Дифренційоване навчання інформатики. Профільна диференціація

Підвищенню ефективності навчання інформатики сприяє диферен­ціація й індивідуалізація навчання.

Індивідуалізація навчання передбачає і його диференціацію, яку потрібно розуміти як всебічну доступність і результативність навчання для всіх учнів і для кожного з них окремо.

Диференціація означає широкий спектр навчально-організаційних заходів, за допомогою яких робиться спроба задовольнити, з одного боку, різносторонні інтереси учнів до інформатики як до науки, що розвивається дуже швидкими темпами, а з іншого — різноманітні потреби суспільства. Диференціація виконує дві функції: служить роз­криттю індивідуальності учнів, зміцненню і подальшому розвитку суспільства.

Інформатика відноситься до одного із тих предметів, у яких дифе­ренціація навчання реалізується найбільш природним чином. Цьому сприяє сам характер інформатики як науки і сукупності інформаційних технологій.

Розглянемо два основних види диференціації навчання інформатики.

Перший вид диференціації виражається в тому, що, навчаючись в одному класі, за одними програмами і підручниками, учні можуть засвоювати матеріал на різних рівнях. Визначальним при цьому є рі­вень обов'язкової підготовки. Його досягнення свідчить про виконання учнем мінімальних вимог до засвоєння змісту. На його основі форму­ються більш високі рівні оволодіння матеріалом. Останнім часом цей вид диференціації почали називати рівневою диференціацією.

Другий вид диференціації — це диференціація за змістом. Вона передбачає навчання різних груп школярів за різними програмами, які відрізняються глибиною вивчення матеріалу, обсягом відомостей та ін. Цей вид диференціації іноді називають профільною диферен­ціацією. Різновидом профільного навчання є поглиблене вивчення Інформатики.

Організація рівневої диференціації базується на використанні рі­зних методів, форм і засобів навчання щодо учнів одного класу.

На уроках інформатики можна використовувати індивідуальну і групову диференційовані форми навчальної діяльності. Індивідуальна робота школярів на уроках інформатики може організовуватися на всіх етапах навчання, починаючи з етапу пояснення і закінчуючи етапами систематизації, узагальнення і контролю знань. Групову форму органі­зації навчального процесу також доцільно використовувати на різних етапах уроку, зокрема на етапах повторення і узагальнення знань з кількох тем курсу, а також на етапі контролю та оцінювання знань. При цьому робота в групах може певним чином перебудовуватися і видо­змінюватися залежно від класу і дидактичних завдань. Розрізняють такі види групової діяльності:

• кооперативна — різні групи виконують окремі частини спільного завдання;

• індивідуалізована — кожний учень виконує ту частину завдання, до якої має найбільшу схильність;

• диференційована — склад групи визначається близькими пізна­вальними можливостями учнів.

Під час організації індивідуального підходу до навчання вчителем враховуються такі особливості учнів:

• рівень засвоєння необхідних знань і вмінь;

• здібності й інтерес до вивчення інформатики;

• когнітивний стиль навчання.

Для визначення цих особливостей школярів на уроках інформатики може використовуватися відповідне програмне забезпечення, тестові завдання, анкетування.

Діяльність вчителя при організації індивідуальної і групової дифе­ренційованих форм роботи полягає у:

1. розподілі учнів на групи (за рівнем знань, інтересами, здібно­стями);

2. розробці або доборі завдань і програмного забезпечення відпо­відно до виявлених рівнів знань, інтересів, здібностей учнів;

3. оцінюванні діяльності учнів.

Відповідно до виявлених здібностей чи інтересів учнів щодо вивчення іформатики клас можна умовно поділити на групи:

перша — учні з низьким темпом засвоєння матеріалу;

друга — учні з середнім темпом засвоєння матеріалу;

третя —- учні з високим темпом засвоєння матеріалу.

Цілі диференційованого навчання в таких групах можна сформулювати так, як показано у таблиці 3.6:

Таблиця 3. 6

Учні з низьким темпом засвоєння матеріалу (перша група)	Учні з середнім темпом засвоєння матеріалу (друга група)	Учні з високим темпом засвоєння матеріалу (третя група)
Сформувати інтерес до предмета шляхом використання посильних задач, на­вчальних програмних засо­бів, що дозволяє учневі працювати відповідно до його індивідуальних здіб­ностей	Розвивати стійкий інтерес до предмета	Розвивати стійкий інтерес до предмета та творчі здіб­ності учнів
Ліквідувати прогалини в знаннях і вміннях	Закріпити і повторити існу­ючі знання і способи дій, актуалізувати існуючі знан­ня для успішного вивчення нового матеріалу	Сформувати нові способи дій, уміння розв'язувати задачі підвищеної складності, нестандартні задачі
Сформувати вміння здійснювати самостійну діяльність за зразком	Сформувати вміння самостійно працювати над за дачею або з навчальним програмним забезпеченням	Розвинути вміння самостійно працювати над розв'язуванням задач, алгоритмами або з навчальним програм ним забезпеченням

Добір завдань для групового й індивідуального виконання вчитель повинен здійснювати з урахуванням:

• обов'язкових результатів навчання;

• міжпредметних зв'язків;

• практичної спрямованості навчання.

При доборі завдань для індивідуальної самостійної роботи потрібно враховувати такі рівні засвоєння знань учнями: репродуктивний, рекон­структивний, варіативний, пошуковий, творчий.

У таблиці 3.7 подано види диференційованих завдань, які можуть використовуватися вчителем при груповій та індивідуальній формах роботи з учнями.

Таблиця 3.7

№	Рівні засвоєння знань учнями	Індивідуальна форма роботи	Групова форма роботи
1.	Репродуктивний	Задачі з різними умовами, ті, що допускають однакові, з точ­ки зору інформатики, розв'язки	Задачі з різними умовами, ті, що допускають однакові, з точ­ки зору інформатики, розв'язки
2.	Реконструктивний	Різнорівнева сукупність завдань до задачі, що розв'язується	Взаємодоповнюючі задачі з різними умовами
3.	Варіативний	Рівневі взаємопов'язані за­дачі	Рівневі взаємодоповнюючі завдання
4.	Пошуковий	Індивідуальна самостійна ро­бота
5.	Творчий	Задачі, що допускають кілька способів розв'язування

на етапах повто-

умінь з будь-якої ^^ _{<<Повтореиня)>},

учням може бути запропонова-

Етапи навчання	Індивідуальна форма роботи	Групова форма робота
Вивчення нового матеріалу	Види 1, 5
Закріплення і формування знань, умінь, навичок (ЗУН)	Види 2, З, 5
Систематизація і узагальнення ЗУН	Види 3, 4, 5	Види 2, 3
Перевірка і оцінювання знань і умінь	Види 1, 5	Види 1,2, 3
Домашня робота з теми	Види 1, 2, 4, 5

Групові форми роботи доцільно використовувати на етапах повто­рення, узагальнення і контролю знань, закріплення умінь з будь-якої теми, розділу. Так, після вивчення тем «Розгалуження», «Повторення», «Графічні оператори», «Підпрограми» учням може бути запропонова­не таке підсумкове завдання:

Скласти програму «малювання» вулиці з об'єктів: будинок, дерево, куш, огорожа.

Під час виконання такого завдання може бути використана як ди­ференційована, так і індивідуалізована групова діяльність учнів. За бажанням учнів формуються групи, що складаються з 4—5 чоловік. У разі індивідуалізованої групової діяльності учні можуть розподілити між собою обов'язки таким чином: слабші учні виконують посильні для них завдання, наприклад, складають програми малювання несклад­них предметів — будинку, огорожі; сильніші учні складають програми зображення дерева, куща і основну програму. Потім усі разом з'єдну­ють частини програми в одну і звітують перед учителем.

На виконання завдання відводиться від 3 до 4 навчальних годин. Алгоритм учні можуть скласти вдома. Оскільки завдання є підсумко­вим, то вчитель може надати учням лише таку допомогу:

• рекомендації щодо використання навчальної літератури;

• поради щодо об'єднання частин програми в одну.

До оцінювання роботи групи вчитель може також підійти диферен­ційовано. Так, якщо у програмі передбачається, що зображення пред­метів з'являються один раз І в одному й тому самому місці екрана, то група «на середньому рівні» справилася із запропонованим завданням. Якщо ж предмети можна зображати кілька разів, при цьому користувач сам вирішує, зображення якого предмета, в якому місці екрана і скіль­ки разів він хоче отримати, то група на достатньому рівні виконала запропоновані завдання. Якщо ж до зазначеного раніше в програмі про­понується користувачеві ще Й меню послуг щодо розміщення предме­тів, які зображаються, надається можливість вибирати фон зображення (день/ніч) і при цьому програма була складена вчасно, то група на високому рівні справилася із запропонованим завданням

Профільна диференціація

Особлива роль відводиться вивченню і використанню інформатики в навчальних планах і програмах шкіл (класів) з поглибленим вивчен­ням предметів природничо-математичного циклу. Досвід подібної ро­боти отримав розвиток від шкіл з поглибленим вивченням математики і програмування. Важлива особливість програм таких шкіл полягає в тому, що підвищена підготовка учнів з окремих навчальних предметів і видів діяльності служить не лише розширенню і поглибленню теоре­тичних знань, умінь і навичок школярів, але передбачає і практичну підготовку, що посилює профорієнтаційну спрямованість навчання. Інформатика при цьому посилює прикладну, політехнічну складову навчальних програм. У ряді випадків з власне інформатикою і комп'ю­терами може бути пов'язаний головний напрям поглибленої підготов­ки. Програми шкіл (класів) з поглибленим вивченням інформатики, як і зміст літньої виробничої практики учнів, в кожному конкретному випадку уточнюються залежно від характеристики комп'ютерів, які використовуються в навчальному процесі та відповідного програмного забезпечення.

Мета вивчення курсу інформатики в старших класах насамперед пов'язана з необхідністю підготовки учнів до подальшої практичної діяльності. Орієнтуючись на перспективу, можна сформулювати дану мету більш широко -— підготовка сьогоднішніх школярів до життя в інформаційному суспільстві.

Відбір учнів до шкіл (класів) з поглибленим вивченням інформати­ки відбувається з урахуванням підсумкових оцінок за попередні класи, рекомендацій учителів інформатики і на основі співбесід, на яких з'ясовуються усвідомлення вибору, інтерес до інформатики, участь у гуртках, факультативних заняттях, олімпіадах. Проведення будь-яких екзаменів з метою відбору недоцільне.

Ці школи (класи) працюють за навчальними планами, затвердже­ними Міністерством освіти і науки України.

Програма з інформатики повинна охоплювати весь матеріал програ­ми загальноосвітньої школи і передбачати не стільки розширення цієї програми, скільки її поглиблення за рахунок розв'язування нестандар­тних задач підвищеної складності, розвитку творчого та критичного мислення, вивчення системного та прикладного програмного забезпе­чення. Програма має бути досить варіативною, щоб, виходячи з умов класу і своїх можливостей, учитель міг поглиблювати окремі теми чи не робити цього.

Досвід роботи шкіл (класів) з поглибленим вивченням інформатики свідчить, що найбільш вдалою формою організації навчального про­цесу в них є лекційно-практична система, в якій виділяються лекції, практикум з розв'язування задач, семінари та метод проектів. Причому більше уваги, ніж у звичайних класах, приділяється організації різних видів самостійної роботи учнів.

Питання полягає у виборі основ класифікації напрямів профільної диференціації щодо вивчення інформатики. При цьому можна мати на увазі категорії користувачів обчислювальних систем: інженери, опера­тори, програмісти (системні, проблемні), проектувальники, адміністра­тивні працівники.

За однією з типологій профільних курсів виділяють два напрями — фундаментальний і прикладний. Для фундаментальних курсів основ­ною функцією виділяють формування наукового світогляду, а для прикладних — підготовку до практичної діяльності.

За іншою класифікацією виділяються два курси, один з яких по­кликаний готувати користувачів комп'ютерної техніки і програмних засобів, а другий — програмістів.

З урахуванням цього для виділення цілей профільного навчання школярів можна запропонувати скористатися класифікаційною схемою (мал. 3.7). Вона дозволяє виділити такі напрями в підготовці школярів.

1) Користувачі:

• непрограмуючі користувачі — хочуть вирішувати свої задачі на комп'ютері, не бажаючи вивчати мови програмування; їх часто називають кінцевими користувачами. Підготовка пред­метних фа­хівців (лікар, адміністратор, педагог, інженер та ін.), у співпраці з якими системний аналітик вирішуватиме задачі перекладу змісто­вих представлень предметної галузі на мову формалізованих моде­лей і описів. При цьому лікар або адміністратор може навіть не ма­ти уявлення про будову та принцип функціонування комп'ютера і принципи програмування, але володіння основами системно-інформаційного підходу для успішного виконання роботи йому необхідні;

• програмуючі користувачі — пишуть програми для вирішення своїх завдань;

2. Системні аналітики. Для них особливо важливим є знання теоре­тичних принципів і практичні навички побудови формальних моделей і роботи з ними;

3. Програмісти:

• системні програмісти — створюють програми, що полег­шують працю інших програмістів, наприклад, транслятори, операційні системи;

• прикладні програмісти — створюють прикладні програми;

4) Конструктори ЕОМ та іншої обчислювальної техніки. Для них важливі знання з інженерно-фізичних принципів функціонування ком­п'ютерів і автоматизованих систем, а також їх проектування.

Спрямованість підготовки майбутніх користувачів також може бути різною, наприклад:

• «Інформатика для математиків» — для учнів, що займаються в математичних класах, містить питання розробки і реалізації на комп'ютері різних чисельних методів; моделювання різних про­цесів і явищ; зображення геометричних тіл, їх перетинів, рух тіл і фігур тощо;

• «Інформатика для філологів» — аналіз і генерація текстів, робота з різними словниками тощо;

• «Інформатика для біологів» — розробка і використання готових класифікаторів, моделювання поведінки різних істот і їх груп у різних умовах тощо;

• «Інформатика для економістів» — аналіз діяльності підприємст­ва, розробка і випробування моделі, інформаційні системи і бази даних.

Цей список можна продовжити. В кожному з таких курсів вивчаєть­ся той розділ інформатики, предмет якого перетинається з предметом відповідної науки. Основне завдання курсів подібного типу — розвиток наукових уявлень, формування наукового світогляду, збагачення на­вчання основ інших фундаментальних наук методами наукового пізнан­ня, які були розвинуті інформатикою (моделювання, формалізація і ін.). Очевидно, що в кожному курсі, незалежно від його спрямованості, до найважливіших тем буде віднесена тема — «Програмне забезпечення».

Сьогодні існують такі напрями предметної спеціалізації (табл. 3.9):

Таблиця 3.9

№	Напрями предметної спеціалізації		Тематика профільних курсів
1.	Фізико-математичний		1.Об'єктно-орієнтоване програмування на базі мови програмування Раsсаl 2.Візуальне програмування, наприклад програму­вання в середовищі Delphi 3. Комп'ютерна математика (вивчення програми Gran1, Gran-2D, Gran-3D Саbrі, DЕRIVE, DG, Марle та інших) 4.Системне програмування 5.Комп'ютерні мережі
2.		Природничо-науковий	1.Статистичне опрацювання даних (на прикладі спеціальних можливостей МS Ехсеl, SРSS) 2. Використання експертних систем
3.		Гуманітарний	1.Видавнича діяльність 2.Графічні редактори 3.Web-дизайн
4.		Економічний	1.Розв'язування типових задач з економіки за допомогою існуючих програмних засобів 2. Статистичне опрацювання економічної інформації

Прикладні профільні курси інформатики диференціюються не за предметними галузями, а за критерієм виду інформаційної діяльності. Основне призначення таких курсів — формування (розвиток) навичок використання методів і засобів науково-інформаційних технологій у різних галузях.

Основні види інформаційної діяльності людини (збирання, опра­цювання, зберігання, подання, передавання інформації) інваріантні відносно конкретних предметних галузей, тому основним критерієм диференціації змісту навчання є структура і компоненти інформаційної діяльності. Тут можна виділити такі курси: «Опрацювання інформації», «Пошук збирання, зберігання, опрацювання, подання, передавання, використання інформації», «Передавання інформації».