Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Методика обучения и воспитания информатике. Учебное пособие

.pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
07.09.2026
Размер:
1 Мб
Скачать
☆
Освоение производства микропроцессоров, приведшее к ра­дикальному изменению структуры парка ЭВМ и широкому рас­пространению ЭВМ массового применения создало необходимые предпосылки для преодоления возникшего на рубеже 1960 – 1970­х гг. временного кризиса идей и практических шагов по внедре­нию ЭВМ и программирования в школу. Характеризуя особен­ность нового момента, А.П. Ершов говорил по этому поводу: «Сейчас, после появления микропроцессоров, вопрос о том, быть или не быть ЭВМ в школе, уже становится схоластикой. ЭВМ уже есть в школах и будет приходить туда в нарастающих количествах, и от нас требуется очень активная интеллектуальная и организаци­онная работа, чтобы придать этому процессу управляемый и педа­гогически мотивированный характер».
Качественно новый этап в развитии отечественной ВТ, обязан­ный появлению микропроцессоров, начался во второй половине 1970-х гг. Это возбудило новую волну исследований по проблеме введения ЭВМ и программирования в школу. Вперед выдвинулась инициативная «сибирская группа школьной информатики», сформи­рованная под руководством А.П. Ершова при отделе информатики ВЦ Сибирского отделения Академии наук СССР. Опубликованные в 1979 г. основные программные положения апологетов этой группы (А.П. Ершов, Г.А. Звенигородский, Ю.А. Первин), в значительной части своей послужили впоследствии развитию национальной про­граммы компьютеризации школы. Отдел информатики ВЦ СО АН СССР стал инициатором и центром проведения Всесоюзных заочных олимпиад школьников по информатике, организатором летних школ юных программистов и других форм работы с учащимися, в том чис­ле и раннего подросткового возраста (А. П. Ершов, Г.А. Звенигород­ский, Ю.А. Первин, Н.А. Юнерман и др.). Значительный вклад в ре­зультаты деятельности сибирской группы школьной информатики внес молодой и талантливый ученый Г.А. Звенигородский (1952–
1984), возглавлявший в то время работы по созданию интегрирован­ной системы программирования «Школьница» – первой отечествен­ной программной системы, специально ориентированной на школь­ный учебный процесс.
Таким образом, накопленный теоретический и практический багаж, вместивший опыт трех предыдущих десятилетий, создал
11
необходимые предпосылки для активных государственных реше­ний проблемы компьютеризации школьного образования.
Введение в школу предмета «Основы информатики
и вычислительной техники»
Толчком к проработке конкретных организационно-методи­ческих мероприятий в области компьютеризации школы стали «Основные направления реформы общеобразовательной и профес­сиональной школы» (1984). Одним из главных положений школь­ной реформы того времени стала впервые явно продекларирован­ная задача введения информатики и ВТ в учебно-воспитательный процесс школы и обеспечения всеобщей компьютерной грамотно­сти молодежи. В конце 1984 г. развернулась работа по созданию программы нового общеобразовательного предмета для общеобра­зовательной школы, получившего название «Основы информатики и вычислительной техники» (ОИВТ). К середине 1985 г. такая ра­бота была выполнена. 1 сентября ввели в среднюю школу предмет ОИВТ как обязательный. Вслед за программой были подготовлены пробные учебные пособия для учащихся, книги для учителей, учредили новый научно-методический журнал «Информатика и образование», первый номер которого вышел к началу 1986/87 учебного года.
Для преподавания нового предмета в течение летнего периода 1985 и 1986 гг. была проведена интенсивная курсовая подготовка учителей, главным образом из числа работающих преподавателей математики и физики, а также организаторов образования.
