8

Информатика и образование, № 2 – 2002, с.23-31

И. Г. Семакин,

канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры прикладной математики и информатики Пермского государственного университета

ОТ ЦЕЛЕЙ ОБРАЗОВАНИЯ К СОДЕРЖАНИЮ ШКОЛЬНОЙ ИНФОРМАТИКИ

Содержательные линии образовательного стандарта по информатике

Как в проекте федерального компонента государственного образовательно­го стандарта по информатике [1], так и в последовавших затем версиях обяза­тельного минимума содержания образования по информатике [2,3] содержа­ние предмета раскрывается через описание его содержательных линий.

В различных версиях обязательного минимума перечень содержательных линий имеет некоторые различия.

Так, в первой версии этого документа [2] этот перечень выглядел следую­щим образом:

1. Информация и информационные процессы.

2. Представление информации.

3. Компьютер.

4. Алгоритмы и исполнители.

5. Формализация и моделирование.

6. Информационные технологии. (Здесь упоминались лишь технологии ра­боты с текстами и графикой. — Примеч. автора.)

7. Технологии обработки числовых данных (электронные таблицы).

8. Технологии хранения, поиска и сортировки информации (базы данных).

9. Компьютерные коммуникации.

В двух вариантах (А и Б) обязательного минимума от 30.06.99 [3] приво­дится следующий перечень содержательных линий:

Вариант А.

1. Информация и информационные процессы.

2. Представление информации.

3. Компьютер.

4. Моделирование и формализация.

5. Алгоритмы и исполнители.

6. Информационные технологии.

Вариант Б.

1. Информация и информационные процессы.

2. Представление информации.

3. Системы счисления и основы логики.

4. Компьютер.

5. Моделирование и формализация.

6. Алгоритмизация и программирование.

7. Информационные технологии.

В варианте Б в отдельную линию выделены «Системы счисления и основы логики»; кроме того, в шестой линии наряду с алгоритмизацией присутствует программирование.

В процессе разработки Концепции содержания обучения информатике в 12-летней школе в проекте, опубликованном в журнале «Информатика и обра­зование», № 2—2000 [4], предлагался следующий перечень содержательных линий:

1. Линия информационных процессов.

2. Линия представления информации.

3. Алгоритмическая линия.

4. Линия компьютера.

5. Линия формализации и моделирования.

6. Линия информационных технологий.

7. Линия телекоммуникаций.

В том же номере журнала «Информатика и образование» опубликована статья В. С. Леднева, А. А. Кузнецова, С. А. Бешенкова [5], где в качестве новой перспективной линии, которая должна получить развитие в курсе ин­форматики, представляется линия управляемых и самоуправляемых систем (кибернетическая линия).

Можно предположить, что в период формирования содержания образова­тельного стандарта, который продолжится еще некоторое время, будут появ­ляться и другие предложения относительно набора содержательных линий базового курса информатики.

Определение содержания общеобразовательного курса информатики

Проанализируем цели общего образования, спроецированные на образова­тельную область «Информатика», и на этой основе попробуем определить пе­речень основных линий содержания общеобразовательного (базового) курса информатики.

Указанных целей три [1, 6]:

1. формирование основ научного мировоззрения;

2. развитие мышления учащихся;

3. подготовка школьников к практической деятельности, труду, продол­жению образования.

Рассмотрим подробно каждую из них.

1. В проекте ФК ГОС [1] содержание первой цели применительно к инфор­матике поясняется следующим образом: «... формирование представлении об информации (информационных процессах) как одного из трех основополагаю­щих понятий: вещества, энергии, информации, на основе которых строится современная научная картина мира, единстве информационных принципов строения и функционирования самоуправляемых систем различной природы, роли новых информационных технологий в развитии общества, изменении содержания и характера деятельности человека».

Формирование основ научного мировоззрения происходит через получение учащимися основ научных знаний в соответствующей предметной области. В приведенной цитате отмечены основные научные направления, которые дол­жны быть отражены в общеобразовательном школьном курсе информатики. Эти направления можно разделить на базовое и прикладное.

К базовому направлению следует отнести основы современной науки об информации и информационных процессах: подходы к определению и измере­нию информации; классификация информации, способы ее представления; ос­новные типы информационных процессов, их характеристики и свойства.

В основе прикладного направления научной области информатики лежит методика информационного моделирования. В настоящее время разработано достаточно много разнообразных компьютерных инструментальных средств для информационного моделирования. Однако воспользоваться ими нельзя без знания основ теории и методов моделирования.

