Учащихся в области информатики

Общие требования к содержанию образования, согласно Закону Российской Федерации «Об образовании», сводятся к следующему [7, статья 14]:

«1. Содержание образования является одним из факторов экономического и социального прогресса общества и должно быть ориентировано: на обеспечение самоопределения личности, создание условий для ее самореализации; на развитие гражданского общества; на 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 этого 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 известного дидакта 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» [15, с. 54]. Отсюда следуют три компоненты образования, среди которых «обучение» занимает центральное положение:

Применительно к общему среднему образованию Б.Т.Лихачев отмечает следующие основные общеметодологические принципы формирования его содержания [17, 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, [4, 25, 31] и др.). 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 [14] 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. 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 выше принципы к отбору содержания школьного курса информатики, обратим внимание на две 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 общеобразовательность. 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 — 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 гг. прошлого столетия 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 достижений 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 и среднюю школу.

4.2. Структура и содержание первой

Отечественной программы учебного

Предмета ОИВТ. Учебный алгоритмический

Язык А. П. Ершова

В основу разработки первой программы школьного курса «Основы информатики и вычислительной техники» (1985) были положены три базовых понятия: информация, алгоритм, ЭВМ [23]. 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 культуры и далее компьютерной грамотности учащихся (см. подраздел 3.2) и определялось через задачи нового школьного курса следующим образом [23, 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 решения 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 часа (1 час 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 часов) — для школ, располагающих вычислительными машинами или имеющих возможность организовать систематические занятия школьников на ВЦ других организаций;

— краткий курс (34 часа) — 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 часа 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 [23] складывалось из следующих тем:

IX класс

(1 ч в неделю, всего 34 ч)

1. Введение — 2ч.

2. Алгоритмы. Алгоритмический язык — 6ч.

3. Алгоритмы работы с величинами — 10 ч.

4. Построение алгоритмов для решения задач — 16ч.

X класс

(1 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 — 2ч.

8. Экскурсии на вычислительный центр — 4ч.

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 [8, 9], в которых подробно разъяснялись новые для школьных учителей разделы учебного материала и методические особенности его преподавания.

В результате изучения первой части курса учащийся должен был получить представления об информатике как науке о методах и средствах решения задач на ЭВМ, взаимосвязи информатики и вычислительной техники. Важнейшее понятие первой части курса — понятие алгоритма, важнейшее умение — представить решение задачи в виде алгоритма и записать его на алгоритмическом языке. В связи с этим учащийся должен был понимать сущность алгоритма, знать его свойства, правила записи основных конструкций алгоритмического языка, типы величин, уметь проследить безмашинный процесс исполнения алгоритмов, используя так называемую таблицу значений, как способ наглядного фиксирования шагов алгоритма. В результате изучения последней темы первой части курса (построение алгоритмов для решения задач) учащиеся знакомились с этапами решения задач на ЭВМ, что позволяло дать первое представление о компьютерном подходе к решению практических задач.

Содержание второй части курса развивает и обогащает понятия, введенные на первом году обучения информатике, закладывает научные основы для формирования всех основных компонентов компьютерной грамотности учащихся. Получают дальнейшее развитие приобретенные в первой части курса первоначальные сведения об устройстве ЭВМ, раскрывается принцип программного управления работой ЭВМ, организации автоматического исполнения программы. Вместе с тем центральное место во второй части курса занимал раздел программирования, при изучении которого завершалось формирование знаний учащихся об основных алгоритмических структурах, умений применять эти знания для построения алгоритмов решения задач. С этой целью вводятся новые (по сравнению с первой частью курса) конструкции алгоритмического языка: команда выбора, цикл с параметром, алгоритм вычисления значений функций и операции работы с текстами. Кроме того, дается краткое изложение начальных сведений о языке программирования, что в условиях хотя бы эпизодического доступа учащихся к ЭВМ позволяло бы практически показывать процесс исполнения программы.

Завершающий раздел курса — знакомство учащихся с основными областями применения ЭВМ, формирование хотя бы начальных представлений о компьютерах, как о средстве повышения эффективности деятельности человека. При отсутствии в школе кабинета вычислительной техники главная роль при изучении этой темы принадлежала экскурсии на предприятия или учреждения, использующие ЭВМ.

