Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Общая методика обучения информатике. I часть. Учебное пособие для студентов педагогических вузов
.pdf
ГЛАВА II. МЕТОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ В ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЕ
различают два основных типа информационных моделей – мо-
*
дели данных и модели деятельности (алгоритмы). Алгоритм
рассматривается как условие и средство автоматизации деятельности. Раскрытие роли алгоритмизации для формирования
представлений о возможности автоматизации различных способов обработки информации основывается на рассмотрении понятия алгоритма, свойств алгоритма, основ структурного подхода к построению алгоритмов, сре
дств описания алгоритмов,
формального характера деятельности исполнителя алгоритма;
возможности перехода от естественного к искусственному пре-
*
образователю информации обусловлены универсальностью
двоичного представления информации (возможности представления любой информации в двоичном коде), наличием алгоритма преобразования, позволяющего любое преобразование информации в двоичном представлении выразить всего через три
простейшие функции (конъюнкции, дизъюнкции, о
трицания),
используя алгебру логики. Практической реализацией универсального преобразователя является компьютер, схему которого
связывают с наличием универсальных структур элементов И,
ИЛИ, НЕ, позволяющих в совокупности осуществить любое
преобразование информации. Таким образом, компьютер – универсальное устройство обработки информации;
развитие аппаратного и программного обеспечения компьютера
*
значительно улучшило интерфейс пользователя с компьютером,
расширило в
озможности использования компьютера (в том числе возможности автоматизации перевода информации, представленной в любой форме, в вид двоичных кодов (который
«понимает» компьютер), значительного повышения скорости
обработки информации, обратного декодирования информации
из двоичного представления в удобную пользователю форму).
Можно сказать, что сегодня уже получила развитие компьютерная реализация многих информационых проце
ссов (т. е. искусственных информационных процессов), при этом совокупность
таких искусственных информационных процессов с ориентацией на определенную цель, т. е. реализованной в компьютере,
многие специалисты называют информационной технологией;
современная информационная технология, понимаемая как
*
целенаправленная организация информационных процессов,
191
Кузнецов А. А., Захарова Т. Б., Захаров А. С. ОБЩАЯ МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ
предполагает в большинстве своем эффективное использование
средств информатизации, в том числе компьютера и его программных средств, обеспечивающих автоматизацию информационных процессов (поиск, сбор, обработка, хранение, передача и др.). Это во многом способствует повышению качества
различных видов информационной деятельности человека во
многих сферах. При этом выделяют микротехнологии и макротехнологии
, где отдельные микротехнологии (например, реализованные в компьютерной форме) могут рассматриваться как
средства в макротехнологии – именно поэтому часто говорят об
использовании средств информационной технологии при решении различных задач.
Реализация этой идеи «от ИП к ИТ» курса информатики позволяет решить многие общеобразовательные задачи, в том числе те,
которые связаны
с мировоззрением и прочими задачами. Построенный на этой мировоззренческой идее курс обеспечит социализацию
школьников, т. е. подготовку их к жизни в современном обществе.
Конечно, каждый автор школьного учебника предлагает свою
оригинальную идею и реализует ее в предлагаемом содержании
обучения. Например, другую идею, отличную от идеи «от ИП
к ИТ», предлагают
С. А. Бешенков и Е. А. Ракитина. Они считают, что в содержании общеобразовательного курса информатики
должны быть отражены, во-первых, сущность информатики как
научной дисциплины, изучающей закономерности протекания информационных процессов в различных системах и разрабатывающей средства исследования и автоматизации информационных
процессов; во-вторых, основные области применения информатики; в-третьих, междисциплинарный характер информатики и информационной деятельности. В связи с этим выделяют три основных направления: «Информация и информационные процессы»;
«Моделирование, информационные модели»; «Области применения методов и средств информатики». Обосновывая эти направления, они подчеркивают, что данные направления отражают в применении к информатике общую схему
познания, характерную для
естественно-научных дисциплин: объект познания – инструмент
познания – области применения. В рамках этих направлений авторы предлагают выделить следующие основные содержательные
линии курса информатики:
192
ГЛАВА II. МЕТОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ В ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЕ
в направлении «Информация, информационные процессы»:
*
• информационные процессы;
• информационные ресурсы;
в направлении «Моделирование, информационные модели»:
*
• моделирование и формализация;
• представление информации;
• алгоритмизация и программирование;
в направлении «Области применения методов и средств инфор-
*
матики»:
• информационные и коммуникационные технологии;
• информационные основы управления;
• информационная цивилизация.
