МЕТОДКАБИНЕТ.РФ

Всероссийский педагогический портал

Кужелева Галия Адгамовна, преподаватель информатики ГБОУ СПО «Педагогический колледж им.Н.К.Калугина» г.Оренбурга (Илекский филиал)

 

Методическое пособие: «Методика преподавания информатики»

(учебное пособие для студентов педколледжа по специальности 050709

с дополнительной подготовкой в области информатики)

 

 

Введение

Курс  «Методика преподавания информатики» вошел в учебные планы педвузов в середине 80-х годов прошлого века практически одновременно с введением в школу предмета Основы информатики и вычислительной техники (ОИВТ). Практически одновременно со становлением базовой науки информатики формирование современной методики информатики обрело вполне убедительные информационно-кибернентические и общедидактические основания. Этому сопутствовала активная опытно-экспериментальная практика и неустанная работа специальных периодических изданий (прежде всего – журнала «Информатика и образование»), привлекавших внимание к проблемам школьной информатики как практических учителей и вузовских преподавателей, так и представителей фундаментальной науки.

Данное учебное пособие по методике преподавания информатике в средней школе способствует развитию и теоретической базы, и содержательно-методического наполнения новой педагогической науки – теории и методики обучения информатике.

Содержание учебного пособия, предназначенного для студентов педколледжа  состоит из разделов общей методики преподавания информатики (построенная на основе работ таких авторов как  М.П. Лапчик, И.Г. Семакин, С.И. Шварцбурда, В.С.  Леднева, А.А. Кузнецова, Л.Г.Лучко и др.), а также практического приложения – руководства, рекомендаций, необходимые при подготовки учителя к уроку.

 

Глава 1. Предмет методики преподавания информатики

 

1.1.  Информатика как наука: предмет и понятие

Появление и начальное становление информатики как науки относится ко второй половине прошлого века. 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. Электронные вычислительные машины и современные информационные и коммуникационные технологии являются и фундаментальным ядром и  материальной базой информатики.

Термин «информатика» в отечественной литературе используется сравнительно недавно. 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 электронно-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 окружающих.

На рубеже 60-х и 70-х гг. ХХ века французы ввели термин «informatigue» (информатика), образованный судя по всему , как производное от двух французских слов – «informatione» (информация) и «avtomatigue» (автоматика). Новый термин получил в последствии распространение в России и странах СНГ и странах Западной Европы. Согласно определению, данному в Большой Советской энциклопедии, информатика рассматривалась как «дисциплина», изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также закономерности её создания, преобразования, передачи и использования в различных сферах человеческой деятельности»

Параллельно с этим направлением 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 её место в кругу «традиционных» академических научных дисциплин»

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. Понятие информационной и математической моделей 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 ». Между тем среди отечественных ученых с самого начало становления информатики как самостоятельной отрасли науки не было полного единодушия в ответе на вопрос, что такое информатика.

В сборнике «Становление информатики» В.С. Михалевич, Ю.М. Каныгин и В.И. Гриценко утверждают: «Информатика – комплексная научная и инженерная дисциплина, изучающая все аспекты разработки, проектирования, создания, оценки, функционирования машинизированных 9основанных на ЭВМ) систем переработки информации, их применения и воздействия на различные области социальной практики».

Коснемся вопроса об объекте и предмета информатики.

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 позиции, 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.

Предметная область – это область объектов, универсум рассмотрения (рассуждения), класс (множество) объектов, рассматриваемых в пределах данного контекста (понимаемом как отдельное рассуждение, фрагмент научной теории или теории в целом).

В.С. Леднев при сопоставлении понятий «объект» и «предмет» науки опирается на представления о двух способах отражения науками их объектов: аспектной и объектной.

Предмет информатики образуется на основе широких областей своих приложений, а объект – на основе общих закономерностей, свойственных любым информационным процессам в природе и обществе. Информатика изучает то общее, что свойственно всем многочисленным разновидностям конкретных информационных процессов (технологий). Эти информационные процессы и технологии и есть объект информатики.