Фактический уровень подготовки в области информатики и ЭВМ учителей, работавших в середине 1980-х гг. в школах СССР был таков. Впервые ознакомительный курс программирования для ЭВМ с экзотическим названием «Математические машины и про­граммирование с вычислительным практикумом» появился в учебных планах физико-математических факультетов педвузов в 1964 г. В 1970 г. в учебные планы этих учебных заведений вводит­ся обновленный курс «Вычислительные машины и программиро­вание» (около 50 часов), содержание программы этого курса не соответствовало перспективным направлениям развития програм­мирования.
12
Следующая официальная версия программы синтетического курса «Вычислительная математика и программирование» (1976) отводила на программирование около 70 часов и предполагала ознакомление с языком высокого уровня Алгол-60. Наивысшим уровнем технического обеспечения, для небольшого числа педву­зов страны, являлось наличие одной – двух малых ЭВМ типа «Наири», «Проминь», «Мир» и т.п. К концу 1970-х гг. в педвузах России было открыто четыре кафедры программирования и вы­числительной математики (Москва, Ленинград, Свердловск, Омск), а первые персональные (отечественные) ЭВМ («Искра», «ДВК», «Электроника») стали появляться в ограниченном количе­стве в некоторых педвузах к середине 1980-х гг.
К моменту введения информатики в среднюю школу (1985) уровень компьютерной подготовки работавших в то время в школе выпускников физико-математических факультетов педвузов в мас­се своей ни в какой мере не соответствовал требованиям препода­вания нового курса ОИВТ.
Причины очевидны: педвузовское образование не давало об­разования в области информатики, а было ориентировано лишь на ознакомление с началами программирования, причем на значи­тельно более отсталом идейном уровне, чем тот, на котором курс информатики стал вводиться в школу; педвузовская подготовка по программированию носила исключительно образовательный ха­рактер, она не была ориентирована на преподавание этого предме­та школьникам.
Предпринимаемые во второй половине 1980-х гг. государ­ственными и региональными органами управления образованием решительные и оперативные организационно-методические меры по обеспечению срочной доподготовки учителей для преподава­ния информатики и ВТ из числа работающих учителей математики и физики годились лишь как неотложные меры первого этапа внедрения ОИВТ в школу. Регулярная подготовка учителей ин­форматики и организаторов компьютеризации школы на базе фи­зико-математических факультетов пединститутов, как и осуществ­ления последующих мероприятий по приведению в соответствие компьютерного образования учителей других школьных дисци­плин, должны были опираться на основательные научно­методические обоснования и разработки.
13
Выводы
Начало введения в нашей стране информатики как учебного предмета во все типы средних школ относится к появлению пер­вых ЭВМ в исследовательских учреждениях и крупных вузовских центрах. Доступ к ним имели специалисты, благодаря энтузиазму которых стали возникать группы учащихся по изучению начал программирования для ЭВМ. Впервые подобная практика была осуществлена с участием и под руководством А.П. Ершова (г. Но­восибирск, конец 1950-х гг.).
В начале 1960-х гг.появились школы с математической специ­ализацией, предусматривающие предпрофессиональную подго­товку вычислителей-программистов на базе общего среднего обра­зования. Это стало толчком к созданию первых официальных учебных программ по курсу программирования, ориентированных на учащихся средних школ. Развитие сети школ со специализацией в области программирования породило публикации и методиче­ские разработки, посвященные вопросам преподавания програм­мирования. В результате были подготовлены учебные пособия, основанные на системе программирования в содержательных обо­значениях А.Л. Брудно.
С начала 1960-х гг. стали проводиться эксперименты по обу­чению учащихся элементам кибернетики. У истоков этого иссле­довательского направления стоял В.С. Леднев. В.С. Ледневым и с А.А. Кузнецовым были сформулированы аргументы, позволявшие сделать убедительные выводы об общеобразовательном, политех­ническом значении основ кибернетики для среднего образования. В результате в середине 1970-х гг. в число факультативных курсов для общеобразовательной средней школы был официально вклю­чен курс «Основы кибернетики» общим объемом в 140 часов.
В начале 1970-х гг. стали интенсивно развиваться системы межшкольных УПК, на базе которых получил «прописку» целый ряд направлений трудовой подготовки школьников по специаль­ностям, связанным с изучением и использованием ВТ.
Преподавание программирования в школах с математическим уклоном, как и в УПК, преследовало специальные, профессио­нально-направленные интересы. Но с самого начала было ясно, что общеобразовательная сила идей и методов, заимствованных из
14
области программирования, несет в себе огромный потенциал для развития новых фундаментальных компонентов содержания обще­го школьного образования.
Представления об алгоритмических процессах и способах их описания формировались в сознании учащихся при изучении школьных дисциплин еще до появления информатики и ВТ. С распространением ЭВМ и программирования стал образовы­ваться элемент общей культуры, получивший название алгорит­мической культуры учащихся. Перечень и описание компонентов которой, составленных на основе анализа общеобразовательных основ алгоритмизации включал: понятие алгоритма и его свойства; понятие языка описания алгоритмов; уровень формализации опи­сания; принцип дискретности описания; принцип блочности; принцип ветвления; принцип цикличности; выполнение (обосно­вание) алгоритма; организация данных.
Появление микропроцессоров (вторая половина 1970-х гг.) со­здало необходимые предпосылки для активных государственных решений проблемы компьютеризации школьного образования.
1 сентября 1985 г. информатика как учебный предмет была введена во все типы средних школ бывшего СССР г. Новая учеб­ная дисциплина получила название «Основы информатики и вы­числительной техники» и преподавалась в двух старших классах (9 и 10 классы). Во второй половине 1980-х гг. государственными и региональными органами управления образованием предприняты меры по подготовке учителей для преподавания информатики.
Вопросы для самопроверки
1. Появление первых ЭВМ и математических школ со специа-
лизацией в области программирования.
2. Обучение учащихся элементам кибернетики.
3. Факультативы по математике и ее приложениям.
4. Специализации на базе учебно-производственных комбинатов.
5. Изучение общеобразовательного влияния ЭВМ и програм-
мирования на содержание обучения в массовой средней школе.
6. Перечень и описание компонентов алгоритмической культуры.
7. Появление электронных калькуляторов.
8. Появление ЭВМ массового применения.
9. Введение в школу предмета ОИВТ.
15
10. Причины несоответствия уровня компьютерной подготовки работавших в школе выпускников физико-математических факуль­тетов педвузов и требований преподавания нового курса ОИВТ.
Литература
Основная: [1, 2]. Дополнительная: [2, 4]. Интернет-ресурсы: [3].
2. ИНФОРМАТИКА КАК НАУКА И УЧЕБНЫЙ ПРЕДМЕТ
В ШКОЛЕ
План
1. Информатика как наука.
2. Информатика как учебный предмет в школе.
3. Методическая система обучения информатике. Общая характе- ристика ее основных компонентов.
Информатика как наука
Появление и начальное становление информатики как науки
относится ко второй половине прошлого века. Область интересов информатики – это структура и общие свойства информации, а также вопросы, связанные с процессами поиска, сбора, хранения, преобразования, передачи и использования информации в самых различных сферах человеческой деятельности. Обработка огром­ных объемов и потоков информации немыслима без автоматиза­ции и систем коммуникации, поэтому ЭВМ и современные ин­формационные и коммуникационные технологии являются и фун­даментальным ядром, и материальной базой информатики.
Термин «информатика» в отечественной литературе исполь-
зуется сравнительно недавно, к тому же его толкование до насто­ящего времени еще нельзя считать установившимся и общеприня­тым. Терминологические и понятийные трудности, связанные с сущностью самого понятия «информатика» не преодолены до сих пор. Многие ученые считали, что это новое название науки «ки­бернетика», которая появилась после второй мировой войны как об-
16
щая наука об управлении и связи в системах различной природы – искусственных, биологических, социальных.
