация знаний); 2) изучение новых знании, формирование новых умений; 3) закрепление, систематизация, применение; 4) задание на дом. Применение ИКТ может существенно менять характер школьного урока, что делает еще более актуальным поиск новых организационных форм обучения, которые должны наилучшим образом обеспечивать учебно-воспитательный процесс. Появляются инновационные формы урочных занятий, такие как нестандартный урок - «импровизированное учебное занятие, имеющее нетрадиционную (неустановленную) структуру» [32, с. 530]. На основе анализа различных классификаций И.П.Подласый приводит уточненный перечень главных типов уроков: «1) комбинированные (смешанные); 2) уроки усвоения новых знаний; 3) уроки формирования новых умений; 4) уроки обобщения и систематизации изученного; 5) уроки контроля и коррекции знаний, умений; 6) уроки практического применения знаний, умений» [32, с. 526]. Среди общих требований, которым должен отвечать качественный современный урок, - использование новейших достижений науки. Однако огромные возможности компьютерной техники, гигантское многообразие информации, которое предоставляет всемирная сеть Интернет, сегодня находятся в глубоком противоречии с существующей системой обучения. Необходимо «приспособить новые информационные возможности к рамкам традиционного урока» [42, с. 136], и в этом смысле уместно говорить о компьютерном уроке как о новой форме организации обучения. Важнейшей особенностью курса «Информатика и ИКТ» является систематическая работа школьников на компьютере, вследствие чего уроки можно классифицировать по объему и характеру использования компьютера: демонстрация, лабораторная работа, практикум. Демонстрация. Используя демонстрационный экран, интерактивную доску, учитель предъявляет учебные элементы содержания курса (графические, фото-, видеоматериалы) в форме презентации. Возрастание роди и дидактических возможностей демонстраций с помощью компьютера объясняется разнообразием технических средств визуализации и компьютерных программ учебного назначения (мультимедийные уроки-лекции, демонстрационные и информационно-справочные программы). Основная дидактическая функция демонстрации — формирование новых понятий и способов действий. Лабораторная работа. Все учащиеся работают на своих рабочих местах с программными средствами (ПС), дидактическое назначение которых может быть различным: освоение нового материала (компьютерные обучающие среды, моделирующие программы, экспертные системы учебного назначения, информационно-поисковые системы), закрепление нового материала (программытренажеры, программы-репетиторы, программы-решебники), проверка усвоения полученных знаний или операционных навыков (контролирующие и тестирующие программы, компьютерные учебные игры). Роль учителя во время лабораторной работы — наблюдение за работой учащихся (в том числе и через локальную сеть), а также оказание им оперативной помощи (консультирование). Такого рода занятия применяются в целях совершенствования знаний, умений и навыков, их формирования, обобщения, систематизации и целенаправленного применения, а также текущего контроля за успешностью обучения школьников. Практикум (или учебно-исследовательская практика). Учащиеся получают индивидуальные задания для протяженной самостоятельной работы (и течение одного-двух или более уроков, включая выполнение части задания вне уроков, в частности дома). Как правило, практикумы применяются для окончательного закрепления практических и учебных навыков и умений, а также проверки степени усвоения теоретического материала крупных разделов (тем) курса [28]. С этой целью могут применяться различные моделирующие программы, в том числе интерактивные конструкторы, создающие креативную обстановку для исследования свойств объектов, экспертные системы учебного назначения, генерирующие и расчетно-вычислительные программы. В ходе практикума учитель наблюдает за успехами учащихся, оказывает им помощь. В последние годы в старшей школе стали вводить элементы лекционно-семинарской системы. В зависимости от способа проведения выделяют: информационные лекции — изложение материала с использованием мультимедийных презентаций, анимированных графических объектов, рисунков, таблиц, схем и т.д.; визуальные лекции — предъявление материала преимущественно техническими средствами: видео- и звуковые клипы, мультимедийные демонстрации экспериментов с кратким комментированием; лекции-консультации — эффективны при изучении темы с ярко выраженной практической направленностью. В качестве технической поддержки помимо мультимедийных презентаций можно использовать фрагменты электронных учебников, мультимедийных энциклопедий, интернет-ресурсы образовательного назначения. Урок-семинар позволяет включить весь коллектив класса в активную самостоятельную деятельность по отработке содержания учебного материала, первоначальное знакомство с которым произошло на лекции |28j. Работа осуществляется под руководством учителя, который предлагает учащимся серию разноуровневых заданий (вопросов), ответов на которые нет в учебнике, требующих от учащихся определенного уровня овладения знаниями, умениями и навыками —от репродуктивного до творческого. Учащиеся разбиваются на группы, причем в каждой выделяется консультант-координатор и по результатам жеребьевки получают комплект заданий, на выполнение которых отводится определенное время (15 —25 мин). Форма представления материала должна быть определена заранее. Для ответа на вопросы семинара учащиеся могут пользоваться конспектами лекций, различными информационнопоисковыми системами, электронными энциклопедиями и справочниками, консультироваться с учителем. Затем каждая группа выступает с сообщением, после чего все участники семинара принимают участие в обсуждении. Действенной формой организации обучения, имеющей своей целью обобщение материала и углубление знаний по наиболее важным проблемам какого-либо раздела (нескольких родственных тем) курса, является учебная конференция [44, 51]. Это разновидность урока-семинара. Она требует большой подготовительной работы, связанной с умениями работать с различными источниками информации, искать ответы на поставленные «опросы, вырабатывать собственную точку зрения, владеть технологиями обработки текста, графики, звука для того, чтобы подготовить мультимедийное сопровождение своего доклада, сжато и выразительно изложить свои мысли. Тематика учебных конференций может выходить за рамки учебных программ. Образовательное значение конференций состоит в том, что в процессе подготовки к ним школьники приобретают навыки самостоятельной работы с электронными образовательными ресурсами, применяют теоретические и технологические знания для решения конкретных задач. По завершении работы над крупной темой (разделом) курса либо в случае, когда материал данного раздела уже изучался ранее, проводится зачетный урок. Он может состоять из двух частей: обучающей (до 15 мин), во время которой проводится индивидуальный опрос-беседа по основным вопросам пройденной темы в сочетании с самостоятельной работой всех учащихся по решению наиболее типичных задач и контролирующей (до 30 мин), предназначенной для выполнения «сквозною» письменного задания. На таком уроке от учащихся потребуются умения обобщать и систематизировать полученные знания [28]. Одной из форм организации обучения, воспитания и развития личности является дидактическая игра [1], которую можно применять как в урочное, так и во внеурочное время. Особый вид игры — компьютерная об учающая игра. Она может проводиться перед новой темой, чтобы стимулировать мотивы учебной деятельности, активизировать и интенсифицировать процесс обучения и подготовить учащихся к восприятию нового материала; после объяснения новой темы для закрепления полученных знаний; после изучения раздела в целях обобщения, систематизации и контроля. Компьютерная обучающая игра имеет определенную логическую структуру, в которой выделяют оперативный, тактический и стратегический уровни. В старшей школе используется деловая игра, имеющая цель усиления практической направленности обучения, творческого применения и закрепления полученных знаний [1]. К формам организации учебной работы, дополняющим и развивающим классно-урочную деятельность учащихся, относится домашняя самостоятельная работа [32]. Выделяют следующие виды домашних заданий: задания, направленные на подготовку к восприятию нового материала при изучении повой темы; задания, направленные на закрепление знаний, умений и навыков; задания, направленные на применение знаний на практике: задания творческого характера [28]. Компьютер, вооруженный хорошими педагогическими программными средствами, помогает учителю совершенствовать стиль работы, перенимая на себя многие рутинные функции и оставляя учителю наиболее творческие, истинно человеческие калачи обучения, воспитания и развития. К тому же, например, такие важные компоненты учебно-воспитательного процесса, как ведение дискуссий, поощрение рассуждений, поддержание дисциплины, выбор необходимого уровня детализации при объяснении материала для различных учащихся, выбор соответствующей формы закрепления приобретаемых знаний, умений и навыков учитель еще долго (сели не всегда) будет делать значительно лучше компьютера. Не говоря уже о том, что компьютер никогда не заменит личностного общения учителя с учеником. ◦ Кабинет вычислительной техники и программное обеспечение Первые методические рекомендации по перечням технических средств, учебно-наглядных пособий и мебели для кабинетов вычислительной техники появились практически одновременно с введением предмета информатики в школу [9, 30]. Затем появился ряд нормативно-методических актов, регламентирующих вопросы оборудования КВТ в школе, а также условия их безопасного и эффективного использования [22, 29, 34—36]. Согласно первому официально утвержденному Положению о КВТ [34], которое и в настоящее время в организующей части сохраняет свое значение, кабинет вычислительной техники — это учебно-воспитательное подразделение средней школы, оснащенное комплексом учебной вычислительной техники (КУВТ), учебно-наглядными пособиями, учебным оборудованием, мебелью, оргтехникой и приспособлениями для проведения теоретических и практических, классных, внеклассных и факультативных занятий по курсу информатики. КВТ предназначен также для использования в преподавании различных учебных предметов, трудового обучения, организации общественно полезного и производительного труда учащихся, для эффективного управления учебно-воспитательным процессом. КВТ может использоваться также и для организации компьютерных клубов учащихся, других форм внеклассной работы в школе. КВТ должен быть выполнен как психологически, гигиенически и эргономически комфортная среда, организованная так, чтобы в максимальной степени содействовать успешному преподаванию, умственному развитию и воспитанию учащихся, приобретению ими прочных знаний, умений и навыков по информатике и основам наук, при полном обеспечении требований к охране здоровья и безопасности груда учителя и учащихся. Со временем функциональное назначение средств вычислительной техники и ПО в сфере образования (в том числе и в школе) начинает рассматриваться в более широком диапазоне применений [29, 40]: -как средство обучения при изучении общеобразовательных и специальных предметов и при профессиональной подготовке; • для формирования у учащихся основ информационной культуры, выработки умений и навыков практической работы на ЭВМ и с современными прикладными программами; • обеспечения функционирования информационных сетей (как локальных, так и распределенных) и телекоммуникации; • автоматизации делопроизводства и ведения документации внутри учебных заведений и в системе управления образованием; • организации и проведения учебно-исследовательских работ на основе информационных и коммуникационных технологий и мультимедиа-средств; • обеспечения автоматизации процессов контроля, коррекции результатов учебной деятельности, тестирования и психодиагностики; • автоматизации процессов обработки результатов учебного эксперимента, управления учебным, демонстрационным оборудованием: • разработки педагогического программного обеспечения и обеспечения связанных с этим научноисследовательских работ. По вопросу об оборудовании школьного кабинета вычислительной техники официальным рекомендательным документом является письмо Департамента государственной политики в образовании от 01.04.2005 № 03-417 «О Перечне учебного и компьютерного оборудования для оснащения общеобразовательных учреждений» (далее Перечень) [31]. При формировании содержания Перечня исходили из задач комплексного использования материально-технических средств обучения, перехода от репродуктивных форм учебной деятельности к самостоятельным, поисковоисследовательским видам работы, переноса акцента на аналитический компонент учебной деятельности, формирование коммуникативной культуры учащихся и развитие умений работы с различными видами информации и ее источниками. Материально-техническое обеспечение учебного процесса должно быть достаточным для эффективного решения этих задач, именно поэтому Перечень включает в себя не только объекты, выпускаемые в настоящее время, но и перспективные, создание которых необходимо для обеспечения введения государственного стандарта общего образования. Помимо компьютерного оборудования кабинет информатики рекомендуется оснащать [22]: • журналом вводного и периодического инструктажей учащихся по технике безопасности; • журналом использования КУВТ на каждом рабочем месте; • журналом сведений об отказах ПЭВМ и их ремонте; • аптечкой первой помощи; • средствами пожаротушения; • инвентарной книгой учета имеющегося в кабинете учебного оборудования, планами дооборудования кабинета информатики, утвержденными директором школы. При выборе помещений, оборудовании и использовании компьютерных кабинетов необходимо строго соблюдать санитарные правила и нормы, предназначенные для предотвращения неблагоприятного воздействия на человека (СанПиН 2.4.2. 178-02) [35]. В настоящее время кабинеты информатики в основном оснащены персональными компьютерами с мониторами на базе электронно-лучевых трубок, являющихся источниками электромагнитных и электростатических полей. Интенсивность этих полей зависит от многих факторов, в частности от типа изображения, которое выводится на экран монитора, яркости изображения, количества воспроизводимых символов, частоты обновления экрана, наличия пыли, температуры, влажности и циркуляции воздуха. Функционирование ПК приводит к снижению концентрации кислорода, повышению содержания озона, нарушению ионного состава воздуха. Измерение параметров, которые определены вСанПиН, могут осуществлять центры Госсанэпиднадзора, а также исследовательские центры электромагнитной безопасности. Разрешаемое время непрерывной работы учащихся за видеодисплейными терминалами (ВДТ) зависит от их возраста, но не должно превышать: • для учащихся I кл. (6 лет) — 10 мин; • для учащихся II — V кл. — 15 мин; • для учащихся VI —VII кл. — 20 мин; • для учащихся VIII —IX кл. — 25 мин; • для учащихся X —XI кл. на первом часу занятий — 30 мин, на втором — 20 мин |36|. После установленной выше длительности работы на ВДТ и ПЭВМ должен проводиться комплекс упражнений для глаз, а после каждого урока на переменах — физические упражнения для профилактики общего утомления. Число уроков для учащихся X — XI кл. с использованием ВДТ и ПЭВМ должно быть не более двух в неделю, а для остальных классов — не более одного урока. Занятия в кружках, проведение учебных практик и исследовательской деятельности; осуществление образовательных проектов (в соответствии с БУП-2004) с использованием ПЭВМ и ВДТ должны проводиться не чаще двух раз в неделю обшей продолжительностью: • для учащихся 11 —V кл. (7— 10 лет) — не более 60 мин; • для учащихся VI кл. и старше — не более 90 мин. Очевидно, что фактор санитарно-гигиенических требований к организации учебного процесса в кабинетах информатики и ИКТ накладывает весьма жесткие ограничения на структуру каждого урока по информатике, что должно учитываться при их планировании. В частности, это непосредственно касается учета продолжительности времени (хронометража) использования программных средств, применение которых предусматривается на уроке. Вопрос о вредности работы с ВДТ и ПЭВМ актуален, прежде всего, потому, что речь идет о здоровье детей [11]. Однако этот же вопрос не менее важен и для сохранения здоровья самого учителя, а также всех тех, кто является участником образовательного процесса с привлечением компьютерных средств. Именно поэтому требуется не только хорошее знание требований нормативных правовых актов [35, 36], но и всемерное соблюдение всех предписанных им положений — как в части, касающейся обустройства помещений и оборудования самих кабинетов информатики, так и в части строжайшего соблюдения рекомендаций по организации учебной деятельности учащихся. Согласно СанПиН [36] для учителей общеобразовательных школ длительность работы в дисплейных классах и кабинетах информатики устанавливается не более 4 ч в день, а для инженеров, обслуживающих учебный процесс в кабинетах с ВДТ и ПЭВМ, продолжительность работы не должна превышать 6 ч в день. Дополнительно для снижения нагрузки в течение рабочего дня устраиваются регламентированные перерывы в работе. Для обеспечения организации работы кабинета информатики приказом директора школы назначается заведующий кабинетом информатики и ИКТ из числа учителей информатики. Заведующий кабинетом является организатором оборудования кабинета, работы учителей и учащихся по применению средств вычислительной техники, информационных технологий в преподавании информатики и других учебных предметов. Заведующий обеспечивает использование кабинета в соответствии с учебным планом школы, разрабатывает перспективный план оборудования кабинета, принимает меры по его дооборудованию и пополнению учебно-наглядными пособиями и техническими средствами обучения, несет ответственность за сохранность имеющегося в кабинете оборудования и средств вычислительной техники. Заведующий кабинетом несет ответственность за ведение журнала инвентаризационной записи, содержание оборудования в постоянной готовности к применению, своевременность и тщательность профилактического технического обслуживания ВТ, регистрацию отказов ПЭВМ и организацию их отладки или ремонта, за поддержание в КВТ санитарно-гигиенических требований и требований техники безопасности. Заведующий кабинетом принимает участие в планировании загрузки КВТ учебными, кружковыми, факультативными и другими занятиями с учащимися; все виды занятий в КВТ проводятся при обязательном присутствии преподавателя. Заведующий кабинетом несет ответственность, за своевременное проведение вводного и периодического инструктажа по технике безопасности, которые проводятся, как правило, учителями, ведущими занятия в КВТ. На вводном инструктаже учитель знакомит учащихся с правилами распорядка в кабинете, правилами техники безопасности и гигиены труда, опасными моментами, с которыми можно столкнуться в процессе работы и с соответствующими мерами предосторожности. Вводный инструктаж проводится в виде лекции, беседы. Инструктаж перед работой на компьютерах дополняет вводный инструктаж и имеет целью ознакомить учащихся с требованиями правильной организации и содержания рабочего места, назначением приспособлений и ограждений, безопасными методами работы и правилами пользования защитными средствами, возможными опасными моментами при выполнении конкретной работы, обязанностями работающего на своем рабочем месте, а также опасными ситуациями и правилами поведения при их возникновении. Периодический инструктаж на рабочем месте должен быть кратким, содержать четкие и конкретные указания и в необходимых случаях сопровождаться показом правильных и безопасных приемов выполнения работы. Все сведения по проведению инструктажа учащихся заносятся в специальный журнал (табл. 7.1). Как показывает опыт, важной организационной формой деятельности кабинета информатики в школе может стать учебно-методический семинар, к работе которого привлекаются не только учителя информатики, но и преподаватели других дисциплин. Семинар может эффективно использоваться для распространения опыта применения ИКТ в обучении, ознакомления с новыми программными средствами, обучения преподавателей основам работы на ПК, обсуждения основных направлений внеклассной работы с учащимися и т.