Предмет информатики определяется многообразием её 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 различных наборах операций и процедур, различных видах кибернетического оборудования (во многих случаях наряду с компьютером используется 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, получило название школьной информатики. Впервые в отечественной литературе этот термин введен в широкое употребление в одноименном концептуальном документе, разработанном  под руководством А.П. Ершова.

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; найти оптимальное соотношение использования серийных средств и оригинальных разработок, ориентированных на среднюю школу.

Учебн-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.

Проблемой организационного обеспечения, связанного с внедрением и поддержанием новой информационной технологии учебного процесса, сложны и многообразны, особенно на первом этапе компьютеризации школьного образования. Сюда, в 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 массову школу информатику как новую научную дисциплину, как инструмент совершенствования преподавания других школьных предметов, как стиль мышления.

В связи с развитием информатики возникает вопрос о её взаимосвязи и разграничении с кибернетикой. Один из подходов разграничения информатики и кибернетики – отнесение к области информатики исследований информационных технологий только в социальных системах (т. е. системах любой природы: биологических, технических и т. д.)

Не все разделы информатики возникли одновременно. История информатики связана с постепенным расширением области её интересов. Возможность  расширения диктовалась развитием компьютеров и накоплением моделей и методов их применения при решении задач различного типа.

Как считает Д.П. Поспелов, структуру информатики в настоящее время определяют следующие основные области исследования:

¨      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.);

¨      база данных (стуктуры данных, поиск ответов на запросы, логический вывод в базах данных, активные базы и т. п.);

¨      бионика (математические модели в биологии, модели поведения, генетические системы и алгоритмы и т. п.);

¨      распознавание образов о 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 поведения 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.);

¨      использование компьютеров в замкнутых системах (модели реального времени, интеллектуальное управление, системы мониторинга и т. п.).

Для сферы образования крайне существенно адекватное определение предметной области информатики, отражающей все фундаментальные основы этой области научного знания. На рис.1 воспроизведена структура предметной области «Информатика» в той интерпретации, которая была представлена в Национальном докладе Российской федерации на 11 Международном Конгрессе ЮНЕСКО «Образование и информатика».

Эта структурная схема включает четыре раздела: теоретическая информатика, средства информатизации, информационные технологии, социальная информатика. При этом теоретическая информатика включает 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».

 

Теоретическая

информатика

Информация как семантическое свойство материи. Информация и эволюция в живой и неживой природе. Начало общей теории информации. Макро- и микроинформация. Математические и информационные модели. Теория алгоритмов. Стохатические 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 проектирования информационных систем и технологий.

Системы информатизации

технические

Обработки, 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.

Реализации технологий

универсальные

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 защиты информации от разрушения и несанкционированного доступа.

профессионально-ориентированных

Издательские системы. Системы реализации технологий автоматизации расчетов, проектирования, обработки данных (учета, планирования, управления, анализа, статистики и т.д.). Системы искусственного интеллекта (база 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. Защиты информации. Программирования, проектирования, моделирования, обучения, диагностики, управления (объектами, процессами, системами)

Социальная информатика

Информационные ресурсы как фактор социально-экономического 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 её решения. Информационная культура и информационная безопасность личности.

 

Рис 1. Структура предметной области информатики

 

1.2.  Информатика как учебный предмет в средней школе

Школьный учебный предмет информатики не может включать всего того многообразия сведений, которые составляют содержание активно развивающейся науки информатики. В то же время школьный предмет, выполняя общеобразовательные функции. Должен отражать в 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 подготавливающих 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. Лихачёв, «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, организует его на основе как восхождения от абстрактного к конкретному, так и от конкретного к абстрактному». 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 10-15 лет. По этой причине определение содержания школьного курса информатики является очень непростой задачей на решение 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.

Основываясь на концепции научной картины мира и исходя из того, что набор обязательных учебных предметов предопределяется двумя факторами – обобщенной структурой деятельности и структурой объекта изучения, В.С. Леднев делает вывод об обязательном перечне учебных общеобразовательных предметов, в число которых включается и кибернетика

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. 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 отразиться на характере и структуре межпредметных связей.

 

Глава 2.  Методика преподавания информатики 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 её развития в соответствии с целями, поставленными обществом, в настоящее время получил название «Теория и методика обучения и воспитания (информатике; по уровням образования)». К теории и методике обучения информатике нужно относить исследование процесса обучения информатике везде, где бы он не проходил и на всех уровнях: дошкольный период, школьный период, все типы средних учебных заведений, высшая школа, самостоятельное изучение информатики, дистанционные формы обучения и т. п. Каждая из перечисленных областей в настоящее время ставит свои специфические проблемы перед современной педагогической наукой.

Теория и методика обучения информатики в настоящее время интенсивно развивается; школьному предмету информатики уже более полутора десятка лет и в соответствии с общими целями обучения методика преподавания информатики 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 методикой преподавания информатики, как и перед всякой предметной школьной методикой, ставится традиционная триада основных вопросов:

¨      зачем учить информатике?

¨      что надо изучать?

¨      Как надо обучать информатике?

Методика преподавания информатики – молодая наука, но она формируется не на пустом месте. Опережающие фундаментальные дидактические исследования целей и содержания общего кибернетического образования, накопленный отечественной школой ещё до введения предмета информатики практический опыт преподавания учащимся 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, методика информатики опирается в своем развитии на философию, педагогику, психологию, информатику ( в том числе и школьную), а также обобщенный практический опыт средней школы.

Из всей совокупности методико-педагогических знаний и опыта, объединяемых методикой информатики, выделяется учебный предмет «Теория и методика обучения информатике», который согласно Государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования входит в образовательно-профессиональную программу подготовки учителя по специальности «Информатика». Впервые учебный курс «Методика преподавания информатики» был введен в учебные планы педвузов в 1985 году в связи с организацией подготовки учителей по дополнительной специальности «Информатика» на базе физико-математических факультетов.  Вскоре появилось и первое учебное пособие по этому курсу. В 1993 г. был сделан первый набор на учительскую специальность «Информатика» как основную. С 1995 г. действует Государственный стандарт высшего педагогического образования по специальности «Информатика». Официальным ориентиром в методической подготовке будущих учителей информатики служат рекомендованные Министерством образования РФ примерные учебные программы.          Содержание  этого учебного предмета составляет рассмотрение общих теоретических основ методики преподавания информатики, совокупности основных программно-технических средств, а также методов изучения конкретных тем школьного курса информатики на пропедевтическом, базовом и профильном этапах обучения.

 

2.1.  Цели и задачи обучения в школе предмета информатики

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. Образование в России имеет своей целью становление самостоятельной, свободной, культурной, нравственной личности, сознающей ответственность перед семьей, обществом, государством, уважающей права, свободы других граждан, Конституцию и законы, способной к взаимопониманию между людьми, народами, различными расовыми, национальными, этническими, религиозными социальными группами.

На этой основе формулируется и главная задача общеобразовательной школы:

¨      обеспечения усвоения учащимися системы знаний, определяемой общественными и производственными потребностями;

¨      формирование научного 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 молодёжи осознанной гражданской позиции, человеческого достоинства, стремления к участию в демократическом самоуправлении, ответственности за свои поступки.

Средняя школа является общеобразовательной и общеразвивающей, закладывающей основы всестороннего развития, первоначальной профессиональной подготовки, способность к непрерывному образованию и освоению любой профессии каждым ребенком.

Описанные выше 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 информатике определяются с учетом особенностей информатики как науки, её роли и места в системе наук, в жизни современного общества. Рассмотрим, что же относится к целям обучения информатики подробнее.

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 этих 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 вклад в трудовую и технологическую подготовку учащихся, т.е. вооружить 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 ребёнка, 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 об 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 её выполнять, критически соотносить начальный план работы с реальным процессом её выполнения.

Изучение информатики, в частности, построение алгоритмов и программ, их реализация 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, ответственность,  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 на компьютере.