Названные направления (перечень содержательных линий) зада-
труктуру содержания общеобразовательного курса информати-
ют с
ки, предлагаемого С. А. Бешенковым и Е. А. Ракитиной:
а) формирование представлений о триаде материя – энергия –
информация и материальной природе всех протекающих вo Вселенной процессов; формирование представлений об основном предмете информатики – информационных процессах, об особенностях
языка описания информационных процессов: физических, химических, био
логических и пр., а также о методах и средствах автоматизации важнейших информационных процессов, т. е. о переходе от
описаний информационных процессов к их использованию, в частности, с применением средств информатизации;
б) развитие умений строить, изучать, оценивать модели для решения задач в различных областях человеческой деятельности, прежде всего, в об
ласти науки, технологии, управления, социальной
сфере, в том числе – модели информационных процессов из различных областей;
в) формирование умений применять методы и средства информа-
тики, в том числе средства ИКТ.
В целом анализ научно-методической литературы показывает,
что существуют разные точки зрения на содержание школьного
курса информатики, различные идеи пре
длагаются за основу. Конечно, для реализации любой обоснованной авторской идеи важно определение содержательных линий школьного курса, так как
именно построение содержания обучения на основе «сквозных»
содержательных линий позволяет обоснованно структурировать
193
Кузнецов А. А., Захарова Т. Б., Захаров А. С. ОБЩАЯ МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ
его, реализовать сильные внутрипредметные связи курса информатики.
При этом заметим, что в методической литературе по информатике довольно часто превалирует отношение к содержательным линиям как к соответствующим разделам курса информатики, хотя это
не так. Такое представление во многом сложилось из-за того, что
название разделов курса и содержательных
линий в курсе информатики часто совпадают. На самом деле содержательные линии –
это другой способ структурирования учебного материала курса.
«Сквозные» содержательные линии отражают логику предъявления
учебного материала, последовательность введения основных, системообразующих понятий курса, проходящих «красной линией»
через все содержание курса, все его разделы. Они как бы «цементируют» содержание
предмета, обеспечивают его единство.
Следует отметить, что специалисты в области теории и методики
обучения информатике (А. А. Кузнецов, С. А. Бешенков, И. Г. Семакин, З. В. Семенова и др.) выделяют разный набор содержательных
линий, хотя по сути они совпадают, а различаются только степенью детализации, и в связи с этим
получают разное их количество.
В основном это осуществляется как уточнение предложенных еще
в 1997 г. шести основных содержательных линий школьного курса
информатики [Кузнецов А. А. Базовый курс информатики // Информатика и образование. – 1997. – № 1], которые охватывают такие
группы вопросов:
• вопросы, связанные с понимаем сущности информационных
процессов управления в системах различной природы; вопро
сы, охватывающие представления о передаче информации, канале передачи информации, количестве информации (условно –
«линия информационных процессов»);
• способы представления информации (условно – «линия пред-
ставления информации»);
• методы и средства формализованного описания действий ис-
полнителя (условно – «алгоритмическая линия»);
• вопросы, связанные с возможностями компьютера и эффектив-
ностью его применения для решения задачи (
условно – «линия
компьютера»);
• вопросы, связанные с методом формализации, моделированием
реальных объектов и явлений для их исследования с помощью
-
194
ГЛАВА II. МЕТОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ В ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЕ
компьютера, проведение компьютерного эксперимента (условно – «линия формализации и моделирования»);
• этапы решения задач с помощью компьютера, использование
программного обеспечения разного типа для решения задач,
представление о современных информационных технологиях,
основанных на использовании компьютера (условно – «линия
информационных технологий»).
Эта типология «сквозных» содержательных линий принимается
за основу и сегодня многими специалистами в области мет
одики
обучения информатике. При этом при выстраивании на их основе
содержания обучения информатике в общем образовании авторы
опираются на предлагаемые ими частные методические принципы.
2.2.4. Межпредметные связи школьного курса информатики
с другими учебными предметами
Одной из основных задач общего образования является формирование целостного представления об окружающей действительности, научного мировоззрения (на
учных представлений о картине
мира). Это предполагает необходимость интеграции сформированных на различных уроках таких представлений, конечно же, через
установление связей между различными дидактическими единицами из разных учебных предметов. Особая роль принадлежит в этом
информатике.
Важно подчеркнуть, что сама информатика (как наука) пред-
ставляет собой, по мнению многих ученых (К. К. К
олин, А. А. Кузнецов, И. А. Мизин, Н. Н. Моисеев и др.), комплексное научное
направление, имеющее междисциплинарный характер, и сегодня
призвана выполнять интегративные функции. Н. Н. Моисеев, выделяя ее роль, указывал, что информатика «пронизывает многие
(если не все) научные дисциплины» [Моисеев Н. Н. Универсум, Информация, Общество. – М.: У
стойчивый мир, 2001]. В своей работе
А. А. Кузнецов пишет: «Информатика открыла для систематического научного исследования одну из важнейших областей действительности – область информационных процессов в живой природе,
обществе, технике. Она развивает единый подход к изучению этих
процессов, который вносит существенный вклад в формирование
современного научного представления о мире. Зна
чительное рас-
ширение информатикой сферы научного познания, формирование
195
Кузнецов А. А., Захарова Т. Б., Захаров А. С. ОБЩАЯ МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ
нового подхода к изучению действительности имеет огромное мировоззренческое значение» [Концепция содержания обучения информатике в 12-летней школе // ИНФО. – 2000. – № 2]. Он подчеркивает, что информатика (благодаря всеобщности привнесенных ею
в научное познание методов, понятийного аппарата, языка) становится в современном образовании тем звеном, которое интегрирует
знания, научные представления обучаемых на понятийном уровне
в цело
стную научную картину окружающего мира, а не только на
уровне средств информационных технологий.
Относительно системы школьного образования, как мы уже
и говорили, любой базовый предмет системы общего образования
включается в нее по принципу «двойного вхождения», т. е. важно
подчеркнуть значение важнейшего дидактического принципа «реализации межпредметных связей».
Под реализацией межпре
дметных связей курса информатики
и других учебных предметов понимается процесс установления оптимальных, в каком-то смысле, связей курса информатики с другими школьными дисциплинами. Этот процесс двусторонний. С одной
стороны, речь идет о том, что изучение информатики способствует
освоению других дисциплин. С другой стороны, и курс информатики нуждается в св
оевременном изучении в рамках иных предметов соответствующего набора понятий и фактов, усвоение которых
обучающимися необходимо для полноценного изучения информатики, т. е. требуется определенный уровень подготовки. При этом
межпредметная согласованность, конечно, предполагает предупреждение дублирования, обеспечения логических и временных взаимосвязей содержания различных учебных предметов. Итак:
• во-первых, фор
мируемый в курсе информатики понятийный
аппарат используется практически на всех уроках. Это такие
понятия, как информация, информационный процесс, язык (как
средство представления информации), информационная модель, система, структура, управление, информационная технология и др., усвоение которых играет важную роль в формировании современной научной картины мира;
• во-вторых, при изучении инфор
матики у обучающихся формируются такие общеучебные умения, как поиск, сбор, анализ, организация, представление, передача информации. В курсе информатики школьники овладевают такими методами познания,
196
ГЛАВА II. МЕТОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ В ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЕ
как моделирование, компьютерный эксперимент, без которых
сегодня невозможно изучать многие объекты, явления, процессы различного характера. Особое значение имеет формирование умения проектирования на основе информационного моделирования реальных объектов и процессов;
• в-третьих, реализация межпредметных связей курса информатики с другими дисциплинами осуществляется и на уровне
использования средств информационных
технологий, которые в большинстве своем осваиваются в курсе информатики, а
в дальнейшем их применение способствует более эффективному усвоению материала практически всех дисциплин.