Рождение кибернетики принято связывать с американским ма-
тематиком Норбертом Винером, после выхода его книги (1948 г) «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине». В этой работе были показаны пути создания общей теории управле­ния и заложены основы методов рассмотрения проблем управления и связи для различных систем с единой точки зрения. Развиваясь одно­временно с прогрессом ЭВМ, кибернетика со временем превращалась в более общую науку о преобразовании информации.
Вслед за появлением термина «кибернетика» в мировой науке
стало использоваться англоязычное «Computer Science» (компью­терная наука). Этот термин и сейчас достаточно широко распро­странен в США, в Канаде и некоторых странах латиноамерикан­ского континента в качестве наименования как для научной, так и учебной дисциплины, изучающих процессы обработки, хранения и передачи информации при помощи компьютеров и телекоммуни­кационных систем.
На рубеже 60-х и 70-х гг. ХХ века, французы ввели термин
«informatique» (информатика), образованный, судя по всему, как производное от двух французских слов – «informatione» (информа­ция) и «avtomatique» (автоматика). Новый термин получил впо­следствии распространение в нашей стране и странах Западной Европы. В русском языке наиболее раннее (примерно с середины 1960-х гг.) употребление термина «информатика» было связано с узкоконкретной областью научно-технической информации и до­кументалистики. Согласно определению, данному в Большой со­ветской энциклопедии, информатика рассматривалась как «дисци­плина, изучающая структуру и общие свойства научной информа­ции, а также закономерности ее создания, преобразования, переда­чи и использования в различных сферах
В связи с развитием информатики возникает вопрос о ее взаи­мосвязи и разграничении с кибернетикой. Информатика и кибер­нетика имеют много общего, основанного на концепции управле­ния, однако «... информатика не растворяется целиком в киберне­тике». Один из подходов разграничения информатики и киберне­тики – отнесение к области информатики исследований информа­ционных технологий только в социальных системах, а не в любых
17
кибернетических системах (т.е. системах любой природы: биоло­гических, технических и т.д.). Кроме того, за кибернетикой сохра­няются исследования общих законов движения информации в произвольных системах, в то время как информатика, «опираясь на этот теоретический фундамент, изучает технологию – конкрет­ные способы и приемы переработки, передачи, использования ин­формации. Кибернетические принципы не зависят от частных ре­альных систем, а принципы информатики всегда в технологиче­ской связи именно с реальными системами».
А.П. Ершов утверждал, что термин «информатика» вводится в русский язык ...как название фундаментальной естественной науки, изучающей процессы передачи и обработки информации. Комментируя это определение информатики, он отмечал: «Созна­вая некоторую относительность деления наук на естественные и общественные, мы относим информатику к естественнонаучным дисциплинам в соответствии с принципом вторичности сознания и его атрибутов и с представлением о единстве законов обработки информации в искусственных, биологических и общественных системах. Отнесение информатики к фундаментальным наукам отражает общенаучный характер понятия информации и процес­сов ее обработки. Информатика как самостоятельная наука вступа­ет в свои права тогда, когда для изучаемого фрагмента мира по­строена так называемая информационная модель. И хотя общие методологические принципы построения информационных моде­лей могут быть предметом информатики, само построение и обос­нование информационной модели является задачей частной науки. Информационная модель – это то сопряжение, через которое ин­форматика вступает в отношение с частными науками, не сливаясь с ними, и в то же время, не вбирая их в себя».
Между тем среди отечественных ученых с самого начала ста­новления информатики как самостоятельной отрасли науки не бы­ло полного единодушия в ответе на вопрос, что такое информати­ка. Так В. С. Михалевич, Ю.М. Каныгин и В.И. Гриценко утвер­ждают: «Информатика – комплексная научная и инженерная дис­циплина, изучающая все аспекты разработки, проектирования, со­здания, оценки, функционирования машинизированных (основан­ных на ЭВМ) систем переработки информации, их применения и воздействия на различные области социальной практики». Как ви-
18
дим, в последнем толковании не только явно подчеркивается связь самого возникновения информатики с развитием компьютерной техники, но и то, что информатика – это следствие развития ЭВМ.
Коснемся вопроса об объекте и предмете науки информатики, поскольку представление о различии понятий «объект науки» и «предмет науки» важно для установления существа любой науки.
Объект – это область действительности, на которую направ­лена деятельность исследователя, а предмет – это посредствующее звено между субъектом и объектом исследования. Понятие «пред­мет науки» выражает диалектическое единство объективной и субъективной сторон познания, оно не тождественно понятию «объект науки». Основное структурное отличие предмета от объ­екта заключается в том, что в предмет входят лишь главные, наиболее существенные признаки.
Объект выступает как такая часть объективной реальности, которая находится во взаимодействии с субъектом, причем само выделение объекта познания осуществляется при помощи форм практической и познавательной деятельности, выработанных об­ществом и отражающих свойства объективной реальности.
Объектом информатики выступают автоматизированные, ос­нованные на ЭВМ и телекоммуникационной технике, информаци­онные системы (ИС) различного класса и назначения. Информати­ка изучает все стороны их разработки, проектирования, создания, анализа и использования на практике.
Таким образом, объект информатики, охватывающий все эле­менты ИТ: технические средства, математическое, алгоритмиче­ское, программное, лингвистическое обеспечения, средства связи во взаимодействии с людьми, резко усложняется.
Информатика изучает то общее, что свойственно всем много­численным разновидностям конкретных информационных процес­сов (технологий). Эти информационные процессы и технологии и есть объект информатики. Т.е. объект информатики образуется на основе общих закономерностей, свойственных любым информа­ционным процессам в природе и обществе.
Предмет информатики определяется многообразием ее при­ложений. Информационные технологии функционирующие в раз­ных видах человеческой деятельности, имея общие черты, в то же время существенно различаются между собой, образуя различные
19
«предметные» информатики, базирующиеся на разных наборах операций и процедур, различных видах оборудования, разных ин­формационных носителях и т.п.
Предметом информатики как новой фундаментальной науки выступает информационный ресурс – его сущность, законы функ­ционирования, механизмы взаимодействия с другими ресурсами общества и воздействия на социальный прогресс.
Предметом информатики является информационный ресурс как симбиоз знания и информации. Он выступает в качестве пред­мета новой науки и с содержательной, и с формально-матема­тической, и с технической стороны. Необходимо разграничивать предмет информатики как фундаментальной науки, ее объект и инструментарий.
Информатика делится на две части: теоретическую и при­кладную информатику.
1. Теоретическая информатика рассматривает все аспекты
разработки автоматизированных информационных систем: их про­ектирования, создания и использования не только с формально­технической, но и содержательной стороны, а также комплекс экономического, политического и культурного воздействия на со­циальную динамику. Теоретическая информатика изучает общие свойства, присущие всем многочисленным разновидностям кон­кретных ИТ, процессов и сред их протекания. Решающее значение для рождения теоретической информатики имеет появление ИТ высшего уровня, основанных на искусственном интеллекте (ИИ).
2. Прикладная информатика изучает конкретные разновидно-
сти ИТ, которые формируются с помощью специальных ИС (управленческих, медицинских, обучающих, военных, криминали­стических и др.). Появляются ветви прикладной информатики, об­служивающие создание проектирующих систем, экспертных си­стем, диагностических комплексов, управляющих и других функ­циональных систем. Возникли также отраслевые ветви информа­тики, обслуживающие информатизацию разных сфер социальной и экономической практики: промышленность, науку, медицину, связь и т.д. Наряду с теоретической информатикой развиваются ее конкретные ветви: экономическая информатика, медицинская ин­форматика, военная информатика и др.
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]