Из фразы о формировании представлений о «единстве информационных принципов строения и функционирования самоуправляемых систем различ­ной природы» следует очевидное указание на кибернетическую линию в обще­образовательном курсе информатики. Кибернетическая линия, или линия уп­равления, также имеет как базовый, так и прикладной аспект. Приведенная цитата отмечает базовую составляющую; прикладная составляющая заключается в раскрытии принципов организации технических систем управления (ав­томатических и автоматизированных) с использованием ЭВМ.

И наконец, в цитате содержится отчетливое указание на социальную ли­нию курса информатики, рассмотрение в нем темы «Информатика и обще­ство».

2. О развитии мышления школьников в проекте ФК ГОС говорится следу­ющее: «В современной психологии отмечается значительное влияние изуче­ния информатики и использования компьютеров в обучении на развитие у школьников теоретического, творческого мышления, а также формирование нового типа мышления, так называемого операционного мышления, направ­ленного на выбор оптимальных решений». Как синоним термина «операци­онное мышление» в литературе употребляется термин «алгоритмическое мыш­ление».

Не умаляя значения развития алгоритмического мышления школьни­ков, подчеркнем еще одну важную развивающую задачу, которую должен решать современный курс информатики, — развитие системного мышления. Современному человеку все чаще приходится иметь дело с большими объема­ми информации, и без навыков систематизации невозможно эту информа­цию осознать и эффективно использовать. Направленность на развитие сис­темного мышления уже нашла свое отражение в ряде вариантов пропедевти­ческого курса информатики (например, в курсе «Информатика плюс», авторы А. В. Горячев и др.), но необходимо продолжать эту направленность и в базо­вом курсе. Решение данной развивающей задачи должно сочетаться с решени­ем фундаментальной задачи знакомства учащихся с элементами научной системологии, которая имеет прямое отношение к информационному моделиро­ванию.

3. Третья цель общего образования — подготовка школьников к практи­ческой деятельности, труду, продолжению образования. «Реализация этой за­дачи связана сейчас с ведущей ролью обучения информатике в формировании компьютерной грамотности и информационной культуры школьников, навы­ков использования НИТ, важнейших компонентов подготовки к практиче­ской деятельности, жизни в информационном обществе. Эти компоненты и связанные с использованием компьютера новые средства и методы познава­тельной деятельности играют в современных условиях важную роль и в подго­товке учащихся к продолжению образования в профессиональной школе» [1]. Здесь речь идет о задаче обеспечения компьютерной грамотности учащихся.

За недолгую историю школьной информатики компьютерную грамотность рассматривали в двух аспектах: программистском и пользовательском. С точ­ки зрения «массовых целей» сегодняшнего образования на первый план вы­двинулся пользовательский аспект. Он обязательно должен быть реализован при минимальном варианте изучения базового курса. Однако если в числе практических целей иметь в виду и цели профессиональной ориентации школь­ников, то нельзя отбрасывать и программистский аспект. Профессия програм­миста сегодня достаточно актуальна и престижна. Тема «Введение в програм­мирование» должна входить в углубленный вариант

базового курса информатики.

Результаты проведенного анализа отражены на схеме, где обозначены де­вять линий содержания базового курса информатики:

1. Линия информации.

2. Кибернетическая линия.

3. Линия моделирования.

4. Социальная линия.

5. Алгоритмическая линия. 6. Системная линия.

7. Линия ЭВМ.

8. Линия программирования.

9. Линия информационных технологий.

В связи с этой концепцией содержания школьной информатики обратимся к вопросу, обсуждаемому в статье [7]: как квалифицировать результаты обуче­ния информатике? Теперь введенная в [7] категория «общая грамотность в области информатики» может быть детализирована с учетом результатов проведенного выше анализа.

Результат, на который ориентирована первая цель (формирование основ научного мировоззрения) и который достигается путем усвоения содержания линий 1 — 4 из представленного списка, следует квалифицировать как базо­вую грамотность в области информатики.

Результат, на который ориентирована вторая цель (развитие мышления учащихся) и который достигается путем усвоения содержания линий 5 — 6, следует квалифицировать как культуру мышления (новые элементы).

Результат, на который ориентирована третья цель (подготовка школьни­ков к практической деятельности, труду, продолжению образования) и кото­рый достигается путем усвоения содержания линий 7 — 9, следует квалифи­цировать как компьютерную грамотность.

Итак, еще раз подведем итог. Общая грамотность в области информатики — это:

• базовая грамотность;

• элементы культуры мышления: алгоритмическое и системное мышление;

• компьютерная грамотность.

Трехуровневая структура содержания базового курса информатики

Трудности формирования образовательного стандарта по информатике дос­таточно серьезны и имеют как объективные, так и субъективные причины. К объективным следует отнести динамичность предметной области «Инфор­матика», а также относительную новизну самой задачи формирования стан­дарта общеобразовательного школьного курса информатики. Трудности субъек­тивного характера порождаются существующей сегодня ситуацией с данным предметом в школе, характерной именно для него. Во-первых, это, если мож­но так выразиться, «шаткий статус» информатики в школе в последние годы, что прежде всего проявляется в периодических изменениях места предмета в базисном учебном плане. Во-вторых, это неоднородность уровня обеспеченно­сти школ компьютерной техникой, преподавательскими кадрами, учебно-ме­тодическими материалами. Эти и некоторые другие причины делают пробле­матичной попытку единообразно стандартизировать в настоящее время содер­жание школьного образования по информатике, что проявилось в появлении вариантов А и Б обязательного минимума. Учитывая, что Концепция феде­ральных компонентов государственного образовательного стандарта допуска­ет существование регионального и даже школьного компонентов стандарта, число вариантов содержания образования по информатике может быть гораз­до большим.

В предыдущем разделе данной статьи был предложен еще один (наряду с другими опубликованными) подход к описанию общеобразовательного курса информатики на уровне перечня линий его содержания. В целом этот подход не противоречит проекту образовательного стандарта и обязательному минимуму. Появились лишь два наименования, ранее не упоминавшиеся, — системная линия и социальная линия. Впрочем, на уровне детального описания содержа­тельных линий в документах [1 — 6] эти темы тоже можно обнаружить.

Естественно, в период обсуждения и отработки содержания образователь­ного стандарта по информатике были и, возможно, еще будут появляться раз­личные варианты перечня содержательных линий и их детализации. Бесспор­но, в каждом из таких вариантов будет присутствовать элемент субъективнос­ти, так же как он присутствует в данной статье. Однако образовательный стан­дарт — это закон, и в нем должна быть отчетливо прописана инвариантная составляющая. В то же время в силу уже отмеченных причин в стандарте неизбежно наличие вариативной компоненты.

Постановка задачи о выработке образовательного стандарта по информати­ке на сегодняшний день является «некорректной». Как выразился бы специа­лист по методам решения уравнений математической физики — «не определе­ны краевые условия задачи». В данном случае в роли таких «краевых условий» выступает базисный учебный план (БУП). Существующий на сегодня БУП (соглас­но которому информатика изучается в X — XI классах по 1 ч в неделю) некор­ректен с точки зрения возможности решения в его рамках задач общего образо­вания в области информатики. Намечаются тенденции к его изменению; воз­можно, что уже к выходу данной статьи они проявятся явно. Поэтому пока невозможно предложить конкретный вариант образовательного стандарта, кото­рый удовлетворял бы и существующим сегодня, и будущим «краевым условиям».

Однако автор позволит себе предложить общее решение задачи: описать содержательную структуру базового курса информатики, инвариантного к БУП, из которой для каждого конкретного варианта «краевых условий» можно из­влечь «частное решение».

Предлагается следующий подход к описанию содержания базового курса информатики (БКИ).

1. Описание содержания БКИ должно иметь трехуровневую структуру; чем глубже уровень, тем больше его возможная вариативная составляющая.

2. Первый уровень структуры — это перечень содержательных линий курса.

Этот перечень должен быть инвариантным; названия содержательных ли­ний должны отражать наиболее общие понятия информатики, которые затра­гиваются при изучении курса по любому варианту программы.

Содержательные линии должны быть сквозными по отношению к учебно­му курсу, т. е. не сводиться к отдельным темам.

Содержательные линии должны допускать разный уровень наполнения, быть перспективными в плане отражения развития предметной области во всех основных направлениях.

3. Второй уровень структуры — это тематические линии, на которые под­разделяется каждая содержательная линия курса. Тематическая линия может носить сквозной характер относительно всего курса, но может быть и локаль­ной, т. е. излагаться в отдельном разделе программы (учебника).

4. Третий уровень детализации содержания курса — это перечень отдель­ных тем, вопросов, понятий, изучаемых в рамках каждой тематической линии. Это локальные учебные темы, излагаемые в отдельном разделе учебника, изучаемые на одном или нескольких последовательных уроках.

Первый уровень структуры содержания БКИ предлагается представить сле­дующим списком содержательных линий: