Навчання основ інформаційних технологій

Цілі навчання основ інформаційних технологій в курсі інформатики можна сформулювати у вигляді вимог до знань і умінь учнів:

Учні повинні знати: поняття інформаційних технологій; назви і призначення основних систем програмного забезпечення сучасних інформаційних технологій.

Учні повинні вміти: зафіксувати предметну галузь і її об'єкти, вибрати програмний засіб і дібрати (або розробити) технологію для

розв'язування даної задачі з конкретної предметної галузі; застосовувати пакети прикладних програм навчального призначення і користуватися текстовим і графічним редакторами, електронними таблицями та базами даних для розв'язування задач з конкретних

предметних галузей.

На всіх етапах розвитку суспільства інформаційні технології використовувалися для забезпечення інформаційного обміну між людьми, відображали відповідний рівень і можливості використання систем реєстрації, зберігання, опрацювання і передавання інформації і, по суті, були синтезом методів оперування людини з інформацією в інтересах своєї діяльності.

Мета вивчення даного розділу в шкільному курсі інформатики:

1) ознайомити учнів з поняттям інформаційних технологій;

2) сформувати поняття про технологію як про сукупність методів, засобів і прийомів, шо використовуються для розв'язування задач з конкретної предметної галузі;

3) оволодіти основними навичками роботи з персональним комп'ютером;

4) показати роль і місце інформаційній технологій у сучасному

суспільстві.

Методика навчання даного розділу містить такі моменти:

1. Використати класифікацію інформаційних технологій з метою вибору для вивчення в даному розділі програмних засобів і технологій розв'язування задач з конкретних предметних галузей.

2. Розробиш систему вправ щодо використання сучасних інформаційних технологій для розв'язування задач з різних предметних галузей.

Зазначимо, що вправи із заданої системи мажуть мотивувати поглиблене вивчення учнями сучасних інформаційних технологій з метою використання їх як засобу навчання інших шкільних предметів.

3. Необхідно виділити основні дидактичні одиниці для навчання нових інформаційних технологій.

Під дидактичними одиницями будемо розуміти описи послідовностей дій для виконання деяких елементарних дій у конкретному програмному засобі. Наприклад, вивести текст на принтер за допомогою текстового редактора: створити найпростіший малюнок у графічному редакторі; побудувати діаграму зміни даних в середовищі табличного процесора та ін.,

4. При навчанні розв'язування будь-яких навчальних задач із заданої системи необхідно неухильно дотримуватися етапів обчислювального експерименту, що дозволить реалізувати при вивченні даного розділу "навчання через задачі", що проводиться за схемою: задача-теорія-задача. Тобто вивчення сучасних інформаційних технологій через навчання технологій розв'язування задач з предметних галузей за допомогою конкретних програмних засобів.

5. Використати при вивченні - інформаційних технологій програмні засоби єдиного інтерфейсу користувача.

Інструментальні засоби, які не засновані на графічному інтерфейсі користувача (GUI від англійського Graphic User Interface), мають командну структуру, в основі якої лежить ієрархічне меню, розташоване в будь-якій частині екрана. Кожна нова програма вимагає від користувача навчитися того, як контролювати комп'ютер. Всі навички, так важко надбані, згодом стають некорисними, коли потрібно переходити до роботи з новою програмою. Загальний інтерфейс користувача GUI визначає стандартний шлях подавання вказівок комп'ютеру. Більш того звернення до програми мають однакову структуру, і після вивчення того, як правильно звертатися до послуг першої програми, користувач вже в широкому значенні цього слова, вивчив, як звертатися до послуг всіх програм.

Перед вивченням цього розділу учні можуть не мати ніяких навичок роботи на комп'ютері. Однак це не означає, що зміст всього матеріалу стосовно інформаційних технологій повинен бути викладений на першому етапі навчання інформатики в школі.

6. Доцільно відразу знайомити учнів з професійними інструментальними засобами для того, щоб забезпечити практичну значущість знань.

7. При навчанні інформаційно-комунїкаційних технологій бажано використовувати інформаційні моделі.

8. Основним методом навчання інформаційних технологій є метод доцільно дібраних задач та метод демонстрації прикладів на основі широкого використання інтерактивних технологій.

Всі програми прикладного програмного забезпечення загального призначення слід подати з позицій - об'єкти га програмні засоби сучасних інформаційно-комунікаційних технологій, за допомогою яких користувач досліджує інформаційні об'єкти - інформаційні моделі. Тобто доцільно на всі програмні засоби дивитись через

 

 

призму діяльності людини (суб'єкта): суб'єкт - об'єкт - мета - засоби діяльність результати оцінювання одержаних результатів - прийняття рішення.

Об'єктами опрацювання є різні набори даних - текстові, графічні, музичні, таблиці тощо. Засобами для опрацювання об'єктів, тобто аналізу таких інформаційних об'єктів, є прикладні програми, створені спеціально для такого опрацювання.

При роботі з текстовим редактором об'єкт - це відповідним чином структурований текст, текстовий редактор - засіб для дослідження та перетворень такого об'єкту. За допомогою текстового редактора текст можна аналізувати, коригувати, експериментувати з ним. При роботі з графічним редактором об'єктами дослідження є графічні зображення, а засобом для опрацювання таких об'єктів - графічний редактор (процесор).

Можна запропонувати учням таку схему ознайомлення з прикладним програмним забезпеченням загального призначення, до якого відносяться текстовий редактор, графічний редактор, електронні таблиці, системи управління базами даних:

1. Демонстрація за допомогою конкретних прикладів характеристика можливостей використання середовища та з'ясування його призначення.

2. Аналіз об'єктів, типів повідомлень, які опрацьовуються за допомогою середовища, способи їх подання в ньому, способи отримання результатів опрацювання повідомлень. Важливо виділяти об'єкти різного рівня для кожної прикладної програми.

3. Ознайомлення з основними складовими інтерфейсу середовища та формування вмінь аналізувати вміст основних його складових.

4. Правила роботи з вбудованою довідковою системою.

5. Ознайомлення з основними функціями та режимами роботи середовища.

6. Вивчення конкретної програми (за окремою схемою).

7. Теоретичне узагальнення основних режимів роботи та функцій середовища.

8. Теоретичне узагальнення на рівні основних вказівок.

9. Виконання аналогічних завдань в середовищі іншої подібного призначення.

Графічний редактор

Вивчення однієї з основних тем курсу інформатики "Прикладне програмне забезпечення загального призначення" можна починати з ознайомлення учнів з графічним редактором, оскільки, перш за все.

Предметна галузь добре знайома кожному школяреві, по-друге, в цьому середовищі учень швидко одержує результат своєї діяльності, по-третє графічний редактор дозволяє кожному учневі проявити особисті якості та проявити творчість при виконанні навчальних завдань; нарешті - при ознайомленні з основними можливостями використання редактора не враховуються прогалини учнів в знаннях з математики, мови, хімії та інших предметів.

Зрозуміло, що комп'ютерна графіка - це галузь, в якій учням хочеться реально попрацювати, а не слухати про неї розповіді. Саме тому велике значення мають демонстрації на комп'ютері різних продуктів комп'ютерної графіки: малюнків, схем, креслень, діаграм, прикладів анімації і тривимірної графіки. Доцільно звернути увагу учнів на те, що комп'ютерні ігри в більшості мають графічний інтерфейс, причому достатньо складний. Програми, за допомогою яких на комп'ютері одержується тривимірне реалістичне зображення, переповнені математичними розрахунками. Разом з тим завдяки існуванню прикладних графічних пакетів (графічних редакторів) комп'ютерна графіка стала доступною широкому колу користувачів. До теоретичного матеріалу даної теми курсу слід віднести питання про склад і функціонування технічних засобів комп'ютерної графіки та питання подання зображень в пам'яті комп'ютера.

Графічний редактор - іде одна із програм, яка у учнів різних вікових груп завжди викликає підвищений інтерес при вивченні. Вона легка для засвоєння, але при ознайомленні учнів з графічним редактором вчителю потрібно розуміти основну мету вивчення таких програм та чітко усвідомлювати, які знання та вміння слід формувати у учнів, які з них є основними, а які другорядними, які з них є репродуктивними, а які - загальноосвітніми, і які з них в майбутньому допоможуть учням опановувати аналогічні програми.

Основна мета вивчення графічного редактора: сформувати вміння запускати на виконання програму графічного редактора, записувати графічну інформацію до файлу на дискові, зчитувати її з диску та переглядати; сформувати уявлення про можливості використання графічних редакторів в цілому, показати шляхи використання графічно поданої інформації при створюванні книг, документів, електронних листів тощо. Крім того, при роботі з графічним редактором у учнів формуються навички вільно працювати з мишкою, використовувати буфер обміну даними виділяти об'єкти та виконувати з ними основні операції: змінювати місце розташування, розміри, копіювати, вилучати, повертати тощо.

На початку вивчення теми слід сформувати уявлення учнів про графічні об'єкти, до яких відносяться різноманітні малюнки, креслення, графіки, анімації і інші, які створюються за допомогою комп'ютера та виводяться на його екран та на друк. Звідси природно випливає необхідність вивчення графічних редакторів для створення чи редагування графічних об'єктів на комп'ютері. В процесі відповідно організованої бесіди учні повинні виділити основні функції графічного редактора - забезпечення створення графічних об'єктів, їх редагування, збереження у зовнішній пам'яті, отримання відповідних записів на папері, на магнітному чи інших носіях.

Часто вчителі не звертають увагу на висвітлення теоретичного матеріалу стосовно різних графічних об'єктів, тим самим допускають суттєву методичну помилку. Вивчити можливості і вказівки однієї конкретної програми дійсно дуже важливе завдання, але розуміння принципів створення та подальшої роботи із створеними графічними об'єктами є не менш важливим навчальним завданням. Тому вчителю доцільно проводити етап узагальнення теоретичного матеріалу, враховуючи те, що робота з графічним редактором може бути знайомою деяким учням, оскільки "малювання на комп'ютері" є однією з найулюбленіших справ учнів, які мають доступ до комп'ютера вдома чи б комп'ютерних клубах, чи в школі на гуртку з інформатики.

Крім того слід звернути увагу учнів на те, що для нормальної роботи графічного редактора необхідні певні апаратні засоби, до яких слід віднести:

1. Графічний адаптер (контролер дисплея, відеокарта) ~ складається із двох компонент: відео пам’яті і дисплейного процесора.

2. Графічний дисплей використовується для відображення графічних образів (на екрані електронно-променевої трубки).

Дуже часто, при запуску на домашніх комп'ютерах ігор, які передбачають використання графіки, у учнів виникають проблеми через відсутність відповідної графічної карти або некоректних її параметрів. Очевидно, що у випадку, коли користувачі не мають уявлення про процеси відображення на екрані дисплею, в тому числі і графічної інформації, вони не можуть самостійно вирішити подібні проблеми, що говорить про нестійкість знань та вмінь учнів.

При узагальненні теоретичних знань необхідно намагатися, щоб учні усвідомили основні характеристики графічного редактора, не плутали його з програмою для побудови діаграм та графіків функцій, навчилися вільно працювати з основними режимами графічного редактора та після ознайомлення із вказівками одного середовища могли вільно самостійно переходити до вивчення та опанування іншого. При цьому учні повинні розуміти не лише призначення, але і правильний вибір потрібної програми для розв'язування конкретної задачі.

Вивчення будь-якого графічного редактора слід починати з вивчення його інтерфейсу та вбудованої системи довідок. Процес вивчення можливостей використання конкретного графічного редактора можна побудувати індуктивно: спочатку ознайомитись з основними режимами робота та основними вказівками конкретного редактора за допомогою системи індивідуальних завдань. Потім слід узагальнити знання учнів за допомогою відповідної графічної схеми та запропонувати учням виконати основні дії з графічними об'єктами в середовищі іншого графічного редактора. У різних графічних редакторах на різних комп'ютерах системи вказівок можуть істотно відрізнятися, але основні режими лишаються однаковими. Для різних варіантів програм типовим є використання принципу меню для вибору вказівок, об'єктів, інструментів, кольорів тощо і ініціалізації вказівок. І на це також слід звернути увагу учнів.

Особливістю методичного підходу при ознайомленні з графічним редактором є те, що для вивчення кожної окремої вказівки чи кількох вказівок вчителю необхідно заздалегідь готувати конкретні практичні завдання для учнів.

Практика свідчить, що дуже часто вчителями інформатики використовуються прийоми "вільної'' роботи в графічному середовищі, коли учням пропонується "намалювати що завгодно", але при цьому не розкриваються можливості використання редактора. В цьому випадку більшість учнів, як правило, використовує для малювання тільки два чи три інструменти: олівець, гумку та розфарбовувач; а інші інструменти залишаються без їх уваги, тобто учні в повній мірі не знайомляться з усіма можливостями використання графічного редактора.

Тому особливої уваги вимагає від вчителя підготовка системи вправ, яка повинна будуватися за дидактичним принципом від простого до складного та розвивати знання, вміння та навички учнів. При цьому доцільно для кожного окремого режиму, окремої вказівки (або двох, трьох - не більше) пропонувати окремі завдання, для їх закріплення з часом більш складні, виконання яких передбачає володіння учнями вміннями та навичками, одержаними на попередньому навчальному кроці.

Завдання учням слід пропонувати не в словесному вигляді, а у вигляді конкретних малюнків, попередньо підготовлених та роздрукованих для учнів як дидактичний матеріал. Такі малюнки відіграють роль орієнтувальної основи дій відповідної діяльності. При цьому всі завдання можна поділити на три групи:

• завдання на використання одного чи двох конкретних Інструментів(без додаткового вказування правил використання малюнка);

• завдання на використання кількох інструментів з вказуванням порядку виконання.

• комплексні завдання на використання кількох інструментів без додаткового уточнення їх назв,

З прикладами завдань можна познайомитися в роботі [209].

Як свідчить практика, основним методом навчання при вивченні будь-якого графічного редактора повинен бути метод доцільно дібраних задач та метод демонстраційних прикладів.

Текстовий редактор

Основна мета при вивченні теми - ознайомити учнів з можливостями використання текстових редакторів - програм, призначених для опрацювання текстових повідомлень за допомогою комп'ютера. При цьому не має значення, який текстовий редактор вибрати як базовий для ознайомлення учнів.

Слід зауважити, що текстовий редактор є програмою із прикладного програмного забезпечення загального призначення, яка за навчальною шкільною програмою вивчається однією з перших. Це означає, що вчителю значну увагу слід приділяти формуванню у учнів вмінь, які є загальнозначущими для засвоєння правил роботи з іншими програмами. До таких вмінь можна віднести: запуск програми на виконання, правильне завершення роботи з програмою, збереження файлів в середовищі, пошук необхідних файлів за різними ознаками, правила роботи з інтерфейсом, вигляд курсору при розв'язуванні різних завдань в різних режимах роботи, робота з меню, кнопками панелей інструментів, використання мишки, робота з буфером обміну, виділення фрагментів, робота з об'єктами, виклик та використання контекстного меню, переміщування на робочому полі, робота з "підлеглими" вікнами, створення документів відповідного типу, використання вбудованої довідки, шаблонів тощо. Всім загальнозначущим для роботи з прикладними програмами вмінням особливу увагу доцільно приділити при ознайомленні з текстовим редактором та створити таблиці-орієнтири виконання таких операцій [181, 183, 184, 197, 209].

Світоглядне значення для учнів має питання про виникнення програми - текстового редактора. Важливо, щоб учні розуміли, що саме прагнення спростити роботу з різними видами текстів (службовими паперами, конспектами лекцій, газетами, журналами, книгами) привело до створення великої кількості текстових редакторів (ТР) або текстових процесорів. Крім того, учні повинні засвоїти основні функції текстових редакторів - забезпечення операцій введення текстів до запам'ятовуючих пристроїв комп'ютера, редагування та форматування текстів, збереження у зовнішній пам'яті і друкування.

Об'єктом для опрацювання в цьому випадку є текст, який може складатися з розділів, абзаців, символів. Крім того, в тексті можна ще розрізняти сторінки, таблиці, вбудовані графічні об'єкти тощо. Текст в цілому, як і його складові, можна опрацьовуєати за допомогою спеціального програмного засобу - текстового редактора. Вид та характер опрацювання залежить від мети, яка постала перед людиною для вирішення конкретного завдання.

Вчитель може проілюструвати на основі демонстраційного методу (використовуючи мультимедійний проектор) вміст різних текстових файлів після відповідного опрацювання (тобто ознайомити учнів з результатами опрацювання), які повинні містиш розділи, мати відповідну структуру з використанням шаблонів, стилів, малюнків, таблиць, діаграм, формул, оздоблювального тексту, колонок, колонтитулів, посилань, змісту тощо, а також надати приклади роздрукованих матеріалів. Така демонстрація має важливе значення для розуміння основних характеристик та можливостей використання текстових редакторів.

Після вивчення основних можливостей використання і функцій текстового редактора слід перейти до практичного освоєння основних режимів та вказівок конкретного текстового редактора.

Перш ніж вивчати вказівки конкретного текстового редактора, слід пояснити учням, що для ознайомлення з таким редактором слід усвідомити поняття середовища програми, під яким розуміється меню, рядки повідомлення та статусу, робоче поле. Всі складові середовища текстового редактора слід показати учням в режимі демонстрації або за допомогою мультимедійного проектора чи спеціальних програм-майстрів.

Практика свідчить, що часто вчителі інформатики вивчення текстового редактора зводять лише до вивчення конкретних команд конкретного текстового процесора, не пояснюючи. як опрацьовується текст, а це призводить до звичайного репродуктивного навчання", так званого "кнопочного", при якому учні запам'ятовують лише призначення клавіш чи значків, а не заглиблюються в сутність процесу, що відбувається. Експериментально доведено, що такий підхід до вивчення багатьох питань та понять інформатики є шкідливим як для учнів, так і для вчителів, і не розвиває учнів.

Тип текстового редактора, який вивчається, не повинен суттєво впливати на методику вивчення. В основу методики навчання доцільно покласти індуктивний підхід з використанням методу доцільних задач, кожна з яких спрямована на засвоєння учнями конкретних важливих характеристик програми для роботи з текстом та його складовими, як об'єктами.

Завдання при цьому можуть бути двох типів [181-184]:

1. Учням пропонується ввести з клавіатури деякий текст та подати його в певному вигляді.

В цьому випадку учневі з одного боку самостійно важко знайти помилку в результатах виконання завдання та оцінити правильність його виконання. З іншого - більшість учнів не мають навичок швидкого введення тексту з клавіатури, що означає, шо при виконанні такого типу завдань значна частина часу уроку витрачається на введення тексту, а на формування вмінь та навичок його опрацювання за допомогою такого засобу, як текстовий редактор, лишається менша частка уроку, що досить часто призводить до недосягнення вчителем навчальної мети відповідного уроку.

Враховуючи це, можна прийти до висновку, що такого типу завдання краще пропонувати учням не при вивченні нового матеріалу, а при узагальненні та повторенні - у випадках, коли слід проявити творчість, тобто на заключних уроках.

2. Учням пропонується завантажити з диску заздалегідь створений текстовий файл та подати його в конкретній формі, вимоги до зовнішнього вигляду якого учні одержують у роздрукованому вигляді. Таким чином учень вже на початку роботи має перед очима зразок (очікуваний результат опрацювання текстових повідомлень), і його завдання полягає в тому, щоб привести вже набраний текст до вказаного виду, використовуючи засоби текстового редактора.

При завантаженні з диску підготовлених матеріалів учні звільняються від введення з клавіатури текстів, шо вивільняє значну частику уроку.

При цьому завдання можуть бути подані з різними рівнями підказок до їх виконання:

1-ий тип завдань. До тексту, що в повному обсязі зберігається на диску, надається очікуваний результат його опрацювання (роздруковану відповідним чином, відформатовану копію тексту) та послідовність дій з вказуванням вказівок, які необхідно виконати для подання заданого тексту у потрібному вигляді.

2-ий тип завдань. До тексту та надрукованого очікуваного результату пропонується список вказівок, виконуючи які можна досягти мети завдання, але в цьому випадку відсутній алгоритм його виконання

3-ий тип завдань. Учневі пропонуються лише деякі узагальнені вказівки до виконання завдання.

4-ий тип завдань. Підготовлений текст супроводжується лише очікуваним результатом, відсутні будь-які вказівки до його отримання. Учень самостійно добирає методи опрацювання заданого тексту. З прикладами можна ознайомишся в роботі [209j.

