Билеты / Билет10вывести

Билет № 10

Вопрос 1. моделирование.

Моделирование – это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.

Своими словами, что модели позволяют представить в наглядной форме объекты и процессы, недопустимые для непосредственного восприятия. Наглядные модели часто используются при обучении (географии, физики, химии), (глобус, при изучения строения вещества и т.д.)Модели имеют чрезвычайно важную роль в проектировании и создании различных технических устройств, машин и механизмов.

В процессе проектирования зданий и сооружений кроме чертежей часто изготовляют макеты.

Информационная модель представляет собой описание объекта моделирования. Информационные модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме.

Образные модели – рисунки, фотографии и др. представляют собой зрительные образы объектов, зафиксированные на каком либо носители информации (бумаге, фото, кинопленке и др.) Широко используются образные модели в образовании (учебные плакаты)

Знаковые информационные модели – строятся с использованием различных языков (знаковых систем). Знаковая модель может быть представлена в виде текста, формулы, таблицы.

Информационная модель описывает объект моделирование в форме каких- либо знаков. С помощью формальных языков строятся формальные информационные модели (матем., логические и др.). Одним из наиболее широко используемых формальных языков является язык математики. Модели построенные с использованием математических обозначений и формул, называются математическими моделями (алгебра, геометрия, тригонометрия). Язык алгебра логики (алгебра высказываний0 позволяет строить формальные логические модели. С помощью алгебры высказываний можно формализовать простые и сложные высказывания, выраженные на естественном языке.

Формализация – это процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков.

Вопрос 2.

Информатика как наука и как учебный предмет в средней школе. Методика преподавания информатики и ИКТ

Информатика – молодая научная дисциплина, изучающая вопросы, связанные с поиском, сбором, хранением, преобразованием и использованием информации в различных сферах деятельности. 1.1. историческая справка. После Второй мировой войны развивается кибернетика, как наука об управлении и связи в различных системах. Computer Science (наука о проведении вычислений) Informatique (фр. термин) В русском языке в 60-е годы термин «информатика» связан с узкопредметной областью научно-технической документалистики. В 1976 году  акад. Ершов вводит термин «информатика» как название фундаментальной естественной науки, изучающей процессы передачи и обработки информации. 1.2. Объект и предмет науки информатики. Объект науки – область действительности, на которую направлена деятельность исследователя. Предмет науки – звено между субъектом и объектом исследования. Информатика имеет широчайшее приложение, охватывающее все виды человеческой деятельности. (подробнее – энциклопедия). Информатика изучает то общее, что связано с информационными процессами в этих областях. Это так называемые технологии. Они и есть объект информатики. Предмет информатики определяется многообразием ее приложений. Образуются различные «предметные» информатики.