п. Направленность работы семинара может Таблица 7.1 Журнал регистрации инструктажа по технике безопасности быть весьма различной и, вероятно, будет меняться по мере совершенствования информационной культуры преподавателей. Следует иметь в виду, что в тех случаях, когда преподаватели других учебных дисциплин в школе еще не овладели в полной мере средствами ИКТ, предполагается финансирование совместной работы двух преподавателей (информатики и предметника) при проведении занятий по учебным предметам в классах с использованием информационных технологий. Помощь в работе заведующего кабинетом информатики оказывает лаборант (или техник)1. Лаборант (техник) находится в непосредственном подчинении заведующего кабинетом и отчитывается перед ним за сохранность, правильное хранение и использование учебного оборудования. Лаборант обязан знать всю систему КУВТ, правила ухода за ним, условия хранения техники и наглядных пособий. В соответствии с перспективными планами развития кабинета информатики лаборант под руководством заведующего кабинетом участвует в приобретении необходимого учебного оборудования, ведет учетность, инвентаризационные записи. По плану преподавателя и под его руководством лаборант готовит оборудование к уроку. Лаборант обеспечивает соблюдение учащимися правил техники безопасности, постоянную готовность противопожарных средств и средств первой помощи, регистрирует отказы техники во время занятий, а также проводит мелкий ремонт вышедшего из строя оборудования. Следует иметь в виду, что согласно СанПиН [35] при кабинете информатики должны быть лаборантская площадью не менее 18 м2 с двумя входами: в учебное помещение и на лестничную площадку (или в рекреацию). ◦ Информационная предметная среда обучения информатике Необходимость создания сетевой инфраструктуры в общеобразовательном учебном заведении диктуется велением времени. Информационно-предметная среда обучения информатике является составляющей единого образовательно-информационного пространства (ЕОИП) школы. Создание ЕОИП преследует две основные цели: 1) организацию доставки информации, полученной из внешних источников; 2) интеграцию внутренних информационных процессов (учебного, организационного) [49]. Основными пользователями ЕОИП наряду с учащимися являются руководители и все члены педагогического коллектива школы, а также родители. Под школьной информационно-предметной средой следует понимать часть информационнообразовательного пространства школы, интегрирующую урочную и внеурочную деятельность учащихся по определенному учебному предмету через реализованную в ней систему программно-аппаратных средств обучения и контроля, справочных материалов, словарей, дополнительных информационных источников, а также всех сопутствующих учебному процессу материалов, необходимых и достаточных для получения качественного образования [13. 23, 25, 40]. В структуру информационной предметной среды обучения иформатике включаются электронные учебные материалы, поддерживающие непрерывный курс информатики и ИКТ и ориентированные на внедрение активных методов самообучения, базирующееся на информационной организации учебного процесса, а также электронные информационно-методические материалы, сопровождающие деятельность учителя информатики по созданию электронных учебников, разработке компьютерных программ, формированию программно-методического фонда Наличие информационной предметной среды обучения информатике лишь создает совокупность условий, необходимых для организации самостоятельной, информационно-поисковой, учебноисследовательской деятельности учащихся по формированию у них компетенций в области информатики и ИКТ, приобретению опыта использования ИКТ в индивидуальной, коллективной, в том числе проектной деятельности для решения учебных задач. Вся организационно-методическая и творческая работа по развитию и эффективному использованию информационной предметной среды ложится в первую очередь на организатора информатизации (заместителя директора) школы и учителей информатики, которые раньше других педагогических работников школы проявляют готовность к реализации информационных технологий в профессиональной работе. Как показывает практика, нередко в каждой конкретной школе создается своя собственная модель информационно-образовательной среды и информационная предметная среда обучения информатике (см., например: http://www.samlil.saniara.ru — Самарский лицей информационных технологий; http://www.Iitl537.ru — Лицей информационных технологий № 1537. г. Москва; http:// www.1840.ru — Центр образования № 1840, г. Москва). Большую помощь учителю в создании информационной предметной среды обучения информатике может оказать банк аудио-, видео- и компьютерных учебных материалов, который обеспечивает накопление и поиск учебных материалов, необходимых в учебном процессе [47]. Учитель и учащиеся могут комбинировать из «элементарных» цифровых образовательных ресурсов, накопленных в банке (иллюстраций, текстов, видеофрагментов, интерактивных моделей, вопросов, упражнений и т.д.), более сложные составные объекты (презентации, рефераты, контрольные работы и т.д.). Банки учебных материалов могут быть индивидуальными (принадлежащими одному учителю) и региональными, национальными и даже глобальными. В качестве примеров национальных банков образовательных ресурсов можно назвать веб-ресурсы энциклопедического характера: • виртуальная энциклопедия Кирилла и Мефодия (http:// mega.km.ru) — энциклопедия персонального компьютера (более I 200 энциклопедических статей и более 1 200 иллюстраций); • группа энциклопедических ресурсов «Рубрикой» (http:// www.rubricon.com) — систематизированный словарь-справочник «Информатика» и бизнес-справочник «Информационные технологии»; • сайт сетевого объединения методистов, поддерживаемый московским центром Федерации интернет-образования (http:// www.fio.ru). В Фонде содействия информатизации образования находится раздел «Информатика», в котором собраны учебные материалы, способные помочь учителю провести уроки, а также внеклассные мероприятия и дополнительные занятия; • Российский общеобразовательный портал (http://www.school. edu.ru). В каталоге ресурсов для основной и полной средней школы есть раздел «Информатика и ИКТ». В нем собраны материалы для уроков, для самообучения, учебники, справочники, олимпиадные задачи, решения и комментарии к ним, пособия, журналы и т.п. ◦ Формы и методы текущего и итогового контроля результатов обучения информатике Обязательным компонентом процесса обучения является контроль, или проверка, результатов обучения. Суть проверки результатов обучения состоит в выявлении уровня освоения знаний учащимися, который должен соответствовать образовательному стандарту по учебной дисциплине. В оценочной практике независимо от цели контроля учителями используется нормированный подход, который предполагает сравнение учащихся друг с другом, т.е. их ранжирование по уровню усвоения учебного материала в рамках устоявшихся норм выполнения заданий учащимися. Нормированный подход всегда задает в программах и соответственно в заданиях контрольных работ, тестов некий максимальный (желаемый) уровень усвоения. Из него как 6ы «вычитаются» неусвоенные, непроявленные при выполнении контрольных работ знания конкретных школьников. Разница между максимальным уровнем и предельно допустимым и составляет рамки «нормы». Нормы складывались в практике работы постепенно на основе обобщения многолетнего опыта, анализа данных выполнения многих контрольных работ, результатов экзаменов и т.д. Таким образом, нормы отражали наиболее характерный результат выполнения проверочного задания основной массой школьников, но не имели статистического обоснования [16]. Введение образовательного стандарта по информатике [38, 45] вносит значительные изменения в методику проверки и оценки знаний и умений учащихся, при этом меняется само назначение системы оценивания результатов обучения. Исходя из того, что образовательным стандартом в соответствии с Законом РФ «Об образовании» «...нормируется лишь минимально необходимый уровень образованности, а именно тот, без которого невозможно развитие личности, продолжение образования», при оценивании результатов обучения необходимо выявить: овладел или не овладел каждый конкретный учащийся знаниями, умениями, видами деятельности, зафиксированными в стандарте. Поэтому с введением образовательного стандарта, содержащего требования к результатам обучения, предполагается использование критериально-ориентированного подхода к оценке достижений требований стандарта. Основное отличие этого подхода от нормированного в том, что знания учащихся сравниваются не друг с другом, а с четко выделенными критериями. В соответствии с этим в государственном стандарте реализуются как бы четыре ступени, постепенно приближающие к тем результатам обучения, которыми должен овладеть учащийся [15]: 1) общая характеристика образовательной области или учебной дисциплины; 2) описание содержания курса на уровне предъявления его учебного материала школьнику; 3) описание самих требований к минимально необходимому уровню учебной подготовки школьников; 4) «измерители» уровня обязательной подготовки учащихся, т.е. проверочные работы и отдельные задания, включенные в них, по выполнению которых можно судить о достижении учащимися необходимого уровня требований. В то же время для оценки достижений школьника на уровне, превышающем минимальные требования стандарта, целесообразно использовать аналог традиционной (нормированной) системы. В соответствии с этим проверка и опенка знаний и умений школьников должна вестись на двух уровнях подготовки: обязательном и повышенном. При этом возможны различные технологии такого контроля: включение и текущую проверку заданий обоих уровней, разделения этих видов контроля в процессе обучения и на экзамене (см., например, [26]). Критериально-ориентированный подход к оценке достижений требований стандарта используют в итоговом контроле знаний при переходе из одной ступени обучения в другую. Критерием в этом случае являются зафиксированные в стандарте требования к уровню подготовки учащихся, достаточному для продолжения образования [ 16]. В таком проверочном материале с позиции содержания предмета не должно содержаться дифференцированных по сложности заданий, проверяющих сходные умения, уровень усвоения необходимого элемента задан в требованиях к результатам обучения. В отечественной практике проверочные работы, составленные из вопросов, задач и прочих заданий, относятся к традиционным средствам контроля. К современным средствам контроля знаний относят рейтинговую систему оценивания и портфолио, которые по сути являются примерами накопительной системы: либо баллов, либо иных подтверждений достижений в данной предметной области. Говорить о педагогическом измерении при использовании этих форм не совсем корректно, поскольку нет единиц измерения, нет шкалы, которые бы позволили интерпретировать результаты в виде привычных оценок. Особое положение в том смысле занимают тестовые средства контроля, поскольку результаты, полученные при использовании тестов, можно преобразовать либо в ранговую, либо в интервальную шкалу. При реализации системы контроля знаний по информатике следует учитывать специфические факторы и обстоятельства: • систематический доступ к компьютерам (возможность использования локальной или глобальной сети); . необходимость проверки не только теоретических знаний, но и практических умений и навыков; • необходимость и возможность интеграции всех современных средств оценивания результатов; • прикладная направленность предмета при профильном обучении. Систематический доступ к компьютерам позволяет построить автоматизированную систему контроля знаний по информатике раньше, чем по другим предметам. Современные программные средства позволяют автоматизировать как процедуру проведения контроля, так и обработку результатов, а также оказывают серьезное влияние на изменение форм и методов обучения. Необходимость проверки не только теоретических знаний, но и практических умений и навыков по предмету позволяет разработать такие типы заданий (включающие в себя не только вербальный и графические объекты, а также динамические модели), которые могут в полной мере реализовать компетентностный подход в обучении. Принятый 09.02.2007 Федеральный закон «О внесении изменений в Закон Российской Федерации «Об образовании» и Федеральный закон «О высшем и послевузовском образовании» В части проведения единого государственного экзамена» для выпускников XI (XII) кл. общеобразовательных учреждений оставляет одну форму итоговой аттестации — единый государственный экзамен (ЕГЭ). Результаты ЕГЭ признаются образовательными учреждениями, в которых реализуются образовательные программы среднего (полного) общего образования, как результаты государственной (итоговой) аттестации, а образовательными учреждениями среднего и высшего профессионального образования — как результаты вступительных испытаний по соответствующим общеобразовательным предметам. Вопросы для обсуждения 1. Формы и методы обучения информатике. 2. Кабинет вычислительной техники и программное обеспечение. 3. Информационная предметная среда обучения информатике 4. Формы и методы текущего и итогового контроля результатов обучения информатике. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Андреев В. И. Педагогика : учебный курс для творческого саморазвития / В. И.Андреев. — Казань: Центр инновационных технологий. 2004. 2. Бабанский Ю.К. Методы обучения и современной общеобразовательной школе/ Ю, К. Бабанский. — М. : Просвещение, 1985. — С. 32. 3. Бешенков С.А. Моделирование и формализация : метод, пособие / С.А. Бешснков, Е.А.Ракитина. — М. Лаборатория Базовых Знаний, 2002. 4. Введение и педагогическую деятельность : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / [А.С.Робозова, Т.В.Леонтьева, И.Г.Шапошникова и др.]; под ред. А.С.Роботовой. — М.: Изд. центр «Академия», 2006. 5. Гутман Г. Н. Учебные мини-проекты на Delphi / Г. Н. Гутман. — М.: Чистые пруды, 2005. 6. Дидактика средней школы / под ред. М. Н. Скаткина. — М.: Просвещение, 1982. 7 Диков А, В. Метод проектов в сети Интернет/А. В.Диков//Педагогическая информатика. 2005. -№ I. 8. Жиркова В. Б. Некоторые вопросы оплаты труда учителей информатики / В.Б.Жаркова // ИНФО. — 1997, — № 5, 6, 7, 9. Кабинет вычислительной техники всех типов средних учебных заведений (на базе персональных микроЭВМ): Методические рекомендации // ИНФО. — 1986. — № 3. 10. Киселева М.М. Использование компьютерных технологий в межпредметных проектах/ М. М.Киселева // ИНФО. -- 2005. — № 8. II. Ковалько В. И. Здоровьесберегающие технологии: школьник и компьютер: I —4 классы / В. И. Ковалько. — М. : НАКО, 2007. 12. Коджаспирова Г.M. Технические средства обучения и методика их использования : учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб, заведений / Г.М.Коджаспирова, К.В.Петров. — М. : Изд. центр «Академия», 2001. 13. Коннычева Г. Информационная образовательная среда — средство повышения эффективности обучения / Г. Коннычсва, Е.Симдянкина // Директор школы. - 2004. - № 1. 14. Крылова Н. Проектная деятельность школьника как принцип организации и реорганизации образования / Н.Крылова // Народное образование. — 2005. — № 2. 15. Кузнецов А. А. Контроль и оценка результатов обучения в условиях внедрения стандартов образования / А. А. Кузнецов // Педагогическая информатика. — 1997. — № I. 16. Кузнецов А. А. Оценка достижения требований образовательных стандартов / А. А, Кузнецов. — М.: Изд-во Нац. центра стандартов и мониторинг образования, 1998. 17. Лапчик МЛ. ИКТ-компетентность педагогических кадров : монография / М. П.Лапчик. — Омск : Изд-во ОмГПУ, 2007. 18. Левченко И. В. Общие вопросы методики обучения информатике в средней школе/ И. В. Левченко, Н. Н.Самылкина. — М. : МП ГУ, 2003. 19. Матвеева Н.В. Обучение информатике во втором классе : метод. пособие/ Н. В.Матвеева, Н.К.Конопатова, Л.П.Панкратова. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004, 20, Махмутов М.И. Современный урок / М. И. Махмутов. — М. : Педагогика, 1985.\ 21. Мацуца К.И. Использование аудиовизуальных средств обучения на уроках информатики /К.И, Мацуца // ИНФО. — 2006. — № 7. 22. Методические рекомендации по оборудованию и использованию кабинетов информатики, классов с персональными электронно-вычислительными машинами или видеодисплейными терминалами и учебных заведениях системы общего среднего образования / ИИО РАО // ИНФО. — 2000. — N° 10. 23. Минченко М. М. Формирование единого школьного информационного пространства: концептуальная основа и опыт реализации /М. М. Минченко, Т. В.Трунова // ИНФО. — 2005. - № 11. 24. Новиков Д. А, Статистические методы в педагогических исследованиях/Д. А. Новиков. — М, ; МЗПресс. 2004. 25. Оспенникова Е.В. Информационно-образовательная среда и методы обучения / Е.В.Оспенникова // Школьные технологии. — 2002. -№ 2. 26. Оценка качества подготовки выпускников основной школы по информатике / [А.А. Кузнецов, Л. Е.Самовольном, Н.Д.Угринович и др.]. — М.: Дрофа, 2000. 27. Педагогика : учебник/ под ред. Л. П. Крившенко. — М.: ТК Велби ;Проспект, 2005. 28. Педагогика : учеб. пособие для студ. пед. вузов и пед. колледжей /под ред. П. И. Пидкасистого. — М.: Пед. общество России, 2005. 29. Педагогико-эргономические условия безопасного и эффективного\\использования средств вычислительной техники, информатизации и коммуникации в сфере общего среднего образования / ИИО РАО //ИНФО. — 2000. -№4,5, 7. 30. Перечни технических средств, учебно-наглядных пособий и мебели для кабинетов вычислительной техники // ИНФО. — 1986. —N° 1. 31. Письмо Департамента государственной политики в образовании № 03-417 от 01.04.2005 «О Перечне учебного и компьютерного оборудования для оснащения общеобразовательных учреждений» (www.mon. gov.ru/stat/?rubric_id=528&page=l2; www.egida.nios.ru/ikt/npb/7.doc). 32. Поддаст И. П. Педагогика. Новый курс. В 2 кн. Кн. 1. Общие основы. Процесс обучения : учебник для студ. высш. учеб. заведений / И. П. Подласый. — М.: ВЛАДОС. 2004. 33. Политика в области образования и новые информационные технологии: Нац. доклад РФ на II Междунар. конгр. ЮНЕСКО «Образование и информатика». Москва, 1 — 5 июля 1996 г. // ИНФО. — 1996. — № 6. 