Основным средством описания алгоритмов, заложенным в самой программе курса ОИВТ [23] и последовательно используемом в обеих частях пробного учебного пособия для учащихся [21, 22] 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 целым 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 (равно 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 пособия, как и выбранная для размещения в школьном учебном плане позиция для курса ОИВТ (два завершающих года обучения в школе) — все это подвергалось резкой, иногда просто уничижительной 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 часов из 68). Объяснение здесь простое: при составлении программы принимался во внимание не столько научно-методический анализ соответствующих тому времени требований 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 вопреки желанию самих разработчиков первой программы она умышленно 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.

4.3. Машинный вариант курса ОИВТ

Первая учебная программа «машинного варианта» школьного курса информатики была опубликована в 1986 г. в связи с объявлением конкурса на создание учебника по курсу «Основы информатики и вычислительной техники» [26]. Программа курса рассчитана на обучение основам информатики в двух старших классах средней общеобразовательной школы в объеме 102 часов. Ниже приводится перечень тем этой программы с ориентировочным распределением часов по темам.

1. Введение — 2 ч.

2. Первоначальное знакомство с ЭВМ — 8ч.

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 — 6ч.

Как отмечалось в пояснительной записке к новой программе [26], содержание курса разрабатывалась исходя из понимания основ информатики и вычислительной техники как общеобразовательного предмета. Сопоставляя названия разделов этой программы с программой «безмашинного курса» [23], 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. Программа писалась в предположении, что «в ближайшем будущем школы страны будут оснащены вычислительной техникой, предоставляющей учащимся новое средство познания и моделирования реального мира, работа с которым должна способствовать их всестороннему развитию, дать им знания и умения, необходимые как в период обучения, так и после окончания школы в трудовой деятельности и при продолжении образования» [26].

Важным элементом этой программы является впервые объявленный в составе официального документа, регламентирующего обучение школьной информатике, примерный перечень программного обеспечения в поддержку курса ОИВТ:

1. Базовое 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 в условиях объявленного конкурса 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 ПЭВМ.

Пакет программных средств по обеспечению курса ОИВТ создал важный для образовательной практики прецедент (как образец неотъемлемого компонента методической системы преподавания любого учебного курса) и стал фактически первым прототипом более общего понятия «пакет программных средств по учебной дисциплине».

Особое положение в перечне программных средств занимает интерпретатор учебного алгоритмического языка (раздел 6), первая версия которого уже фактически действовала к моменту объявления конкурса. Роль этого программного средства для построения методической системы преподавания курса ОИВТ и развития его общеобразовательного начала трудно переоценить.

Как уже отмечалось выше, важнейшая особенность нового курса основ информатики, методики и организации учебного процесса при его изучении — постоянная работа школьников с ЭВМ на каждом уроке информатики. Все темы курса включают в себя значительный объем практических работ а использованием ЭВМ. В пояснительной записке к новой программе в методику преподавания информатики были впервые внесены (ставшие впоследствии привычными для преподавания информатики в школе) три вида организованного использования кабинета вычислительной техники — демонстрация, лабораторная работа (фронтальная) и практикум (см. об этом подробнее в подразделе 6.1).

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 [21, 22] ряд учебных книг по информатике для средней школы, в том числе авторов А. Г. Кушниренко и др. [12], В. А. Каймина и др. [11], А. Г. Гей-на и др. [20], получившие широкое распространение в школах. Как уже отмечалось выше, 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 учебнике [11]). Появление этой серии учебных пособий вызвало поток достаточно жесткой критики (см., например, [2, 3, 18]). Впрочем, критика эта часто относилась не столько к самими пособиям, сколько к программе, их породившей, и была направлена преимущественно на гипертрофированную в курсе ОИВТ линию алгоритмизации и программирования и слабое продвижение в части развития фундаментальных основ школьного предмета информатики. Так, например, применительно к учебному пособию [12] В. К. Белошапка не без юмора отмечал, что «к учебнику с самых разных позиций можно предъявить большие претензии за то, чего там нет».

Освоение школьным курсом информатики новых компонентов информационной культуры существенно тормозилось общим состоянием процессов информатизации общества, провалами в развитии 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» [13].

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: