Информатика как наука и учебный предмет. Структура курса информатики

Одно из самых распространенных определений информатики можно найти в школьных учебниках по информатике, доступное для понимания учащимися выглядит так: “Информатика - наука, изучающая процессы сбора, передачи, переработки, хранения с использованием компьютеров.

Термин “информатика” происходит от двух ИНФОРМация и и автоМАТИКА, что явно указывает на связь информатики с автоматическими способами обработки информации. Поэтому импонирует определение, которое можно написать в виде формулы (О.М.Белоцерковскйй, А.А.Дородницын)

Информатика = НаrdWaге + SoftWare + ВгаnWаге.

НаrdWaге означает ту часть дисциплины, которая соответствует аппаратной части или аппаратной ветви информатики, SoftWare -программной ее ветви, а ВгаnWаге— алгоритмической, (bгаin — мозг). В этой триаде‚ центральное место отводится последней части информатики, поскольку именно она пронизывает все остальные, делает науку информатику самодостаточной для своего развития и эволюции.

Предмет «информатика».

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

Учебно-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.

Основные содержательные линии(разделы):

1) линия информации и информационных процессов;

2) линия представления информации;

3) линия компьютера;     

4) линия формализации и моделирования;

5) линия алгоритмизации и программирования;

6) линия информационных технологий.
Цели являются прогнозируемыми результатами обучения. Результаты при изучении информатики могут иметь различные качественные уровни. Наиболее распространены понятия:

- Компьютерная грамотность.

- Информационная культура.

Проводя параллель с обычной грамотностью, под компьютерной грамотностью можно понимать умение считать, читать, писать, рисовать, искать информацию с помощью ЭВМ. Признак высокой, сформировавшейся грамотности — самостоятельность и эффективность работы с применением ЭВМ. Это первая характеристика качества обучения школьника.

Понятие компьютерной грамотности формировалось вместе с введением в школу предмета «Основы информатики и вычислительной техники» и сразу же встало в ряд новых понятий школьной дидактики. Попытка сформулировать требования к компьютерной грамотности учащихся сделана уже в пояснительной записке к первой программе, однако, в более систематизированном изложении компоненты компьютерной грамотности описаны в адресованном учителю первом методическом руководстве по преподаванию курса ОИВТ в школе; здесь выделялись следующие группы компонентов, составляющих содержание компьютерной грамотности школьников:

• понятие об алгоритме, его свойствах, средствах и методах описания алгоритмов, программе как форме представления алгоритма для ЭВМ; основы программирования на одном из языков программирования;

• практические навыки обращения с ЭВМ;

• принцип действия и устройство ЭВМ и ее основных элементов;

• применение и роль компьютеров в производстве и других отраслях деятельности человека.
Анализ перечисленных компонентов показывает, что появление понятия компьютерной грамотности (КГ) явилось результатом расширения понятия алгоритмической культуры (АК) учащихся путем добавления таких «машинных» компонентов, как умение обращаться (или, на жаргоне информатиков — общаться) с ЭВМ, знание устройства и принципов действия ЭВМ, а также роли ЭВМ в современном обществе. Эта естественная преемственная связь понятия КГ с понятием АК явно подчеркивалась и в пояснительной записке к программе нового курса, одна из задач которого объявлялась как «систематизация и завершение алгоритмической линии курса алгебры восьмилетней школы», и в адресованных учителю методических рекомендациях, определявших в качестве первой методической задачи курса ОИВТ задачу «завершить формирование ведущих компонентов алгоритмической культуры школьников как основы формирования компьютерной грамотности». Обозначим для наглядности этот эволюционный переход формулой:АК—КГ.
Ниже приведено ставшее впоследствии достаточно устойчивым наполнение понятия «компьютерная грамотность», которое сложилось в толкованиях специалистов и педагогов вскоре после появления первой программы курса ОИВТ, пробных учебных пособий для учащихся и методических руководств для учителей.