Ни одна из перечисленных выше 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 при наложении на реальную учебную сферу трансформируются в конкретные цели обучения. Проецирование конкретных целей школьного предмета информатики должно основываться прежде всего на анализе фундаментальных основ науки информатики, её положения среди  других наук и роли, которую она выполняет в обществе на современном этапе его развития. 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 субъективных взглядов и суждений.

Только осознанный, научно обоснованный выбор цели дает возможность сформировать адекватный учебный материал (содержание обучения), который при использовании эффективных методов обучения и позволит достичь выполнения тех задач, которые ставятся перед преподаванием информатики.

Ниже приводится полное описание проектируемых целей обучения информатике в общеобразовательной школе:

«1. Формирование основ научного мировоззрения.

В данном случае речь идет прежде всего о формировании представлений об информации, на основе которых строится современная научная картина мира; единстве информационных принципов строения и функционирования самоуправляемых систем различной природы.

2. Формирование общеучебных и общекультурных навыков работы с информацией.

Здесь имеется в иду умение грамотно пользоваться источниками информации, оценка достоверности информации, соотнесение информации и знания, умение правильно организовать информационный процесс, оценить информационную безопасность.

3. Подготовка школьников к последующей профессиональной деятельности.

В связи с изменением доминанты профессиональной деятельности и увеличением доли информационного сектора в экономике необходимо готовить школьников к разнообразным видам деятельности, связанным с обработкой информации. Это включает в себя, в частности, освоение средств информатизации и информационных технологий. Особо следует отметить важность начальной подготовки в области управления.

4. Овладение информационными и коммуникационными технологиями как необходимое условие перехода к системе непрерывного образования.

Необходимость такой подготовки вытекает из особенностей непрерывного образования: реализации индивидуальных образовательных «траекторий», дифференцированности образовательных процессов, усиление роли средств обучения».

 

2.2.  Общедидактические принципы формирования содержания образования учащихся в области информатики

 

Общие требования к содержанию образования, согласно Закону Российской Федерации «Об образовании», сводятся к следующему:

1. Содержание образования является одним из факторов экономического и социального прогресса общества и должно быть ориентировано: на обеспечение самоопределения личности, создание условий для её 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.

3. 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».

 

Применительно к общему среднему образованию Б.Т. Лихачев отмечает следующие основные общеметодологические принципы формирования его содержания:

¨      общеобразовательный характер учебного материала;

¨      гражданская и гуманистическая направленность содержания;

¨      связь учебного материала с практикой перемен в нашем обществе;

¨      основообразующийи 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.

 

Важно отметить сформулированный В.С. Леднёвым принцип отражения образовательных областей в содержании общего образования, названный им 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 предмет, так и через информатизацию всего школьного образования.

 

Рассмотрим следующие принципы к обучению информатике:

  • Научность и практичность. Содержание учебного предмета информатики должно идти от науки информатики; 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).
  • Доступность и общеодразовательность. Включаемый в учебный предмет материал должен быть посилен основной массе учащихся, отвечать уровню их умственного развития и имеющемуся запасу знаний, умений, навыков. Курс информатики должен, кроме того, содержать все наиболее общезначимые, общекультурные, общеобразовательные сведения из соответствующих разделов науки информатики.

 

2.3.  Стандартизация школьного образования информатики

 

Общеобразовательный стандарт по информатике является нормативным документом, определяющим требования:

¨      к месту базового курса информатики в учебном плане школы;

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

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

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

 

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

Первый аспект определяется сферой пересечения предметов информатики и кибернетики: системно-информационная картина мира, общие информационные закономерности строения и функционирования самоуправляемых систем. Специфической особенностью этих систем является свойство их целесообразного функционирования, определяемое наличием в них органов, управляющих их поведением на основе получения, преобразования и целенаправленного использования информации.

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

В связи с тенденциями изменений  в системе общего школьного образования рассматривается также и критериально-ориентированный аспект к способу оценки уровня подготовки школьников по информатике.

Создание образовательных стандартов – важный шаг в развитии отечественной школы. Переход на стандарты оказывает значительное влияние на учебный процесс, деятельность образовательных учреждений, работу учителей.

