МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ ИНФОРМАТИКИ(Л1)

МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ ИНФОРМАТИКИ

Литература

1. Семякин. МПИ. 2000г. 2. Лебедев, Кушниренко. 12 лекций по МПИ. 3. Бочкин, МПИ 4. Информатика и образование – журнал 5. Информатика - приложение

МПИ как педагогическая наука, ее предмет и задачи.

МПИ изучает специфику общих закономерностей в преподавании информатики. С одной стороны МПИ исходит из общих научных закономерностей, что позволяет разработать инструментарий для использования на практике. С другой стороны теория обучения, разрабатывая общие положения, опирается на конкретные методики. В настоящее время актуальной задачей для педагогической психологии является разработка эффективных способов взаимодействия учащихся с компьютером.

Предмет – методическая система

Методическая система обучения любого предмета – совокупность 5 компонентов: целей, содержания, методов, организационных форм, средств обучения.

Методическая система по информатике претерпевает значительные изменения. Создание полноценной методической системы обучения играет ключевую роль в ее становлении как учебного предмета.

Задачи

Изучение курса МПИ направлено на решение: Образовательных задач: понять цель изучения школьного курса, места и значения курса в общем образовании школьника, освоить содержание курса, понять и использовать принципы отбора содержания, овладеть средствами и организационными формами занятий, увидеть и использовать связь информатики с другими дисциплинами, научиться анализировать процесс обучения информатики, использовать техническое и программное обеспечение.

Развивающие задачи: формирование логико-алгоритмического и системно-комбинаторного стиля мышления.

Воспитательные задачи: формирование этических и эстетических компонентов информационной культуры.

Особенности МПИ проявляются в нестабильности самой информатики и как предметной области (науки) и как учебного предмета. В этих условиях плодотворным решением являются:

1. Опора на результаты общей дидактики и психологии, на конкретные методики близких дисциплин.

2. Необходимость формирования наиболее общих фундаментальных знаний, умений, навыков. Конкретные программы, технические средства должны рассматриваться как типичные представители своего класса. Надо избегать машинно-зависимых знаний и умений, которые могут оказаться бесполезными или вредными в других условиях.

Изменение в системе целей изучения информатики в школе.

Официально курс информатики был введен в школу в 1985 году под лозунгом: «Программирование – вторая грамотность» (Ершов). Ершов А.М., Молохов – первый учебник «основы информатики и вычислительной техники». Последние годы внесли коррективы в содержание курса, но обозначенные основные умения и навыки в области информатики, которые необходимы каждому современному человеку, актуальны и сейчас. Это:

1. Умение планировать структуру действия для достижения заданной цели при помощи фиксированного набора средств.

2. Умение организовать поиск информации, необходимой для решения поставленной задачи.

3. Умение строить информационные структуры (модели) для описания объектов и систем.

4. Умение своевременно обращаться к компьютеру при решении задач из любой области, базирующиеся на владении компьютерными технологиями.

5. Технические навыки взаимодействия с компьютером.

Первый учебник базировался на трех понятия: информация, алгоритм, ЭВМ. Предусматривая обучение, как по машинному, так и безмашинному варианту. Большая часть времени посвящалась теме «Алгоритмизация и программирование» (Бейсик). По мере оснащения школ компьютерами и накопления методического опыта формировались различные подходы к преподаванию информатики.

К концу восьмидесятых годов были разработаны 3 альтернативных учебника:- под ред. Кушниренко- под ред. Гейна- под ред. Каймина.

В школу также поступило программное обеспечение, которое позволило школьникам работать в различных редакторах. Следовательно в школу пришла установка: «Обучение компьютерной грамотности учащихся».Во всех этих учебника курс включал 4 раздела:

1. Компьютерная грамотность

2. Алгоритмизация и программирование

3. Решение задач на ЭВМ.

4. Устройство и применение ЭВМ.

