В.3. Структура курса и методические рекомендации по его усвоению

Существенным фактором, влияющим на методику преподавания на 1-ом курсе дисциплины "Информатика", является значительная разница в базовом уровне знаний и имеющихся практических навыках студентов: от отсутствия школьного минимума до успешного освоения и применения компьютерных технологий, наличия собственных проектов и разработок, побед на олимпиадах. В данной ситуации представляется разумным выделение фундаментальной части в качестве лекционного курса и использование индивидуального подхода в рамках выравнивающе-развивающей методики проведения практических и лабораторных работ. Основой для этого служит намерение начать обучение с относительно одинакового уровня для всех студентов - погружение в новую незнакомую для них среду корпоративной сети СПбГЭТУ (ETUNET), и осуществить знакомство на ее примере с современными сетевыми технологиями, а также привить студентам практические навыки, которые будут использоваться ими на протяжении всего обучения в СПбГЭТУ.

Подобный подход должен позволить усвоить материал всеми студентами в пределах обязательных требований, а также обеспечить возможность для их саморазвития и выполнения заданий по другим дисциплинам. Кроме того, не исключается возможность дополнительного обучения за счет самостоятельной работы студентов, учитывая, что современные Государственные образовательные стандарты подготовки специалистов отводят более половины учебного времени именно этому виду работы.

Практичность информатики и востребованность ее достижений являются источниками ее развития в качестве фундаментальной науки. Предлагаемый курс отражает ряд аспектов информатики как фундаментальной науки:

• она изучает информационные процессы, которые имеют всеобщий характер;

• отражает то общее, что присуще им при реализации в конкретных сферах человеческой деятельности;

• создает формальный аппарат для представления, конструирования и автоматизированной реализации информационных процессов, независимо от их происхождения.

Главная направленность информатики как фундаментальной науки – обоснование возможностей решения на компьютерах задач информационной обработки. Ответ на вопрос, можно ли это сделать в принципе и нужно ли это делать вообще. Большинство возникающих сегодня трудностей на пути создания информационных технологий связаны с ответом именно на этот вопрос.

Появляется все больше свидетельств тому, что методы информатики, информационные технологии проникают вглубь математики и других наук, влияют на некоторые черты стиля, техники и содержания интеллектуальной деятельности человека.

Информатика интегрирует достижения теории познания, математической логики и вычислительной математики, кибернетики, лингвистики, семиотики, системотехники, науки и техники о вычислительных машинах. Упомянутые области науки и техники в той или иной степени связаны с изучением мышления как феномена познания. Каждая из них подходит к этому объекту со своим инструментарием, методами и приемами изучения и таким образом формирует свой предмет. Информатика рассматривает функции мышления с точки зрения их воспроизведения в компьютерных системах. Лингвистика, к примеру, изучает формы мышления как содержание выражений языка. Работа компьютера, если отвлечься от воплощения “в железе”, состоит в обработке и порождении символьных текстов. Тем самым, она представляет собой языковую деятельность в широком смысле этого слова. До появления компьютеров языковая деятельность была исключительно прерогативой человека, и возможность ее машинного отчуждения вызвала огромный общественный интерес.

В качестве техники информатика сосредоточена на разработке и организации вычислительных систем и их программного обеспечения. Ее предметом в этом случае является анализ, моделирование и проектирование компьютерных комплексов, сетей и программ для них. Цель состоит в построении эффективных инженерных методов создания компьютерных систем и их программного обеспечения.

Как технология информатика имеет дело с эксплуатацией и применением вычислительных систем и их программного обеспечения. В данном случае ее предмет – это способы, приемы и средства использования компьютеров для решения задач в различных областях. Целью является создание эффективных технологий массового применения компьютерных систем, комплексов и сетей.

Многие специалисты склоняются к тому, что информатика должна уделять больше внимания проблемам средне- и долгосрочной перспективы своего развития, включая проблемы гуманитарного характера. Компьютеры распространили свое влияние на человечество гораздо шире и быстрее, чем все предыдущие изобретения. Как, впрочем, куда более глубоким оказалось их влияние на формирование образа жизни, человеческих взаимоотношений, структуры управления и даже на понимание цивилизации.

Компьютерные коммуникации ускорили темп жизни, спрессовав время установления и проведения диалога между людьми, какое бы расстояние их не разделяло. Они являются не только технологической новацией, но и активной силой социальных перемен.

Влияние информатики на современное общество столь значительно, что необходимо не только знать о ее существовании, но и понимать, что, почему и как происходит в этой сфере, какое воздействие на общество информатика уже оказывает и какое может оказать в будущем.

В информатике как в учебной дисциплине должны быть обязательно представлены в единстве все четыре ее компоненты: научная (теоретическая), техническая, технологическая и социальная. Но они должны быть отражены по-разному в зависимости от уровня и целей обучения.