1. Умение общаться с компьютером. Общение с ПК на «пользовательском уровне» — это в основном умение подготовить компьютер к работе, запускать и останавливать его, умение работать за дисплеем, т.е. овладеть клавиатурой, уметь вводить числа и переменные, корректировать введенные данные, вводить, отлаживать и запускать программу.

2. Составление простейших программ для компьютера. Подготовка программистов не является целью общеобразовательной школы, однако понимание основных принципов программирования для ЭВМ должно входить в систему общего образования.
Процесс этот может быть постепенным и растянутым во времени. Начальные навыки составления самостоятельных программ, включающие организацию ветвлений и циклов, основываются на компонентах алгоритмической культуры, которые могут быть сформированы на простых и наглядных «допрограммистских» средствах.

3. Представление об устройстве и принципах действия ЭВМ. В этом компоненте компьютерной грамотности выделяются две основные составляющие:
а) структура ПК и функции его основных устройств;
б) физические основы и принципы действия основных элементов компьютера.
Этот компонент имеет важнейшее мировоззренческое значение, хотя и труден для освоения учащимися.

4. Представления об областях применения и возможностях ЭВМ, социальных последствиях компьютеризации. Формирование этого компонента компьютерной грамотности также не является задачей исключительно курса информатики и выходит за его пределы. Сферы применения и роль ЭВМ в повышении эффективности труда целесообразно раскрывать учащимся в процессе практического использования компьютера для решения различных задач в ряде учебных предметов.

Зародившись на первом этапе введения предмета в школу, понятиеКГ по сей день активно «работает» в методической литературе. Сокращенно четырехкомпонентная структура компьютерной грамотности, описанная выше, может быть обозначена совокупностью четырех ключевых слов: общение, программирование, устройство, применение.

Нетрудно заметить, что даже при сохранении всех компонентов компьютерной грамотности усиленное акцентирование внимания на том или ином из них может приводить к существенному изменению конечной цели преподавания предмета информатики. Если, к примеру, начнет доминировать компонент общение, то курс становится преимущественно пользовательским, нацеленным, в частности, на освоение компьютерных технологий. При доминирующей компоненте программирование цели курса сведутся к подготовке программистов и т.д.
2. Этапы развития основных подходов к изучению информатики в школе

Известно, что принятое в самом начале решение о размещении введенного в школу курса ОИВТ в двух старших классах школы основывалось отнюдь не на убеждениях авторов концепции школьной информатики, а исключительно на характерных для того времени и диктовавших тактику действий практических обстоятельствах: фактическое отсутствие материальной базы школ, неготовность учительских кадров, как, впрочем, и всеобщая неготовность к «глубокому» вхождению информатики в учебный план школы. Однако уже к середине 1990-х гг. нецелесообразность обучения ОИВТ только на старшей ступени стала вопиюще очевидной, так что сама эта парадигма уже не могла более выступать в качестве официальной стратегии. Поворотным этапом здесь стало решение коллегии Министерства образования России от 22 февраля 1995 г., в котором впервые на нормативном уровне в рекомендательной форме декларировалась идея «снижения» обучения информатике на младшие звенья обучения и построения непрерывного курса информатики для средней школы. Под реализацию нового понимания целей обучения информатике в 11-летней школе в упомянутом документе излагалась трехэтапная структура курса с распределенными целевыми установками:

• Первый этап ( 1— VI Кл.) — пропедевтический. На этом этапе происходит первоначальное знакомство школьников с компьютером, формируются первые элементы информационной культуры в процессе использования учебных игровых программ, простейших компьютерных тренажеров и т.д. на уроках математики, русского языка и других предметов.

• Второй этап (VII - IХ кл.) — базовый курс, обеспечивающий обязательный общеобразовательный минимум подготовки школьников по информатике. Он направлен на овладение школьниками методами и средствами информационной технологии решения задач, формирование навыков сознательного и рационального использования компьютера в своей учебной, а затем профессиональной деятельности.

• Третий этап (Х— ХI кл.) — продолжение образования в области информатики как профильного обучения, дифференцированного по объему и содержанию в зависимости от интересов и направленности до профессиональной подготовки школьников.

Очевидно, что в связи с более ранним изучением информатики школьниками становится реальной возможность систематического использования методов и средств новой информационной технологии при изучении всех школьных учебных предметов.
Именно этот фактор, по существу, и обусловил проблему перераспределения целей образования учащихся в области информатики, поскольку с началом «... применения компьютеров в обучении всем учебным дисциплинам, начиная с младших классов, умения, составляющие «компьютерную грамотность» школьников, приобретают характер обще учебных и формируются во всех школьных учебных предметах, а не только в курсе информатики». Сказанное означает, что при снижении курса информатики многие компоненты КГ начинают формироваться раньше, причем через другие школьные дисциплины, так что сама КГ уже не может рассматриваться как «единая и неделимая» цель, связываемая только с курсом информатики.

Этапы:

- I этап (1985-1990гг.) – становление линии алгоритмизации в курсах информатики для младших школьников как отражение логики первого курса ОИВТ для старшей школы

- II этап (1990-1995гг.) – ориентация на развитие личности и мышления младших школьников как результат поисков собственного содержания в процессе становления непрерывного курса школьной информатики

- III этап (1995-2000гг.) – реализация системно-информационного подхода в изучении теоретических аспектов информатики учащимися 1-7 классов

- IV этап (2000-2004гг.) – целенаправленный отбор теоретических знаний и практических умений общеобразовательной направленности в процессе эксперимента по совершенствования структуры и содержания общего образования.

Современные направления:

- Изучение информатики и ИКТ в рамках модуля интегрированного курса или самостоятельного учебного предмета (факультатива)

- Применение педагогических технологий на базе средств ИКТ при изучении различных предметов

- Использование средств ИКТ во внеклассной работе.

3. Цели и содержание курса информатики в начальной школе

Изначально цель обучения информатике в начальной шко­ле была сформулирована следующим образом: формирование первичных представлений о свойствах информации, спосо­бах работы с ней, в частности с использованием компьютера.

Для достижения поставленной цели планировалось ре­шить следующие задачи:

- познакомить школьников с основными свойствами инфор­мации, научить их приемам организации информации и планирования деятельности, в частности учебной, при ре­шении поставленных задач;

- дать школьникам первоначальные представление о ком­пьютере и современных информационных и коммуника­ционных технологиях;

- дать школьникам представления о современном информа­ционном обществе, информационной безопасности лично­сти и государства.

Примерное содержание экспериментального курса инфор­матики для начальной школы было тесно связано с миниму­мом содержания предмета «Информатика и информацион­ные технологии» основной школы и определялось аналогич­ными содержательными линиями:

1. Основные понятия информатики. Информация и ее свойства: смысл, описание, оценка. Роль человека в пре­образовании информации и создании новой информации. Обработка, передача, хранение информации с помощью технических устройств. Виды информации: текст, число, изображение, звук. Способы организации информации: таблицы, схемы, каталоги и др. Организация деятельно­сти человека по преобразованию информации. Понятие об алгоритме. Свойства алгоритма. Исполнитель алгоритма. Команды. Предписания. Примеры алгоритмов.

2. Первоначальные представления о компьютере, инфор­мационных и коммуникационных технологиях. Ком­пьютер как исполнитель алгоритма. Основные устройст­ва компьютера. Организация информации в компьютере. Основные команды, понимаемые компьютером. Преобра­зование числовой, текстовой, графической и звуковой ин­формации с помощью компьютера. Хранение информации с помощью компьютера. Передача информации с помо­щью компьютера. Компьютерные сети. Использование се­тей для получения информации.

3. Информация в жизни общества и человека. Понятие об информационной деятельности человека. Организация общественно значимой информации. Нравственно-этиче­ские нормы работы с информацией. Понятие об информа­ционной безопасности личности и государства.

4. Формы организации обуче­ния информатике в начальной школе

С учетом реального по­ложения на местах с доступом к средствам ИКТ были реко­мендованы следующие варианты.

Вариант 1. Без компьютерное изучение информатики в рамках одного урока в интеграции с такими предметами, как математика, риторика, рисование, труд, музыка, «Окру­жающий мир», ориентированное на формирование информа­ционной грамотности школьника. Отмечалось, что учащийся при работе с информацией должен: понимать, какая информация нужна, где и как ее искать; отсекать недостоверную, устаревшую, бесполезную информацию; на основе имеющихся знаний и полученной информации создавать новые ясные и четкие представления и знания; делиться своими знаниями с окружающими, в том числе создавая свои источники информации; все перечислен­ное важно делать эффективно, используя для этого современ­ные технологии; все перечисленное важно уметь делать как одному, так и в команде, с использованием как распределен­ной индивидуальной, так и коллективной деятельности. Ясно, что за формирование таких навыков не может отвечать только информатика, это задача всех школьных предметов. Поэтому содержание предмета «Информатика», заложенное в других предметах, естественным образом может реализовываться средствами этих предметов, а на одночасовых уро­ках информатики целесообразно проводить систематизацию и обобщение изученного материала. В наибольшей степени такой форме организации обучения отвечал УМК «Информа­тика в играх и задачах».

Вариант 2. Организация компьютерной поддержки пред­мета «Информатика» в рамках одного урока без деления на группы. Наличие одного компьютера обеспечивало воз­можность организации демонстрационного практикума (ком­пьютер учителя в классе рекомендовалось использовать как «электронную доску»). При наличии 3-7 компьютеров в клас­се рекомендовалось использовать интегрированный подход по схеме варианта 1 с использованием 15-минутного компьютер­ного практикума. В этом случае практические занятия реко­мендовалось проводить несколько раз: на уроке информатики с одной группой учащихся, на уроке по изучению других предметов — с другими группами с привлечением компьютер­ных программ из перечня электронных средств обучения, ре­комендованных для начального обучения.

В зависимости от технического оснащения конкретной школы предполагалась возможность проведения уроков в ак­товом зале или в читальном зале библиотеки школы. Акто­вый зал школы мог быть оборудован как компьютерный лек­торий (компьютер, звуковая система, переносной или стацио­нарно установленный мультимедийный проектор, телевизор, видеомагнитофон) для проведения учебных занятий: видео и компьютерных путешествий, зрелищных мероприятий и занятий воспитательного характера. Читальный зал школьной библиотеки, оборудованный 3-5 компьютерами с выходом в Интернет, позволял организовать выполнение проектных работ, возможность переписки учащихся между разными на­селенными пунктами, выход на образовательные и познава­тельные сайты.

В наибольшей степени второй форме организации обуче­ния отвечал УМК «Информатика».

Вариант 3. Урок информатики с делением на группы в рамках одного урока с использованием кабинета информати­ки школы (12 рабочих мест). В этом случае осуществлялось совместное параллельное проведение занятий двумя учите­лями: учителем начальной школы и учителем информатики блоками по 15 мин. Теоретическая часть урока проводилась в первой группе, компьютерная — во второй, затем группы менялись местами.

Частично третьей форме организации обучения отвечал УМК «Информатика».

Каждое образовательное учреждение было вправе выбрать такую организацию обучения информатике, которая наибо­лее соответствовала комплектации школы средствами ИКТ.

То, что к проведению уроков информатики с учащимися младших классов наряду с учителями начальных классов широко привлекались учителя информатики, повлекло необ­ходимость более детальной проработки не только содержа­ния, но и методических аспектов организации учебного про­цесса. В частности, была предложена следующая схема уро­ка информатики в начальной школе: проверка домашнего задания (до 5 минут); изучение новой темы (примерно 7 ми­нут, с использованием технических средств обучения, в том числе телевизора, компьютера); закрепление материала (около 7 минут); практическое или проектное задание (при­мерно 10 минут с использованием технических средств обу­чения и инструментов исследовательской и конструкторской деятельности, с использованием одного компьютера в классе в качестве электронной доски в режиме эстафеты, выступле­ния); обсуждение результатов (5 минут); в течение урока обязательно проводится физкультминутка (1-3 минуты).