 

Глава 3.  Организация обучения информатики в школе

 

3.1. Формы и методы обучения информатике

 

Основной формой организации учебно-воспитательной работы с учащимися по всем предметам в средней школе является урок. Школьный урок образует основу классно-урочной системы обучения, характерными признаками которой являются:

¨      постоянный состав учебных групп учащихся;

¨      строгое определение содержание обучения в каждом классе;

¨      определенное расписание учебных занятий;

¨      сочетание индивидуальной и коллективной форм работы учащихся;

¨      ведущая роль учителя;

¨      систематическая проверка и оценка знаний учащихся.

Классно-урочная система организации учебного процесса, восходящая от выдающегося чешского педагога Я.А. Каменского (1592 – 1670), является основой структурной организации отечественной школы на протяжении почти всей истории её существования. Незначительный опыт преподавания основ информатики наследует все дидактическое богатство отечественной школы – урочную систему, домашние задания, лабораторную форму занятий, контрольные работы и т.д.. Все это приемлемо и на уроках по информатике. В условиях внедрения в учебный процесс школы кабинетов вычислительной техники (КВТ) и поисков новых эффективных форм организации обучения на основе информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) весь известный опыт должен быть повергнут критическому анализу, с тем, чтобы всё прогрессивное стало достоянием нашей практики. Применение ИКТ может существенно изменять характер школьного урока, что делает еще более актуальным поиск новых организационных форм обучения, которые должны наилучшим образом обеспечивать образовательный и воспитательный процесс.

 

Классификацию типов уроков (или фрагментов уроков) можно проводить, используя различные критерии. Главный признак урока – это его дидактическая цель, показывающая, к чему должен стремиться учитель. Исходя из этого признака, в дидактике выделяются следующие типы уроков:

  • 1. урок сообщения новой информации (урок-объяснение);
  • 2. уроки развития и закрепления умений и навыков (тренировочные уроки);
  • 3. уроки проверки знаний, умений и навыков.

 

В большинстве случаев учитель имеет дело не с одной из названных дидактических целей, а с несколькими (и даже со всеми сразу), поэтому на практике широко распространены так называемые комбинированные уроки. Комбинированный урок может иметь разнообразную структуру урока и обладать в связи с этим рядом достоинств: обеспечивая многократную смену видов деятельности, они создают условия для быстрого применения новых знаний, обеспечивают обратную связь и управление педагогическим процессом, накопление отметок, возможность реализации индивидуального подхода в обучении.

В связи с внедрением в школьный курс информатики КВТ предусматриваются три основных вида организационного использования кабинета вычислительной техники на уроках – демонстрация, фронтальная лабораторная работа и практикум.

Демонстрация. Используя демонстрационный экран, учитель показывает различные учебные элементы содержания курса. При этом учитель сам работает за пультом , а учащиеся наблюдают за его действиями и воспроизводят эти действия на экране своего компьютера. В некоторых случаях учитель пересылает специальные демонстрационные программы на ученические компьютеры, а учащиеся работают с ними самостоятельно. Возрастание роли и дидактических возможностей демонстраций с помощью компьютера объясняется возрастанием общих графических возможностей современных компьютеров. Основная дидактическая функция демонстрации – сообщение школьникам новой учебной информации.

Лабораторная работа (фронтальная). Все учащиеся одновременно работают на своих рабочих местах с программными средствами, переданными им учителем. Дидактическое назначение этих средств может быть различным: либо освоение нового материала (например, с помощью обучающей программы), либо закрепление нового материала, объясненного учителем  (например, с помощью программы-тренажера), либо поверки усвоения полученных знаний или операционных навыков (например, с помощью контролирующей программы). В одних случаях действия школьников могут быть синхронными (например, при работе с одинаковыми программными средствами), но не исключаются и ситуации, когда различные школьники занимаются в различном темпе или даже с различными программными средствами. Роль учителя во время фронтальной лабораторной работы – наблюдение за работой учащихся (в том числе и через локальную сеть КВТ), а также оказание им оперативной помощи.