Приведем ряд примеров.
При изучении ряда тем курса «Обществознание», в частности,
«Деятельность и общение», обучающимся приходится оперировать
такими фундаментальными понятиями информатики, как информация, передача информации,
получатель информации, а также таким
понятием, как коммуникация. В контексте данного учебного предмета понятие информации используется как вполне понятное обучающимся, и связывается оно с понятием «коммуникация», например
в такой трактовке, что общение предполагает обмен информацией,
что составляет суть коммуникации.
Среди понятий информатики, которыми оперируют большинство
учебных курсов, – «система» и
«структура» (например, они встречаются в учебниках по литературе: «система взглядов», «структура
художественного произведения»). Как можно заметить из ряда примеров, категориальный аппарат информатики имеет много общего
с лингвистикой. В отдельных школьных учебниках по литературе
уже не нова такая тема, как «Современное понимание языка как
уникального средства хранения и передачи
информации» и «Обработка информации, функционирующей в обществе» (например,
текстовой информации как в ее письменном виде, так и устной речи
как наиболее привычного способа коммуникации).
В рамках учебного предмета « Обществознание» неоднократно идет
обращение к такому понятию, как «система». При изложении темы
«Общество и природа» указывается, что слово «система» греческого
происхождения,
означает «целое», «составленное из частей», «совокупность», что каждая система включает взаимодействующие связи
и отношения между частями. Так, в учебниках «Обществознание »,
197
Кузнецов А. А., Захарова Т. Б., Захаров А. С. ОБЩАЯ МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ
в рамках темы «Право в системе социальных норм», идет опора на
понятие «система», а сущность данного понятия раскрывается следующим образом, что любая система согласно теории представляет собой целостную совокупность взаимосвязанных элементов (частей),
что вопрос о системе – это вопрос о внутреннем строе и функционировании объекта. Говоря о динамической системе
, авторы этого курса
подчеркивают, что динамические системы допускают различные изменения, развитие, возникновение новых и отмирание старых частей
и связей между ними. Именно в информатике рассматриваются такие важные свойства систем как целостность и делимость, структурность, интегративность, иерархичность, приводятся разнообразные
примеры. Очевидно, что при достаточно глубоком понимании сущности
и свойств систем придет и более адекватное понимание крайне
важных категорий обществознания.
Достаточно активно использование категориального аппарата
информатики происходит при обучении биологии, в частности, таких понятий, как информация («Наследственная информация и ее
реализация в клетке»), система («Кровеносная система», «Нервная
система», «Организм как единое целое», «Экосистемы» и др.),
структура («Структура и
функции клетки»), матрица («ДНК – матрица для синтеза белков», «Образование информационной РНК
по матрице ДНК»), код («Генетический код»). Оперирование здесь
такими понятиями более чем уместно, поскольку объяснить особенность функционирования всего механизма самоорганизации живого
вещества, объяснить характер отбора действий, влекущих изменение состояния живых организмов, без введения понятий информации
и информационного взаимодействия невозможно.
Вместе с тем в математике и в физике, где особое внимание уделяется изучению собственно абстрактных и формальных систем
(в математике) и физических и технических систем (в физике), где
значительный эффект может дать использование компьютерного эксперимента, в явном виде соответствующие категории («модель»,
«математическое моделирование», «моделирование
физических
процессов» и пр.) фактически не раскрываются, а делается это на
уроках информатики. Например, одно из основных понятий математики – «величина» (которым достаточно часто оперирует и физика,
и химия, и география, и др.) наиболее полно, на уровне обобщения
изучается именно в информатике.
198
ГЛАВА II. МЕТОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ В ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЕ
Так, в явном виде понятийный аппарат информатики достаточно широко используется в школьных курсах биологии, обществознания, математики, физики и др., очевидна интегрирующая роль
информатики в содержании общего образования, позволяющая связать понятийный аппарат многих учебных дисциплин. Именно поэтому в формулировках целей изучения информатики в стандартах
общего образования по информатике
2004 г. подчеркивалась необходимость освоения «системы базовых знаний, отражающих вклад
информатики в формирование современной научной картины мира,
роль информационных процессов в обществе, биологических и технических системах».
При этом следует отметить, что чисто теоретического знакомства с категориальным аппаратом информатики недостаточно для
умения им пользоваться, необходимо приобрести навыки работы
с
этим аппаратом для решения тех или иных задач и, что особенно
значимо, для их постановки. По этому поводу во многих научнометодических исследованиях указывается, что «владение этим категориальным аппаратом позволяет «концептуализировать» плохо
поставленные задачи, причем делать это творчески и гибко».
Безусловно, информатика привносит в образовательный про-
цесс новые виды деятельности
, многие умения и навыки, формируемые при ее изучении, носят общеучебный характер. Как уже
указывалось ранее, общеучебные умения – это такие умения, которые, как правило, используются при освоении всех учебных
предметов и в процессе самообразования, их круг достаточно
широк (существуют некоторые расхождения в их классификации,
при этом подавляющее большинство ученых
выделяют умения,
связанные с интеллектуальной деятельностью: умение анализировать, сравнивать, сопоставлять, противопоставлять, осуществлять синтез, абстрагирование, обобщение, классификацию, умозаключение и др.). Важное место в структуре общеучебных умений
занимают умения, связанные с самостоятельным приобретением
знаний, которые могут включать процесс библиографического поиска, работу с различными источниками информации (в том чи
сле со справочной и энциклопедической литературой), процесс
наблюдения и т. д. Широкий круг общеучебных умений формируется при изучении информатики, при этом многие ученые подчеркивают их общенаучный, общеинтеллектуальный характер
-
199
Кузнецов А. А., Захарова Т. Б., Захаров А. С. ОБЩАЯ МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ
в современных условиях. К ним, в частности, относятся: поиск,
сбор, анализ, организация, представление, передача информации
в открытом информационном обществе; проектирование на основе информационного моделирования реальных объектов и процессов окружающей реальности.
Важно подчеркнуть, что реализация межпредметных связей – это
не только применимость информатики, ее методов и средств к решению различных
задач из других областей знания, но и обратная
сторона, так как для освоения информатики требуется соответствующая подготовка по другим дисциплинам (и по физике, и по математике, и по другим предметам). Например, одной из центральных
тем обществознания является тема «Методы научного познания».
Опираясь на знания, полученные в рамках этой
дисциплины, существует возможность развить и обогатить их на уроках информатики,
в частности, в процессе знакомства с такими темами, как «Информационное моделирование», «Компьютерный эксперимент» и др.
Рассматриваемые здесь методы информатики являются общенаучными современными методами познания. Другой пример – при овладении в курсе информатики аспектами социальной информатики
необходимо опираться на
усвоенные в курсе «Обществознание» понятия «социальные установки», «социальное познание», «социальные процессы», «социальное явление», «социальные последствия»,
«идеал», «ценности», «моральная оценка» и др., а с другой стороны, важно расширить и углубить знания обучающихся, касающиеся
социальной сферы, которая сегодня во многом определяется уровнем развития средств информационных технологий, что и
делается
в курсе информатики.
Кроме того, реализация межпредметных связей информатики
с другими учебными дисциплинами во многом определяется и значительной прикладной составляющей содержания обучения информатике (изучением средств информационных технологий). В этом
случае следует отметить, что средства информационных технологий в настоящее время «пронизывают» методические системы обучения всех других
школьных предметов, а умения применять эти
средства формируются при изучении информатики.
Эти примеры (можно приводить еще ряд других примеров) показывают специфику школьной информатики в реализации межпредметных связей ее с другими учебными предметами, широкое
200
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]