Это свидетельствовало об изменении содержания школьного курса информатики, хотя основной акцент делался на изучение второго раздела, поскольку практическое изучение других разделов было затруднено из-за отсутствия прикладного программного обеспечения. В начале 90х годов было разработано и внедрено несколько учебных курсов, которые включали: учебник, методическое пособие и программное обеспечение (Кумир, Е-практикум). Концептуально содержание информатики претерпевает некоторые изменения, что связано с возможностями НИТ (новые информационные технологии), но и реализацией общекультурной направленности гуманизации образования.

В 1993 году разработана концепция преподавания информатики, началась работа над образовательными стандартами. Проведен научный анализ предметной области для написания стандарта. Под руководством А.А. Кузнецова были разработаны содержательные линии курса информатики, разработан обязательный минимум содержания образования, выделены 3 этапа непрерывного изучения информатики в школе.

В настоящее время:

1. Осознается необходимость снижения возраста учащихся, начинающих обучение информатике. Информатика как учебный предмет в старших классах опаздывает с формированием логико-алгоритмического стиля мышления, навыков использования компьютеров. Многие формируемые навыки являются не узко предметными, а общеобразовательными, признается существенная роль информатики в развитии мышления, формировании научного мировоззрения школьников.

2. Определяется подход к информатике как к общеобразовательному, направленному на формирование информационной культуры школьника, что далеко выходит за рамки прикладных задач формирования компьютерной грамотности.

Компьютерная грамотность

Предполагает знание назначения и пользовательские характеристики основных устройств компьютера, знание основных видов программ много обеспечения, и пользовательских интерфейсов, умение производить поиск, хранение обработку различных видов информации с помощью соответствующего программного обеспечения.

Информационная культура – знание основ компьютерной грамотности, понимание закономерностей информационных процессов, умение организовывать поиск и отбор информации для решения задач, умение оценивать достоверность, полноту, объективность поступающей информации, представлять ее в различных видах, технические навыки взаимодействия с компьютером. Эффективность применения компьютера как инструмента, привычка своевременно обращаться к компьютеру, понимание компьютерных информационных технологий как совокупности средств для решения проблем человека, а не самоцель, понимание возможности и ограничений техники, ее недостатков, применение полученной информации при принятии решения практической деятельности

Цели и задачи обучения информатике в школе на современном этапе.

Подход к курсу информатики как к общеобразовательному предмету сегодня связан с выделением общеобразовательной функции, потенциальных возможностей в решении задач обучения, воспитания, развития.

Образовательные функции:

1. Мировоззренческая функция предмета, - его вклад в формирование научных представлений о мире, основополагающих понятиях, как вещество, энергия, информация. Это связано в формированием представлений о роли информации в управлении (кибернетика), специфике самоуправляемых систем (биологических, социальных, автоматизированных технических). В результате у учащихся должна быть сформирована системно-информационная картина мира. Они должны уметь увидеть и проанализировать информационные процессе, понять идеи формализации и моделирования. 2. Связана с формированием общенаучных умений и навыков, с развитием мышления (теоретическое. Операционное, модульно-рефлексивное, логико-алгоритмическое), творческих способностей учащихся, формированием приемов и анализа умственных действий. (аспект развития (алгоритмический аспект)). 3. Формирование навыков национального использования средств новых информационных технологий (пользовательский аспект) при решении учебных задач, подготовка школьников к практической деятельности в информационной обществе, формирование информационной культуры.

В настоящее время выделяются 3 этапа непрерывного изучения школьной информатики: 1. Пропедевтический (1-6 классы). Происходит первоначальное знакомство школьников с компьютером, формируются элементы информационной культуры. В процессе использования игровых учебных программ, учащихся учатся таким приемам умственных действий как поиск закономерностей, иерархическая зависимость, мышление по аналогии, классификация, нахождение общего, выделение частного, построение логических умозаключений (книга Горячев, программные средства «Роботландия» - разработка Первина, «Никита», «Малыш», «Радуга в компьютере» - разработка КиД, изучение ЛОГО).

2. Базовый курс (7-9 ) классы. Курс, который должен обеспечивать обязательный общеобразовательный минимум подготовки школьников по информатике. Он направлен на овладение учащимися методами и средствами информационных технологий решения задач, формирование навыков сознательного и рационального использования компьютера в учебной, а затем и профессиональной деятельности. Изучение базового курса формирует представление об общности процессов получения, передачи и хранение информации в живой природе, обществе и технике. 3. Профильный уровень (10-11 классы). Предполагается продолжение образования по информатике дифференцированного по объему и содержанию и содержанию в зависимости от интересов и направленности допрофессиональной подготовки школьников. Например: математические классы изучают программирование, методы методы вычислительной математики. Классы естественнонаучного профиля изучают применение компьютера для моделирования, для обработки данных эксперимента. Гуманитарные классы изучают представления о системном подходе в языкознании, литературоведении, истории.

Перспективы развития школьного курса информатики

Как проект стандарта, так и обязательный минимум не задают логику, последовательность изучения курса, введения и развития его понятий, а определяют только набор элементов содержания обучения и требований к уровню усвоения учебного материала.

Перспективы развития:

- Дальнейшее совершенствование стандарта и обязательного минимума в связи с усилением общеобразовательной значимости предмета за счет выделения и вынесения на первый план при обучении общих принципов закономерностей, касающихся информации и информационных процессов.

- Преодоление несовпадения предмета науки и учебной дисциплины (школьного предмета), а также обоснование содержания информатики как учебной дисциплины в школе. Современная информатика состоит из теоретической (теория информации, алгоритмов, кибернетика – управление информационными системами, математическое и информационное моделирование, искусственный интеллект), прикладной (средства информатизации, информатизационные технологии).

С другой точки зрения информатика состоит из 4 блоков:

- теоретическая информатика,

- средства информатизации,

- информатизационные технологии,

- социальная информатика.

Непрерывное изучение информатики, начинается с пропедевтического курса. Это позволит:

1. Формировать операционный стиль мышления, который может рассматриваться как совокупность следующих умений: умение планировать структуру действий, умение систематизировать свою деятельность, умение строить информационные модели.

2. Использовать приобретенные знания и умения на других учебных дисциплинах.

3. Активнее развивать познавательные способности учащихся 4. Формировать конструкторские и исследовательские навыки активного творчества.

5. Закладывать основы научного мировоззрения при работе с моделями явлений по курсу информатика.

Планирование учебного процесса по курсу информатика.

Планирование основывается на нормативных документах, которые носят регламентирующий характер.

1. Базисный учебный план регламентирует распределение учебного времени на изучение конкретных дисциплин, в частности информатики. В настоящее время изучению изучению информатики отводится 1 час в неделю для 10-11 классов за счет инвариантной части. В 7-9 классах изучение курса предполагается только за счет вариативной части регионального компонента и школьного компонента.

2. На основании базисного учебного плана и проекта стандарта разработан «Обязательный минимум содержания образования по информатике для двух уровней А и В. Уровень А предполагает изучение курса за 68 часов (2 года по 1 часу), уровень В предполагает 136 часов и соответствует требованию вступительных экзаменов в ВУЗы. В ближайшее время планируется разработка курса С для углубленного изучения курса информатики.

На основании нормативных документов создаются документы, носящие рекомендательный характер:

1. Примерная учебная программа по предмету. Она является образцом, по которому разрабатываются рабочие программы (региональные, районные, школьные программы).

2. Экзаменационные материалы, итоговые, аттестационные тесты для выпускников.

