Информатика в школе как учебный предмет

Методика обучение информатики как наука и как учебный предмет в высшем педагогическом учебном заведении
Введение в среднюю школу отдельного общеобразовательного предмета «Основы информатики и вычислительной техники» привело к образованию области педагогической науки — методики обучение информатики, предметом которой есть цели, содержание, методы, средства, организационные формы обучение информатики.
Методика обучение информатики — это раздел педагогической науки:
1) объектом которой является процесс обучение информатики в школе;
2) предметом — проектирование, конструирование, реализация (внедрение в педагогическую практику), анализ (педагогический эксперимент) и развитие методических систем обучение информатики в школе;
3) одним из основных методов методики обучение информатики является педагогический эксперимент.
Методику обучение информатики как новую дисциплину начали преподавать в высших педагогических учебных заведениях с 1987/88 учебного года. К тому времени существовало лишь фрагментарное видение предмета. Поэтому изучение курса началось одновременно с его разработкой. Важную роль при этом сыграла концепция сотрудничества, общего обучения, предложенная в области информатики А.П. Ершов. Она оказалась продуктивной и после того, как проблему подготовки преподавателей было частично решено.

При условиях дефицита в школах современной вычислительной техники, качественного программного обеспечения и под влиянием вузовских традиций обучения программированию курс методики обучение информатики сначала был ориентирован в основном на обучение решения задач на алгоритмизацию с выполнением алгоритмов на доске, что вообще отвечало и состоянию материально-технического обеспечения школьного курса информатики.
Лишь постепенно были:
1) сформулированные цели изучения информатики в школе;
2) выделенные уровни работы с компьютером:
3) конкретизированы принципы общей дидактики относительно обучение информатики;
4) переосознаны фундаментальные понятия компьютерной грамотности и информационной культуры;
5) раскрыты способы формирования стойкого интереса учеников к предмету на основе системы требований к формированию личности;
6) рассмотрены проблемы объединения новых и традиционных дидактических средств обучение информатики;
7) систематизированные организационные формы обучения для компьютерных и обычных занятий;
проанализированы методы обучения, в частности формы и методы умственной деятельности учеников, которые работают с компьютером.
В конце концов, стала понятно, что основные трудности возникают у учителя из-за недостаточности системного видения предмета информатики и методики его обучения.
В педагогическом плане слово «методика» наиболее частое употребляется в трех значениях:
1) методика как педагогическая наука, которая имеет, с одной стороны, характеристики, присущие любой науке (теоретический фундамент, экспериментальную базу, рабочее поле для проверки научно обоснованных гипотез), а с другой, — специфические объекты исследования, обусловленные как особенностями самого предмета, так и путями овладения ими;
2) методика как совокупность средств, организационных форм, методов и приемов работы учителя, это — «технология» профессиональной практической деятельности;
3) методика как учебная дисциплина.
Методика обучения информатики — наука об информатике как учебный предмет и закономерности процесса обучение информатики учеников разных возрастных групп. В своих исследованиях и выводах методика обучения информатики опирается на философию, логику, педагогику, психологию, информатику, математику и обобщенный практический опыт работы учителей информатики.
Методика обучения информатики определяется как научная дисциплина, которая занимается исследованием и разработкой соответствующего целям и содержанию обучения программного, технического, учебно-методического, организационного, психолого-педагогического обеспечения применения компьютерных технологий в школьном учебном процессе.
Методика обучение информатики как наука тесно связана с концепцией учебного процесса, его основными компонентами, которые и составляют совокупность объектов изучения и исследования. К основным компонентам учебного процесса относятся:
1) обучающая деятельность учителя;
2) учебная деятельность учеников;
3) организация обучения.
Процесс обучения — это процесс общей деятельности учителя и учеников. Обучение — это акт взаимодействия того, кто учит, с тем, кого учат, с целью передачи одним и усвоения другим накопленного человечеством социального опыта.
Под «организацией» в широком понимании этого термина имеются в виду такие факторы: цель обучения, его содержание, методы и приемы, а также средства обучения.
Без тесных взаимосвязей между всеми компонентами учебный процесс не может быть эффективным, а в отдельных случаях становится и невозможным.