Вчителю перед проведенням кожного уроку слід чітко формулювати мету вивчення матеріалу та уточнювати, які знання га вміння повинні бути сформованими при проведенні уроку і намагатися для кожного з виділених вмінь та навичок добирати конкретні завдання різних типів.

Практика свідчить, що такий індуктивний метод вивчення.можливостей використання середовища приводить до більш плідних результатів, ніж традиційний для старшого шкільного віку -дедуктивний,

Для узагальнення знань учні після закінчення кожної вправи розповідають вголос порядок виконання завдання, яким вони користувались, обговорюють його з іншими учнями, а потім знаходять раціональніший шлях. Далі на лабораторній роботі їм пропонується самостійно виконати аналогічне завдання га письмово зробити узагальнений висновок. Перед виконанням завдання вчителю слід чітко сформулювати вимога до оформлення висновку. Бажано, щоб у висновку не містилось конкретних назв вказівок, які використовувались при виконанні завдань, а речення були узагальненими. Це дає змогу засвоювати не конкретні вказівки конкретного редактора, а принципи виконання операцій з текстами за допомогою спеціального середовища, яке змінюється і можливо буде змінюватися і в майбутньому.

На початку можна показати учням на одному комп'ютері або ка мультимедійному екрані (не поспішаючи, щоб діти встигли запам'ятати хоча б послідовність дій) правила виконання, а потім запропонувати самостійну роботу. Практика показує, що якщо учні раніше не залучалися до дослідницької роботи, то така методика повинна вчителем застосовуватися поступово, ускладнюючи самостійну роботу від завдання до завдання, а інколи доцільно допомагати учням при виконанні всієї вправи, залежно від сформованості у учнів самостійного мислення та рівня їхньої пізнавальної активності.

Такий підхід до вивчення текстовою редактора дає можливість учням при необхідності без зайвих перешкод перейти до опрацювання тексту в іншому аналогічному середовищі. Якщо дозволяє час, то можна запропонувати окремим учням виконати аналогічні завдання в іншому редакторі, не пояснюючи правил роботи в ньому.

Табличний редактор

Принципи, які можуть бути покладеними в основу методики вивчення табличного редактора, багато з чому схожі на принципу на яких будувалась методика вивчення текстових та графічних редакторів. До них можна віднести;

1. Використання індуктивного методу, за яким пояснення основних можливостей та принципів опрацювання електронних таблиць будується від конкретних прикладів до узагальнень у вигляді правил - орієнтирів, які не залежать від конкретної програми та знань і навичок користувача стосовно роботи з нею.

2. Мотиваційне навчання, при якому кожна вказівка чи група зв'язаних за змістом завдання вказівок спочатку демонструється на прикладах, пояснюється мета та необхідність їх введення.

3. Навчання через систему доцільних задач. Для кожної конкретної вказівки чи групи вказівок добирається система завдань з практично значущим і добре зрозумілим змістом для відповідної вікової групи учнів. Учні знайомляться з умовою такого завдання та самостійно шукають в середовищі потрібні вказівки для одержання результатів, при цьому вимоги до результатів виконання завдання (вигляд відформатованої таблиці, діаграма, результати обчислень тощо) учні одержують у надрукованому вигляді. Завдання полягає в тому, щоб із запропонованої табличної інформації шляхом її опрацювання за допомогою табличного процесора одержати конкретні результати, тобто використовується дидактичний принцип навчання "за зразком" — орієнтувальною основою дій.

4. Використання при проведенні практичних занять за комп'ютером завдань двох типів:

• введення вхідних даних з клавіатури та подальше їх опрацювання в середовищі табличного процесора;

• опрацювання заздалегідь введених до пам'яті комп'ютера табличних даних та аналіз одержаних результатів.

5. Використання наочних орієнтирів для контролю за результатами виконання завдань.

6. Використання навчальної допомоги різного рівня при використанні завдань для самостійного виконання.

7. Проведення лабораторних робіт комплексного характеру для закріплення знань та вмінь учнів в нових умовах.

8. Використання методу проектів для поглибленого вивчення можливостей використання електронних таблиць.