3. Учебники, рекомендованные Министерством образования, которые собраны в каталоге-справочнике «Российский учебник» (газета «Информатика» – приложение к газете «1 сентября». – Семакин, Кушниренко, Гейн). На основании данных документов каждый учитель разрабатывает календарно-тематический план (рабочая программа), в которой указывается количество часов, отведенных на раздел, на тему; в какой форме будет изучаться материал, виды контроля, использование литературы.

Реализация методов и форм обучения информатики.

1. На уроке информатики используются и словесные методы и наглядность, и практические методы. Но своеобразие состоит в том, что практическим методам уделяется большее время, своеобразие наглядных методов в демонстрации.

2. Анализ возможен при постановке задачи (необходимо выделять что дано, что надо найти). Целью анализа может быть выяснение причин ошибки в алгоритме.

3. Синтезом является решение задачи с использованием имеющихся средств, создание мысленной идеальной модели, сборка алгоритма из отдельных блоков.

4. Сравнение используется для ввода и освоение смысла понятия. Целесообразно вначале указывать сходства, а затем различия.

5. Классификация связана с освоением большого объема материала и упорядочением знаний.

6. Индукция используется при умозаключении. О правильности алгоритма на основании конечного числа тестов. При введении нового понятия, основываясь на системе примеров.

7. Дедуктивной является задача поиска ошибки в алгоритме.

8. Аналогия и перенос часто используются на уроках: если в текстовом редакторе имеется возможность редактировать и форматировать символы, то в таблице возможны аналогичные действия над текстом.

9. Абстракция и конкретизация связана с компьютерным моделированием: исходная задача всегда ставится конкретно, а затем переводится на абстрактный язык. Полученные же результаты должны быть интерпретированы «переведены» на язык пользователя)

10. Метод организации учебной деятельности:

• Репродуктивный

• проблемно поисковый,

• исследовательский,

• ролевая игра (ребенок отождествляет себя с компьютером)

11. Методы контроля:

• Устный

• Письменный

• Самоконтроль

• Машинный.

Организационные формы:

1. Фронтальная

2. Устно

2. Групповая

3. • Парная (лучше пары непостоянные) при изучении сложного материала, например база данных.

4. 3. Индивидуальная. Помимо урока возможны факультативные занятия, кружки, проведение экскурсий.

5. Факультативные занятия:

6. 1. Цель – углубление знаний в области информатики, изучение которой связано с использованием компьютера, с профессиональной ориентацией.

2. Характерно: большая самостоятельность, самоуправление, меньшее число обучаемых.

3. Факультативы могут быть

• Общего направления (применение компьютеров на уроке математики, компьютер в управлении школой)

• Где компьютер или программное обеспечение выступают в роли объектов изучения (графические редакторы, язык программирования)

Кружок – более гибкая и индивидуальная форма работы, в которой участвуют учащиеся разных возрастов и меньшее по численности группа, использующие задания-проекты. В настоящее время необходимость реализовывать личностно-ориентированный подход в обучении вызывает такие педагогические технологии как - метод проектов (его суть заключается в решении конкретной значимой задачи и предполагает достижение значимого результата)- обучение в сотрудничестве (обучение проводится в малых группах. Отметку получают, единую на всю группу. Любой ученик из группы должен знать, уметь, выполнять, комментировать. Состав группы не постоянный.) - разноуровневое обучение (создаются группы разного уровня на потоке А-базовый, Б-продвинутый, С-углубленный.) На протяжении обучения действует система зачетов и тестирования на основании, которого учащихся переводят из одной группы в другую.

Структура урока информатики.

На уроке информатики используются традиционно сложившиеся элементы урока, которые возможно комбинировать при составлении схемы конкретного урока. Своеобразие урока информатики в систематическом использовании средств новых информационных технологий (СНИТ – компьютеры и программное обеспечение). При использовании компьютера на уроке целесообразно предусмотреть применение демонстрационного компьютера (экраны, проекторы) прежде чем учащиеся начнут работать с техникой самостоятельно.