Практикум (или учебно-исследовательская практика). Учащиеся получают индивидуальные задания учителя для протяженной самостоятельной работы (в течение одного-двух или более уроков, включая выполнение части задания вне уроков, в частности, дома). Как правило, такое задание выдается для отработки знаний и умений по целому разделу (теме) курса. Учащиеся сами решают, когда им воспользоваться компьютером, а когда поработать с книгой или сделать необходимые записи в тетради. Учитывая гигиенические требования к организации работы учащихся в КВТ , учитель должен следить за тем, чтобы время непрерывной работы учащихся за компьютером не превышало рекомендуемых норм. В ходе практикума учитель наблюдает за успехами учащихся, оказывает им помощь. При необходимости приглашает учащихся к обсуждению общих вопросов, обращая внимание на характерные ошибки.

С распространением технологий компьютерного обучения, использующих интерактивные педагогические средства, которые берут на себя все больше и больше педагогических функций, становится актуальным вопрос о возможных изменениях роли и обязанностей учителя, но несмотря на это ведущая роль учителя сохраняется и в условиях компьютерного обучения, а роль компьютера во всех случаях остается в том, чтобы быть надежным и дружественным помощником учителя и ученика. Компьютер, вооруженный хорошими педагогическими программными средствами, помогает учителю совершенствовать стиль работы, перенимая на себя многие рутинные функции и оставляя учителю наиболее творческие, истинно человеческие задачи обучения, воспитания и развития.

Наиболее благоприятной сферой для передачи знаний являются различные формы внеклассных занятий по информатике (это и летние школы юных программистов, олимпиады, компьютерные клубы, кружки, вечера и т. п. ), для которых характерна большая, чем на обычных уроках, свобода общения и перемещения школьников. В этих условиях широко наблюдается развитие межвозрастных контактов учащихся, при этом нередко возникают ситуации, когда младший школьник консультирует старшего, ученик консультирует студента, а студент консультирует преподавателя. Возникающая при этом демократическая система отношений сплачивает коллектив в достижении общей учебной цели, а фактор обмена знаниями, передачи знаний от более компетентных к менее компетентным начинает выступать как мощное средство повышения эффективности учебно-воспитательного процесса и интеллектуального развития учащихся.

Важный обучающий прием, который может быть успешно реализован в преподавании информатики, а, в частности, программирования, - копирование учащимися действий педагога. Принцип «Делай как я!». Возможности локальной сети КВТ, наличие демонстрационного экрана позволяет во многих случаях эффективно использовать идею копирования в обучении, причем учитель получает возможность одновременно работать со всеми учащимися при кажущемся сохранении принципа индивидуальности. 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!».

Но урок не является единственно целесообразной формой организации учебной работы по школьному курсу информатики. По большому счету поиск новых подходов и форм организации учебной работы с учащимися диктуется стремлением современной школы к развитию личности и интеллекта школьника в такой степени, чтобы выпускник школы был способен не только самостоятельно находить и усваивать ранее сгенерированную и обработанную информацию, но и сам генерировать новые идеи. Одним из направлений поиска решения этой проблемы является деятельностный подход к обучению и, в частности, так называемый метод проектов, который применительно к обучению информатике может с успехом использоваться как на пропедевтическом этапе обучения, так и в старших звеньях средней школы.

 

При этом необходимо указать на условия, которые необходимо учитывать при использовании метода проекта:

  • учащимся следует предоставить достаточно широкий набор проектов для реализации возможности реального выбора. Следует отметить, что проекты могут быть как индивидуальными, так и коллективными, что способствуют освоению учеником коллективных способов работы.
  • поскольку школьник не владеет проектным способом работы, он должен быть снабжен инструкцией по работе над проектом. При этом важно учитывать индивидуальные способности разных школьников (одни лучше усваивают материал, читая текст, другие – слушая объяснения, третьи – непосредственно пробуя, ошибаясь и находя решения в процессе практической работы).
  • для ребенка важна практическая значимость полученного им результата и оценка со стороны окружающих. Поэтому учебный проект должен предполагать для исполнителя законченность и целостность проделанной им работы, желательно в игровой или имитационной форме. Очень важно, чтобы завершенный проект бал презентован и получил внимание взрослых и сверстников.
  • Как показывает практика, необходимо создать условия, при которых школьники имеют возможность обсуждать друг с другом свои успехи и неудачи. При этом происходит взаимообучение, что полезно как для обучаемого, так и для обучающего.
  • метод проектов ориентируется главным образом на освоение приемов работы с компьютером  (ИКТ).