Большое влияние информатики испытывает система народного образования, эта ветвь называется «школьная информатика» 2.1 «История» школьной информатики В развитии отечественного школьного курса информатики можно выделить следующие основные этапы: • с начала 60-х годов до 1985 года; • с 1985 года до начала 90-х годов; • с 90-х годов по настоящее время. На первом этапе в рамках производственного обучения в школе и факультативных курсов возникло два направления изучения кибернетики и информатики в средней школе: а) общеобразовательное, связанное с изучением информационных процессов, принципов строения и функционирования самоуправляемых систем различной природы, автоматической обработкой информации. Теоретический анализ этой проблемы, проведенный В.С. Ледневым, показал необходимость включения основ кибернетики в учебный план средней школы в качестве базового (обязательного) компонента общего образования человека. Практической реализацией этого подхода явился курс "Основы кибернетики" (В.С.Леднев, А.А.Кузнецов), рекомендованный в 1975 году Минпросом СССР сначала в качестве факультативного. б) прикладное, осуществлявшееся в рамках дифференцации обучения в старших классах школы с производственным обучением, основанное на изучении программирования и устройства ЭВМ. Это направление включало в себя разнообразные курсы, разработанные С.И.Шварцбурдом, И.Н.Антиповым, В.М.Монаховым и др. Таким образом, уже на первом этапе сложилось и общее дидактическое решение проблемы изучения кибернетики и информатики: • общеобразовательный курс кибернетики (информатики); • прикладные курсы углубленного изучения программирования и ЭВМ на занятиях по выбору учащихся. Идея общеобразовательного курса получила признание и поддержку в лице ведущих специалистов того времени (академиков А.И.Берга, В.М.Глушкова и др.). Более того, советский опыт того времени инициировал появление аналогичных курсов в школах ряда стран, например, США, Болгарии и др. На втором этапе, в 1985 г. директивно был введен обязательный общеобразовательный курс "Основы информатики и вычислительной техники". Одним из его идеологов был академик А.П.Ершов, который видел цель этого курса, прежде всего, как обеспечение компьютерной грамотности школьников. При этом сам термин "компьютерная грамотность" оставался расплывчатым, что породило его множество толкований. На этом этапе произошла постепенная подмена общеобразовательного содержания курса информатики его прикладным аспектом. Такой поворот, как показал последующий опыт, не только не оправдал себя, но и завел в тупик саму идею школьного курса информатики, поскольку он выполнял только одну из всех общеобразовательных функций учебного предмета. Ведущая роль в содержании курса информатики отводилась программированию. На этом этапе в период с 1988 по 1993 гг. сложилось представление о содержании информатики. Были выдвинуты три концепции, каждая из которых была обоснована и реализована в учебнике по информатике (учебники Каймина В.А, Гейна А.Г. и Кушниренко А.Г.).Это один из первых примеров в истории отечественного образования, когда имелось несколько учебников по одному предмету. Эта практика стала общепринятой сегодня во всех предметах. В методическом плане основным достижением было доведение до совершенства методики преподавания алгоритмизации Распространение программного обеспечения и программной поддержки курса. Большая проблема учительского корпуса, которого сначала не было, как такового, а в дальнейшем учителя в силу неподготовленности самостоятельно разрабатывали курсы. Но нарушали при этом «авторские» концепции». В итоге все выливалось в «Бейсик-уклон». Именно на этом этапе (1987-1990 гг.) появились первые экспериментальные программы по информатике для младших школьников (Бешенков С.А., Дуванов А.А., Зайдельман Я.Н., Первин Ю.