Методика обучение информатики связанная с методикой обучения математики, так как понятие алгоритма пришло из математики. С другой стороны, много доказательств разнообразных утверждений в математике имеют явным образом алгоритмическую структуру, и в методике обучения математики существует задача научить проявлять эту алгоритмическую составную в доказательствах.
Методика обучение информатики подобная к методике обучения физики и химии. Ведь во время изучения разнообразных вопросов курса информатики довольно часто применяют опыт, эксперимент.
Во время решения многих проблем методики обучение информатики приходится опираться на соответствующие исследования психологии.
Представляет большой интерес и конкретизация универсальных форм умственной деятельности в контексте обучение информатики (анализ, синтез, индукция, сравнение, систематизация и т.п.).
Триада целей обучения (образование, развитие и воспитание) вытекает из общей дидактики и раскрывается на материале информатики. Методика обучение информатики базируется на системе дидактических принципов общей дидактики, которые также подлежат переосознанию и конкретизации относительно материала информатики.
Особенность методики обучение информатики обнаруживается в том, Что информатика, как наука и как учебный предмет, бурно развивается. В связи с этим существует потребность постоянно согласовывать содержание обучения с достижениями в развития науки и техники. При таких условиях вынужденным (и плодотворным) решением есть максимальная опора на результаты общей дидактики и психологии, на конкретные методики обучения других дисциплин, в частности математики и физики. Отсюда вытекает также требование отбора такого содержания обучения информатики, которое по возможности меньшее зависело бы от типов компьютеров и их программного обеспечения. Разумеется, процесс обучения неминуемое реализуется с применением некоторых конкретных программных и технических средств, но они должны рассматриваться лишь как отдельные образцы разного компьютерного оснащения, как возможные средства наглядности и дидактического сопровождения учебного материала, а также технической поддержки наставительно-познавательной деятельности. Следует формировать наиболее общие, фундаментальные знания, по возможности избегая машинозависимых знаний и умений, которые могут оказаться непригодными к использованию и даже вредными для учеников в новой ситуации, во время работы на других типах компьютеров, с другой операционной системой и прикладным программным обеспечением или другим языком программирования.
Методика обучение информатики сегодня интенсивно развивается. Много положений в ней сформировались совсем недавно и не имеют еще ни глубокого теоретического обоснования, ни экспериментальной проверки.
Задача курса методики обучение информатики
Методическая система обучение информатики должна рассматриваться как целостная система целей, содержания, методов, средств и организационных форм обучения.
Соответственно общим целям курс методики обучение информатики должен обеспечивать решение таких основных задач:
1. Определить и обосновать конкретные целые обучения информатики и содержание соответствующего общеобразовательного предмета средней школы.
2. Разработать наиболее рациональные методы и организационные формы обучения, направленные на достижение поставленной цели.
3. Рассмотреть необходимые средства обучения и разработать рекомендации относительно их применения в учебном процессе.
То есть методика обучение информатики, как и любая другая предметная школьная методика, должна обеспечивать решение традиционной триады вопросов:
1) Зачем изучать информатику? (Цель обучение информатики.)
2) Что именно следует изучать? (Содержание обучение.)
3) Как надо учить информатики? (Средства, методы, организационные формы обучения.)
Информатика как наука и как учебный предмет в общеобразовательной школе
Началом процесса формирование информатики, как научной дисциплины, которая изучает общие свойства информации и информационных процессов, а также методы и средства их обеспечения, считают 1895 г., когда в Брюсселе был создан Международный библиографический институт.
После Второй мировой войны бурно развивалась кибернетика как общая наука об управлении и связи в разных системах: искусственных, биологических, социальных. Рождение кибернетики принято связывать с опубликованием (1948 г.) американским математиком Норбертом Винером известной книги «Кибернетика или управление и связь в животном и машине». Развиваясь одновременно с развитием электронно-вычислительных машин, кибернетика со временем становилась более общей наукой — наукой о преобразовании информации.
Под информацией в кибернетике понимают любую совокупность сигналов, влияний или сведений, которые некоторая система воспринимает от окружающей среды (входящая информация), выдает в окружающую среду (исходящая информация), а также сохраняет в себе (внутренняя, внутрисистемная информация).
Вслед за появлением срока «кибернетика» в мировой науке начало использоваться англоязычное «Computer Science», со временем на рубеже 1960-1970-х гг. французы ввели срок «Іпformatique» для обозначения области автоматизированной обработки информации в обществе. Слово «информатика» есть своеобразным гибридом двух слов — «Інформация» и «автоматика» .
В украинском языке этот слово вводится как название фундаментальной науки, которая изучает процессы поиска, сохранение, обработка, представление, передача, использование информации в разных сферах человеческой деятельности. При таком толковании информатика оказывается тесно связанной с философскими и общенаучными теориями, проясняется и ее место в круге «традиционных» академических, научных дисциплин.
Информатика — это наука об информации и информационных процессах в природе и обществе, методы и средства поиска, собирание, получение, обработка, сохранение, представление, передача информации и управление информационными процессами.
Предмет информатики определяется разнообразием ее применений. Информационные технологии, которые используются в разных видах человеческой деятельности (управление производственным процессом, научные исследования, проектирование, финансовые операции, образование и др.), имея общие черты, в тоже время существенным образом отличаются. Получаются разные «предметные» информатики, которые базируются на разных операциях и процедурах, разных видах оснащения (в многих случаях наравне с компьютером используются специализированные приборы и устройства, информационные носители и т.п.).
В связи с развитием информатики возникает вопрос о ее взаимосвязях и размежевании с кибернетикой. Информатика и кибернетика имеют много общего, основанного на концепции управления, однако кибернетика полностью не поглощает информатику. Один из подходов размежевания информатики и кибернетики — это отнесения к области информатики исследований информационных технологий не в системах любой природы, а лишь в социальных системах. Кроме того, за кибернетикой сохраняется исследование общих законов движения информации в произвольных системах, в то время как информатика, опираясь на этот теоретический фундамент, изучает технологию, конкретные способы и приемы собора, хранения, обработки, передачи, представления и использования информации. Кибернетические принципы не зависят от отдельных реальных систем, а принципы информатики всегда находятся в технологической связи именно с реальными системами.
Система базовых понятий информатики: информация, информационные процессы, формальные системы, информационные модели (алгоритмы, структуры данных), архитектура вычислительных (компьютерных) систем, вычислительный эксперимент, информационные технологии.
Технология — это совокупность методов, средств и реализации людьми конкретного сложного процесса путем деления его на систему последовательных взаимосвязанных процедур и операций, которые выполняются более или менее однозначно и имеют целью достижения высокой эффективности определенного вида деятельности.
На всех этапах развития общества информационные технологии обеспечивали информационный обмен между людьми, отображали соответствующий уровень и возможности систем поиска, регистрации, хранения, обработки, представления, передачи информации и, в сущности, были синтезом методов и средств оперирования человека с информацией в интересах его деятельности.
Информационная технология — это совокупность методов, средств, приемов, которые обеспечивают поиск, сбор, хранение, обработку, представление, передачу информации между людьми.
В узком значении «информационные технологии» — это совокупность методов средств, приемов поиска, хранения, обработки, представления и передачи графической, текстовой, цифровой, аудио- и видеоинформации на основе электронных средств компьютерной техники и связи.
Информационно-коммуникационной технологии (ИКТ) — информационные технологии на базы персональных компьютеров, компьютерных сетей и средств связи, для которых характерно наличие доброжелательной среды роботы пользователя.
Таким образом:
Информатика — комплексная научная и инженерная дисциплина:
• объектом которой есть информационные процессы любой природы;
• предметом являются новые информационные технологии, которые реализуются с помощью компьютерных систем;
• методологией — философские основы естественных и гуманитарных наук, вычислительный эксперимент.
Информатика — динамическая наука, которая интенсивно развивается и существенно влияет на развитие других наук и технологий. Она превращается из сугубо технической в фундаментальную общественно значащую науку.