34. Положение о кабинете вычислительной техники всех типов средних учебных заведений // ИНФО. — 1990, — № 3. 35. Постановление Главного санитарного врача Российской Федерации от 28.11.2002 № 44 «О введении в действие санитарно-эпидемиологических правил и нормативов. СанПиН 2.4.2. 1178-02» (http:// prof.consnliant.ru/). 36. Постановление Главного санитарного врача Российской Федерации от 03.11.2003 № 118 «О введении в действие санитарно-эпидемиологических правил и нормативов. СанПиН 2.2.2. 1340-03» (http:// pror.consultant.ru/). 37. Проект на уроках информатики. — М.: Образование и Информатика, 2006 (Библиотека журнала «Информатика и образование»). 38. Проект федерального компонента Государственного образовательного стандарта начального общего, основного общего и среднего (полного) образования. Образовательная область «Информатика» / авт. коллектив под рук. А.А. Кузнецова// ИНФО. — 1997. — № I. 39. Ракитина Е.А. Сборник типовых задач по информатике/ L.A. Ракитина, С. А. Беленков. И. В, Галыгина. — М.: Образование и информатика, 2005. 40. Роберт И. В. Теория и методика информатизации образования (психолого-педагогический и технологический аспекты) / И. В. Роберт. — М. : ИИО РАО, 2007 41. Селевко Г. К. Педагогические технологии на основе дидактического и методического усовершенствования УВП / Г. К.Селевко. — М.: НИИ школьных технологий, 2005. 42. Селевко Г. К. Учитель проектирует компьютерный урок / Г. К. Селевко // Народное образование. — 2005. — № 8. 43. Сергеев А. И. Использование компьютерных технологий в проект-но-исследовательской деятельности учащихся /А.Н.Сергеев // Педагогическая информатика. — 2005. — № 5. 44. Сдастенин В. А. Педагогика: учеб. пособие для студ. высш. лед. учеб. заведений / В.А.Сластенин, И.Ф.Исаев, Е. Н .Шиянов ; под ред. В, А.Сластенина, — М, : Изд. центр «Академия», 2004. 45. Стандарт основного общего образования по информатике и ИКТ. Программы для общеобразовательных учреждений: Информатика. 2 — 11 классы, — М.; ВИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. 46. Требования к знаниям и умениям школьников. Дидактико-методический анализ / под ред. А. А. Кузнецова. М. : Педагогика, 1987. 47. Уваров А. 10. На пути к общедоступной коллекции цифровых образовательных ресурсов / А. Ю. Уваров // И НФО. — 2005. — № 7. 48. Усенкое Д. Ю. Школьная доска обретает «разум» / Д. Ю. Усенков // ИНФО. — 2005. — № 12. 49. Учитель-Тюдор в контексте информационной среды школы : пособие для системы доп. проф. образования / [А. К. Капитанская, А. А. Елизаров, Д. Ю. Гжели и др.]. — М. : Федерация интернет Образования, 2005. 50. Фридман Л. М. Теоретические основы обучения математике : пособие для учителей, методистов и педагогических высш. учеб. заведений / Л. М.Фридман. — М.: МПСИ: Флинта, 1998. 51. Харламов И, Ф. Педагогика : учеб. пособие / И.Ф.Харламов. — М.: Гардарики, 2005. 52. Хуторской А. В. Современная дидактика : учебник для вузов / А. В.Хуторской. — СПб. : Питер, 2001. 53. Челышкова М.Б. Теория и практика конструирования педагогических тестов : учеб. пособие / М.Б.Челышкова. — М. : Логос, 2002. 54. Шамова 7", И. Управление образовательными системами : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений /Т. И. Шамова. П.И.Третьяков, Н, П.Капустин ; под ред. Т.И.Шамовой. — М.: ВЛАДОС, 2001. 55. Энциклопедия учителя информатики // Информатика : еженед. прил. к газ. «Первое сентября». — 2007. — №11. 56. Юцявичене П.Л. Принципы модульного обучения / П. А. Юцявичене//Советская педагогика. — 1990. — № I. 57. Юцявичене П. А. Создание модульных программ / П. А. Юцявичене // Советская педагогика. — 1990. — № 2. 58. Якиманская И. С. Разработка технологии личностно-ориентированного обучения / И.С.Якиманская // Вопросы психологии. — 1995. — N° 2. 8. ИНФОРМАЦИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ 1. 8.1. Методические проблемы определения информации Методика обучения базовому курсу информатики структурируется по содержательным линиям. Система знаний содержательной линии «Информация и информационные процессы» представлена в виде графа. Ключевыми вопросами данной содержательной линии являются: • определение информации; •измерение информации; •хранение информации; • передача информации; • обработка информации. Проанализируем подходы к этим вопросам в научно-методической и учебной литературе, в школьных учебниках по информатике, а также раскроем авторскую концепцию их содержания и методики преподавания. 2. 8.1.1. Научно-методические основы темы Фундаментальной основой школьного курса информатики является его теоретический раздел, раскрывающий такие понятия, как «информация», «информационные процессы», «информационные модели». Все эти темы относятся к сравнительно новым темам в науке, которые во многом еще остаются предметом исследования. Отсюда происходит основной источник проблем как содержательных, так и методических в их изложении для общеобразовательного курса. Информатика занимает особое место в системе наук. Информатика, если рассматривать ее научную составляющую, является своего рода метанаукой, поскольку объектом ее изучения выступают информационные процессы, происходящие на всех уровнях природы и общества, а также в технических системах, созданных человеком. Исходя из названия дисциплины центральным понятием информатики выступает «информация». В то же время самым сложным вопросом для специалистов в области информатики является вопрос «Что такое информация?». Единственно правильного ответа на этот вопрос нет! Дискуссиям на тему понятия информации посвящены многие научные труды. Парадокс информатики заключается в том, что несмотря на отсутствие однозначного ответа на фундаментальный вопрос «Что такое информация?» приложения информатики — информационные технологии — успешно развиваются и существенным образом влияют на состояние человеческого общества. Информатика — еще очень молодое научное направление. По нашему мнению, несмотря на колоссальные технологические достижения человечество находится пока на уровне «интуитивной информатики», подобно тому, как древние люди изобретали и совершенствовали орудия труда (колесо, рычаг и пр.), не используя законов физики, а исходя лишь из своего практического опыта. Стремление постичь природу информации — это движущая сила науки, которая возможно даст плоды не менее значительные для человечества, чем дало стремление познать природу вещества в физической науке. Необходимость обсуждения понятия информации в школьном курсе имеет еще и методологические причины. Согласно фундаментальному принципу дидактики — принципу системности учебного курса - курс информатики должен иметь системообразующую основу, связывающую его в единое целое. По определению предмета информатики такой основой должны выступать понятия информации и информационных процессов. Учитель, желающий основательно разобраться в проблемах, обсуждаемых в современной науке вокруг понятия «информация», может обратиться к специальной литературе (см. [12], где имеются многочисленные ссылки). Существуют разные подходы к раскрытию понятия «информация»: как с позиций частных наук, гак и с философской точки зрения. В философии известны два принципиально различных подхода к информации. Их называют атрибутивным и функциональным. С позиции атриб утивн ого подхода информация есть свойство всех объектов материального мира, т.е. атрибут материи, В этом смысле информация — это мера упорядоченности, структурированности любой материальной системы [1]. С позиции ф ун к ц и о н а л ь н о г о подхода способностью к накоплению информации, информационной деятельности обладают лишь самоорганизующиеся системы, к которым относится объекты живой природы. Существует еще более узкий антропоцентрический подход, при котором информация рассматривается лишь как содержание мыслительной деятельности человека. С этой позиции «информация — это понимание (смысл, представление, интерпретация), возникающее в аппарате мышления человека после получения им данных» [12]. Накапливаемая в сознании человека информация образует его систему знаний. При построении общеобразовательного курса приходится разрешать терминологические противоречия. С одной стороны, система понятий и соответствующая ей терминология в рамках учебного курса должна быть однозначной. С другой стороны, сложившаяся, широко употребляемая терминология в научной, производственной области, в быту может оказаться в противоречии со строго выстроенной терминологией учебного предмета. Такое противоречие возникает в новых областях человеческой деятельности, к которым относится и информатика. Внедрение в систему общего образования дисциплины «Информатика», несомненно, должно способствовать формированию общего языка в предметной области. Поэтому авторы учебников, учителя информатики должны быть внимательными и аккуратными в использовании терминологии. 3. 8.1.2. Подходы к раскрытию темы в учебной литературе Если в центр содержания курса информатики ставить информацию (а не алгоритм, ЭВМ и пр.), если рассматривать это понятие как системообразующее для всего предмета, то обойти на уроках вопрос об определении информации нельзя. Бесспорно то, что нельзя дать единого, универсального определения информации. В науке и в практике известны различные подходы к информации, и в рамках каждого из них дается свое определение этого понятия. Наиболее детально эта проблема разбирается в учебнике для X кл. С.А. Бешенкова, Е.А.Ракитиной [2]. В учебнике под рел. Н.В. Макаровой [4, с. 17] определение информации заключено в следующей фразе: «Информация несет человеку знания об окружающем мире». Следовательно, информация является переносчиком знаний, а не самими знаниями. Других вариантов определения информации в учебнике не дано. Учебник Н.Д.Угриновича для VIII кл. [11] содержит описание нескольких подходов к определению информации. В неживой природе «Информация является мерой упорядоченности системы по шкале «хаос-порядок»». Про информацию в живой природе сказано: «Живые системы в процессе развития способны повышать сложность своей структуры, т. е. увеличивать информацию, понимаемую как меру упорядоченности элементов системы». Оба утверждения, очевидно, относятся к атрибутивной концепции информации. Раскрывая понятие «информация» применительно к человеку, в учебнике [11] информационная деятельность рассматривается как функция человеческого интеллекта (функциональная концепция). В учебнике И. Г. Семакина для VIII кл. [9] атрибутивная концепция не обсуждается. Информация трактуется как знания человека. Сообщения, воспринимаемые человеком с помощью его органов чувств, несут для него информацию, если они пополняют знания человека. К представлению информации в любой знаковой системе (в том числе, используемой в компьютерах) применяется термин «данные». Таким образом, информация - это смысл, заключенный в данных и понятный только человеку. 4. 8.1.3. Методические рекомендации по изучению темы Изучаемые вопросы: 1. Чем является информация для человека. 2. Декларативные и процедурные знания (информация). 3. Кибернетический подход к информации. 4. Роль органов чувств человека в процессе восприятия им информации. Субъективный подход. При раскрытии понятия информации с точки зрения субъективного (бытового, человеческого) подхода следует отталкиваться от интуитивных представлений об информации, имеющихся у детей. Целесообразно вести беседу в форме диалога, задавая ученикам вопросы, на которые они в состоянии ответить. В процессе беседы учитель вместе с учениками приходит к определению: информация для человека — это знания, которые он получает из различных источников. Далее на многочисленных знакомых детям примерах следует закрепить это определение. Приняв определение информации как знаний людей, неизбежно приходишь к выводу, что информация — это содержимое нашей памяти, так как человеческая память и есть средство хранения знаний. Разумно назвать такую информацию внутренней, оперативной информацией, которой обладает человек. Однако люди хранят информацию не только в собственной памяти, но и в записях на бумаге, на магнитных носителях и пр. Такую информацию можно назвать внешней (по отношению к человеку). Чтобы человек мог ей воспользоваться (например, приготовить блюдо по кулинарному рецепту), он должен сначала ее прочитать, т.е. обратить во внутреннюю форму, а затем уже производить какие-то действия. Вопрос о классификации знаний (а, стало быть, информации) очень сложный. В науке существуют различные подходы к нему. Особенно много занимаются этим вопросом специалисты в области искусственного интеллекта. В рамках базового курса достаточно ограничиться делением знаний на декларативные и процедурные. Описание декларативных знаний можно начинать со слов: «Я знаю, что...». Описание процедурных знании — со слов: «Я знаю, как...». Нетрудно дать примеры на оба типа знаний и предложить детям придумать свои примеры, Учитель должен хорошо понимать пропедевтическое значение обсуждения данных вопросов для будущего знакомства учеников с устройством и работой компьютера. У компьютера, подобно человеку, есть внутренняя — оперативная — память и внешняя — долговременная — память. Деление знаний на декларативные и процедурные в дальнейшем следует увязать с делением компьютерной информации на данные —декларативная информация и программы — процедурная информация. Использование дидактического приема аналогии между информационной функцией человека и компьютером позволит ученикам лучше понять суть устройства и работы ЭВМ. Исходя из позиции «информация для человека — это знания» учитель сообщает ученикам, что и запахи, и вкусы, и тактильные (осязательные) ощущения тоже несут информацию человеку. Обоснование этому очень простое: раз мы помним знакомые запахи и вкусы, узнаем на ощупь знакомые предметы, значит эти ощущения хранятся в нашей памяти и, стало быть, являются информацией. Отсюда вывод: с помощью всех своих органов чувств человек получает информацию из внешнего мира. Кибернетический подход. Между информатикой и кибернетикой существует тесная связь. Основал кибернетику в конце 1940-х годов американский ученый Норберт Винер. Можно сказать, что кибернетика породила современную информатику, выполнила роль одного из ее источников. В настоящее время кибернетика входит в информатику как составная часть. Кибернетика имеет дело со сложными системами: машинами, живыми организмами, общественными системами. Но она не стремится разобраться в их внутреннем механизме. Кибернетику интересуют процессы взаимодействия между такими системами или их компонентами. Рассматривая такие взаимодействия, как процессы управления, кибернетику определяют как науку об общих свойствах процессов управления в живых и неживых системах. С точки зрения кибернетики любое управление происходит путем информационною взаимодействия управляющего и управляемого объектов, которые обмениваются между собой сигналами (символами, знаками), передаваемыми по каналам связи. Информация есть содержание этих сигналов. В частности, любой текст на каком-то языке есть последовательность букв (в письменной форме) или звуков (в устной форме), которые можно рассматривать как графические или акустические сигналы. Передача сигналов требует определенных материальных и энергетических затрат. Например, при использовании электрической связи нужны провода и источники электроэнергии. Однако содержание сигналов не зависит от затрат вещества или энергии. В последовательностях сигналов закодированы определенные смысловые символы, в которых и заключается их содержание. Эти символы могут быть буквами текста на каком-то языке (например, в азбуке Морзе: «. —» обозначает букву «А») или целыми понятиями (например, красный сигнал светофора обозначает «стоять!»). 5. 8.2. Подходы к измерению информации 6. 8.2.1. Подходы к раскрытию темы в учебной литературе Проблема измерения информации напрямую связана с проблемой определения информации, поскольку сначала надо уяснить, ЧТО собираемся измерять, а потом уже КАК это делать, какие единицы использовать. Если опираться на расплывчатое, интуитивное представление ученика об информации, то невозможно дать сколько-нибудь логичное определение количества информации, ввести единицы ее измерения. Характерным подходом, используемым в ряде учебников, является следующий: обсуждение вопроса об измерении информации связывается с описанием компьютерного представления информации в форме двоичного кода. Затем дается утверждение о том, что количество информации равно количеству двоичных цифр (битов) в таком коде. В учебнике Н.В.Макаровой [4] понятие «количество информации» не используется совсем. Говорится лишь об объеме информации как о длине двоичного кола сообщения. Вопрос об измерении информации необходимо раскрывать в контексте рассматриваемого полхода к определению информации. Здесь обязательно должна присутствовать логическая связь. Отмстим, что в примерной программе по информатике и ИКТ (2004 г.) присутствует тема «Понятие количества информации: различные подходы». В учебнике Н.Д.Угриновича [ I I ] вопрос о количестве информации рассматривается с двух точек зрения: «количество информации как мера уменьшения неопределенности знания» и «алфавитный подход к определению количества информации». В учебнике И.Г.Семакина [9] также раскрываются два подхода к измерению информации: содержательный и алфавитный. В основной части учебника рассматривается только алфавитный подход. Содержательный подход описан во второй части учебника в качестве дополнительного материала. 7. 8.2.2. Методические рекомендации по изучению темы Содержательный подход к измерению информации. Изучаемые вопросы: 8. От чего зависит информативность сообщения, принимаемого человеком. 9. Единица измерения информации. 10. Количество информации в сообщении об одном из N равновероятных событий. С позиции содержательного полхода просматривается следующая цепочка понятий: информация — сообщение — информативность сообщения — единица измерения информации — информационный объем сообщения. Исходная посылка: информация — это знания людей. Следующий вопрос: что такое сообщение? Сообщение — это информационный поток (поток данных), который в процессе передачи информации поступает к принимающему его субъекту. Сообщение — это и речь, которую мы слушаем (радиосообщение, объяснение учителя), и воспринимаемые нами зрительные образы (фильм по телевизору, сигнал светофора), и текст книги, которую мы читаем, и т.д. Вопрос об информативности сообщения следует обсуждать на примерах, предлагаемых учителем и учениками. Правило: информативным назовем сообщение, которое пополняет знания человека, т.е. несет для него информацию. Для разных людей одно и то же сообщение с точки зрения его информативности может быть разным. Если сведения «старые», т.е. человек это уже знает, или содержание сообщения непонятно человеку, то для него это сообщение неинформативно. Информативно то сообщение, которое содержит новые и понятные сведения. Введение понятия «информативность сообщения» является первым подходом к изучению вопроса об измерении информации в рамках содержательной концепции. Если сообщение неинформативно для человека, то количество информации в нем с точки зрения этого человека равно нулю. Количество информации в информативном сообщении больше нуля. Для определения количества информации нужно ввести единицу измерения информации. В рамках содержательного подхода такая единица должна быть мерой пополнения знаний субъекта: иначе можно еще сказать так: мерой уменьшения степени его незнания. В учебнике |9| (разд. 1.1) дано следующее определение единицы информации: «Сообщение, уменьшающее неопределенность знаний в 2 раза, несет 1 бит информации». Немного дальше приводится определение для частного случая: «.Сообщение о том, что произошло одно событие из двух равновероятных, несет 1 бит информации». Определение бита — единицы измерения информации — может оказаться сложным для понимания учениками. В этом определении содержится незнакомое детям понятие «неопределенность знаний*. Неопределенность знания о результате некоторого события, это число возможных вариантов результата: при бросании монеты - 2 (орел —решка), для игрального кубика — 6. при вытаскивании экзаменационного билета — 30 (если на столе 30 билетов). Еще одной сложностью является понятие равновероятности. Здесь следует оттолкнуться от интуитивного представления детей, подкрепив его примерами. События равновероятны, если ни одно из них не имеет преимущества перед другими. С этой точки зрения выпадение орла и решки — равновероятны; выпадение одной из шести граней кубика — равновероятны. Для объяснения способа измерения количества информации, заключенного в сообщении об одном из /V равновероятных событий, предлагаем следующую логическую цепочку раскрытия темы. Объяснение удобно начать с частного определения бита как меры информации в сообщении об одном из двух равновероятных событий. Обсуждая традиционный примере с монетой (орел —решка), следует отметить, что получение сообщения о результате бросания монеты уменьшило неопределенность знаний в два раза: перед подбрасыванием монеты было два равновероятных варианта, после получения сообщения о результате остался один единственный. Далее следует сказать, что и для всех других случаев сообщений о равновероятных событиях при уменьшении неопределенности знаний в два раза передается 1 бит информации. Эти примеры учитель может дополнить другими, а также предложить ученикам придумать свои примеры. Индуктивно, от частных примеров учитель вместе с классом приходит к обобщенной формуле: 2i= N, где N — число вариантов равновероятных событий (неопределенность знаний); i — количество информации в сообщении о том, что произошло одно из N событий. Если N — известно, а i -является неизвестной величиной, то данная формула превращается в показательное уравнение. Как известно, показательное уравнение решается с помощью функции логарифма: I= log2N. В 8-м кл. ученики еще не знакомы с логарифмами. Поэтому достаточно рассмотреть решение уравнения для частных случаев, когда N есть целая степень двойки: 2, 4, 8, 16, 32 и т.д. Объяснение происходит по схеме: Если N= 2 = 21, то уравнение принимает вид 2' = 21отсюда i = 1. Если N= 4 = 22, то уравнение принимает вид 2'= 22, отсюда i = 2. Если N= 8 = 23 то уравнение принимает вид 2'= 23, отсюда i = 3 и т.д. В общем случае, если N=2k где k— целое число, то уравнение принимает вид 2i = 2k и, следовательно, i = k. Ученикам полезно запомнить ряд целых степеней двойки хотя бы до 210 = 1024. С этими величинами им предстоит еще встретиться в других разделах. Рассмотренные примеры исчерпывают возможности содержательного подхода в решении проблемы измерения информации. Очевидно, что предложенный метод применим только в очень частных случаях. Попробуйте с содержательной точки зрения подсчитать кол и честно информации, полученное в результате прочтения нового дли вас подраздела! Сделать это невозможно, хотя фактом является то, что информация получена. Алфавитный подход к измерению информации. Изучаемые вопросы: 1. Алфавит, мощность алфавита. 2. Информационный вес символа в алфавите. 3. Информационный объем текста с алфавитной точки зрения. 4. Байт, килобайт, мегабайт. Рассматриваемый в этой теме подход к измерению информации является альтернативным к содержательному подходу, обсуждавшемуся ранее. Здесь речь идет об измерении количества информации в тексте (символьном сообщении), составленном из символов некоторого алфавита. К содержанию текста такая мера информации отношения не имеет. Поэтому такой подход можно назвать объективным, т. е. не зависящим от воспринимающего его субъекта. Алфавитный подход — это единственный способ измерения информации, который может применяться по отношению к информации, циркулирующей в информационной технике, в компьютерах. Опорным в этой теме является понятие «алфавит» — конечное множество символов, используемых для представления информации. Число символов в алфавите называется мощностью алфавита (этот термин взят из математической теории множеств). В основном содержании базового курса алфавитный подход рассматривается лишь с позиции равновероятного приближения. Это значит допускается предположение о том, что вероятности появления всех символов алфавита в любой позиции в тексте одинаковы. Разумеется, это не соответствует реальности и является упрощающим предположением. В рассматриваемом приближении количество информации, которое несет в тексте каждый символ (i), вычисляется из уравнения Хартли: 2i = N, где N — мощность алфавита. Величину i можно назвать информационным весом символа. Отсюда следует, что количество информации во всем тексте (/), состоящем из К символов равно произведению информационного веса символа на К: I= i К. Эту величину можно назвать информационным объемом текста. Такой подход к измерению информации еще называют объемным подходом. Минимальная мощность алфавита, пригодного для передачи информации, равна 2. Такой алфавит называется двоичным алфавитом. Информационный вес символа в двоичном алфавите легко определить. Поскольку 2i = 2, то i = 1 бит. Итак, один символ двоичного алфавита несет 1 бит информации. С этим обстоятельством ученики снова встретятся, когда будут знакомиться с алфавитом внутреннего языка компьютера — языка двоичного кодировании. Бит — основная единица измерения информации. Кроме нее используются и другие единицы. Следует обратить внимание учеников па то, что в любой метрической системе существуют единицы основные (эталонные) и производные от них. Например, основная физическая единица длины — метр. Но существуют миллиметр, сантиметр, километр. Расстояния разного размера удобно выражать через разные единицы. Так же обстоит дело и с измерением информации. 1 бит — это исходная единица. Следующая по величине единица — байт. Байт вводится как информационный вес символа из алфавита мощностью 256. Поскольку 256 = 28 , то 1 байт = 8 бит. Мы снова встречаемся с темой, которая является своеобразной пропедевтикой к будущему изучению компьютера. Уже в рамках данной темы можно сообщить ученикам, что компьютер для внешнего представления текстов и другой символьной информации использует алфавит мощностью 256 (во внутреннем представлении любая информация в компьютере колируется в двоичном алфавите). Фактически для выражения объема компьютерной информации, в качестве основной единицы используется байт. Представляя ученикам более крупные единицы: килобайт, мегабайт, гигабайт, необходимо обратить их внимание на то, что мы привыкли приставку «кило» воспринимать, как увеличение в I 000 раз. В информатике это не так. Килобайт больше байта в I 024 раза, а число I 024 = 210 . Так же относится и «мега» по отношению к «кило» и т.д. Тем не менее часто при приближенных вычислениях используют коэффициент I 000. В рамках углубленного курса учитель может изложить алфавитный подход в более адекватном варианте, без допущения равно-вероятности символов. Теоретический и практический материал на эту тему можно найти в [6, разд. 1.4], В результате обучения учащиеся должны: . знать (понимать): понятия «информация» (содержательный и кибернетический подходы); «количество информации», единицы измерения количества информации; • уметь: приводить примеры различных видов информации, информативных и неинформативных сообщений; пересчитывать количество информации в различных единицах (бит, байт, Кбайт, Мбайт, Гбайт); • использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни: для измерения информационного объема текста в байтах (при использовании компьютерного алфавита). 11. 8.3. Процесс хранения информации Изучаемые вопросы: 1. Носители информации. 2. Виды памяти. 3. Хранилища информации. 4. Основные свойства хранилищ информации. Понятие информационных процессов, так же как и понятие информации, является базовым в курсе информатики. Под информационными процессами понимаются любые действия, выполняемые с информацией. Примеры информационных процессов, с которыми нам приходится постоянно иметь дело: получение информации из средств СМИ, обучение, принятие управляющих решений, разработка технического проекта, документооборот на предприятии, сдача экзаменов и многие другие. Существуют три основных типа информационных процессов, которые как составляющие присутствуют в любых других более сложных процессах. Это хранение информации, передача информации, обработка информации. Первоначально следует рассмотреть эти процессы без привяжи к компьютеру, т.е. применительно к человеку. Затем, при изучении архитектуры ЭВМ, компьютерных информационных технологий, речь пойдет о реализации тех же самых информационных процессов с помощью ЭВМ. С хранением информации связаны следующие понятия: «.носитель информации (память)*, «внутренняя память*, «внешняя память», «хранилище информации». Носитель информации — это физическая среда, непосредственно хранящая информацию. Основным носителем информации для человека является его собственная биологическая память (мозг человека). Собственную память человека можно назвать оперативной памятью. Здесь слово «оперативный» является синонимом слову «быстрый». Заученные знания воспроизводятся человеком мгновенно. Собственную память мы еще можем назвать внутренней памятью, поскольку ее носитель — мозг — находится внутри человеческого тела. Все прочие виды носителей информации можно назвать внешними (по отношению к человеку). Виды этих носителей менялись со временем: в древности были камень, дерево, папирус, кожа и пр. Во II в. н.э. в Китае была изобретена бумага. Однако до Европы она дошла лишь в XI в. С rex пор бумага является основным внешним носителем информации. Развитие информационной техники привело к созданию магнитных, оптических и других современных видов носителей информации Хранилище информации - это определенным образом организованная информация на внешних носителях, предназначенная дня длительного хранения и постоянного использования. Примерами хранилищ являются архивы документов, библиотеки, справочники, картотеки. Основной информационной единицей хранилища является определенный физический документ: анкета, книга, дело, досье, отчет и пр. Под организацией хранилища понимается наличие определенной структуры, т.е. упорядоченности, классификации хранимых документов. Такая организация необходима для удобства ведения хранилища: пополнения новыми документами, удаление ненужных, поиска информации и пр. Основные свойства хранилища информации: объем хранимой информации, надежность хранения, время доступа (т.е. время поиска нужных сведений), наличие защиты информации. Информацию, хранимую на устройствах компьютерной памяти, принято называть данными. Для описания хранения данных в компьютере используются те же понятия: носитель, хранилище данных, организации данных, время доступа, зашита данных. Организованные хранилища данных на устройствах внешней памяти компьютера принято называть базами и банками данных. Подробнее эти вопросы будут обсуждаться в теме «Базы данных и информационные системы». В результате обучения учащиеся должны: • знать (понимать): понятия «информационный процесс», «носитель информации», «данные»; пилы «носителей информации»; • уметь: приводить примеры различных носителей информации; • использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни: для работы с носителями и хранилищами информации; для оценки объема памяти, необходимого для хранения информации. 12. 8.4. Процесс обработки информации Изучаемые вопросы: 1. Общая схема процесса обработки информации. 2. Постановка задачи обработки. 3. Исполнитель обработки. 4. Алгоритм обработки. 5. Типовые задачи обработки информации, Любой вариант процесса обработки информации происходит по схеме, изображенной на рис. 14.1. В любом случае можно говорить о том, что в процессе обработки информации решается некоторая информационная задача, которая предварительно может быть поставлена в традиционной форме: дан некоторый набор исходных данных — исходной информации; требуется получить некоторые результаты — итоговую информацию. Сам процесс перехода от исходных данных к результату и есть процесс обработки. Рис. 8.1. Общая схема процесса обработки информации Тот объект или субъект, который осуществляет обработку, может быть назван исполнителем обработки. Исполнитель может быть человеком, а может быть специальным техническим устройством, в том числе компьютером. Обычно обработка информации — это целенаправленный процесс. Для успешного выполнения обработки информации исполнителю должен быть известен способ обработки, т.е. последовательность действий, которую нужно выполнить, чтобы достичь нужного результата. Описание такой последовательности действий в информатике принято называть алгоритмом обработки. Разговор об обработке информации выходит на тему алгоритмизации, которая подробно рассматривается в соответствующем разделе базового курса. Здесь мы хотели обратить внимание на то обстоятельство, что тема алгоритмов исходит от базового фундаментального понятия информатики — понятия информационных процессов. Ученики должны уметь приводить примеры ситуаций, связанных с обработкой информации. Такие ситуации можно разделить на два типа. Первый тип обработки: обработка, связанная е получением новой информации, нового содержания знаний. К этому типу обработки относится решение математических задач. Сюда же следует отнести решение различных задач путем применения логических рассуждений и т.п. Второй тип обработки: обработка, связанная с изменением формы, но не изменяющая содержания К этому типу обработки информации относится, например, перевод текста с одного языка на другой. Изменяется форма, но должно сохраниться содержание. Важным видом обработки для информатики является кодирование. Кодирование — это преобразование информации в символьную форму, удобную для ее хранения, передачи, обработки. Кодирование активно используется в технических средствах работы с информацией (телеграф, радио, компьютеры). Другой вид обработки информации — структурирование данных. Структурирование связано с внесением определенного порядка, определенной организации в хранилище информации. Расположение данных в алфавитном порядке, группировка по некоторым признакам классификации, использование табличного или графового представления — все это примеры структурирования. Еще один важный вид обработки информации — поиск. Задача поиска обычно формулируется так: имеется некоторое хранилище информации — информационный массив (телефонный справочник, словарь, расписание поездов и пр.), требуется найти в нем нужную информацию, удовлетворяющую определенным условиям поиска (телефон данной организации, перевод данного слона на английский язык, время отправления данного поезда). Алгоритм поиска зависит от способа организации информации. Если информация структурирована, то поиск осуществляется быстрее, можно построить оптимальный алгоритм. В результате обучения учащиеся должны: *знать (понимать): общую схему обработки информации, понятие «кодирование»; • уметь: приводить примеры алгоритмов обработки; * использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни: для выбора вариантов обработки информации в соответствии с типом задач. 8.5. Процесс передачи информации Изучаемые вопросы. 1. Источник и приемник информации. 2. Информационные каналы. 3. Роль органов чувств в процессе восприятия информации человеком. 4. Технические системы связи. 5. Скорость передачи информации. 6. Теория К. Шеннона. Ключевыми понятиями в описании процесса передачи информации являются источник информации, приемник информации, информационный канал. Схематически этот процесс изображен на рис. 14.2. В таком процессе информация представляется и передается в форме некоторой последовательности сигналов, символов, знаков. Например, при непосредственном разговоре между людьми происходит передача звуковых сигналов — речи, при чтении текста человек воспринимает буквы — графические символы. Передаваемая последовательность называется сообщением. От источника к приемнику сообщение передается через некоторую материальную среду (звук — акустические волны в атмосфере, изображение — световые электромагнитные волны). Рис. 8.2. Схема процесса передачи информации Рис. 8.3. Схема технической системы передачи информации Если в процессе передачи используются технические средства связи, то они называются каналами передачи информации (информационными каналами). К ним относятся телефон, радио, телевидение. Скорость передачи информации — это информационный объем сообщения, передаваемого в единицу времени. Полому единицы измерения скорости информационного потока: бит/с, байт/с и др. Можно говорить о том, что органы чувств человека выполняют роль биологических информационных каналов. С их помощью информационное воздействие на человека доносится до памяти. При углубленном изучении базового курса информатики следует познакомить учеников с основными понятиями технической теории связи. Американским ученым, одним из основателей теории информации, К. Шенноном была предложена схема процесса передачи информации по техническим каналам связи, представленная на рис. 8.3. Связь, при которой передача производится в форме непрерывного электрического сигнала, называется аналоговой связью. Под кодированием понимается любое преобразование информации, идущей от источника, в форму, пригодную для ее передачи по каналу связи. На заре эры радиосвязи применялся код азбуки Морзе. Текст преобразовывался в последовательность точек и тире (коротких и длинных сигналов) и передавался в эфир. Принимавший на слух такую передачу человек должен был суметь декодировать код обратно в текст. Еще раньше азбука Морзе использовалась в телеграфной связи. Передача информации с помощью азбуки Морзе — это пример дискретной связи. В настоящее время широко используется цифровая связь, когда передаваемая информация кодируется в двоичную форму (0 и 1 —двоичные цифры), а затем декодируется в текст, изображение, звук. Цифровая связь очевидно тоже является дискретной. Термином «шум» называют разного рода помехи, искажающие передаваемый сигнал и приводящие к потере информации. Такие помехи прежде всего возникают по техническим причинам: плохое качество линий связи, незащищенность друг от друга различных потоков информации, передаваемым по одним и тем же каналам. К. Шенноном была разработана специальная теория кодирования, дающая методы борьбы с шумом. Одна из важных идей этой теории состоит в том, что передаваемый по линии связи код должен быть избыточным. За счет этого потеря какой-то части информации при передаче может быть компенсирована. Например, если при разговоре по телефону вас плохо слышно, то повторяя каждое слово дважды, вы имеете больше шансов на то, что собеседник поймет вас правильно. Однако нельзя делать избыточность слишком большой. Это приведет к задержкам и удорожанию связи. Теория кодирования К.Шеннона как раз и позволяет подучить такой код, который будет оптимальным. При :этом избыточность передаваемой информации будет минимально возможной, а достоверность принятой информации — максимальной. В результате обучения учащиеся должны: . знать (понимать): понятия «источник информации», «приемник информации», «информационный канал», «кодирование», единицы скорости передачи информации; • уметь: приводить конкретные примеры процесса передачи информации, определять для лих примеров источник, приемник информации, используемые каналы передачи информации; рассчитывать скорость передачи информации по объему и времени передачи, а также решать обратные задачи; • использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни: для определения в конкретном процессе передачи информации источника, приемника и канала связи; оценивать скорость передачи информации. Вопросы для обсуждения 1. В чем причина проблемы определения понятия «информация»? Какие возможны подходы к определению информации? 2. Как эволюционирует подход к линии информации и информационных процессов со сменой поколении школьных учебников? 3. Как объяснить ученикам разницу между декларативными и процедурными знаниями. Подберите серию примеров, иллюстрирующих эти понятия. 4. Объясните методический смысл введения понятия «информативность сообщения». 5. В чем состоит ограниченность содержательного подхода к определению и измерению информации? На каких примерах можно объяснить этот факт ученикам? 6. Как объяснить ученикам тот факт, что в информационной технике применяется алфавитный подход к измерению информации? 7. Пофантазируйте на тему: к каким последствиям привело бы принятие следующею определения единицы измерения информации: «Сообщение, уменьшающее неопределенность знаний а 10 раз, несет единицу информации, которая называется I дит». 8. В чем состоят методические проблемы раскрытия учащимся вероятностного подхода к понятию информации? Как их можно преодолеть? СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Авдеев Р.Ф. Философия информатизационной цивилизации / Р.Ф.Авдеев. — М. : ВЛАДОС, 1994 2. Бешенков С.Л. Информатика. Систематический курс. Учебник для 10 класса / С. А. Бешенков, Е. А. Ракитина. — М. : Лаборатория Базовых Знаний, 2001, 3. Зубрилин А. А. Сборник задач по непрерывному курсу информатики. Ч. I /А. А. Зубрилин. — М.: Образование и информатика, 2006. (Библиотека журнала «Информатика и образование»). 4. Информатика. 7 —9 кл. Базовый курс/ пол ред, Н.II.Макаровой. — СПб.: Питер. 2005. 5. Информатика. Задачник-практикум в 2 т. Т. 1 / под ред. И.Г.Семакина. Е. К. Хснера. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. 6. Информатика. Методическое пособие для учителей. 8 класс / под ред. М. В. Макаровой. — СПб.: Питер, 2006. 7. Китов Г.Д. Понятие информации. Его роль в природе и обществе / Г.Д. Китов, Г.Ф.Кравченко // Информатика. — 2004. — № 10, 12. 8. Подласый И. П. Педагогика. Новый курс. В 2 кн. Кн. 1 Общие основы. Процесс обучения : учебник дли студ. высш. учеб. заведений / И. П. Подласый. — М.: ВЛАДОС. — 2001. 9. Семакин ИГ. Информатика и ИКТ. Базовый курс. Учебник для 8 кл. / И.Г.Семакин, Л.А.Залогова, С.В.Русаков. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний. 2005. 10. Семакин И. Г. Информатика и ИКТ. Базовый курс. Учебник для 9 кл. / И.Г.Семакин, Л.А.Залогов», С.В.Русаков. - М. : БИНОМ. Лаборатория Знаний, 2005. 11. Угринович Н,Д. Информатика и ИКТ. Базовый курс. Учебник для 8 кл. / Н.Д.Угринович. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. 12. Фридланд А.Я. Информатика: процессы, системы, ресурсы /А.Я.Фридланд. — М.: БИНОМ. Лаборатория знании, 2003. 1. 9. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ 2. 9.1. Роль и место понятия языка в информатике Тема представления информации является сквозной в курсе информатики. Структура основных понятий данной темы отражена в Приложении 2. В Примерной программе по базовому курсу раздел «Представление информации» имеет следующее содержание: «Язык как способ представления информации: естественные и формальные языки. Дискретная форма представления информации. Компьютерное представление текстовой информации. Кодирование графической информации (пиксел, растр, кодировка цвета, видеопамять). Кодирование звуковой информации. Представление числовой информации в различных системах счисления. Компьютерное представление числовой информации». Ключевыми понятиями данной темы выступают понятия «язык» и «кодирование данных». Изучаемые вопросы: 1. Язык как символьный способ представления информации. 2. Естественные и формальные языки. 3. Формальный язык и предметная область. 4. Внутренние и внешние языки компьютера. 5. Языки представления данных. 6. Языки представления действий над данными. В данной теме, как и в предыдущей, разговор о языках можно вести применительно к человеку, а также рассматривать языки представления информации, используемые в компьютерах. Язык - это определенная система символьного представления информации. В энциклопедическом словаре по школьной информатике, составленном А.П.Ершовым [8], дано такое определение: «Язык — множество символов и совокупность правил, определяющих способы составления из этих символов осмысленных сообщений». Поскольку под осмысленным сообщением понимается информация, то данное определение по сути своей совпадает с первым. Классификация языков представлена в Приложении 2. Языки подразделяются на две группы: естественные и формальные. Естественные языки — это исторически сложившиеся языки национальной речи. Для большинства современных языков характерно наличие устной и письменной речи. Анализ естественных языков в большей степени является предметом филологических наук, в частности лингвистики. В информатике анализом естественных языков занимаются специалисты в области Искусственного интеллекта. Одна из целей разработки проекта ЭВМ пятого поколения — научить компьютер понимать естественные языки. Формальные языки — это искусственно созданные языки для профессионального применения. Они, как правило, носят международный характер и имеют письменную форму. Примерами таких языков являются язык математики, язык химических формул, нотная грамота — язык музыки и др. С любым языком связаны следующие понятия: алфавит — множество используемых символов; синтаксис — правила записи языковых конструкций (текста на языке): семантика — смысловая сторона языковых конструкций; прагматика — практические последствия применения текста на данном языке. Для формальных языков характерна принадлежность к ограниченной предметной области (математика, химия, музыка и пр.). Назначение формального языка — адекватное описание системы понятий и отношений, свойственных для данной предметной области. Поэтому все названные компоненты языка (алфавит, синтаксис и др.) ориентированы на специфику предметной области. Язык может развиваться, изменяться, дополняться вместе с развитием своей предметной области. Естественные языки не ограничены в своем применении, в этом смысле их можно назвать универсальными. Однако не всегда бывает удобным использовать только естественный язык в узкопрофессиональных областях. В таких случаях люди прибегают к помощи формальных языков. Приведенный разговор о языках имеет важное значение для общеобразовательного содержания базового курса информатики. Знакомый ученикам термин «язык» приобретает новый смысл в их сознании. Вокруг этого термина строится целая система научных понятий. Понятие языка является одним из важнейших системообразующих понятий курса информатики. Далее речь пойдет о языках, используемых при работе ЭВМ, в компьютерных информационных технологиях. Информацию, циркулирующую в компьютере, можно подразделить на два вида: обрабатываемая информация (данные) и информация, управляющая работой компьютера (команды, программы, операторы). Информацию, представленную в форме, пригодной для хранения, передачи и обработки компьютером, принято называть данными. Примеры данных: числа при решении математической задачи; символьные последовательности при обработке текстов; изображение, введенное в компьютер путем сканирования, предназначенное для обработки. Способ представления данных в компьютере называется языком представления данных. Для каждого типа данных различается внешне и внутренне представление данных. Внешнее представление ориентировано на человека, определяет вид данных на устройствах вывода: на экране, на распечатке. Внутреннее представление — это представление на носителях информации в компьютере, т.е. в памяти, в линиях передачи информации. Компьютер непосредственно оперирует с информацией во внутреннем представлении, а внешнее представление используется для связи с человеком. В самом общем смысле можно сказать, что языком представления данных ЭВМ является язык двоичных кодов. Однако с точки зрения приведенных свойств, которыми должен обладать всякий язык: алфавита, синтаксиса, семантики, прагматики, — нельзя говорить об одном общем языке двоичных кодов. Общим в нем является лишь двоичный алфавит: 0 и I. Но для различных типов данных различаются правила синтаксиса и семантики языка внутреннего представления. Одна и та же последовательность двоичных цифр для разных типов данных имеет совсем разный смысл. Например, двоичный код «0100000100101011» на языке представления целых чисел обозначает десятичное число 16683, а на языке представления символьных данных обозначает два символа «А+». Таким образом, для разных типов данных используются разные языки внутреннего представления. Все они имеют двоичный алфавит, но различаются интерпретацией символьных последовательностей. Языки внешнего представления данных обычно приближены к привычной для человека форме: числа представляются в десятичной системе, при записи текстов используются алфавиты естественных языков, традиционная математическая символика и пр. В представлении структур данных используется удобная табличная форма (реляционные базы данных). Но и в этом случае всегда существуют определенные правила синтаксиса и семантики языка, применяется ограниченное множество допустимых символов. Внутренним языком представления действий над данными (языком управления работой компьютера) является командный язык процессора ЭВМ. К внешним языкам представления действий над данными относятся языки программирования высокого уровня, входные языки пакетов прикладных программ, командные языки операционных систем, языки манипулирования данными в СУБД и пр. Следует иметь в виду, что любой язык программирования высокого уровня включает в себя как средства представления данных (раздел данных), так и средства представления действий над данными (раздел операторов). То же самое относится и к другим перечисленным выше типам компьютерных языков. В результате обучения учащиеся должны; • знать (понимать): понятие и функции языка как способа представления информации, назначение естественных и формальных языков, понятия «данные» и «кодирование»; -уметь: приводить примеры естественных и формальных языков; • использовать приобретенные мания и умения в практической деятельности и повседневной жизни: для расширения представлений о языке как универсальном способе информационного обмена. Среди формальных языков науки наиболее близким к информатике является язык математики. В свою очередь, из множества математических дисциплин наибольшее приложение в информатике имеют теория чисел и математическая логика. В связи с этим можно говорить о том, что темы систем счислении (языка представления чисел) и основ математической логики (языка логики) относятся к фундаментальным основам информатики. 9.2. Языки представления чисел: системы счисления 9.2.1. Подходы к раскрытию темы в учебной литературе Тема «Системы счисления* имеет прямое отношение к математической теории чисел. Однако в школьном курсе математики она, как правило, не изучается. Необходимость изучения этой темы в курсе информатики связана с тем фактом, что числа в памяти компьютера представлены в двоичной системе счисления, а для внешнего представления содержимого памяти, адресов памяти используют шестнадцатеричную или восьмеричную системы. Это одна из традиционных тем курса информатики или программирования. Являясь смежной с математикой, данная тема вносит вклад также и в фундаментальное математическое образование школьников. В первом учебном пособии по информатике [9] понятие системы счисления не упоминается совсем. Говорится лишь о том, что вся информация в компьютере представляется в двоичном виде. То же самое можно сказать и про [7]. Среди учебников второго поколения наибольшее внимание системам счисления уделено в [2]. Этой теме посвящен отдельный параграф, где дано следующее определение «Система счисления — способ записи чисел с помощью заданного набора специальных знаков (цифр)». В более позднем учебнике тех же авторов |3| приводится такое определение: «Способ записи чисел называется нумерацией, или, по-другому, системой счисления». Аналогичные определения даются в учебнике Н. В. Макаровой [5]: «Система счисления — совокупность приемов и правил записи чисел с помощью определенного набора символов» — и в учебнике Н.Д.Угриновича [12]: «Система счисления — это знаковая система, в которой числа записываются по определенным правилам с помощью символов некоторого алфавита, называемых цифрами». Если рассматривать систему счисления как язык представления числовой информации, то можно сказать, что данные выше определения затрагивают только алфавит, синтаксис и семантику языка чисел. Более полное определение дано в Математическом энциклопедическом словаре [8]: «Система счисления — способ изображения чисел и соответствующие ему правила действия над числами». Под правилами действия понимаются способы выполнения арифметических вычислений в рамках данной системы счисления. Эти правила можно назвать прагматикой языка чисел. Аналогичное определение приводится в учебнике И.Г.Семакина [10]: «Системой счисления называют определенные правила записи чисел и связанные с ними способы выполнения вычислений». Хотя в ФК ГОС тема систем счисления вообще не упоминается, однако в Примерной программе (2004 г.) присутствует позиция: «Представление числовой информации в различных системах счисления. Компьютерное представление числовой информации». В учебниках четвертого поколения по базовому курсу [5. 10, 13] тема систем счисления находит отражение. Основное внимание уделяется двоичной системе счисления и ее связи с десятичной системой. В качестве дополнительной литературы, раскрывающей данную тему наиболее полно, можно рекомендовать учебное пособие [ I]. 9.2.2. Методические рекомендации по изучению темы Изучаемые вопросы: 3. Позиционные и непозиционные системы счисления. 4. Основные понятия позиционных систем: «основание», «алфавит». 5. Развернутая форма представления чисел в позиционных системах. 6. Перевод чисел из одной системы в другую. 7. Особенности двоичной арифметики. Знакомство с системами счисления начинается с разделения систем на позиционные и непозиционные. Примером непозиционной системы является римский способ записи чисел (римские цифры), пример позиционной системы - десятичная арабская система счисления. После 'этого рассматриваются только позиционные системы счисления. Вводится понятие алфавита и основания системы счисления. Следует показать алфавиты различных позиционных систем счисления. Системы с основанием не больше 10 используют только арабские цифры. Если же основание больше 10, то в роли цифр выступают латинские буквы в алфавитном порядке. Из таких систем в дальнейшем будет рассматриваться лишь шестнадцатеричная система. Далее нужно научить учеников записывать натуральный ряд чисел в различных позиционных системах. Объяснение следует проводить на примере десятичной системы, для которой вид натурального ряда чисел им хорошо известен: 1 2 3 4 5 6 7 В 9 10 11... 19 20...99 100 101... По такому же принципу строится натуральный ряд и в других системах счисления. Например, в четверичной системе (с основанием 4): 1 2 3 10 11 12 13 20 21 22 23 30 31 32 33 100 101 102 103 ПО 111...333 1000... Аналогично и для других систем. Наибольший интерес представляет натуральный ряд двоичных чисел. Вот как он выглядит: 1 10 11 100 101 ПО 111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 10000... Следует обратить внимание учеников на быстрый рост числа цифр. Сущность позиционного представления чисел отражается в развернутой форме записи чисел. Снова для объяснения привлекаем десятичную систему. Например: 5319,12 = 5000 + 300 + 10 + 9 + 0,1 + 0,02 = 5х103 + 3х102 + + 1x10 + 9 + 1х10-1 + 2х10-2. Последнее выражение и называется развернутой формой записи числа. Аналогично можно получить развернутую форму чисел в других системах счисления. Например, для восьмеричного числа: 1753 = 1x103 + 7x102 + 5x101 + 3. Здесь 108 = 810. Следующий «опрос, изучаемый в этом подразделе, — способы перевода чисел из одной системы в другую. Основная идея заключается в следующем: перевод чисел неизбежно связан с выполнением вычислений. Поскольку нам хорошо знакома лишь десятичная арифметика, то любой перевод следует свести к выполнению вычислений над десятичными числами. Чаще всего развернутую форму числа сразу записывают в десятичной системе. Вот еще пример с двоичным числом: 101101,12 = (1x2 + 0x24 + lx2 3 + lx22 + 0x21 + 1 + 1x2-1')10 = -32 + 8 + 4 + 1 + 0,5 = 45,510. Перевод десятичных чисел в другие системы счисления — задача более сложная. В принципе все происходит через ту же самую развернутую форму записи числа. Только теперь нужно суметь десятичное число разложить в сумму по степеням нового основания n#10. Например, число 8510 по степеням двойки раскладывается так 8510=1x26 + 0x25 + 1x24 + 0x23 + 1x22 + 0x2 + 1=10101012 Однако проделать это в уме довольно сложно. Здесь следует показать формальную процедуру (алгоритм) такого перевода. Описание алгоритма можно прочитать в [1]. Там же дастся математическое обоснование алгоритма. Разбор этого обоснования требует от учеников определенного уровня математической грамотности. Применение двоичной системы счисления в ЭВМ может рассматриваться в двух аспектах: 1) двоичная нумерация; 2) двоичная арифметика, т.е. выполнение арифметических вычислений над двоичными числами. С двоичной нумерацией ученики встретятся в теме «Представление текста в компьютерной памяти». Рассказывая о таблице кодировки ASCII, учитель должен сообщить ученикам, что внутренний двоичный код символа — это его порядковый номер в двоичной системе счисления. В результате обучения учащиеся должны: • знать (понимать): понятие «система счисления», различие между позиционными и непозиционными системами счисления; • уметь; переводить целые числа из десятичной системы счисления в другие системы и обратно, выполнять простейшие арифметические операции с двоичными числами; • использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни: для расширения представлений об интегративных связях информатики и математики, мотивации фундаментализации математического образования. Согласно принципу Дж.фон Неймана компьютер производит вычисления в двоичной системе счисления. В рамках базового курса достаточно ограничиться рассмотрением вычислений с целыми двоичными числами. 8. 9.3. Язык логики и его место в базовом курсе 9.3.1. Подходы к раскрытию темы в учебной литературе Логика— наука, изучающая методы установления истинности или ложности одних высказываний на основе истинности или ложности других высказываний. Основы логики как науки были заложены в IV в. до н.