Аналіз методичної системи навчання інформатики

Відповідно до методології наукового пізнання будь-яке судження з будь-якого предмету завжди спирається на деяку модель даного предмету - уявний образ досліджуваного об'єкта чи процесу, який заміняє його в процесі пізнання і який передає його найбільш істотні з погляду розв'язуваної задачі якості і властивості. V педагогічних дослідженнях існує кілька підходів до моделювання процесу навчання [11, 12, 33, 150, 252, 255], однак у дослідженнях з методики навчання дисциплін фізико-математичної групи є традицією використовувати модель методичної системи навчання [227].

Методична система навчання інформатики у середніх навчальних закладах визначається як система, функціонування якої обумовлюється багатьма чинниками. Головними з них є: характер соціального замовлення на сучасному етапі розвитку інформаційного суспільства, цілі навчання та виховання, принципи і зміст навчання інформатики та ін.

Методичні системи навчання предметів, які становлять зміст загальної середньої освіти, формувалися протягом десятиріч в основному емпірично, перевірялись шкільною практикою і помітно змінювались з періодом порядку 10-15 років. Для інформатики ж характерним є високий динамізм становлення її методичної системи навчання.

Створення та розвиток методичної системи навчання інформатики відіграє ключову роль у становленні шкільною курсу інформатики. Тому актуальним є аналіз елементів методичної системи, виявлення найвужчих місць і проблем, без розв'язання яких неможливий її подальший розвиток.

Розглянемо методичну систему навчання інформатики. Очевидно, що введені A.M. Пишкало елементи методичної системи навчання знаходяться, якщо говорити про інформатику, у специфічних відносинах, далеких від ієрархічного підпорядкування зверху вниз: цілі навчання - очікувані результати - зміст - методи - організаційні форми - засоби навчання. Відомо, що в навчанні інформатики оволодіння програмно-апаратним забезпеченням інформаційних технологій, які є основою засобів навчання інформатики, виступає як одна з найважливіших цілей навчання і таким чином засоби навчання вже не грають підлеглої ролі відносно цілей навчання. Зрозуміло, що зберігається і вплив установлених

Рис. 1.4.1.

У непростих відносинах при навчанні інформатики знаходиться зміст навчання з цілями і засобами навчання. Відзначимо, то зміст навчання будь-якого предмету є деякою моделлю відповідної предметної галузі. У випадку інформатики ця предметна галузь розвивається дуже швидко, а разом з нею змінюється і зміст навчання. Цілі навчання, які являють собою більш високу сходинку абстракції, ніж інші елементи методичної системи, з ведучого елемента системи у випадку стабільного навчального предмета перетворюються у залежний елемент системи для такого рухливого, нестабільного предмета, як інформатика, і поступово коригуються слідом за змістом навчання, що є змінним і таким, що проходить критичний добір. Крім того, цілі навчання інформатики зберігають нечітке, розпливчасте формулювання і продовжують залишатися предметом дискусій методистів, науковців, вчителів та батьків.

Мета включення інформатики а структуру загальної середньої освіти на першому етапі розвитку методичної системи навчання інформатики була прямо спрямована на забезпечення загальної комп'ютерної грамотності молоді. На основі поточного стану інформатизації суспільства зміст навчання був орієнтований на алгоритмізацію, загальні принципи ЕОМ і застосування засобів обчислювальної техніки в різних галузях діяльності. Такий добір цілей у світлі наступного розвитку суспільства і самої інформатики не міг залишитися незмінним, оскільки проникнення інформаційно-комунікаційних технологій в освіту, яке не пов'язане з новим предметом, загальмувалося, а швидка зміна змісту актуальних знань, умінь І навичок, необхідних для професійної діяльності, могли знецінити зміст шкільної освіти. Рівень масової шкільної підготовки з інформатики так і не піднявся б до рівня вимог професійної діяльності і навіть подальшої спеціальної підготовки у вищих навчальних закладах, оскільки значення навичок алгоритмізації і програмування в науковій і виробничій діяльності почало знижуватися. Очевидно, розробляючи концептуальні основи реформування такої консервативної системи, як освіта, необхідно враховувати уповільнену реалізацію нововведень, а також їхнього перекручування.