К сожалению роль фундаментальной компоненты часто недооценивается. В школьной и вузовской практике преподавание ведется преимущественно в технологическом направлении. Применяемые действия и приемы теоретически не обосновываются и не анализируются. И в итоге выступают как ремесло. Школьники и студенты плохо представляют фундаментальную компоненту информатики, и в этом отношении понимание отличается в худшую сторону по сравнению с математикой, физикой и химией.

Показательна ситуация, связанная со студентами 1-го курса факультета компь­ютерных технологий и информатики на­шего университета. Они выдержали боль­шой конкурс на факультет и тем самым продемонстрировали осознанную ориен­тацию на серьезную работу в области ин­форматики. Большинство из них чувству­ет себя уверенно в популярных программ­ных средах и быстро выполняет цепочки типовых операций. Но необходимость от­клониться от привычных технологических схем приводит их в замешательство. На­чинаются достаточно бессистемные по­пытки перебора доступных действий в надежде на то, что, в конце концов, что-нибудь получится. Причина этого - в незнании тех фундаментальных теоре­тических и технических решений, ко­торые применены в используемых сред­ствах. И в результате систематическое построение новой цепочки действий практически исключено.

Причина технологического крена в преподавании кроется в том, что в реаль­ных информационных процессах объек­тивно трудно выделить явно и четко кон­кретные фундаментальные составляющие, а изложить практически востребованные приемы гораздо проще и эффектнее.

Преподавание информатики как фундаментальной дисциплины (и преодо­ление тем самым технологического кре­на) может быть осуществлено по следую­щей схеме:

• для любого уровня образования формируется система фундаментальных поня­тий, фактов, методов и средств, изучае­мых в дисциплине и успешно усваивае­мых. Последнее требование представля­ется принципиально важным, так как в курсы информатики часто включаются сведения, для успешного усвоения кото­рых у обучаемых нет ни необходимых знаний, ни опыта. Такая система опреде­ляет границы фундаментального знания для выбранного уровня;

• система каждого уровня использует в качестве основы систему предыдущего уров­ня и дополняет ее новыми компонентами, в том числе и теоретическими обоснования­ми ранее использованных компонентов;

• изложение каждого теоретического компонента обязательно сопровождается его практическим использованием в наи­более эффективной форме. В этом случае обучающемуся будет ясно не только со­держание компонента, но и будет очеви­ден очень важный факт - теоретические положения информатики успешно «рабо­тают» на практике. Как тут не вспомнить крылатое выражение: «Нет ничего прак­тичнее хорошей теории!». Очень важно показать наличие и способы использова­ния фундаментальных компонентов в са­мых новых, модных компьютерных про­граммах и технологиях, которые «на слу­ху» у обучаемых. В этом случае материал будет усваиваться лучше.

Разработка и применение четких, представительных и успешно усваиваемых систем фундаментальных положений для каждого уровня обучения позволит осу­ществить эффективную непрерывную под­готовку по информатике.

На стыке фундаментального знания в информатике, физики, химии, биологии уже сейчас формируются те долгосрочные перспективы, которые определяют базис развития электроники и компьютерных технологий будущего.

Построение и использование информационной образовательной среды на базе корпоративной компьютерной сети ETUNet означает практическое внедрение в учебно-воспитательный процесс университета перспективных педагогических новаций путем реализации информационно-телекоммуника­ционных технологий обучения, ориентации на применение модели открытого образования развивающего типа.

Информационные специальности приобретают массовый характер. Од­нако надо иметь в виду, что сейчас это, пожалуй, одна из самых трудных массовых профессий, причем, к сожалению, эта трудность не признана в должной мере. Информатика имеет дело с реальными и абстрактными объек­тами. Математика, столь хорошо проявившая себя в физике реального мира, оказалась не столь хорошо применимой в физике мира, создаваемого и жи­вущего в памяти интеллектуальных систем.

Университетские курсы информатики, различающиеся по уровням абст­ракции, формализации, детализации и строгости, должны иметь единый ба­зовый стержень, определяемый целью и предметом самой науки информати­ки. Но все они должны иметь и единый научно-методический и дидактиче­ский стержень, обеспечивающий как минимум усвоение базовых понятий и приобретение навыков их применения при освоении современных информа­ционных технологий.

Информатика предоставляет не только технологии доступа к информа­ционным ресурсам, но и метод мышления как язык и средство формулирова­ния и организации понятий. С этой точки зрения овладение методами учеб­ной деятельности в информационной образовательной среде требует сущест­венно большей культуры: понимание важности точных формулировок и уме­ния обходиться без них там, где они мешают пониманию существа дела; "чувства нетривиальности" - умения понять, что просто, что сложно, а что в принципе невозможно, ощущения связи между, казалось бы, далекими идея­ми и понятиями.

При подготовке к выполнению и сдаче лабораторных работ, а также экзаменов по теоретическому материалу, студентам рекомендуется самостоятельно обратиться к книге [11] и Интернет-узлам, адреса которых приведены в учебных пособиях [ ]. Выполнение размещенных на страницах текстовых заданий полезно для самопроверки и контроля уровня своих знаний по курсу “Информатика”.