э. древнегреческим ученым Аристотелем. Правила вывода истинности высказываний, описанные Аристотелем (силлогизмы) оставались основным инструментом логики вплоть до второй половины XIX в., когда в трудах Дж. Буля, О.Де Моргана и других возникла математическая логика. Средствами этой новой науки все прежние достижения логики были переведены на точный язык математики. Развивается аппарат алгебры логики (булевой алгебры), исчисления высказываний, исчисления предикатов. Развитие математической логики имело большое значение для всей математической науки, повысив уровень ее строгости и доказательности. Логика относится к числу дисциплин, образующих математический фундамент информатики. Знакомство учащихся с элементами математической логики в рамках курса информатики может происходить в следующих аспектах: • процедурно-алгоритмическом; • логическом программировании; • схемотехническом. К первому аспекту относится использование логических величии и логических выражений в языках программирования процедурного типа, а также в работе с электронными таблицами, с базами данных. В условных операторах, условных функциях, реализующих алгоритмическую структуру ветвления, используются логические выражения. В запросах на поиск информации в базах данных также присутствуют логические выражения. Использование в программах величин логического типа позволяет эффективно решать сложные логические задачи, «головоломки». Впервые в школьной информатике цементы логического программирования, языка Пролог были включены в учебник |6|. Согласно авторской концепции, одной из главных задач школьной информатики должно быть развитие логического мышления учащихся, умения рассуждать, доказывать, подбирать факты, аргументы и обосновывать предлагаемые решения. Как известно, парадигма логическою программирования является альтернативной к процедурной парадигме. В механизме вывода Пролога используется аппарат исчисления предикатов. В образовательном стандарте и примерной программе по информатике 2004 г. темы логического программирования и моделирования знаний не упоминаются. Под схемотехническим аспектом понимается знакомство с логическими схемами элементов компьютера: вентилей, сумматоров, триггера, предназначенных для обработки и хранения двоичной информации. При изучении данной темы следует обратить внимание учеников на то обстоятельство, что основой внутреннего языка компьютера является язык логики, булева алгебра. Это связано с двумя обстоятельствами: во-первых, внутренний язык компьютера и язык логики используют двоичный алфавит (0 и 1): во-вторых, все команды языка процессора реализуются через три логические операции: И, ИЛИ, НЕ. Тема логических схем элементов ЭВМ присутствует в главе «Логические основы построения компьютера» учебника [5]. Обширный материал по использованию математической логики в курсе информатики содержится в учебном пособии [1]. Практический материал по теме «Логическая информация и основы логики» имеется в учебном пособии |4|. 9.3.2. Методические рекомендации по изучению темы Изучаемые вопросы: !. Логические величины, операции, выражения. 2. Математическая логика в базах данных. 3. Математическая логика в электронных таблицах. 4. Математическая логика в программировании. Основные понятия математической логики. К основным понятиям математической логики относятся следующие. Высказывание (суждение) — это повествовательное предложение, в котором что-либо утверждается или отрицается. Высказывание может быль истинным или ложным. Логические величины — понятия, выражаемые словами: ИСТИНА, ЛОЖЬ (true, false). Логическое выражение — простое или сложное высказывание. В сложных высказываниях используются логические операции. Логическое выражение, записанное в формализованном киле (с использованием констант, переменных, знаков операций, скобок), называют логической формулой. Логические операции — в математической логике определены пять основных логических операций: конъюнкция, дизъюнкция, отрицание, импликация, эквивалентность. Первые три из них составляют полную систему операций, вследствие чего остальные операции могут быть выражены через них (нормализованы). В информатике обычно используются эти три операции. Ученики должны узнать правила выполнения логических операций, уметь строить таблицы истинности логических выражений. Математическая логика в базах данных. При изучении базового курса информатики ученики впервые встречаются с элементами математической логики в теме «Базы данных». В реляционных БД логическими величинами являются поля логического типа. Логический тип используется наряду с другими типами полей и ученики должны научиться выделять его. П р и м е р 1. Реляционная база данных ФАКУЛЬТАТИВЫ содержит сведения о посещении учениками трех факультативов по геологии, цветоводству и танцам. На реляционном языке ее структура описывается так: ФАКУЛЬТАТИВЫ (УЧЕНИК, ГЕОЛОГИЯ, ЦВЕТОВОДСТВО, ТАНЦЫ). Поля ГЕОЛОГИЯ, ЦВЕТОВОДСТВО и ТАНЦЫ будут иметь логический тип. Значение ИСТИНА для каждого поля обозначает, что ученик посещает данный факультатив, а ЛОЖЬ — не посещает. Логические выражения используются в запросах к базе данных в качестве условий поиска. Применительно к базам данных определение логического выражения можно перефразировать так: логическое выражение — что некоторое высказывание по поводу значений полей базы данных, это высказывание по отношению к разным записям может быть истинным или ложным. Основная проблема — научить учеников формальному представлению условий поиска в виде логических выражений. Например, от фразы «найти все книги, лежащие выше пятой полки» нужно перейти к логическому выражению: ПОЛКА > 5 — или условие «выбрать всех неуспевающих по физике» представить в виде: ФИЗИКА < 3, или "выбрать все дни, когда шел дождь": ОСАДКИ = дождь. В сложных условиях выборки используются логические операции. Для правильной записи условий необходимо учитывать старшинство операций, верно расставлять скобки. П р и м е р 2. Рассматривается база данных БИБЛИОТЕКА со сведениями о книгах в личной библиотеке, которая имеет следующую структуру: БИБЛИОТЕКА(НОМЕР, АВТОР, НАЗВАНИЕ, ГОД, ПОЛКА). Требуется выбрать все книги Беляева и Толстого, расположенные от 2-й до 5-й полки. Логическое выражение запишется так: (АВТОР= ""Толстой Л.Н." или АВТОР= "Беляев А.Р.") и ПОЛКА>=2 и П0ЛКА<=5. Математическая логика в электронных таблицах. Следующая встреча учеников с математической логикой в базовом курсе происходит при изучении электронных таблиц (ЭТ). Язык электронных таблиц можно интерпретировать как своеобразный табличный язык программирования для решения вычислительных задач. Причем реализуемые на ЭТ вычислительные алгоритмы могут иметь не только линейную структуру, но и ветвящуюся и даже циклическую (итерационные циклы). Ветвления в ЭТ реализуются через условную функцию. Форма записи условной функции в значительной мере зависит от типа табличного процессора. Если в клетку заносится условная функция, то на экране отображается результат ее вычисления, т.е. то или иное значение в зависимости от условия, заданного логическим выражением. Обычно условная функция имеет такую структуру: IF (условие, действие1., действие2) . Здесь «условие» — логическое выражение. Если условие истинно, то выполняется действие1 иначе — действие2. Простое логическое выражение представляет собой отношение (в том же смысле, в котором это понятие используется в базах данных). Сложное логическое выражение содержит логические операции. Особенность логических выражений для электронных таблиц заключается в том, что логические операции используются как функции: сначала записывается имя логической операции: И, ИЛИ, НЕ (AND, OR, NOT), а затем в круглых скобках перечисляются логические операнды. Например, логическое выражение AND(A1>0, А1<1) соответствует математической системе неравенств: 0 < AI < 1, Например, требуется вычислить следующую разрывную функцию: |𝑥𝑥|, если− 1 < 𝑥𝑥 < 1 𝐹𝐹(𝑥𝑥) = 1 , иначе В ячейке таблицы соответствующая условная функция запишется так: IF(AND(А1>-1,А1<1) , ABS(А1), 1) . Логические формулы могут размешаться в ячейках ЭТ сами по себе, без использования условной функции. В таком случае в данной ячейке будет отражаться логическое значение ИСТИНА или ЛОЖЬ. Например, если в ячейке С6 храниться сумма балов, набранная абитуриентом на вступительных экзаменах, а проходной балл в институт равен 14, то поместив в ячейку D6 формулу: С6>=14, получим в этой ячейке значение ИСТИНА, если абитуриент поступил в институт и ЛОЖЬ, если нет. Математическая логика в программировании. В большинстве современных процедурных языков программирования высокого уровня имеется логический тип данных, реализованы основные логические операции. Использование этих средств позволяет решать на ЭВМ сложные логические задачи, моделировать логику человеческого мышления в программных системах искусственного интеллекта. В программах решения задач с математическим содержанием логические выражения чаще всего применяются для описания систем неравенств (отношений). Решая задачи такого типа, ученики, прежде всего, должны проявить знания математики, а затем уже умение переложить математические отношения на язык логики и оформить решение задачи на языке программирования. В программах вычислительного характера логические выражения, как правило, используются в условной части операторов ветвления и цикла. В результате обучения учащиеся должны: • знать (понимать): что такое логическая величина, логическое выражение; как выполняются логические операции; правила записи и вычисления логических выраженний; • уметь: определять истинность высказываний (логических выражений); записывать логические выражения с использованием основных логических операций: И. ИЛИ, НЕ; • использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни: для развития логического мышления. 9. 9.4. Представление данных в компьютере Изучаемые вопросы: 1. Представление числовой информации. 2. Представление символьной информации. 3. Представление графической информации. 4. Представление тука. По своему назначению компьютер — универсальное, программно-управляемое автоматическое устройство для работы с информацией. Из свойства универсальности следует то, что компьютер осуществляет все три основных типа информационных процессов: хранение, передачу и обработку информации. Современные компьютеры работают со всеми видами информации: числовой, символьной, графической, звуковой. Информация, хранимая в памяти компьютера и предназначенная для обработки, называется данными. Тема представления данных в памяти компьютера присутствует в образовательном стандарте и примерной программе по информатике. Во всех учебниках четвертого поколения по базовому курсу она находит отражение. В учебнике Н. В. Макаровой |5| тема представления данных выделена в отдельную главу под названием «Кодирование информации в компьютере». В ней последовательно описывается кодирование числовой, символьной и графической информации. В учебниках И.Г.Семакинаи Н.Д .Угриновмча для VIII —IX кл. рассматриваются способы кодирования в компьютере чисел, текстов, графики и звука. Рассмотрение этих вопросов разнесено по главам, посвященным компьютерным технологиям обработки соответствующих видов информации. Представление числовой информации. Исторически первым видом данных, с которым стали работать компьютеры, были числа. Первые ЭВМ использовались исключительно для математических расчетов. В соответствие с принципами Джона фон Неймана ЭВМ выполняет расчеты в двоичной системе счисления, Обсуждение вопроса о том, как представляются числа в памяти ЭВМ, будем вести на примере 16разрядной машины. Числа в памяти ЭВМ хранятся в двух форматах: в формате с фиксированной точкой и в формате с плавающей точкой. Под точкой здесь и в дальнейшем подразумевается знак разделения целой и дробной части числа. Формат с фиксированной точкой используется для хранения в памяти целых чисел. В этом случае число занимает одно машинное слово памяти (16 бит). Чтобы получить внутренне представление целого положительного числа N в форме с фиксированной точкой, нужно: 1) перевести число N в двоичную систему счисления; 2) полученный результат дополнить слева незначащими нулями до 16 разрядов. Например, N= 160710 = 11001000112. Внутреннее представление этого числа в машинном слове будет следующим: 0000 0110 0 1 0 0 0 111. В сжатой шестнадцатеричной форме этот код запишется так: 0647. Двоичные разряды в машинном слове нумеруются от 0 до 15 справа налево. Старший, 15-й? разряд в машинном представлении любого положительного числа равен нулю. Поэтому максимальное целое число в такой форме: 0111 1111 1111 11112 =7FFF16 = (215-1) = 3276710. Для записи внутреннего представления целого отрицательного числа (-N) нужно: 1) получить внутренне представление положительного числа N; 2) получить обратный код этого числа заменой 0 на I и 1 на 0; 3) к полученному числу прибавить I. Определим по этим правилам внутреннее представление числа -160710 ,„. 1 0000 ОНО 0100 0111 2) 1111 1001 1011 1000 3) +1 1111 1001 1011 1001 — результат. Шестнадцатеричная форма результата: F9B9. Описанный способ представления целого отрицательного числа называется дополнительным кодом. Старший разряд в представлении любого отрицательного числа равен 1. Следовательно, он указывает на знак числа и поэтому называется знаковым разрядом. Применение дополнительного кода для внутреннего представления отрицательных чисел дает возможность заменить операцию вычитания операцией сложения с отрицательным числом: N - М = N + (-М). Очевидно, должно выполняться следующее равенство: N+(-N) = 0. Выполним такое сложение для полученных выше чисел 1607 и -1607: 0000 0110 0100 0111 1607 1111 1001 1011 1001 -1607 10000 0000 0000 0000 0 Таким образом, единица в старшем разряде, получаемая при сложении, выходит за границу разрядной сетки машинного слова и исчезает, а в памяти остается нуль. Выход двоичных знаков за границу ячейки памяти, отведенной под число, называется переполнением. Для вещественных чисел такая ситуация является аварийной. Процессор ее обнаруживает и прекращает работу (прерывание по переполнению). Однако при вычислениях с целыми числами переполнение не фиксируется как аварийная ситуации и прерывания не происходит. Двоичное 16-разрядное число 1000 0000 0000 0000 = 215 является «отрицательным самому себе»: 1000 0000 0000 0000 215 0111 1111 1111 1111 +1 1000 0000 0000 0000 -215 Этот код используется для представления значения -215 =-32768. Следовательно, диапазон представления целых чисел в 16-разрядном машинном слове: -32768 < N < 32767. В общем случае для k-разрядного машинного слова этот диапазон следующий -2k-1 ≤ N ≤ 2k-1 - 1. Формат с плавающей точкой используется как для представления целочисленных значений, так и значений с дробной частью. В математике такие числа называются действительными, в программировании — вещественными, Формат с плавающей точкой предполагает представление вещественного числа R в форме произведения мантиссы (m) на основание системы счисления (n) в некоторой целой степени, которую называют порядком (р): R = ± mxnp. В памяти ЭВМ мантисса представляется как целое число, содержащее только ее значащие цифры (0 целых и запятая — не хранятся). Следовательно, задача внутреннего представления вещественного числа сводится к представлению пары целых чисел: мантиссы (m) и порядка (р). В рамках базового курса информатики вопрос о представлении вещественных чисел может рассматриваться лишь на углубленном уровне. Теоретический материал и практические задания на эту тему имеются в |4|. Представление символьной информации. В настоящее время одним из самых массовых приложений ЭВМ является работа с текстами. Термины «текстовая информация» и «символьная информация» используются как синонимы. В информатике подтекстом понимается любая последовательность символов из определенного алфавита. Совсем не обязательно, чтобы это был текст на одном из естественных языков (русском, английском и др.). Это могут быть математические или химические формулы, номера телефонов, числовые таблицы и пр. Булем называть символьным алфавитом компьютера множество символов, используемых на ЭВМ для внешнего представления текстов. Первоначальная задача — познакомить учеников с символьным алфавитом компьютера. Они должны знать: • алфавит компьютера включает в себя 256 символов; • каждый символ занимает 1 байт памяти. Далее следует ввести понятие о таблице кодировки. Таблица кодировки — это стандарт, ставящий в соответствие каждому символу алфавита свой порядковый номер. Наименьший номер — 0, наибольший — 255. Двоичный код символа — это его порядковый номер в двоичной системе счисления. Таким образом, таблица кодировки устанавливает связь между внешним символьным алфавитом компьютера и внутренним двоичным представлением. Международным стандартом для персональных компьютеров стала таблица ASCII. На практике можно встретиться и с другой таблицей — КОИ-8 (Код Обмена Информацией), которая используется в глобальных компьютерных сетях, на ЭВМ, работающих пол управлением операционной системы Unix. От учеников не нужно требовать запоминания кодов символов. Однако некоторые принципы организации кодовых таблиц они должны знать. Следует рассмотреть вместе с учениками таблицу кода ASCII, приведенную в ряде учебников и в справочниках. Она делится на две части. Международным стандартом является лишь первая половина таблицы, т.е. символы с номерами от 0 до 127. Сюда входят строчные и прописные буквы латинского алфавита, десятичные цифры, знаки препинания, всевозможные скобки, коммерческие и другие символы. Символы с номерами от 0 до 31 принято называть управляющими. Их функция — управление процессом вывода текста на экран или печать, подача звукового сигнала, разметка текста и т. л. Символ номер 32 — пробел, т.е. пустая позиция в тексте. Все остальные отражаются определенными знаками. Важно обратить внимание учеников на соблюдение принципа последовательного кодирования в расположении букв латинского алфавита, а также цифр. На этом принципе основана возможность сортировки символьной информации, с которой ученики впервые встретятся, работая с базами данных. Вторая половина кодовой таблицы может иметь различные варианты. В первую очередь, она используется для размещения национальных алфавитов, отличных от латинского. Поскольку для кодировки русского алфавита — кириллицы — применяются разные варианты таблиц, то часто возникают проблемы с переносом русского текста с одного компьютера на другой, из одной программной системы в другую. Можно сообщить ученикам, что таблица кодировки символов 128 — 255 называется кодовой страницей и каждый ее вариант имеет свой номер. Так, например, в MS DOS используется кодовая страница номер 866, а в Windows - номер 1251. В качестве дополнительной информации можно рассказать о том, что проблема стандартизации символьного кодирования решается введением нового международного стандарта, который называется Unicode. Это 16-разрядная кодировка, т.е. в ней на каждый символ отводится 2 байт памяти. Конечно, при этом объем занимаемой памяти увеличивается в 2 раза. Но зато такая кодовая таблица допускает включение до 65 536 символов. Ясно, что в нее можно внести всевозможные национальные алфавиты . Представление графической информации. Существуют два подхода к решению проблемы представления изображения на компьютере: растровый и векторный. Суть обоих подходов в декомпозиции, т.