 

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.

Принципиальным новшеством предусматриваемой проектом стандарта по информатике процедуры оценивания уровня обязательной подготовки учащихся является то, что в основу процедуры оценки кладется критериально-ориентированная система, основанная на использовании дихотомической шкалы («зачет» – «незачет»). 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 оценка знаний и умений школьников должна вестись на двух уровнях подготовки : обязательном и повышенном. При этом возможны различные технологии такого контроля: включение в текущую проверку знаний обоих уровней, разделение этих видов контроля в процессе обучения и на экзамене.

 

3.2.  Средства обучения информатике: кабинет вычислительной техники и программное обеспечение

 

В систему средств обучения наряду с учебниками, учебными и методическими материалами и программным обеспечением для компьютеров входят и сами компьютеры, образующие единую комплексную среду, которая и позволяет учителю достигать поставленных целей обучения. Вот перечень основных компонентов рекомендуемой системы средств обучения информатике в школе:

¨      программно-методическое обеспечение курса информатики, включающее как программные средства для поддержки преподавания, так и инструментальные программные средства (ИПС), обеспечивающие учителю возможность управления учебным процессом, автоматизацию контроля учебной деятельности, разработки программных средств (или фрагменто) учебного назначения для конкретных педагогических целей;

¨      объектно-ориентированные программные системы, обеспечивающие формирование культуры учебной деятельности, в основе которых лежит определенная модель объектного мира пользователя (например, текстовый редактор, база данных, электронные таблицы, различные графические системы);

¨      учебное демонстрационное оборудование, сопрягаемое с ПЭВМ;

¨      средства телекоммуникаций, обеспечивающие доступность информации для обучаемых, вовлеченность их  в учебное взаимодействие, богатое интеллектуальными возможностями и разнообразием видов использования ресурсов Всемирной информационной сети.

Влияние в учебный план средней школы предмета «Основы информатики и вычислительной техники» потребовало разрешение проблемы обеспечения взаимодействия учащихся с ЭВМ – оснащение школ терминалами, подключенными к вычислительным центрам коллективного пользования, к единой государственной сети; оборудования в школах кабинетов, оснащенных комплексами учебной вычислительной техники на базе персональных ЭВМ, включенных в глобальные сети.

Кабинет информатики – это учебно-воспитательное подразделение средней школы, оснащенное комплексом учебной вычислительной техники, учебно-наглядными пособиями, учебным оборудованием, мебелью, оргтехникой и приспособлениями для  проведения теоретических и практических, классных, внеклассных и факультативных занятий по курсу информатики. Кабинет информатики предназначен также для использования в преподавании различных учебных предметов, трудового обучения, в организации общественно полезного и производительного труда учащихся, для эффективного управления учебно-воспитательным процессом. Кабинет информатики может использоваться также и для организации компьютерных клубов учащихся, других форм внеклассной работы в школе. Кабинет информатики 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, навыков по информатике и основам наук при полном обеспечении требований к охране здоровья и безопасности труда учителя и учащихся.

 

Со временем функциональное назначение средств вычислительной техники и программного обеспечения (ПО) в сфере образования начинает рассматриваться в более широком диапазоне применений:

¨      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 современными прикладными программами;

¨      для обеспечения функционирования информационных сетей (как локальных, так и распределенных) и телекоммуникации;

¨      для автоматизации делопроизводства и ведение документации внутри учебных заведений и в системе управления образованием;

¨      для организации и проведения учебно-исследовательских работ на основе информационных и коммуникационных технологий и мультимедиа-средств;

¨      для обеспечения автоматизации процессов контроля, коррекции результатов учебной деятельности, тестирования и психодиагностики;

¨      для автоматизации процессов обработки результатов учебного эксперимента, управление учебным, демонстрационным оборудованием;

¨      для разработки педагогического программного обеспечения и обеспечения  связанных с этим научно-исследовательских работ.

 

Помимо компьютерного оборудования, кабинет информатики рекомендуется оснащать:

¨      набором учебных программ для изучения курса информатики и отдельных разделов иных учебных предметов;

¨      заданиями для осуществления индивидуального подхода при обучении, организации самостоятельных работ и упражнений за ПЭВМ;

¨      комплектом учебно-методической, научно-популярной, справочной литературы;

¨      журналом вводного и периодического инструктажа учащихся по технике безопасности;

¨      журналом использования компьютеров на каждом рабочем месте;

¨      журналом сведений об отказах ПЭВМ и их ремонте;

¨      стендами для размещения демонстрационных таблиц и работ учащихся;

¨      аптечкой первой помощи;

¨      средствами пожаротушения;

¨      инвентарной книгой учета имеющегося в кабинете учебного оборудования, планами дооборудования кабинета информатики, утвержденными директором школы.

 

Программное обеспечение является неотъемлемой компонентой системы средств обучения информатике. Программное обеспечение должно включать:

¨      системное ПО (операционная система, операционные оболочки, сетевое ПО, антивирусные средства, средства резервного копирования и восстановления информации и т.п.);

¨      программное обеспечение базовых информационных технологий (текстовые редакторы, электронные таблицы, СУБД, системы компьютерной графики и системы подготовки компьютерных презентаций, телекоммуникационное  ПО и др.);

¨      инструментальное программное обеспечение общего назначения;

¨      ПО учебного назначения (рекомендуется к применению при наличии сертификата Министерства образования РФ);

¨      ПО поддержки издательской деятельности для нужд учебного заведения.

 

При оборудовании и использовании компьютерных кабинетов чрезвычайно важное значение имеет строгое соблюдение санитарных правил и норм (СанПиН), предназначенных для предотвращения неблагоприятного воздействия на человека вредных факторов, сопровождающих работы с видео дисплейными терминалами.

Обратим внимание только на некоторые положения СанПиНа для учителей общеобразовательных школ: деятельность работы в дисплейных классах и кабинетах информатики устанавливается не более 4 часов в день, а для инженеров, обслуживающих учебный процесс в кабинетах с ВДТ и  ПЭВМ, продолжительность работы не должна превышать 6 часов в день. Дополнительно для снижения нагрузки в течение рабочего дня устраиваются регламентированные перерывы в работе.

 

Разрешаемое время непрерывной работы учащихся в кабинете информатики зависит от их возраста, но не должно превышать:

¨      для учащихся 1 кл. – 10 мин;

¨      для учащихся 2 – 5 кл. – 15 мин.;

¨      для учащихся 6 – 7 кл. – 20 мин.;

¨      для учащихся 8-9 кл. – 25 мин.;

¨      для учащихся 10 –11 кл. – на первом часе занятий – 30 мин., на втором – 20 мин.

 

После установленной выше длительности работы в кабинете информатики должен проводиться комплекс упражнений для глаз, а после каждого урока на переменах – физические упражнения для профилактики общего утомления.

Число уроков для учащихся 10-11 кл. с использованием ВДТ и ПЭВМ должно быть не более в неделю, а для остальных классов – не более одного урока.

 

Занятия в кружках с использованием ПЭВМ и ВДТ должны проводиться не чаще двух раз в неделю общей продолжительностью:

¨      для учащихся 2 – 5 кл. не более 60 мин.;

¨      для учащихся 7 кл и старше – не более 90 мин.

 

Очевидно, что фактор санитарно-гигиенических требований к организации учебного процесса в КВТ 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.

 

ПОЛНУЮ ВЕРСИЮ ДАННОЙ АВТОРСКОЙ РАБОТЫ - ВЫ МОЖЕТЕ СКАЧАТЬ С ВЛОЖЕНИЯ