Формирование концепции и содержания школьного курса информатики

Как уже отмечалось, появление и начальное становление информатики как науки отно­сится ко второй половине прошлого века.

В середине XX века появилась и получила развитие новая научная дисциплина - кибер­нетика. Ее основатель - американский математик Норберт Винер, выпустивший в 1948 г. книгу «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине»¹. Термин «кибернетика» на гре­ческом языке означает «искусство управления». Объекты, рассматриваемые с позиции кибер­нетики, принято называть кибернетическими системами. В дальнейшем кибернетический под­ход стал применяться и к описанию социальных объектов и явлений. Центральным понятием кибернетики является информация. Между элементами кибернетической системы, а также ме­жду различными системами имеют место информационные взаимодействия, т.е. обмен управ­ляющими сигналами, знаками, командами. В рамках кибернетики не рассматривается физиче­ское, энергетическое взаимодействие, а только информационное.

Кибернетика породила новый системно-информационный взгляд на природу. Вещество-энергия-информация - это три точки зрения, три стороны, с которых наука сумела посмотреть на бесконечно разнообразный мир.

Однако в СССР кибернетика определялась как «реакционная лженаука, возникшая в США после второй мировой войны и получившая широкое распространение и в других капита­листических странах; форма современного механицизма»². В результате произошла задержка развития не только науки, но и электронной техники. Лишь в конце 1950-х в СССР кибернетика была признана как наука.

В 60-70-е годы XX века информатика выделилась из кибернетики как самостоятельная научная дисциплина. Предметом информатики является собственно информация, способы ее представления, передачи и обработки, т.е. информационные процессы и технологии. В совре­менном виде информатика оформилась с массовым появлением и развитием электронно-вычислительных машин (ЭВМ).

В развитии отечественного школьного курса информатики выделяется несколько этапов (обычно - три) [8, 53, 105, 111, 120], связанных со сменой парадигм преподавания курса и, со­ответственно, изменениями в методической системе обучения информатике. По нашему мнению, историю школьной информатики можно разделить на шесть этапов, соответствующих смене парадигм в школьном курсе информатики.

На первом этапе (с середины 1950-х гг. до 1985 г.) в рамках производственного обуче­ния в школе и факультативных курсов возникло два направления обучения кибернетике и ин­форматике в средней школе: общеобразовательное, связанное с изучением информационных процессов, принципов строения и функционирования самоуправляемых систем различной при­роды, автоматической обработкой информации (В.С. Леднев, А.А. Кузнецов: факультативный курс «Основы кибернетики» для 9-10 кл.) и прикладное в рамках дифференциации обучения в старших классах школы с производственным обучением, основанное на изучении программи­рования и устройства ЭВМ (В.М. Монахов, С.И. Шварцбурд и др.). Идея общеобразовательно­го курса получила признание и поддержку в лице ведущих специалистов того времени.

1950-е годы: Изучение программирования в ряде школ г. Новосибирска (А.П. Ершов и его сотрудники).

1960-е годы: Подготовка программистов в московских школах с математической специа­лизацией.

1970-е годы: Подготовка школьников по специальностям, связанным с ЭВМ (Москва, Ленинград, Новосибирск). Министерство образования рекомендует программу факультативно­го курса «Основы кибернетики» (В.С. Леднев, А.А. Кузнецов).

Конец 70-х годов: Обоснование необходимости включения в структуру общего образова­ния курсов, отражающих науки, изучающие информационные, кибернетические стороны мира (В.С. Леднев); разработка концепции школьной информатики (А.П. Ершов, Г.А. Звенигород­ский, Ю.А. Первин).

1982 год: Решение Министерства просвещения СССР о введении калькуляторов в учеб­ный процесс школы.

1984 год: Разработка основных направлений реформы общеобразовательной и профес­
сиональной школы.

1985 год: Разработка программы предмета «Основы информатики и вычислительной тех­
ники».