е. разбиении изображения на части, которые легко описать. Растровый подход предполагает разбиение изображения на маленькие одноцветные элементы — видеопиксели, которые, слипаясь, дают общую картину. В таком случае видеоинформация представляет собой перечисление в определенном порядке цветов этих элементов. Векторный подход разбивает всякое изображение на геометрические элементы: отрезки прямой, эллиптические дуги, фрагменты прямоугольников, окружностей, области однородной закраски и пр. При таком подходе видеоинформация — это математическое описание перечисленных элементов в системе координат, связанной с экраном дисплея. Векторное представление более всего подходит для чертежей, схем, штриховых рисунков. Нетрудно понять, что растровый подход универсальный, т.е. он применим всегда, независимо от характера изображения. В силу дискретной (пиксельной) структуры экрана монитора в видеопамяти любое изображение представляется в растровом виде. На современных ПК используются только растровые дисплеи, работающие по принципу построчной развертки изображения. Информация в видеопамяти (видеоинформация) представляет собой совокупность кодов цвета каждого пикселя экрана. Отсюда следует, что вопрос о представлении изображения связан со способами кодирования цветов. Физический принцип получения разнообразных цветов па экране дисплея заключается в смешивании трех основных цветов: красного, зеленого и синего (RGB-модель). Значит, информация, заключенная в коде пиксела, должна содержать сведения о том, какую интенсивность (яркость) имеет каждая составляющая в его цвете. Связь между разрядностью кода цвета — Ь и количеством цветов — А" (размером палитры) выражается формулой: К = 2*. В литературе по компьютерной графике величину Ь принято называть битовой глубиной цвета. Так называемая естественная палитра цветов получается при Ь = 24. Для такой битовой глубины палитра включает более 16 млн цветов. При векторном подходе изображение рассматривается как совокупность простых элементов: прямых линий, дуг, окружностей, эллипсов, прямоугольников, закрасок, которые называются графическими примитивами. Графическая информация - это данные, однозначно определяющие все графические примитивы, составляющие рисунок. Положение и форма графических примитивов задаются в системе графических координат, связанных с экраном. Обычно начало координат расположено в верхнем левом углу экрана. Сетка пикселов совпадает с координатной сеткой. Горизонтальная ось Х направлена слева направо, вертикальная ось У— сверху вниз. Представление звука. В связи с тем, что тема представления звука включена в Примерную программу 2004 г., она вошла в содержание учебников по Базовому курсу [11, 13]. Эта тема относится к теоретическим основам технологии мультимедиа. В [11] раскрывается различие между аналоговым представлением звука, использующимся в нецифровой звуковой технике (грампластинки, магнитофоны), и дискретным, цифровом, представлении в компьютере. Современные компьютеры «умеют» сохранять и воспроизводить звук (речь, музыку и пр.). Звук, как и любая другая информация, представляется в памяти ЭВМ в форме двоичного кода. Основной принцип кодирования звука, так же как и кодирования изображения, выражается словом «дискретизация». Физическая природа звука — колебания в определенном диапазоне частот, передаваемые звуковой волной через воздух (или другую упругую среду). Процесс преобразования звуковых волн в двоичный код в памяти компьютера: звуковая волна-» МИКРОФОН -» переменный электрический ток -» АУДИОАДАПТЕР -» двоичный код - ПАМЯТЬ ЭВМ Процесс воспроизведения звуковой информации, сохраненной в памяти ЭВМ: ПАМЯТЬ ЭВМ -» двоичный код -> АУДИОАДАПТЕР -> электрический сигнал -> АКУСТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА -» звуковая волна. Аудиоадаптер (звуковая плата) — специальное устройство, подключаемое к компьютеру, предназначенное для преобразования электрических колебаний звуковой частоты в числовой двоичный кол при вводе звука и для обратного преобразования (из числового кола в электрические колебания) при воспроизведении звука. В процессе записи звука аудиоадаптер с определенным периодом измеряет амплитуду электрического тока и заносит в регистр двоичный код полученной величины. Затем полученный код из регистра переписывается в оперативную память компьютера. Качество компьютерного звука определяется характеристиками аудиоадаптера: частотой дискретизации и разрядностью. Частота дискретизации — это количество измерений входного сигнала за I с. Частота измеряется в герцах (Гц). Одно измерение за 1 с. соответствует частоте 1 Гц.. 1000 измерений за I с — 1 кГц. Характерные частоты дискретизации аудиоадаптеров: 11 кГц, 22 кГц, 44,1 кГц и др. Разрядность регистра — число бит в регистре аудиоадаптера. Разрядность определяет точность измерения входного сигнала. Чем больше разрядность, тем меньше погрешность каждого отдельного преобразования величины электрического сигнала в число и обратно. Если разрядность равна 8(16), то |6 при измерении входного сигнала может быть получено 2* = 256 (2 = 65536) различных значений. Очевидно, 16-разрядный аудиоадаптер точнее кодирует и воспроизводит звук, чем 8-разрялный. Звуковой файл — файл, хранящий звуковую информацию в числовой двоичной форме. Как правило, информация в звуковых файлах подвергается сжатию. Пример. Определить размер (в байтах) цифрового аудиофайла. время звучания которого составляет 10 с при частоте дискретизации 22,05 КГц и разрешении 8 бит. Файл сжатию не подвержен. Решение. Формула для расчета размера (в байтах) цифрового аудиофайла (монофоническое звучание): (частота дискретизации, Гц) х(время записи, с) х(разрешение, бит)/8. Таким образом, размер файла вычисляется так: 22050x10x8/8 = 220500 байт. В результате обучения учащиеся должны: • знать (понимать): способы представления данных в памяти компьютера (чисел, символов, изображения, звука); понятие таблицы кодировки; различие между аналоговым и дискретным представлением звука; • уметь: представлять числа в Л-байтовой разрядной сетке; колировать и декодировать символы с помощью таблицы кодов; находить информационный объем текстов, графического изображения, звуковой информации; . использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни: воспринимать компьютер как инструмент обработки информационных объектов. 10. Вопросы для обсуждения 1. Какое место занимает понятие «язык» в базовом курсе информатики? Обоснуйте проникновение этого понятия во все содержательные линии курса. 2. Как объяснить учащимся различие между естественными и формальными языками? Предложите серию примеров. 3. В чем различие между внутренними и внешними языками компьютера? 4. Почему нельзя говорить о едином языке двоичных кодов для всех типов данных, представимых в памяти ЭВМ? 5. Какова методическая последовательность вопросов, ответами на которые раскрывается тема «Системы счисления»? 6. В каких разделах информатики используется аппарат математической логики? 7. В какой методической последовательности следует раскрывать основные понятия математической логики? 8. С какой информацией может работать современный компьютер? Можно ли утверждать, что компьютер может работать с любой информацией, с которой имеет дело человек? 9. Зачем в ЭВМ используются дна формата представления чисел: с фиксированной точкой и с плавающей точкой? Почему бы не ограничиться лишь одним «плавающим» форматом? 10. Как объяснить ученикам смысл терминов «фиксированная точка», «плавающая точка»? 11. Какие основные принципы организации таблиц символьной кодировки необходимо объяснить ученикам? 12. В чем различие между растровым и векторным представлением изображения? Какой способ является более универсальным? 13. Какое практическое значение может иметь для пользователя понимание принципов внутреннего представления изображения, выводимого на экран? 14. Можно ли с помощью иллюстрации (рисунка, чертежа) пояснить смысл процесса дискретизации для представления звука в памяти ЭВМ? 11. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Андреева Е.В. Математические основы информатики. Элективный курс/ Е.В.Андреева, Л. Л. Босова, И. Н.Фалина. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. 2. Гейн А. Г. Основы информатики и вычислительной техники. Учебник для 10-11 классов ср. школы / А. Г. Гейн, В.Г.Житомирский, I П.Липецкий. — М.: Просвещение, 1993. 3. Гейн А.Г. Информатика. Классы 7 — 9 / А. Г.Гейн, А.И.Сенокосов, В.Ф. Шолохович. — М. : Дрофа, 1998. 4. Задачник-практикум по информатике: учеб. пособие / под ред. И.Семакина, Е.Хеннера. — М. : Лаборатория Базовых Знаний, 1999. 5. Информатика. 7 —9 кл. Базовый курс / под ред. Н.В.Макаровой. — СПб. : Питер, 2005. 6. Каймин В.А.Основы информатики и вычислительной техники. Учебник для 10— 11 кл. ср. школы / В. А. Каймин. А. Г. Щеголей, Е.А. Ерохина, Д. П.Федюшин. - М. : Просвещение, 1989. 7. КушниренкоА.Г. Основы информатики и вычислительной техники: учеб. пособие для учащихся / А. Г. Кушниренко, Г. В.Лебедев, Р.А.Сворень. — М.: Просвещение, 1996. 8. Математический энциклопедический словарь. — М.: Сов. энцикл., 1988. 9. Основы информатики и вычислительной техники, В 2 ч : пробное учеб. пособие для сред. учеб. завед. / под ред. А. П. Ершова, В. М. Монахова. -М. : Просвещение, 1ч85 (ч. 1). 1986 (ч. 2). 10. Семакин И. Г. Информатика и ИКТ. Базовый курс. Учебник для 9 кл. / И.Г.Семакин, Л.А.Залогова, С.В.Русаков. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. 11. Семжин И. Г. Информатика и ИКТ. Базовый курс. Учебник для 8 кл. / И.Г.Семакин, Л.А.Залогова, С.В.Русаков. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2О05. 12. Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ. Базовый курс. Учебник для 8 кл. / Н.Д.Угринович. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. 13. Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ. Базовый курс. Учебник для 9 кл. / Н.Д.Угринович. VI. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. 14. Информатика. 7—8 класс / под ред. Н.В. Макаровой. — СПб. тер, 2000. 15. Информатика. 9 класс : поурочные планы по учебнику Н.Д.Угриновича / авт.-сост. Л. В. Рябинииа. — Волгоград : Учитель, 2007. 16. Кузнецов А. А. Информатика, Тестовые задания / А. А. Кузнецов, В. И Пугач, Т. В.Добудько. — М. : ВИНОМ. Лаборатория знаний, 2003. 17. Макарова И. В. Программа по информатике и ИКТ (системно-информационная концепция)/ Н.В.Макарова. — СПб. : Нигер, 2007. 18 Молодцов В.А. Современные открытые уроки информатики. 8 — 11-е классы / В.А. Молодцов, Н.Б.Рыжикова. — Ростов н/Д, : Феникс, 2003. 19. Шелепаева А. X. Поурочные разработки но информатике: 8 —9 классы / А.Х. Шелепаева. — М. : ВАКО, 2006. 20. Щикот СЕ. Комплексные тестовые упражнения по информатике / С. Е. Щикот. — Ростов н/Д.: Феникс, 2005. • Обще дидактические методы обучения информатике Метод обучения – это способ организации совместной деятельности учителя и учащихся по достижению целей обучения. Методический прием (синонимы: педагогический прием, дидактический прием) – это составная часть метода обучения, его элемент, отдельный шаг в реализации метода обучения. Каждый метод обучения реализуется через сочетание определенных дидактических приемов. При обучении информатике применяются, в основном, такие же методы обучения, как и для других школьных предметов, имея, однако, свою специфику. Методы обучения реализуются в различных формах и с помощью различных средств обучения. Каждый методов одни задачи обучения решает успешно, а другие – менее успешно. Универсальных методов не существует, поэтому на уроке должны применяться разнообразные методы и их сочетание. В структуре метода обучения выделяют целевую составляющую, деятельную составляющую и средства обучения. Методы обучения выполняют важные функции процесса обучения: мотивационную, организующую, обучающую, развивающую и воспитывающую. Эти функции взаимосвязаны. Выбор метода обучения определяется следующими факторами: • дидактическими целями; • содержанием обучения; • уровнем развития учащихся и сформированности учебных навыков;  опытом и уровнем подготовки учителя. • Классификация методов обучения Классификацию методов обучения проводят по различным основаниям: по дидактическим целям; по характеру познавательной деятельности; на основе кибернетического подхода Ю.К.Бабанского.  Классификация методов по дидактическим целям. По дидактическим целям методы обучения делятся на методы приобретения новых знаний, методы формирования умений, навыков и применения знаний на практике, методы контроля и оценки знаний, умений и навыков. Классификация методов по характеру познавательной деятельности. По характеру познавательной деятельности методы обучения делятся на объяснительно‐иллюстративные; репродуктивные; проблемные;эвристические; исследовате льские. • ОБЪЯСНИТЕЛЬНО-ИЛЛЮСТРАТИВНЫЙ МЕТОД Он состоит в том, что учитель сообщает готовую информацию разными средствами, а учащиеся воспринимают, осознают и фиксируют в памяти эту информацию. Сообщение информации учитель осуществляет с помощью устного слова (рассказ, лекция, объяснение), печатного слова (учебник, дополнительные пособия), наглядных средств (картины, схемы, кино- и диафильмы, натуральные объекты в классе и во время экскурсии), практического показа способов деятельности (показ опыта, работы на станке, образцов склонения, способа решения задачи, доказательства теоремы, способов составления плана, аннотации и т. д. и т. п.). Объяснительно-иллюстративный метод — один из наиболее экономных способов передачи подрастающим поколениям обобщенного и систематизированного опыта человечества. Эффективность этого метода проверена многолетней практикой, и он завоевал себе прочное место в школах всех стран, на всех ступенях обучения. 4. РЕПРОДУКТИВНЫЙ МЕТОД Знания, полученные в результате объяснительно-иллюстративного метода, не формируют навыков и умений пользоваться этими знаниями. Для приобретения учащимися навыков и умений и вместе с тем для достижения второго уровня усвоения знаний учитель системой заданий организует деятельность школьников по неоднократному воспроизведению сообщенных им знаний и показанных способов деятельности. Учитель дает задания, а учащиеся их выполняют — решают сходные задачи, склоняют и спрягают по образцу, составляют планы, работают но инструкции на станке, воспроизводят химический и физический опыт. От того, насколько трудно задание, от способностей ученика зависит, как долго, сколько раз и с какими промежутками ученик должен повторять работу. Обучение грамотности и четкому письму требует нескольких лет, чтению — гораздо меньше времени. Установлено, что усвоение новых слов при изучении иностранного языка требует, чтобы эти слова встретились около 20 раз на протяжении определенного срока. Словом, воспроизведение и повторение способа деятельности по заданиям учителя являются главным признаком метода, названного репродуктивным. Само название характеризует деятельность только ученика, но по описанию метода видно, что он предполагает организующую, побуждающую деятельность учителя. Его и можно было бы назвать побуждающе-репродуктивным. Учитель пользуется для предъявления заданий устным и печатным словом, наглядностью разного вида, а учащиеся пользуются теми же средствами для выполнения заданий, имея образец, сообщенный или показанный учителем. Репродуктивный метод. Для приобретения навыков и умений через систему заданий организуется деятельность обучаемых по неоднократному воспроизведению сообщенных им знаний и показанных способов деятельности. Педагог дает задания, а обучающийся их выполняет — решают сходные задачи, составляют планы, воспроизводят химический и физический опыты и т. д. От того, насколько трудно задание, от способностей обучаемого зависит, как долго, сколько раз и с какими промежутками он должен повторять работу. • Проблемный метод или метод проблемного изложения Метод проблемного изложения Проблемное изложение – это активизирующее изложение, когда учитель в ходе сообщения новых знаний систематически создаёт проблемные ситуации, ставит вопросы и указывает пути решения учебных проблем, постоянно побуждает учащихся к самостоятельной познавательной деятельности. В данном случае самостоятельность учащихся ещё не велика. Они лишь следят за поиском, который ведёт учитель, который не просто сообщает факты и делает выводы, как при объяснительно-иллюстративном рассказе, а рассуждает, показывает движение мысли к истине, создаёт атмосферу поиска, заставляет класс сопереживать. Проблемное изложение перерастает в следующий метод проблемного обучения – поисковую беседу, так как многие ученики не удовлетворяются ролью слушателей и стремятся сами отвечать на вопросы учителя. Частично-поисковый или эвристический метод Метод, при котором учитель выдвигает проблему, ставит задачу и организует участие школьников в выполнении отдельных шагов поиска в решении проблемы (задачи) получил название частично-поискового или эвристического. Решение школьниками отдельных вопросов (под-проблем) общей проблемы требует от них проявления элементов творческой деятельности, хотя целостное решение проблемы еще отсутствует. Эвристический (частично-поисковый) метод обучения заключается в организации активного поиска решения выдвинутых в обучении (или самостоятельно сформулированных) познавательных задач либо под руководством педагога, либо на основе эвристических программ и указаний. Процесс мышления приобретает продуктивный характер, но при этом поэтапно направляется и контролируется педагогом или самими учащимися. Основное назначение эвристического метода - постепенная подготовка обучаемых к самостоятельной постановке и решению проблем. Сущность частично-поискового метода обучения сводится к тому, что не все знания учащимся предлагаются в готовом виде, их частично нужно добывать самостоятельно; деятельность учителя заключается в оперативном управлении процессом решения проблемных задач. Разработкой содержания эвристических методов в педагогике занимаются В.И. Андреев, А.А. Деркач, В.Я. Ляудис, А.В. Хуторской, С.Ф. Щербак. Исследовательский метод обучения состоит в том, что учитель формулирует задачу, иногда в общем виде, а учащиеся самостоятельно добывают необходимые знания в ходе ее решения. При этом они овладевают методами научного познания и опытом исследовательской деятельности. Классификация методов обучения, предложенная академиком Ю.К.Бабанским, основана на кибернетическом подходе к процессу обучения и включает три группы методов: методы организации и осуществления учебно‐познавательной деятельности; методы стимулирования и мотивации учебно‐познавательной деятельности; методы контроля и самоконтроля эффективности учебно‐познавательной деятельности. Каждая из этих групп состоит из подгрупп, в которые входят методы обучения по иным классификациям. Классификация по Ю.К.Бабанскому рассматривает в единстве методы организации учебной деятельности, стимуляции и контроля. Такой подход позволяет целостно учитывать все взаимосвязанные компоненты деятельности учителя и учащихся. Приведем краткую характеристику основных методов обучения. Объяснительно‐иллюстративные, или информационно‐рецептивные методы обучения, состоят в передаче учебной информации в готовом виде и восприятии (рецепции) ее учениками. Учитель не только передает информацию, но и организует ее восприятие. Репродуктивные методы отличаются от объяснительно‐иллюстративных наличием объяснения знаний, запоминания их учениками и последующим воспроизведением (репродукцией) их. Прочность усвоения достигается многократным повторением. Эти методы важны при выработке навыков владения клавиатурой и мышью, а также при обучении программированию. При эвристическом методе организуется поиск новых знаний. Часть знаний сообщает учитель, а часть ученики добывают сами в процессе решения познавательных задач. Это метод еще называют частично‐поисковым. Проблемное обучение является очень эффективным методом для развития мышления школьников. Проблема возникает лишь тогда, когда есть противоречие. Именно наличие противоречия создает проблему. Если противоречие не возникает, то тогда это не проблема, а просто задача. Если учитель на учебных занятиях будет показывать, создавать противоречия, то он будет применять метод проблемного обучения. Рассказ – это последовательное изложение учебного материала вописательного характера. Обычно учитель рассказывает историю создания ЭВМ и персональных компьютеров, и т.п. Объяснение – это изложение материала с использованием доказательств, анализа, пояснения, повтора. Этот метод применяют при изучении сложного теоретического материала, используя средства наглядности. Например, учитель объясняет устройство компьютера, работу процессора, организацию памяти. Беседа – это метод обучения в форме вопросов и ответов. Беседы бывают: вводные, заключительные, индивидуальные, групповые, катехизические (с целью проверить усвоение учебного материала) и эвристические (поисковые). Например, метод беседы используется при изучении такого важного понятия, как информация. Однако, применение этого метода требует больших затрат времени и высокого уровня педагогического мастерства учителя. Лекция – устное изложение учебного материала в логической последовательности. Обычно применяется лишь в старших классах. Наглядные методы обеспечивают всестороннее, образное, чувственное восприятие учебного материала. Практические методы формируют практические умения и навыки, имеют высокую эффективность. К ним относятся: упражнения, лабораторные и практические работы, выполнение проектов. Дидактическая игра – это вид учебной деятельности, моделирующий изучаемый объект, явление, процесс. Ее цель – стимулирование познавательного интереса и активности. Игра готовит ребенка к труду и учению. Развивающие игры создают игровую ситуацию для развития творческой стороны интеллекта и широко применяются в обучении, как младших, так и старших школьников. Блочно‐модульное обучение – это метод обучения, когда содержание учебного материала и его изучение оформляется в виде самостоятельных законченных блоков или модулей, подлежащих изучению за определенное время. Обычно его применяют в вузах совместно с рейтинговой системой контроля знаний. В старших классах модульное обучение позволяет выстраивать для учащихся индивидуальную траекторию освоения информационных технологий путем комплектования профильных курсов из набора модулей. Методы контроля в обучении информатике (их роль, функции в процессе обучения) • Методы контроля в обучении информатике (их роль, функции в процессе обучения) Методы контроля являются обязательными для процесса обучения, так как обеспечивают обратную связь, являются средством его корректировки и регулировки. Функции контроля: 1. Воспитательная: это показ каждому ученику его достижений в работе; побуждение ответственно относиться к учению; воспитание трудолюбия, понимания необходимости систематически трудиться и выполнять все виды учебных заданий. Особое значение эта функция имеет для младших школьников, у которых еще не сформированы навыки регулярного учебного труда. 2. Обучающая: углубление, повторение, закрепление, обобщение и систематизация знаний в ходе контроля; выявление искажений в понимании материала; активизация мыслительной деятельности учащихся. 3. Развивающая: развитие логического мышления в ходе контроля, когда требуется умение распознать вопрос, определить, что является причиной и следствием; развитие умений сопоставлять, сравнивать, обобщать и делать выводы; развитие умений и навыков при решении практических заданий. 4. Диагностическая: показ результатов обучения и воспитания школьников, уровня сформированности умений и навыков; выявление уровня соответствия знаний учащихся образовательному стандарту; установление пробелов в обучении, характера ошибок, объема необходимой коррекции процесса обучения; определение наиболее рациональных методов обучения и направлений дальнейшего совершенствования учебного процесса; отражение результатов труда учителя, выявление недочетов в его работе, что способствует совершенствованию педагогического мастерства учителя. В школе применяются следующие виды контроля: предварительный, текущий, периодический и итоговый. Методы контроля: устный опрос,письменный опрос, контрольная работа, проверка домашнего задания, тестовый контроль, рейтинговый контроль. • Оценочная деятельность учителя (психологические и другие аспекты) Оценкой называют процесс сравнения знаний, умений и навыков учащихся с эталонными, зафиксированными в учебной программе. Оценка происходит в ходе процедуры контроля. Отметка – это условная количественная мера оценки, обычно выраженная в баллах. В широком обиходе часто оценки и отметки не разделяют. Педагоги обычно еще используют различные формальные и неформальные способы оценки тех или иных действий ученика, например, замечание, похвала, восклицание, мимика, жесты. В то же время отметка всегда выставляется в баллах. В отечественной школе практически принята четырехбалльная шкала отметок, хотя по инерции ее все еще называют пятибалльной. За рубежом широко применяются и другие шкалы отметок. Функции оценки: • уведомление ученика об уровне его знаний и степени соответствия нормативу; • информирование об успехах и неудачах в учебе; • выражение общего суждения учителя об ученике;  стимулирование активной учебной деятельности. Проводя оценку действий ученика, мы воздействуем на его интеллектуальную и волевую сферы, формируем качества личности. Важным результатом оценивания является формирование того или иного уровня притязаний школьника. Успех или неуспех учебной деятельности определяется не столько самооценкой ребенка, сколько оценочным воздействием учителя, учеников в классе, родителей. Всё это влияет на формирование уровня притязаний ребенка. Способы оценки: 1. Нормативный – исходя из требований образовательного стандарта и программных требований. Этим способом обычно пользуются ученые‐дидакты, и только в последние годы он начинает применяться в школе. 2. Сопоставительный – сопоставляя с действиями, знаниями, умениями и навыками других учеников, т.е. в сравнении. Им чаще всего пользуются учителя и родители. 3. Личностный – сравнивая с прошлыми действиями, знаниями, умениями и навыками этого же ученика в прошлом. Этим способом в нашей школе пользуются редко. Исходя из требований современной гуманистической педагогики, учителю в текущей работе нужно использовать личностный способ оценивания. Такой способ позволяет контролировать продвижение каждого ученика в его развитии. Нормативный способ оценивания необходим для ориентирования учащихся в своих достижениях и показа эталонных образцов учебной работы. Правила выставления оценок и отметок: 1. Контроль и оценка должны быть систематическими и охватывающими все важнейшие элементы знаний, умений и навыков. 2. Оценка должна проводиться в сочетании личностного и нормативного способов. Применение контролирующих компьютерных программ не исключает оценки работы ученика со стороны учителя. 3. Оценка и отметка должны быть гласными. 4. Проводя контроль и оценку знаний, учитель должен стремиться к тому, чтобы его контроль постепенно заменялся взаимо‐ и самоконтролем, самооценкой. Для этого следует обучать учащихся такой форме учебной работы, указывать способы контроля и оценивания. 5. Учитель должен давать возможность ученикам неоднократно пересдавать задания с целью повышения оценки. 6. Учитель должен сочетать разнообразные методы, формы и средства контроля, гибко меняйте тактику при выставлении отметок. • ЕГЭ по информатике (цель, тематика, типы заданий) Термин "единый" применительно к единому государственному экзамену (ЕГЭ) характеризуется двумя качествами: единый по содержанию, технологиям проведения и оценки для выпускников школ всей страны и единый, как объединенный выпускной для школы и вступительный для вуза, экзамен. ЕГЭ по замыслу разработчиков, должен выполнять две функции: аттестовать выпускников школы по результатам обучения и ранжировать их по рейтингу учебных достижений, что необходимо для поступления в другие учебные заведения (ссузы и вузы). Целью ЕГЭ является установление уровня освоения выпускниками федерального компонента Государственного образовательного стандарта среднего (полного) общего образования по предмету. Результаты единого государственного экзамена по информатике и ИКТ признаются образовательными учреждениями среднего профессионального и высшего профессионального образования как результаты вступительных испытаний по информатике и ИКТ. Используемые при этом контрольные измерительные материалы (КИМ) позволяют соотнести результаты, показанные отдельными экзаменующимися, путем выставления за работу количественной оценки по стобалльной шкале. Таким образом, становится возможным использовать результаты ЕГЭ для дифференциации выпускников по уровню подготовки с целью конкурсного отбора абитуриентов вузов и ссузов. Согласно приказу Минобрнауки (от 28.10.2009 № 505), ЕГЭ по информатике является обязательным для ряда технических специальностей, не только непосредственно связанных с ИКТ и вычислительной техникой, но и многих общеинженерных, технологических специальностей, а также для физико-математических специальностей классических и педагогических университетов. Единый государственный экзамен проверяет знания и умения выпускников по предмету "Информатика" за все время школьного обучения. Структура и объем учебного плана по информатике в образовательных учреждениях разных типов и видов сильно варьируется: от 240 часов в старших классах информационно-технологического профиля до 70 часов базового курса в классах гуманитарных профилей. Контрольные измерительные материалы содержат задания, рассчитанные как на выпускников профильных классов, так и на тех, кто прослушал только базовый курс для старшей школы. Минимальная граница первичных баллов, позволяющая получить сертификат ЕГЭ по предмету, определяется исходя из содержания базового стандарта. В то же время КИМ должны обеспечивать адекватную оценку компетентностей выпускников с высоким уровнем подготовки, поэтому каждый вариант КИМ содержит задания высокого уровня сложности, требующие применения знаний и умений в новой для экзаменующегося ситуации. Содержание экзамена составлено таким образом, чтобы на результат не влияло то, по какой программе или учебно-методическому комплекту велось преподавание в конкретном образовательном учреждении, какое программное обеспечение использовалось в процессе обучения. Естественно, что полностью исключить влияние компьютеризации учебного процесса в образовательном учреждении на результаты ЕГЭ по информатике невозможно, но содержание экзаменационной работы позволяло выпускникам, изучавшим информатику в «безмашинном» варианте, преодолеть минимальную границу и получить балл, достаточный для поступления на непрофильную техническую спе- циальность. Экзаменационная работа 2009 и 2010 годов содержала 32 задания и состояла из трех частей. В каждой из частей были сгруппированы задания одного типа. Первая часть работы (А) включала 18 заданий с выбором ответа из четырех предложенных; вторая часть (B) – 10 заданий с краткой формой ответа, предполагающих самостоятельное формулирование и ввод ответа в виде последовательности символов. Третья часть (С) содержала 4 задания, требующие запись в произвольной форме развернутого ответа на специальном бланке. Разбиение заданий на группы определялось только формой записи ответа и было вызвано технологической особенностью экзамена: использованием различных бланков для разных типов заданий. Общее время, отводимое на выполнение работы, как и сейчас, составляло 4 часа, из которых полтора часа рекомендовалось потратить на задания первой и второй части, а оставшиеся 2,5 часа – на задания с развернутым ответом. В работе содержались задания по 10 темам курса информатики, представляющим основное содержание предмета, хотя удельный вес заданий по определенным темам отличался от доли часов, отводимых на эти темы в учебных программах. Это было связано в первую очередь с тем, что существующая форма экзамена (бумажные бланки ответов, невозможность использования компьютера при выполнении заданий) более подходит для проверки знаний и умений по теоретическим разделам информатики, чем для проверки практических умений и навыков работы с прикладным программным обеспечением. ЭГЭ проверял знания и умения выпускников с использованием заданий различного уровня сложности: базового, повышенного и высокого. Задания базового уровня содержались только в первых двух частях работы (среди заданий, предполагающих развернутый ответ, нет заданий базового уровня сложности), задания повышенного и высокого уровня содержались во всех трех частях экзаменационной работы. При этом задания базового уровня были ориентированы на проверку знаний и умений инвариантной составляющей курса информатики, преподающегося в классах и учебных заведениях всех профилей. Заданий базового уровня сложности в работе было 17, то есть более половины заданий, но их правильное решение позволяло получить только 42,5% первичных баллов (17 из 40), то есть недостаточно высокий для поступления в профильные вузы результат. Верное выполнение экзаменуемым немногим более половины заданий базового уровня позволяло получить минимальное количество баллов ЕГЭ и использовать сертификат о сдаче ЕГЭ для поступления в вузы и ссузы, где требования к уровню освоения информатики невысоки. Задания повышенного уровня проверяли содержание профильного стандарта по информатике, и в силу этого, были ориентированы на оценку подготовки выпускников, изучавших предмет по углубленной программе (их в работе 10 из 32 и содержались они во всех трех частях экзаменационной работы). Правильное решение этих заданий позволяло выпускнику получить еще 30% первичных баллов. Пять заданий высокого уровня сложности были призваны выделить участников ЕГЭ, хорошо овладевших содержанием учебного предмета, ориентированных на получение высшего профессионального образования в областях, связанных с информатикой и компьютерной техникой. Выполнение этих заданий могло дать до 27,5% первичных баллов, так как из пяти заданий три относились к третьей (С) группе и за полное и правильное их решение экзаменуемый мог получить два, три или четыре первичных балла соответственно. Контрольные измерительные материалы проверяли знания и умения в трех видах ситуаций: воспроизведения, применения знаний в стандартной либо новой ситуации. В КИМ по информатике сознательно не были включены задания, проверяющие средствами простого воспроизведения знание терминов, понятий, значений величин, формулировок правил. При выполнении любого из заданий КИМ от выпускника требовалось решить какую-либо задачу: либо прямо использовать известное правило, алгоритм, умение, либо выбрать из общего количества изученных понятий и алгоритмов наиболее подходящие и применить их в известной либо новой ситуации. Заданий первого вида (требующих воспроизведения знаний) в работе было 6 (из общего количества 32 задания), они входили в первую и вторую часть работы. Эти задания решались в одно-два действия и предполагали формальное выполнение изученного алгоритма или применение правила. Примером задания этого уровня является задание А15 по теме «Технология обработки графической информации», предполагающее определение цвета Web-страницы в 24-битной RGB модели по значениям интенсивности пучков. Задания первого уровня могли быть как базового, так и повышенного уровня сложности. Задания второго вида (требующие умений применять свои знания в стандартной ситуации), входящие во все три части экзаменационной работы, предусматривали использование комбинации правил или алгоритмов, совершение последовательных действий, однозначно приводящих к верному результату. Предполагалось, что экзаменуемые в процессе изучения школьного курса информатики приобрели достаточный опыт в решении подобных задач. К этому виду, в частности, относилось задание базового уровня сложности А14 по теме «Технология хранения, поиска и сортировки информации в базах данных», которое требовало от участника ЕГЭ моделирования результата сортировки или фильтрации базы данных по указанной совокупности признаков. Заданием такого вида являлось и одно из заданий третьей части работы (задание С2), требующее формальной записи изученного в школе алгоритма обработки массива на языке программирования либо естественном языке. Это задание относилось к высокому уровню сложности. Большая часть заданий экзаменационной работы (17 из 32) отностилась ко второму виду; правильное их выполнение позволяло получить 18 из 40 первичных баллов. Задания третьего вида, проверяющие умения применять свои знания в новой ситуации, входили во вторую и третью часть работы (всего 9 заданий из 32, верное выполнение их давало максимально 16 первичных баллов из 40). Они предполагали решение выпускниками творческой задачи: какие изученные правила и алгоритмы следует применить, в какой последовательности это следует сделать, какие данные использовать. К этому типу относись текстовые логические задачи, задания на поиск и устранение ошибок в алгоритмах, на самостоятельное написание программ. Контрольно-измерительные материалы ЕГЭ в 2012 году усовершенствованы в сравнении с 2011 годом по всем предметам (наиболее существенно – по информатике и ИКТ, истории и литературе). Изменения по информатике и ИКТ следующие: 1. Изменено соотношение частей 1 и 2 работы (количество заданий в первой части сокращено с 18 до 13, во второй части – увеличено с 10 до 15). 2. Изменено распределение заданий по разделам курса информатики: увеличилось количество заданий по разделам "Элементы теории алгоритмов" и "Моделирование и компьютерный эксперимент", уменьшено количество заданий по разделам "Системы счисления" и "Основы логики". 3. Вместо задания на обработку графической информации вошло задание на обработку звука. • Частные методы обучения информатике (метод проектов, метод программированного обучения) Программированное обучение – это обучение по специально составленной программе, которая записана в программированном учебнике или в обучающей машине (в памяти компьютера). Обучение идет по следующей схеме: материал делится на порции (дозы), составляющие последовательные шаги (этапы обучения); в конце шага проводится контроль усвоения; при правильном ответе выдается новая порция материала; при неправильном ответе обучаемый получает указание или помощь. На таком принципе построены компьютерные обучающие программы. Под методом проектов понимают такой способ осуществления учебной деятельности, при котором учащиеся приобретают знания, умения и навыки в ходе выбора, планирования и выполнения специальных практических заданий, называемых проектами.