А.). В них доминирующей парадигмой являлось знакомство детей с компьютерной техникой, принципами, методами и средствами программирования, понятиями “алгоритм”, “исполнитель”, “типы данных” и др. В 1988-89 гг. в рамках работы Всесоюзного центра по компьютеризации образования была выделена трехступенчатая модель использования компьютера в школе, согласно которой “в младшей школе должно уделяться внимание развитию компьютерной грамотности учащихся.” Эта была первая модель непрерывного курса информатики в школе. Третий этап характеризуется интенсивным осмыслением накопленного опыта вместе с тенденцией вернуться к общеобразовательным принципам, сформулированным в 60-годы. Явный уклон курса информатики в сторону изучения прикладных вопросов породил тенденцию его интегрирования с математикой или включения в образовательную область "технология". Обозначилась основная проблема школьного курса информатики: переосмысление его целей и содержания, чтобы вернуть ему полноценное общеобразовательное значение. В 1994 году вышла замечательная книга «Энциклопедия по информатике для начинающих» под ред. академика Д.А. Поспелова. Эта книга раскрыла для многих панораму научного содержания предмета. Многие учителя были потрясены, выяснив для себя, что информатика – это не только преподавание Бейсика. Появляется ьольшое число пособий по информатике. На третьем этапе А) четко прослеживается идея «базового курса» Б) появление Обязательного минимума содержания информатики В) учебный план 98 года снова вернул информатику в 10-11 классы, но объявлял самостоятельной областью Г) «Регионализация» преподавания информатики Д) Концепция  12-летней школы и стандарта по информатике К основным проблемам и характеристикам этого времен можно отнести • проработку преподавания информатики в начальной школе и методики преподавания информационных технологий. • проблему учебников – каждый учебник пишется в соответствии с научными интересами авторов • появление электронных учебников • появление “Microsoft”-уклона Многочисленные исследования, в частности, в лаборатории методики обучения информатике Института общего среднего образования РАО, позволили сформулировать основные положения концепции решения сформулированной проблемы. 1 Более полно представить в учебном предмете весь комплекс вопросов, связанных с информациоными процессами и информационной деятельностью человека. • Определенным тормозом к такому пониманию служит сам термин "Информатика" = "Информация" + "Автоматика" (т.е. дисциплина об автоматической обработке информации). Между тем, как отмечено, в частности, в Национальном докладе РФ на II международном конгрессе ЮНЕСКО "Образование и информатика" предметная область информатики много шире того, что несет в себе ее название. В практическом плане это означает, что в содержание обучения необходимо включить основы всего комплекса областей научного знания, связанных с изучением информацией, информационных процессов вообще, а не только с ее автоматической обработкой. К таким областям, в частности, относятся: документалистика, кибернетика, теория информации, социальная информатика и т.д. • Пересмотр того, что несет в себе собственно "информатика" в ее методологическом, общекультурном смысле. Здесь особо следует подчеркнуть ее "антиэнтропийную" направленность, на что в свое время указывал В.С.Леднев. Современное информационное общество характеризуется, в частности, постоянным притоком несистематизированной информации. Это ведет к росту "информационного хаоса", который существенным образом размывает границы научного знания. Это подчеркивалось рядом фундаментальных исследований: А.А.Харкевича, П.Сорокина, лауреата Нобелевской премии И. Пригожина и др. Этой тенденции должно быть противопоставлено целенаправленное изучение системной методологии, которая еще со времен И.Г. Фихте признана основой любого научного знания. В этом заключается один из стратегических моментов всего обучения информатике в общеобразовательной школе, поскольку только на основе четкого понимания и структурирования окружающей человека информации можно ожидать от него осмысленных и социально-значимых действий. • Переосмысление общеобразовательной значимости сути информационных технологий. Бесполезно гнаться за последними новведениями компьютерного рынка. Необходимо перейти с уровня предметных специализаций на уровень общеучебных и общеинетел¬лектуальных умений. Это значит, что надо формировать навыки формализации, моделирования, структурирования и пр. 2. Для более глубокого осмысления сущности информатики как учебной дисциплины, посвященной изучению информационных процессов, необходимо рассмотреть ее как элемент системы школьных общеобразовательных дисциплин в целом. К настоящему времени уже сложилась концепция структуры содержания общего среднего образования. Согласно этой концепции, в частности, выделяются две группы общеобразовательных учебных дисциплин, которые изучают два основных аспекта организации окружающего мира: • вещественно-энергетический; • кибернетико-информационный; Каждая из этих групп предметов является системой со своим системообразующим элементом. В случае вещественно-энергетического аспекта таким системообразующим предметом является "Физика", в случае кибернетико - информационного аспекта - "Информатика". Эти предметы в отдельности и соответствующие им системы учебных дисциплин в целом формируют две взаимосвязанные, но во много существенно различные картины мира. Характерной особенностью кибернетико-информационной картины мира является представление о единство информационных процессов в системах различной природы (кибернетическая составляющая), что выделяет биологические, социальные и технические системы в особую группу так называемых самоуправляемых систем. Кибернетико-информационная картина мира формируется практически всеми школьными предметами, однако, только курс информатики способен подытожить и обобщить полученные учащимся знания, т.е. выступить в качестве системообразующего фактора. 3. Поскольку "Информатика", так же как и "Физика" являются системообразующими элементами в системе предметов, формирующих кибернетико-информационную и вещественно-энергетическую картины мира соответственно, то их изъятие путем растворения содержания в других предметах системах (под лозунгом интеграции), в действительности приведут к разрушению самой системы. В отношении "Физики" это хорошо известный факт (замена курса "Физики" курсом "Естествознание"). Аналогичная ситуация может произойти и с курсом "Информатики". 2.2. Описание предмета школьной информатики.   Школьная информатика – эта ветвь информатики, занимающаяся исследованием и разработкой программного, технического, учебно-методического и организационного обеспечения, применения ЭВМ в школьном процессе. • программное обеспечение (ПО) поддерживает информационную, обучающую и управляющие системы школы, включая  программистские средства для проектирования и сопровождения  таких систем, поддерживает средства общения с  ними, ориентированы на школьников, учителей, работников народного образования. • техническое (ТО) обосновывает выбор техн. средств для сопровождения учебно-воспитательного процесса, определяет параметры оборудования типовых школьных КВТ. • учебно-методическое обеспечение состоит в разработке учебных программ, методических пособий, учебников по информатике и другим предметам. • организационное обеспечение включает мероприятия по обеспечению и последующему сопровождению технической базы, организацию разработки, тиражирования  и доставки ППС и подготовку педагогических кадров. • Психолого-педагогическое обеспечение решает проблемы того, как  в новых условиях сделать учебный процесс эффективным. Следует помнить о каждом из двух главных направлений компьютеризации обучения: когда компьютер выступает как объект изучения и как средство обучения. 2.3. Особенности школьной информатики. 1. Содержание школьной информатики базируется на 3 фундаментальных  понятиях современной науки – информация, алгоритм, компьютер. С одной стороны, это связь с наукой информатикой, с другой – уровень теоретической подготовки. 2. Межпредметность, знания, умения и навыки, полученные при изучении информатики, подкрепляются примерами из других школьных дисциплин. 3. Расширение понятии величины: в курсе в явном виде вводятся величины различных типов (числовые, литерные, графические, массивы). В последнем случае величина является носителем целой совокупности значений, что требует нового уровня абстракции. 4. Стало возможным формирования у учащегося представлений об этапах полного решения практической задачи, от ее постановки до анализа полученных результатов.

Введение отдельного общеобразовательного предмета «информатика» привело к  образованию области педагогической науки, объектом которой является обучения информатике. 3.1. Основные задачи МПИ: Определять  конкретные цели изучения информатики и ВТ Определять содержание школьной информатики Разработать и предложить учителю-практику наиболее рациональные методы и организац. формы обучения Рассмотреть всю совокупность средств обучения (уч. Пособия, программные средства…) и разработать рекомендации по их применению в практике работы учителя. 3.2. Требования к учителю информатики. Учитель должен: Понимать значение школьной информатики в общем образовании Уметь объяснить принципы отбора содержания школьной информатики Видеть взаимосвязь этого курса с другими дисциплинами  Осознавать определяющую роль предмета в решении проблем компьютеризации образования Знать функциональное назначение и принципы организации школьного кабинета информатики Изучить школьные учебники, прикладное программное обеспечение Овладеть методами работы в условиях школьного компьютерного класса.

Цели и задачи школьной информатики.

Задачей МПИ являются ответы на 3 вопроса:           зачем?                   что?                       как? В настоящее время существует необходимость информатизации общества. Главным инструментом при этом является компьютер

Выделяют 3 основные общие цели (образовательную, практическую и воспитательную) 1. Образовательные – дать начальные знания основ информатики и умения, необходимые как в самой информатике, так и в других дисциплинах. Изучение информатики  имеет важное значение для развития мышления школьников. В современной психологии отмечается значительное  влияние изучения информатики и использования компьютеров в обучении на развитие у школьников  теоретического, творческого мышления, а также на формирование нового типа мышления, так называемого операционного мышления, направленного на выбор оптимальных решений 2. Практические цели. Школьная информатика должна дать знания о профессиях, связанных с ЭВМ и об использовании ЭВМ в повседневной жизни. 3. Воспитательные включают в себя формирование культуры умственного труда, умение планировать свою работу, рационально ее выполнять, критически соотносить начальный план работы с реально процессом выполнения. Все это требует волевых и умственных усилий. (ИНФО 2000, № 2) Выдающиеся деятели в области информатизации в нашей стране выделят следующие цели: 1 Формирование основ научного мировоззрения. В данном случае речь идет о формирование представлений об информации (информационных процессах) как одном из трех основополагающих понятий науки: веществе, энергии, информации, на основе которых строится современная научная картина мира; единстве информационных принципов строения и функционирования самоуправляемых систем различной природы. 2. Формирование общенаучных и общекультурных навыков работы с информацией. Здесь имеется в виду умение грамотно пользоваться источниками информации, оценка достоверности информации, соотнесение информации и знания, умение правильно организовать информационный процесс, оценит информационную безопасность. 3. Подготовка школьников к последующей профессиональной деятельности. В связи с изменением доминанты профессиональной деятельности и увеличением доли информационного сектора в экономике необходимо готовить школьников к разнообразным видам деятельности, связанным с обработкой информации. Это включает в себя,  в частности, освоение средств информатизации и информационных технологий. Особо следует отметить важность начальной подготовки в области управления. Как известно, многие развитые страны (США, Великобритания) видят в этом залог успешного государственного и экономического развития. 4. Овладение информационными и телекоммуникационными технологиями как необходимое условие перехода к системе непрерывного образования. Необходимость такой подготовки  вытекает из особенностей непрерывного образования: реализации индивидуальных образовательных «траекторий», дифференцированности образовательных процессов, усиления роли средств обучения 3 Часто при разговоре о целях  информатики  используют такие слова, как  алгоритмическая культура, компьютерная грамотность, информационная культура, информационная компетентность. Понятие алгоритмической культуры, компьютерной грамотности, информационной культуры, информационной компетентности. АК→ КГ→ ИК →И_КОМПЕТЕНТНОСТЬ Овладеть АК для школьника, это значит: 1. Понимать, что значит алгоритмический тип деятельности, уметь объяснять его достоинства и недостатки 2. Научиться нечто сложное представлять в виде совокупности простого. Создавать простейшие алгоритмы в различных предметных областях. 3. Иметь  понятие алгоритма, знать его свойства (результативность, дискретность, однозначность, конечность, массовость) 4. Знать основные типы алгоритмов, имея понятия об уровнях формализации и принципах: • Дискретности (последовательности действий в алгоритмах) • Блочности (поэтапной детализации) • Разветвления (принятия решения в зависимости от условия, при этом) a) Должны быть предусмотрены все возможные варианты исходных данных, для каждого из которых алгоритм должен быть результативным b) для конкретных исходных данных исполнение алгоритма проходит только по одному из возможных путей • Цикличности (многократное исполнение одного участка алгоритма и применяющихся значений участвующих величин) 5. Необходимо уметь выполнять алгоритм, т.е. воспринимать и исполнять разрабатываемые фрагменты алгоритма, отвлеченно о планируемых результатов (т.е. так, как они написаны, а не так, как хотелось бы автору) 6. Овладеть алгоритмическим языком Овладеть компьютерной грамотностью для учащихся, это значит: I. Понять, как готовятся задачи к их решению на ЭВМ II. Разобраться, в основных идеях моделирования, в т.ч. и доступного математического моделирования III. Овладеть одним или несколькими языками программирования IV. Научиться программировать V. Научиться работать на ПЭВМ VI. Иметь представление  об устройстве и принципах действия ЭВМ VII. Иметь представление об областях применения ЭВМ, ее возможностях

На отбор содержания курса школьной информатики оказывают влияние 2 группы основных факторов, находящихся в известном противоречии 1. Научность и практичность. Содержание школьной информатики должно идти от науки – информатики, т.е. не противоречить современному состоянию науки. Изучение предмета должно давать уровень знаний, обеспечивающих подготовку к практической деятельности. 2. Доступность и общеобразовательность. Включаемый материал должен быть понятен основной массе учащихся. Также предмет должен отражать наиболее общекультурные, общеизвестные сведения. Таким образом, содержание школьной информатики,  с одной стороны, должно быть современным, отвечать требованиям жизни, а с другой, быть элементарным и понятным учащимся. Содержательные линии курса информатики на сегодняшний день определяются, с одной стороны, имеющимися на сегодняшний день традициями, с другой – современными целями обучения информатике и структурой образовательной области. Основные содержательные линии курса охватывают следующие группы вопросов: • Вопросы, связанные с пониманием информационных процессов, информационными основами процессов управления в системах различной природы (Линия «Информационных процессов»); • Способы представления информации (линия «представления информации»); • Методы и средства формализованного описания действий исполнителя, алгоритмы, основы программирования («алгоритмическая линия)» • Вопросы, связанные с выбором исполнителя для решения задачи, анализом его свойств,  возможностей и эффективности его применения для решения данной задачи, архитектурой компьютера, функциями его основных устройств (Линия компьютера) • Вопросы, связанные с методом формализации, моделированием реальных объектов и явлений для их исследования с помощью ЭВМ, проведения компьютерного эксперимента («линия формализации и моделирования»»); • Этапы решения задач на ЭВМ, использование программного обеспечения разного типа для решения задач, представление о современных информационных технологиях, основанных на использовании компьютера («линия Информационных технологий») • Вопросы,  охватывающие представления о  передаче информации, канале  передачи информации, телекоммуникациях, возможностях и услугах компьютерных сетей (линия «телекоммуникаций») В связи с  расширением предмета научной информатики, усилением мировоззренческих функций школьной информатики, возможно перераспределение «доли» линий в курсе школьной информатики. В ближайшее время, по мнению ряда ученых, в содержании обучения информатике произойдут следующие изменения: • Темы «Информация и информационные процессы», «Формализация и моделирование» станут основными, системообразующими темами курса информатики; • Значительное развитие получит тема, связанная с кибернетикой и управлением; • Вопросы, связанные с компьютером и информационными технологиями, будут подаваться в более обобщенном виде и более тесной связи с другими темами курса. Более подробно будут раскрыты телекоммуникационные технологии; • Более детально будут прописаны социальные и методологические аспекты информатики

Этапы овладения основами информатики. I этап (1-7 классы) – пропедевтический. На этом происходит первоначальное знакомство младших школьников с компьютером, формируются первые элементы информационной культуры в процессе использования учебных игровых программ, простейших компьютерных тренажеров II этап (8-9 классы) – базовый курс, обеспечивающий 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 своей учебной, а затем профессиональной деятельности. Изучение базового курса формирует представления об общности процессов получения, преобразования, передачи и хранения информации в живой природе, обществе и технике. Целесообразность переноса начала систематического изучения информатики в основную школу помимо необходимости в условиях информатизации школьного образования обусловлена также двумя другими факторами: во-первых, положительным опытом обучения информатике детей этого возраста, как в нашей стране, так и за рубежом и, во-вторых, существенной ролью изучения информатики для развития мышления, формирования научного мировоззрения школьников именно этой возрастной группы. Содержание базового курса может сочетать  три существующих сейчас основных направления в обучении информатики в школе, отражающих важнейшие аспекты ее общеобразовательной значимости: • Мировоззренческий аспект, связанный с формирование представлений о системно-информационном подходе к анализу окружающего мира, о роли информации в управлении, общих закономерностях информационных процессов в системах различной природы; • «пользовательский» аспект, связанный с формированием компьютерной грамотности, подготовкой школьников к практической деятельности в условиях широкого использования информационных технологий; • алгоритмический (программистский) аспект, связанный в настоящее время уже в большей мере с развитием мышления школьников III старшие классы (10-11) – профильное обучение, дифференцированное по объёму и содержанию в зависимости от интересов и направленности допрофессиональной подготовки школьников. В частности, для школ и классов физико-математического профиля возможно углубленное изучение программирования и методов вычислительной математики, для школ биолого-химического профиля, курс информатики, связанный с применением компьютера для моделирования, обработки данных эксперимента; для школ и гимназий гуманитарного профиля – представление о системном подходе в языкознании, литературоведении, истории и т.п. Со второй половины 90-х годов  и по сегодняшний день действующий курс информатики во-многом  не удовлетворяет современным тенденциям развития образования и далеко не в полной мере отражает все многообразие педагогических функций изучения в школе общеобразовательной области "Информатика". Попытки дальнейшей технократизации курса информатики, сведение его содержания к изучению информационых технологий приводят к его интеграции с предметами технологического цикла или растворению в курсе математики. Во-вторых, необходимо с большой осторожностью переносить зарубежный опыт в определении приоритетных задач курса информатики, в частности, широкую ориентацию на использование ИНТЕРНЕТА. Возникла необходимость сформулировать положения, отвечающие традициям отечественного образования и насущным задачам стоящим перед современной школой в целом.