Второй этап (1985 г. - конец 1980-х гг.) характеризуется включением в учебные планы школ обязательного курса «Основы информатики и вычислительной техники» (в 1985 г.). Один из его идеологов - А.П. Ершов, который видел цель курса в обеспечении компьютерной гра­мотности школьников, под которой понималось умение программировать («Программирование - вторая грамотность», А.П. Ершов). Соответственно, основными понятиями курса были «ком­пьютер», «исполнитель», «алгоритм», «программа». Для преподавания курса использовался первый школьный учебник по информатике [88], составленный авторским коллективом под руководством А.П. Ершова и В.М. Монахова.

1985-1986 гг.: Разработка первого учебного пособия по информатике (А.П. Ершов, В.М. Монахов, А.А. Кузнецов, С.А. Бешенков, А.С. Лесневский, Э.И. Кузнецов, М.П. Лапчик и др.).

1 сентября 1985 г.: Начало преподавания основ информатики и ВТ в массовой школе. Обучение информатике проходило под лозунгом, выдвинутым академиком А.П. Ершовым, «Программирование - вторая грамотность». Отечественная техника, выпускаемая в это время, имела программное обеспечение в основном для обучения программированию.

На преподавание курса ОИВТ было выделено 1 -2 часа в неделю (соответственно, безмашинный и машинный варианты) в 9-10 классах. Поначалу в большинстве школ информатика преподавалась по «безмашинному варианту», поскольку лишь немногие школы могли обеспе­чить своим ученикам работу с программируемыми микрокалькуляторами и доступ к ЭВМ, в основном, используя материально-техническую базу предприятий, вузов, НИИ.

1985 г.: Начало подготовки учителей информатики в пединститутах по новым учебным планам.

1986г.: Начало издания журнала «Информатика и образование».

К концу 80-х в школы начала массово поставляться советская компьютерная техника: БК, ДВК, УКНЦ, Корвет, Вектор и т.п., а также японские Ямахи. Однако разнородность техники не позволяла разработать единое программно-методическое обеспечение, происходило распыле­ние сил и средств.

Третий этап (конец 80-х - начало 90-х гг.) связан с использованием трех учебников, со­ставленных разными авторскими коллективами. К концу 80-х годов возрастает потребность школ в учебниках и учебных программах по информатике, ориентированных на использование ЭВМ.

В результате проведенного в 1987 году конкурса, для преподавания информатики в шко­ле был рекомендован учебник ОИВТ, написанный авторским коллективом под руководством В.А. Каймина [38]. Позднее школам были рекомендованы еще два учебника, созданные автор­скими коллективами во главе с А.Г. Кушниренко [50] и А.Г. Гейном [13].

Учебник А.Г. Кушниренко, Г.В. Лебедева, Р.А. Свореня - наиболее близкий по идеоло­гии к учебнику [88]. В программе к данному курсу основной целью обучения информатике в общеобразовательной средней школе провозглашается развитие операционного (алго­ритмического) мышления учащихся. Центральное понятие курса - алгоритмы, а основное со­держание учебной деятельности - составление и анализ алгоритмов.

Третий учебник ОИВТ подготовлен авторским коллективом в составе А.Г. Гейна, В.Г. Житомирского, Е.В. Линецкого, М.В. Сапира, В.Ф. Шолоховича. В программе учебного курса к данному учебнику сказано: «Основной целью курса является обучение школьников решению жизненных задач с помощью ЭВМ». Хотя используемая авторами категория «жизненные зада­чи» не является строго научной, тем не менее понятно, что курс носит явно выраженную при­кладную направленность. Как ни в одном другом курсе широко используются межпредметные связи, демонстрируется роль информатики как универсального инструментария для решения задач из различных предметных областей. Основные понятия информатики последовательно раскрываются на фоне обсуждения подходов к решению разнообразных «жизненных задач».

Важнейшим итогом изучения данной версии курса ОИВТ, по мнению авторов, должно быть получение учащимися представления о технологической цепочке решения на ЭВМ прак­тической задачи: постановка задачи - построение математической модели - построение алго­ритма - составление программы для ЭВМ - решение (численный эксперимент).

Подход к целям школьной информатики авторского коллектива под руководством В.А. Каймина отличается от описанных выше. По мнению авторов, преподавание ОИВТ должно решать триединую задачу: формирование компьютерной грамотности, логического мышления и информационной культуры учащихся. Под компьютерной грамотностью подразумевается «умение читать и писать, считать и рисовать, а также искать информацию, применяя для этого ЭВМ» [38; с. 9].

Программа, утвержденная в 1991 году Госкомитетом СССР по народному образованию, закрепила официальные позиции этих трех курсов как альтернативных и равноправных. Учитель имел право выбрать любой из трех учебников по своему усмотрению. Заметим, что учеб­ники А.Г. Кушниренко [50] и А.Г. Гейна [13], впоследствии несколько переработанные и мно­гократно переизданные, до настоящего времени рекомендуются Министерством образования в качестве основных учебных пособий.

Из краткого анализа содержательных концепций трех вариантов курса ОИВТ следует, что разными авторскими коллективами постулировались разные подходы к определению со­держания общеобразовательного курса информатики и, следовательно, разные представления о содержании итоговой грамотности учащихся в данной предметной области. Эти различия есте­ственны с учетом «молодости» предмета, пробного характера разработок учебных курсов (на титульных листах учебников в тот период писалось «Пробный учебник»), а также индивиду­альных особенностей каждого из авторских коллективов.

Однако с конца 80-х годов содержание преподавания информатики претерпевает сущест­венное изменение на всех уровнях образования: уменьшается количество часов на изучение программирования; все больше внимания уделяется изучению новых информационных техно­логий. Впервые наметились противоречия между официально провозглашенным и реальным содержанием школьного курса информатики; между формирующейся общественной потребно­стью в информационной грамотности выпускников школы и реальными возможностями шко­лы; между различными образовательными учреждениями, связанные с их обеспечением ком­пьютерной техникой.

Четвертый этап в истории информатики в школе (1990-е гг.) связан с целым рядом но­вых обстоятельств.

1990-91 гг. и позже: в стране получила распространение компьютерная техника зарубеж­ного производства. Отдельные школы стали оснащаться современными компьютерами, вслед­ствие чего возникла проблема смещения акцента в преподавании курса информатики с обуче­ния программированию на прикладной и технологический аспекты.

Постепенно стало укрепляться понимание того, что компьютерная грамотность и умение программировать не совсем одно и то же. Отход от программирования как основного средства использования компьютера стимулировал новый подход к поиску фундаментального общеоб­разовательного содержания школьного предмета. Однако при этом произошла постепенная подмена общеобразовательного содержания курса информатики его прикладным аспектом. Тем самым идея полноценного общеобразовательного курса информатики была оттеснена на вто­рой план. Как показал последующий опыт, такой подход не только не оправдал себя, но и завел в тупик саму идею школьного курса информатики, поскольку явный уклон курса информатики в сторону изучения прикладных вопросов породил тенденцию его интеграции с математикой или включения в образовательную область «Технология».

Формулируется новая цель: «Компьютерная грамотность - каждому школьнику». Суще­ствующие учебники А.П. Ершова, В.А. Каймина и др. уже не отвечают возросшим потребно­стям учителей информатики. Практически нет и регламентирующих содержание обучения до­кументов и методических пособий. Преподаватели экспериментируют с содержанием обучения и разрабатывают авторские учебные программы. В результате после окончания школы учащие­ся имели различный уровень подготовки по информатике.

Важнейшим событием для всей отечественной системы образования стало принятие в 1992 г. закона РФ «Об образовании». В соответствии с провозглашенной в этом законе концеп­цией образовательных стандартов был запущен процесс разработки стандартов по всем образовательным областям. Для информатики этот процесс имел большое значение. Разработка про­ектов стандарта, начавшаяся в 1993 г., потребовала научного подхода к анализу содержания предметной области, к анализу происходящих процессов в области информатизации образова­ния и их перспектив.

Фактически новый этап истории школьной информатики начинается с 1993 года. Был принят новый базисный учебный план для школ Российской Федерации, согласно которому преподавание информатики было рекомендовано с 7-го класса. С этого года предмет сменил свое название с «ОИВТ» на «Информатика». Под этим названием он стоит в базисном учебном плане. С этого же времени усиливаются региональные различия в организации преподавания школьной информатики. В школах многих регионов информатика так и осталась в старших классах.

1995 г.: Принято решение Коллегии Министерства образования РФ от 22.02.1995 г. об изменении структуры обучения информатике в общеобразовательной школе [77].

В решении Коллегии был отражен новый подход к определению целей и задач обучения информатике в школе. В документе сказано: «В настоящее время можно отметить тенденцию постепенного размежевания задач формирования компьютерной грамотности и задач изучения основ информатики, причем со временем такая тенденция будет, видимо, нарастать. Дальней­шее развитие школьного курса информатики связано с явной тенденцией усиления внимания к общеобразовательным функциям этого курса, его потенциальным возможностям для решения общих задач обучения, воспитания и развития школьников, иными словами, с переходом от прикладных задач формирования компьютерной грамотности к полноценному общеобразова­тельному учебному предмету» [77].

Этим же документом рекомендован обязательный минимум содержания образования по информатике, включающий содержательные линии: «Информация и информационные процес­сы», «Представление информации», «Компьютер», «Алгоритмы и исполнители», «Формализа­ция и моделирование», «Информационные технологии» (технологии обработки текста и графи­ки; технологии обработки числовых данных; технологии хранения, поиска и сортировки ин­формации, компьютерные коммуникации). В содержательном отношении он в значительной степени совпадает с ныне действующим.

Решением коллегии Минобразования была рекомендована новая структура обучения ин­форматике в школе, в которой выделяются три этапа:

- пропедевтический курс (1-6 классы);

- базовый курс (7-9 классы);

- профильные курсы (10-11 классы).

Заметим, что Базисные учебные планы (БУП) изменены не были, курс информатики включен в инвариантную часть лишь в старшем звене общеобразовательных школ, вследствие чего реально базовый курс преподавался в 10-11 кл., а в 1-9 классах информатика не велась или велась за счет школьного или регионального компонентов БУП, а также в рамках предметной области «Технология».

Усилиями различных творческих коллективов созданы проекты образовательных стан­дартов по информатике (Москва, Воронеж, Пермь, Санкт-Петербург и др. города и регионы). Отличительная особенность этих стандартов - перемещение изучения информатики на базовую ступень общеобразовательной школы (7-9 кл.). В старших классах предлагается смещение акцента обучения информатике в сторону формирования системно-информационной картины мира (мировоззренческий общеобразовательный аспект).

1997 г.: опубликован проект федерального компонента государственного образовательного стандарта по информатике [101].

1998 г.: Министерством общего и профессионального образования Российской Федерации выпущен сборник программ по информатике [100] для общеобразовательных учреждений всех ступеней образования (1-6 кл., 7-9 кл. и 10-11 кл.). Появились регламентирующие обучение информатике документы нового поколения, поддерживающие пропедевтический курс ин форматики.

Возникла необходимость и возможность введения в учебный план пропедевтического курса информатики. Появившиеся возможности приобретения и установки мультимедийных программ позволили использовать компьютер на уроках гуманитарного цикла, при изучении иностранных языков, музыки, рисования и т.д.

Пятый этап (с конца 90-х гг. по 2004 г.) характеризуется интенсивным осмыслением на­копленного опыта вместе с тенденцией возвращения к общеобразовательным принципам, сформулированным еще в 60-е гг.

Многочисленные исследования позволили сформулировать основные положения кон­цепции решения назревшей проблемы [53]:

а) Более полно представить в учебном предмете весь комплекс вопросов, связанных с
информационными процессами и информационной деятельностью человека. В практическом
плане это означает, что в содержание обучения необходимо включить основы всего комплекса
областей научного знания, связанных с изучением информации, информационных процессов
вообще, а не только с ее автоматической обработкой. К таким областям, в частности, относятся:
документалистика, кибернетика, теория информации, социальная информатика и т.д.

б) Пересмотреть все то, что несет в себе собственно информатика в ее методологическом,
общекультурном смысле.

Современное информационное общество характеризуется, в частности, постоянным при­током несистематизированной информации, что ведет к росту «информационного хаоса», кото­рый существенным образом размывает границы научного знания. Этой тенденции должно быть противопоставлено целенаправленное изучение системной методологии, которая является ос­новой любого научного знания. В этом заключается один из стратегических моментов всего обучения информатике в общеобразовательной школе, поскольку только на основе четкого по­нимания и структурирования окружающей человека информации можно ожидать от него ос­мысленных и социально значимых действий.

в) Переосмысление общеобразовательной значимости сути информационных технологий. Бесполезно гнаться за последними нововведениями компьютерного рынка. Необходимо перейти с уровня предметных специализаций на уровень общеучебных и общеинтеллектуальных умений. Это значит, что надо формировать навыки формализации, моделирования, структурирования и т.д.

1999 г.: Опубликованы рекомендации ЮНЕСКО по информатике в начальном образовании [79].

В начале нового века опубликованы концепции содержания обучения информатике в 12-летней школе ([43], 2000 г.), проект федерального компонента государственного образователь-

ного стандарта по информатике ([102], 2002 г.), документы об экспериментальном преподава­нии курса информатики в начальной и старшей школе ([81, 82, 83], 2001-2002).

2001 г.: Утверждена новая трехуровневая структура изучения курса информатики. Изучение информатики рекомендовано начинать со II класса [86].

2002 г., март: Принят Региональный стандарт содержания образования по информатике
для средней общеобразовательной школы [106].

Основная проблема методики преподавания школьной информатики в течение последне­го десятилетия - несогласованность содержания и нормативных сроков изучения информатики не только по стране, но и у разных учителей одной школы.

В этой связи утверждение федерального компонента стандарта по информатике и ИКТ ([28], 05.03.2004 г.) и нового Базисного учебного плана (09.03.2004 г.), по нашему мнению, на­чинает новый, шестой этап в преподавании информатики в школе. Он характеризуется тем, что предмет получает новое название - «Информатика и информационно-коммуникационные технологии» или сокращенно «Информатика и ИКТ»; определены сроки его изучения: 3-4, 8-9 и 10-11 классы.

Как отмечает Н.В. Софронова, опыт освоения компьютерной техники и внедрения информатики за рубежом во многом схож с отечественным, хотя есть и ряд специфических особенностей [120].

Возникновение зарубежной школьной информатики (Computer Science) связано с полу­чением компьютерной техники в школы и ведет свой отсчет с конца 70-х - начала 80-х гг. про­шлого века. Во многих странах этот процесс начинался под лозунгом «Достанем побольше тех­ники» (А.Борк), когда технические аспекты вытесняли педагогические на второй план.

Отличались в этом отношении страны, где процесс внедрения вычислительной техники в школы контролировался государством. Так, в 1979 г. в Болгарии была создана Проблемная группа образования при Академии наук Болгарии и Министерстве народного просвещения, ос­новной задачей которой являлась разработка методической концепции использования компью­теров в образовании. В Великобритании в 1981 г. были разработаны государственные програм­мы внедрения компьютерного обучения в школы Англии и Шотландии. В Японии правительст­вом прилагались усилия по недопущению компьютеров в классы без соответствующего педаго­гического обоснования. В Швеции, в 1983 г. была принята программа широкомасштабного внедрения компьютеров в школы, но новый предмет (Computer Studies) был интегрирован с другими школьными дисциплинами, а с 1985 г. создана рабочая группа «Педагогические про­граммные средства» для определения основных направлений разработки средств учебного на­значения и обеспечения их внедрения. Направление на использование компьютера в качестве средства обучения при преподавании школьных предметов было принято также и во Франции.

Что касается таких стран как США, ФРГ, Австралия, то там внедрение компьютеров в обучение было отдано в ведение местных органов образования.

Массовое изучение языков программирования - также один из этапов внедрения компь­ютерной техники в обучении. Этот этап прошли многие страны мира.

Первые ЭВМ не были оснащены специальным программным обеспечением учебного на­значения, поэтому использовалось поставляемое с ними программное обеспечение - как прави­ло, среды языков программирования, обычно Бейсик. Многие специалисты оптимальным язы­ком для обучения программированию считают Паскаль. За рубежом очень популярным являлся язык Лого, популяризации которого во многом способствовала самоотверженная деятельность и замечательная книга Сеймура Пейперта [94].

В настоящее время программирование в среднем звене за рубежом изучают редко и толь­ко по желанию учащихся. В младших и средних классах учащиеся овладевают навыками рабо­ты за компьютером (Computer Science) при изучении других предметов.