Этапы работы с демонстрационным компьютером:

1. Визуальная адаптация к программе (вызвать эмоциональное отношение к программе, снять психологический барьер перед программой) – подготовка ученика к работе с программой

2. Постановка цели. Каково назначение программы.

3. Введение алгоритма работы с программой его объяснение, закрепление алгоритма работы.

Деятельность учителя:

1. беседа

2. Деятельность учителя, проговаривает цели.

3. Учитель объясняет и демонстрирует.

4. Учащиеся говорят алгоритм, а учитель выполняет действия, демонстрирует и корректирует. Фронтальная работа – разбор ошибочных ситуаций (ошибки: логические, синтаксические, семантические), постановка задачи для самостоятельной работы за компьютером. Показ перспективы работы с данной программой.

Структура и содержание разделов школьной информатики.

Структура разделов школьной информатики. Для информатики характерно многообразие внутрипредметных связей, поэтому изучение основных понятий курса происходит с последующим их обогащением. Общедидактический принцип последовательности изучения материала реализован в форме цикличности (дидактической спирали), что предполагает овладение знаниями и умениями в усложняющемся контексте, предполагает обогащение, развитие и обобщение изучаемых вопросов. Принцип дидактической спирали является одним из факторов структуризации курса. На протяжении всего курса изучаются базовые понятия как информация, алгоритм, исполнитель на разных уровнях сложности, принципу «от простого к сложному».

Любая тема или задача курса информатики может быть представлена как комбинация уровней этих параметров, а все содержание курса в виде модели параллелепипеда, состоящего из отдельных кубиков.

Последовательность изучения идет от левого нижнего угла к правому верхнему и в разных учебниках различно. Например у Кушниренко при одном типе данных разбираются все типы алгоритмов. У Гейна на одном типе алгоритма разбираются все типы данных. При возврате в начало следующей колонки происходит снижение сложности либо типа данных, либо типа алгоритма, поэтому авторы учебников сочетают такое движение в диагональным, т.е. сложность данных и алгоритмов увеличивается попеременно. С учетом третьего направления получается спиральное движение и раскрывается принцип цикличности.

Дидактическая спираль должна проходить через основные темы согласно следующим принципам:

1. От простого к сложному

2. Принцип преемственности, так если новая тема появляется из предыдущей.

3. Продвигающее повторение. Введенный уровень понятия участвует в формировании нового уровня и повторяется в новом контексте. Несмотря на огромное количество учебников, содержание курса в целом стабильно, хотя разделы в разных учебниках могут отличаться по объему и по порядку их объявления.

Анализ школьных учебников по информатике

В связи с появлением учебных учреждений разного типа, разных программ у учителя появляется новый компонент деятельности – оценочный, который связан с экспертизой программ и учебников (предлагаемого материала).

Для проведения данной оценки необходимо:

- иметь информацию, какие учебники допущены и рекомендованы к изданию

- знать и уметь использовать критерий оценки.

Информация может быть найдена в документе (федеральный набор учебников по информатике), который ежегодно формируется в Министерстве Образования и публикуется в «Вестнике образования»

Рекомендованные учебники

I часть

1. Гейн А.Г. и др. Информатика. 10 (11) кл. 2000 Просвещение 2. Юдина А.Г. Практикум по информатике в среде Logo-Writer. Ч. 1, 2. (8-9 кл., 10 -11 кл). 1999, 2000 Мнемозина

II часть

3. Кушниренко А.Г. и др. Информатика. 7-9 кл. 2000 Дрофа 4. Кушниренко А.Г. и др. Информационная культура. 9-10 кл. 1997-2000 Дрофа 5. Кушниренко А.Г. и др. Информационная культура.11 кл. 1999,2000 Дрофа 6. Семакин И.Г. и др. Информатика. 7-9 кл. 1998,2000 Лаборатория базовых знаний 7. Под ред. Семакина И.Г., Хеннера Е.К. Задачник-практикум по информатике. Ч. 1, 2 (7-9, 10-11 кл.). 2001 Лаборатория базовых знаний 8. Гейн А.Г. и др. Информатика. 7-9 кл.1998-2000 Дрофа 9. Кузнецов А.А. и др. Информатика. 8-9 кл. 1999,2000 Дрофа 10. Семенов А.Л. и др. Алгоритмика. 5-7 кл. (Для углубленного изучения.) 1998-2000 Дрофа

11. Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии. 10-11 кл. (Для углубленного изучения.) 2001 Лаборатория базовых знаний 12. Шафрин Ю.А. Информационные технологии.     10-11 кл. Ч. 1, 2. (Для естественно-научного профиля.) 1999,2000 Лаборатория базовых знаний      13. Под ред. Макаровой Н.В. Информатика. 10-11 кл. (Для естественнонаучного профиля.) 1999,2000 Питер

Ершов.

Ориентирован на безмашинный вариант работы. Первый учебник 1985 год. В основе учебника лежит язык. Информатика понимается как наука. Целью обучения является формирование алгоритмической культуры (см. 1 лекцию). Содержание: «+» Определение алгоритма хотя содержит понятие исполнителя, но далее исполнитель почти не встречается и дидактические возможности его не используются. Не обсуждается понятие информация. В настоящее время часть фактического материала устарела. «–» Хорошо проработан раздел алгоритмы, алгоритмический язык, хороший подбор задач на составление алгоритмов, большое количество решенных задач, разработан учебный алгоритмический язык (УАЯ). Структурные схемы используются как способ объяснения составленных команд. В целом учебник заложил стереотип и способствовал выработке педагогического опыта.

Каймин

     (89-97 годы) Сейчас не переиздается. Были впервые рассмотрены логические основы и доказательства правильности алгоритма по математической индукции. Введен язык Prolog.

Гейн.

     В основе учебника лежит модель. Компьютер – инструмент используемый в разных сферах деятельности. Поэтому основная цель курса – научить решению задач на ЭВМ. Следовательно необходимо обучать трем технологиям:

- составление модели задачи

- составление алгоритма

- использование программного обеспечения Содержание: «+» программные средства были специально разработаны для курса: были разработаны 3 исполнителя (чертежник, робот, вычислитель), специальное программное обеспечение для курса (особые редакторы). Он отказался от изучения физических основ компьютера. Хорошо изложены основы алгоритмизации, обоснована последовательность введения алгоритмических структур «–» Однако запись программ на языке Бейсик не структурна (использует номера строк), поэтому перевод на язык программирования затруднен и не воспринимается учащимися как технология.

Кушниренко.

    В основе учебника лежит алгоритмизация (продолжает идеи Ершова). Информатика – фундаментальная дисциплина и одна из целей – умение алгоритмизировать.

Содержание: Алгоритмизация и программирование не различаются (разработан язык программирования «Кумир» – аналог УАЯ Ершова. «+» Отказ от решения математических задач в начале курса, максимальное привлечение средств наглядности, исполнителей, действующих в графической обстановке (робот, чертежник). Команда присваивания объясняется с применением наглядности. «–» Нет сведений о конкретных редакторах, не изложена техника работы с ЭВМ (современным компьютерным обеспечением), не рассматриваются вопросы реализации алгоритма на язык программирования.

Шафрин.

В основе учебника лежит его мысль о необходимости четко разграничить программный компонент курса от общеобразовательного. Необходим подход к информационной технологии как целостной системе, а не беспорядочному набору операций. Содержание: «+» Выверена терминология. Изложение материала методически продумано. На простых примерах ставится задача, излагается принцип ее решения, а затем неоднократно возвращается к ним при описании конкретных операций. Дана система примеров, упражнений и заданий. «–» Первое издание написано в инструктивно-пользовательском ключе. Задачи курса рассматриваются узко.