Слабка матеріально-технічна база переважної більшості шкіл, які не мали до початку введення курсу інформатики необхідної обчислювальної техніки, призвела до розриву між теоретичним і практичним компонентами змісту навчального предмета, до зміни системи цілей навчання. Це знайшло відображення і у відсутності єдності в трактуванні змісту інформатики як загальноосвітнього предмета. Відмічаються розходження змісту матеріалу, який вивчається учнями в різних школах і у різних вчителів, із змістом і загальною концепцією курсу, що відображені у програмі. Часто спостерігається ухил у бік навчання програмування деякою мовою.

У найбільш складному положенні виявилися школи, що не мали ніякої обчислювальної техніки. Незважаючи на те, що сам курс інформатики на першому етапі його впровадження і планувався як без машинний, реальна педагогічна практика засвідчила, що ефективність занять з теоретичною частиною, яка не підтримується практикою, істотно знижується.

Зміст другого етапу розвитку методичної системи навчання інформатики - до 1995 року - пов'язувався Із зміною основних завдань курсу ОЇОТ - забезпечення інформаційної культура учнів, а наступний, третій - до 2000 року - з формуванням нових інформаційно-комунікаційних технологій навчання на основі широкого застосування комп'ютерних засобів діяльності та телекомунікацій. а також корінною перебудовою навчального процесу. До поточного моменту можна стверджувати, що орієнтири, описані як етапи розвитку методичної системи навчання інформатики, в дійсності не зв'язані з часовим плином процесу розвитку освіти, вони реалізуються одночасно і меж між ними вказати неможливо. Зазначені орієнтири виходять за межі методичної системи навчання інформатики (із системних позицій) і є швидше компонентами інформатизації загальної освіти взагалі.

Аналізуючи структуру цілей навчання інформатики, можна виділити серед них цілі1-го порядку, якіпов'язані з формуванням певних знань, умінь і навичок (які фіксуються в освітніх стандартах), і цілі 2-го порядку ‘, що пов'язані з розвитком учнів на основі опанування змістом навчання і засобами навчання інформатики (формування мотивації, мислення й уваги, адаптаційних механізмів). Необхідно відзначити, що сьогодні цілі навчання інформатики 2-го порядку набувають більшої ваги.

Зміст курсу інформатики включає сукупність двох взаємопов'язаних компонентів: теоретичного і практичного. Теоретична частина курсу спрямована на формування в учнів основ інформаційної культури, навичок аналізу і формалізації предметних задач, ознайомлення з такими поняттями як інформація, повідомлення, властивості інформації, інформаційні процеси.

модель, побудова інформаційної моделі, алгоритм, виконавець алгоритму, структура алгоритму, величина, типи величин, технології опрацювання Інформації. Практичний аспект пов'язаний з виробленням навичок роботи з готовим програмним забезпеченням, написанням програм однією з конкретних мов програмування, . використанням глобальної мережі Інтернет для обміну інформацією та повідомленнями, її пошуку. Необхідність вироблення практичних навичок і умінь роботи з комп'ютером передбачає значне підвищення питомої ваги практичних занять (порівняно з іншими предметами) у загальній структурі курсу, надаючи курсу інформатики специфічні риси, які відрізняють його від інших предметів.

Швидкий розвиток предметної галузі інформатика, зокрема, , розвиток інформаційно-комунікаційних технологій, а також зміна соціального контексту розвитку освіти приводять до зміни цілей навчання інформатики, серед яких ведучими виявляються формування у учнів стабільних навичок використання засобів інформаційних технологій, здібностей і прагнення адаптуватися до інформаційного середовища діяльності, яке швидко змінюється, пропедевтика подальшої інформаційної підготовки протягом всього життя при орієнтації на індивідуальні особистісні запити учнів.

Цілі навчання як елемент методичної системи навчання інформатики в конкретному освітньому закладі залежать від компонентів методичного контексту навчання:

• організаційно-методичного забезпечення вивчення предмета навчальним планом (з врахуванням не лише державного, а й і шкільного компоненту), освітніми стандартами та ін.;

• сформованими регіональними і локальними вимогами до підготовки з предмету;

• спеціальною підготовкою викладачів інформатики, початковою підготовкою контингенту учнів.

Швидкий розвиток змісту знань і актуальної діяльності стосовно предметної галузі, а значить і змісту навчання інформатики передбачає корекцію цілей навчання і відіграє ведучу роль у розвитку цього навчального предмета.

У той же час не можна не відзначити прямого постійного впливу і встановлених цілей навчання на добір змісту навчання з предмету.

Нове бачення цілей навчання (їхня орієнтація на конкретні очікуванні результати навчання, особистісні запити, і багаторівневість і профілізацію) вимагає вирішення проблем зміст;' навчання в конкретних освітніх навчальних закладах на основі освітніх стандартів з інформатики як для загальноосвітньої школи і шкіл нового типу, так і для педагогічних вищих навчальних закладів. На добір змісту шкільного курсу інформатики впливають дві групи основних чинників:

1. Науковість і практичність. Зміст навчального курсу інформатики повинен йти від науки інформатики (тобто не суперечиш сучасному стану науки І бути методологічно витриманим); вивчення предмета повинно давати такий рівень фундаментальних знань учнів, який дійсно міг би забезпечувати підготовку учнів до майбутньої професійної діяльності в різних сферах (практична мета).

2. Доступність і загальноосвітність. Матеріал, який включається до курсу інформатики, має бути доступним для засвоєння учнями. Курс інформатики повинен, крім того, відображати найбільш загальнозначущі, загальнокультурні, загальноосвітні відомості з відповідної галузі наукових знань.

Обумовлюючи зміст навчального предмета цілями навчання, саме через поняття і міру їх сформованості в учня можна визначити досить точно, чи досягнуті поставлені цілі. Взаємовплив цілей І змісту навчання двосторонній: при формулюванні цілей необхідно як можна детальніше описати необхідні результати навчання, виділивши системи понять, що формуються, і умінь, визначивши і приписавши кожному компоненту вагову характеристику, що відображає його важливість на даному етапі навчання, а також розробити систему тестів для ефективного контролю управління навчально-пізнавальною діяльністю на всіх етапах навчання. Таким чином, рівень сформованості системи понять, що вивчаються, є одним з основних критеріїв досягнення цілей навчання.

Двоїстою є і взаємозалежність змісту навчання інформатики з засобами навчання. З одного боку вивчення відібраного змісту навчання вимагає застосування в навчальному процесі певних засобів навчання, у тому числі програмно-апаратних та телекомунікаційних засобів навчання інформатики. Однак не менш очевидною є обмежуюча роль наявних у конкретних навчальних закладах засобів ^інформатики на добір змісту навчання в цих закладах: вирішальним фактором при доборі багатьох тем шкільного курсу інформатики є підтримка цих тем наявною в школах технікою та прикладним ^програмним забезпеченням. Звідси, наприклад, стійка прихильність у багатьох школах до застарілої мови програмування Бейсик, повільне впровадження в курс багатьох компонентів освітнього стандарту з інформатики.

Відсутність можливості систематичного використання на уроках засобів обчислювальної техніки не дозволяє реалізувати весь загальноосвітній потенціал, закладений у теоретичній частині курсу, при цьому значно ослаблюється і його практична спрямованість.

У школах, що мають обчислювальну техніку, вчителі зіткнулися з іншими проблемами. Серед них потрібно виділити дві:

• різнотипність обчислювальної техніки, яка є в цих школах, як за технічними характеристиками, так і за програмним забезпеченням і мовами програмування, які використовуються;

• майже повна відсутність педагогічних програмних засобів (ППЗ),спеціально призначених для програмної підтримки діючого курсу інформатики, що привело до зміни основних ідей курсу з ухилом у бік навчання програмування тією чи іншою мовою програмування.

Елемент методичної системи навчання інформатики "засоби навчання" істотно впливає на цілі та очікуванні результати навчання (оволодіння засобами навчання - програмно-апаратними таї телекомунікаційними засобами інформатизації навчального процесу-одна з традиційно формульованих цілей навчання інформатики, крім того вони є необхідною умовою, що обмежує інші досяжні цілі).

Відзначимо, що засоби навчання методичної системи навчання інформатики відіграють принципово іншу роль, ніж це було раніше у навчанні інших предметів. Більш адекватним у цьому відношенні є| поняття "навчально-професійне середовище", яке підкреслює ефективність програмно-апаратних та телекомунікаційних засобів інформатизації освіти, що відіграють у процесі навчання об'єктне інструментальну роль в предметній галузі, яка моделює професійну діяльність.

Що стосується методів і організаційних форм навчання, то при вивченні інформатики вони виступають у більш тісному зв'язку між собою. Крім традиційного зв'язку зі змістом освіти методи і форми навчання інформатики дуже Істотно визначаються наявними в розпорядженні вчителя інформатики програмно-апаратними та телекомунікаційними засобами інформатики. Відомо, що рівень оснащення навчального закладу комп'ютерною технікою, наявність локальної мережі і доступу до Інтернету, доступність програмних засобів навчального призначення й особливо закладені в програмні засоби навчальні технології вирішальним чином впливають на організацію навчального процесу і методи, які в ньому використовуються.

Зміна цілей на другому етапі розвитку методичної системи навчання інформатики дала поштовх появі різних методичних систем навчання, особливо щодо методів навчання і організаційних форм проведення занять. При цьому основним методом введення школярів у зміст предмета був пояснювально-ілюстративний. Однією з причин цього було і залучення до управління навчально-пізнавальним процесом інженерів-програмістів, які не володіють арсеналом методичних прийомів організації занять за умов класно-урочної системи навчання. Перераховані негативні моменти об'єктивно приводять до порушення внутрішніх зв'язків між елементами методичної системи навчання інформатики.

У той самий час потрібно відзначити і позитивний досвід. Практика навчання інформатики виявила специфіку предмета, що знайшла відображення в формах організації занять, які отримали поширення: крім уроків з поясненнями і розв'язуванням задач уроки-лекції, семінари, спеціальні практичні заняття, лабораторні роботи, практикуми, телекомунікаційні проекти. Змінилося співвідношення на користь форм, що передбачають більшу питому вагу самостійної та групової роботи учнів. По суті це відображає потреби при навчанні нового предмета в більш ретельному методичному опрацюванні питань про форми організації занять, при використанні яких враховується специфіка предмета.

Аналіз характеру діяльності людей, зайнятих в інформаційній «індустрії», свідчить, що провідною тут є групова форма діяльності. Враховуючи необхідність формування у майбутніх випускників не тільки деякої суми знань і умінь, а й навичок роботи в малих групах, потрібно ширше застосовувати такі форми роботи учнів, як семінари, навчальні дискусії, колективно-розподільчі форми роботи з навчальним матеріалом, групова проектна діяльність. Методично обґрунтоване поєднання групових та індивідуальних форм організації навчальної роботи школярів при провідній ролі групових форм та Інтерактивних методик дає можливість забезпечити краще засвоєння програмного матеріалу з інформатики, розвиток самостійності й активності учнів.

Враховуючи вищезазначене, слід зауважити, що методична система навчання інформатики повинна розглядатися як відкрита система з нечіткими межами, яка залежить від багатьох зовнішніх до ^НЄ] чинників, сукупність яких визначає методичний контекст навчання, й тісно взаємопов'язана з його компонентами. Під методичним контекстом навчання розуміються наступні фактори (рис. 1.4.2):

• організаційно-методичне забезпечення навчання предмета (освітні стандарти, навчальні плани та ін.);

• зміст знань і актуальної діяльності стосовно предметної галузі, апаратно-програмні засоби і технології інформатизації;

• соціальний запит до освіти у формі вимог до підготовки з предмету і критеріїв навченості, а також комплекс мотивів;

• забезпечення процесу навчання в навчальному закладі засобами інформатизації;

• спеціальна і методична підготовка педагогічних кадрів, методична підтримка навчально-пізнавальної діяльності учнів;

• початкова підготовка учнів з предмету, елементи інформаційної культури, що освоєні суспільством.

Елементи методичної системи навчання інформатики (цілі навчання, очікувані результати, зміст, засоби, методи і форми навчання) в конкретному освітньому закладі визначаються різними компонентами методичного контексту навчання (рис, 1.4.3).

Розвиток методичної системи навчання інформатики в кожному навчальному закладі відбувається з відповідним ухилом і: нерівномірно. Поєднання об'єктивних і суб'єктивних передумов інформатизації в "передових" навчальних закладах ведуть до успішного локального досягнення цілей інформатизації освіти.

Рис.1.4.3.