Курс информатики начали преподавать в массовой школе в 1985 г. Причинами его введения стали:
• возрастающая компьютеризация производства;
• возрастающая компьютеризация научных исследований;
• потребности подготовки высококвалифицированных специалистов для компьютеризированного производства;
• компьютеризация управления (делопроизводство, банковское дело, АРМ руководителя, секретаря, бухгалтера);
• подготовка человека к жизни в компьютеризированном обществе, использование компьютеров в быту;
• доступ через компьютерные сети к мировым информационным ресурсам;
• компьютеризация собственное образования.
Некоторые из указанных факторов существовали и раньше, но не было такой острой и массовой потребности в соответствующих специалистах.
Школьный учебный предмет информатики не может включать все сведения, которые составляют содержание науки информатики, которая активно и постоянно развивается. Вместе с тем, школьный предмет, выполняя общеобразовательные функции, должен отображать наиболее общезначимые, фундаментальные понятия и сведения, которые раскрывают сущность науки, обеспечивать учеников знаниями, умениями, навыками, необходимыми для изучения основ других наук в школе, а также, готовить молодежь 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.
Определение содержания школьного курса информатики есть очень непростой задачей, на решение которой продолжает активно влиять процесс становления самой базовой науки информатики. Вопрос состоит в следующем: чего в новом общеобразовательном знании большее — того, что должно составить отдельный учебный предмет для общеобразовательной подготовки, или того, что может (или должно) быть неразрывно связан с содержанием и технологией изучения всех школьных предметов?
Предметом учебной дисциплины «Информатика» есть научные факты, основные понятия и положение относительно сущности информации и информационных процессов, принципы, методы и средства поиска, сбора, сохранения, обработки, представления, передачи информации и управление информационными процессами.
Структура и содержание школьного курса «Информатика» должны определенной мерой отвечать современному состоянию и тенденциям развития информатики как науки.
Информатика как учебный предмет — это педагогическое адаптированная и предметно специфицированная система знаний:
• учебным объектом которой является предмет информатики как научной дисциплины;
• предметом — результат дидактической обработки научных знаний, которые относятся к учебному объекту, соответственно целям обучения.
Дидактическая обработка — это выбор, расположение и концентрация учебного материала, дидактическое упрощение, дидактическая систематизация, формы представления содержания обучение и др.
Компьютер выступает прежде всего как средство наставительно-познавательной деятельности, а кроме того, и как объект изучения.
Сведения о компьютере как объект изучения есть составной частью школьного предмета информатики. При этом школьный учебный предмет, призванный, прежде всего, отыгрывать общеобразовательные функции, не может охватить все разнообразие вопросов, которые составляют содержание науки информатики, которая бурно развивается. Одновременно, содержание школьного предмета должно быть достаточным для того, чтобы сформировать у учеников знания, умение, навыки, необходимые на современном этапе для изучения основ других наук в школе, а также для использования информационных технологий в будущей практической деятельности.
Учитывая существенные изменения, которые состоялись в последнее время в области информатики, повышение ее социальной значимости, опыт изучения в средних общеобразовательных школах курса информатики, использование средств информационных компьютерно-ориентированных технологий в процессе обучения разных учебных дисциплин, результаты проведенных научно-педагогических исследований, следует различать «Информатику» как самостоятельную общеобразовательную дисциплину и компьютерно-ориентированных методические системы обучения отдельных дисциплин.
Методическая система обучение информатики в средней общеобразовательной школе
Системой называется любая совокупность элементов произвольной природы, между которыми существуют определенные внутрисистемные связи. Системный подход считается одним из ведущих методологических принципов исследования в каждой области знаний.
Каждая система имеет свою структуру, части этой структуры рассматриваются как подсистемы.
Методическая система обучение информатики в средних учебных заведениях определяется как система, функционирование которой обуславливается многими факторами. Главными из них есть: характер социального заказа на современном этапе развития информационного общества, цели изучения и воспитания, принципы и содержание обучение информатики и т.п. Методическая система обучения любого предмета представляет собой совокупность пяти компонентов: цели, содержание, методы, средства и организационные формы обучения. Для информатики же характерным есть высокий динамизм становления ее методической системы обучение.
Анализ методической системы обучения
Создание и развитие методической системы обучение информатики сыграет ключевую роль в становлении школьного курса информатики. Актуальным является анализ компонентов методической системы, выявление проблем, без решения которых невозможно ее дальнейшее развитие.
Место и содержание школьного предмета «Информатика» в значительной мере зависит от уровня информатизации учебного процесса, разработки информационно-коммуникационных технологий обучение (ИКТН) их использование при изучении разных учебных предметов, содержательное наполнение их учебных предметов в разных образовательных областях, в том числе такая как словесность, художественная культура, математика, природоведение, технология и др. что необходимо рассматривать как целостную систему взаимосвязанных и взаимодействующих подсистем обучение и воспитание.
Цель обучения школьного курса информатики — формирование основ информационной культуры школьников, то есть формирование совокупности знаний, умений привычек, которые обеспечивают ученикам возможность применять компьютерную технику в учебной, а со временем в профессиональной деятельности.
Основной целью предмета «Информатика» является:
1) сформировать знания, умения и навыки, необходимые для рационального использования средств современных информационно-коммуникационных технологий при решении задач, связанных с обработкой информации, ее поиском, систематизацией, сохранением, представлением, передачей;
2) ознакомить учеников с ролью новых информационно-коммуникационных технологий в современном производстве, науке, повседневной практике, с перспективами развития компьютерной техник;
3) зачать основы информационной культуры учеников.
Содержание курса информатики включает совокупность двух взаимосвязанных компонентов: теоретического и практического. Теоретическая часть курса направленная на формирование у учеников основ информационной культуры, навыков анализа и формализации предметных задач, ознакомление с такими понятиями как информация, сообщение, свойства информации, информационные процессы, алгоритм, исполнитель алгоритма, структура алгоритма, величина, типы величин. Практический аспект связан с выработкой навыков работы с готовым программным обеспечением, написанием программ одной из конкретных языков программирования, использованием глобальной сети Интернет для обмена информацией и сообщениями, ее поиска. Необходимость изготовления практических навыков и умений работы на компьютере предусматривает значительное повышение удельного веса практических занятий (сравнительно с другими предметами) в общей структуре курса, предоставляя курса информатики специфические черты, которые отличают его от других предметов.
На отбор содержания школьного курса информатики влияют две группы основных факторов:
1) Научность и практичность. Содержание учебного курса информатики должно отталкиваться от науки информатики (то есть не противоречить современному состоянию науки и быть методологически выдержанной); изучение предмета должно давать такой уровень фундаментальных знаний учеников, который действительно мог бы обеспечивать подготовку учеников к будущей профессиональной деятельности в разных сферах (практическая цель).
2) Доступность и общеобразовательность. Материал, который включается в курс информатики, может быть доступной для усвоения учеником. Курс информатики должен, кроме того, отображать наиболее общезначимые, общекультурные, общеобразовательные сведения из соответствующей области научных знаний.
Программы обучения в средних школах довольно жестко ограничивают великое множество понятий, которые изучаются в разных предметах. Только в последнее время начали говорить о вариативности программ, о возможности выбора комплекта дисциплин, а учителем — методики обучения и содержания этих дисциплин. Ориентиром выбора содержания, критерием его обязательного ядра, должны стать стандарты образования по разным предметов и для разных возрастных групп. Для реализации такого выбора необходимая прежде всего наличие качественных учебных пособий, их многообразие, которого сегодня практически не существует. Исключение составляет информатика, которая, во-первых, окончательно сформировался как школьный предмет лишь несколько лет тому, и ее основы являются инвариантной частью научных и учебных изданий, и, во-вторых, по этому предмету есть несколько действующих учебников.
Слабая материально-техническая база подавляющего большинства школ, которые не имели к началу введения курса информатики необходимой вычислительной техники, привела к разрыву между теоретическим и практическим компонентами содержания учебного предмета, к изменению системы целей обучение. Это нашло отображение и в отсутствия единства в трактовке содержания информатики как общеобразовательного предмета. Существуют расхождения содержания материала, который изучается учениками в разных школах и у разных учителей, с содержанием и общей концепцией курса, отображенными в программе. Часто наблюдался уклон в сторону обучения программированию каким-то языком.
В наиболее сложном положении оказались школы, которые не имели никакой вычислительной техники. Несмотря на то, что сам курс информатики на первом этапе его внедрения и планировался как безмашинный, реальная практика преподавания удостоверила, что эффективность занятий с теоретической частью, которая не поддерживается практикой, существенным образом снижается.
Отсутствие возможности систематического использования на уроках средств современной вычислительной техники не позволяет реализовать весь общеобразовательный потенциал, заложенный в теоретической части курса, при этом значительно ослабляется и его практическая направленность.
В школах, которые имеют вычислительную технику, учителя столкнулись с другими проблемами. Среди них нужно выделить две:
• разнотипность вычислительной техники, которая есть в этих школах, как за техническими возможностями, так и по программному обеспечению и языкам программирования, которые используются;
• почти полное отсутствие педагогических программных средств (ППЗ), специально предназначенных для программной поддержки действующего курса информатики, что привело к изменению основных идей курса с уклоном в сторону обучения программированию тем или другим языком программирование.
Это послужило причиной появления разных методических систем обучения, в особенности методов обучение и организационных форм проведение занятий. При этом основным методом введения школьников в содержание предмета был объяснительно-иллюстративный.
Практика обучения информатики обнаружила специфику предмета, что нашла отображения в формах организации занятий, которые получило распространение (стихийно): кроме уроков с объяснениями и решением задач, урока-лекции, пары, специальные практические занятия. Изменилось соотношение в пользу форм, которые предусматривают больший удельный вес самостоятельной работы учеников. В сущности, это отображает потребности относительно обучения нового предмета в более тщательной методической обработке вопроса об организации занятий, которые учитывают его специфику.
Анализ характера деятельности людей, занятых в информационной “индустрии», свидетельствует, что ведущей здесь есть групповая форма деятельности. Учитывая необходимость передачи будущим выпускникам не только некоторой суммы знаний и умений, а и навыков работы в коллективе, нужно шире применять такие формы работы учеников, как семинары, учебные дискуссии, коллективно-распределительные формы роботы с учебным материалом и использование этих форм в обучении других предметов, методически обоснованное объединение групповых и индивидуальных форм организации учебной роботы школьников при ведущей роли групповых форм дает возможность обеспечить лучшее усвоение программного материала, развитие самостоятельности и активности учеников.
Одним из направлений усовершенствования методики обучение информатики есть создание целостного учебно-методического комплекса по этому предмету. Сложность учебно-методического комплекса по курсу информатики как системы, которая включает в себя не только учебники и методические пособия, а и систему книг для чтения, методические пособия относительно применения педагогических программных средств, в конце концов, сами педагогические программные средства, требует для его создания привлечения широкого круга специалистов как в области педагогики, так и в области программирования.
Эта концепция должна содержать не только анализ условий эффективного использования педагогических программных средств для решения задач усовершенствования обучение, а и систему методических требований к ним, которые вытекают из целей и содержания обучение информатики. В особенности остро сегодня явилась проблема формулирования психолого-педагогических требований к педагогическим программным средствам. Их разработка должна обеспечить избежание ошибок, характерных для необоснованного внедрения компьютерной техники.
Педагогические программные средства должны обеспечивать не только процесс формирования знаний и умений, а и оперативный контроль их усвоения учениками, а также вывод учителю интегрированной информации об уровне результатов обучение. Это предусматривает создание системы диагностирующих программ, которые осуществляют стандартную диагностику сформированности знаний, привычек и умений, предусмотренных программой курса.
В современных методических системах обучения всех предметов может быть компьютер и соответствующие ППЗ — современные средства поиска, обработки, хранения, представления, передачи сообщений (и информации).
Сегодня курс информатики уже не единственный предмет, в рамках которого отрабатывается методика применения компьютеров в учебном процессе. Результаты, добытые в методике обучение информатики, становятся достоянием других учебных предметов. Специфичность самого курса информатики сохранится в том ракурсе, что в данном предмете компьютер будет выступать одновременно и как средство обучения, и как предмет изучения.