Зміст часткової методики навчання інформатики

Основна мета вивчення курсу часткової методики - це з'ясування будови навчального предмета, яка на думку багатьох дидактів являє собою не що інше, як зміст навчання конкретного навчального предмету.

До будь-якого навчального предмета пред'являються наступні вимоги:

• в навчальному предметі повинні бути досить повно подані основи сучасної науки, причому в доступній для учнів формі;

• між різними розділами науки, які подані в навчальному предметі, повинні існувати певні взаємозв'язки, що забезпечує систематичне вивчення цих розділів.

Під змістом навчального предмета інформатики в школі розуміють елементи змісту основних розділів науки інформатики, включені до шкільного курсу, і розгляд концептуальних ліній навчання цих розділів. Слід зазначити, що зміст кожного розділу можна подати у вигляді деякої системи елементів, обраних для вивчення.

Зупинимося детальніше на змісті шкільного курсу інформатики.

Розв'язування задач на комп'ютері вимагає підвищення рівня строгості міркувань і точності обґрунтувань різноманітних тверджень

і висновків і зрештою підвищення наукового рівня процесу навчання. Важливо зазначити, що при вивченні інформатики і роботі на комп'ютері ці вимоги виникають не ззовні, з боку вчителя, а при роботі учня над задачею. Ще більш істотно те, що складена учнем програма або алгоритм побудови та зміни інформаційної моделі може бути перевірена за допомогою комп'ютера та відповідного програмного засобу, який забезпечує виконання програми чи послідовності дій для зміни інформаційної моделі буквально так, як вона написана, а не так, як можливо мав на увазі і хотів учень - автор. Зіставлення самим учнем ним задуманого з буквальною реалізацією цього задуманого - сильний дидактичний засіб, освітній ефект якого важко переоцінити.

Знання основ алгоритмізації і навички програмування, що формуються у учнів при вивченні курсу інформатики, створюють базу для широких математичних узагальнень, сприяють розвиткові дослідницьких навичок, розумових здібностей, творчості, активізують розумову діяльність школярів, розвивають їхнє критичне мислення.

Тому шкільний курс інформатики, незважаючи на цілком природний і логічний його користувацький ухил, повинен передбачати систематичне розкриття взаємозв'язків теоретичних і прикладних аспектів інформатики при вивченні питань курсу, ролі і значення інформаційно-комунікаційних технологій в сучасному суспільстві, алгоритмізації, програмування.

Оскільки зміст шкільного курсу інформатики базується на п'яти фундаментальних поняттях: інформація, модель. алгоритм, комп'ютер, технології опрацювання інформації, об'єднаних особливостями сучасних технологій автоматичного опрацювання інформації, ця система понять задає обов'язковий для засвоєння учнями рівень теоретичних і практичних знань з інформатики.

У зв'язку з цим в шкільному курсі інформатики повинні бути виділені п'ять змістових ліній, що складають зміст комп'ютерної грамотності і інформаційної культури учнів:

• поняття про інформацію та її властивості, про інформаційні процеси;

• поняття про сучасні інформаційно-комунікаційні технології, застосування і роль інформаційно-комунікаційних технологій в сучасному суспільстві;

• поняття про модель, моделювання як метод пізнання, матеріальні і інформаційні моделі, основні типи інформаційних моделей, моделювання об'єктів і процесів, моделювання знань;

• поняття про алгоритм, його властивості, засоби і методи опису алгоритмів, програми як форми подання алгоритму для комп'ютера; основи програмування однією з мов програмування;практичні навички роботи з комп'ютером;

• поняття про архітектуру інформаційної системи, основні елементи І принципи дії комп'ютера та телекомунікаційних засобів.

Перша і друга група питань, що складають загальноосвітні основи інформаційної культури, пов'язана з вивченням поняття інформації, її видів та властивостей, різних інформаційних процесів та сучасних інформаційно-комунікаційних технологій.

Поняття інформації в курсі інформатики є одним із вихідних. На ньому базуються такі поняття інформатики, як знак, знакова система, мова, письмо, повідомлення, алгоритм, інтерпретація повідомлення, подання повідомлень, передавання повідомлень, шум, дезінформація та інші. Ознайомити учнів з поняттям інформації доцільно на перших уроках курсу. Це дозволить аргументовано розкрити зміст навчального предмета інформатики, ознайомитись з його завданнями. Основні методи вивчення цього матеріалу - індуктивний за логікою, за джерелами подання інформації - пояснювально-ілюстративний, за ступенем самостійності учнів - репродуктивний. Поняття інформації відноситься до основних і не визначається через простіші поняття.

Сфера застосування і роль комп'ютерної техніки в підвищенні ефективності діяльності людини повинні бути розкриті учням передусім в процесі практичного використання комп'ютерів для розв'язування різного роду задач в ряді навчальних предметів. При цьому необхідно, щоб сукупність цих задач охоплювала якомога ширші застосування комп'ютерів.

Необхідно показати учням переваги використання комп'ютера і його програмного забезпечення як засобів для дослідження різноманітних інформаційних моделей, що зустрічаються при вивченні курсів інформатики, математики, фізики, хімії, біології, для аналізу даних навчального експеримент}' і пошуку закономірностей при проведенні лабораторних робіт, дослідження цих закономірностей і формування відповідних висновків і узагальнень, побудови і аналізу математичних моделей все можливих фізичних, хімічних і інших процесів і явищ.

Потрібно підкреслити, що застосування сучасних інформаційно-комунікаційних технологій як засобів активної дослідницької роботи учнів на уроках - внесок не тільки в формування інформаційної культури, але і в підвищення ефективності і якості навчання багатьох предметів. Важливим компонентом інформаційної культури є уміння використовувати пакети прикладних програм, що є в програмному забезпеченні комп'ютерів, для розв'язування конкретних задач з різних предметних галузей.

Лінія моделювання аналогічно до лінії інформації і інформаційних процесів відноситься до теоретичних основ базового курсу інформатики. Подальший розвиток загальноосвітнього і курсу інформатики повинен бути пов'язаний, насамперед, з поглибленням їх змістових ліній. Основними проблемами для розробників базового курсу є, по-перше, вичленування із обширної наукової галузі інформаційного моделювання тих базових знань і понять, які повинні увійти до загальноосвітнього шкільного предмета; по-друге - розробка методики навчання цих питань.

Четверта група питань по суті визначає алгоритмічну культуру учнів, знання основних елементів однієї з мов програмування і оволодіння елементарною технологією програмування цією мовою, навички роботи на комп'ютері.

Оволодіння основними елементами алгоритмічної культури - пропедевтика вивчення програмування. Слід зауважити, що програмування концентрує в собі все, що пов'язано з алгоритмічною культурою і є найбільш яскравим зразком практичної діяльності людей, в якій алгоритмізація є самою її суттю. В свою чергу, уміння програмувати - це найважливіший практичний результат формування комп'ютерної грамотності.

Для користувача (мається на увазі також і програмуючий користувач) це в основному вміння працювати з комп'ютером, тобто вміти підготувати комп'ютер до роботи, запускати на виконання потрібну програму, вводити до пам'яті дані, уміти їх опрацьовувати (коригувати, зберігати за допомогою різних програм, наприклад, текстових процесорів, електронних таблиць, баз даних і т.п.), працювати в конкретній системі програмування (вводити. налагоджувати і викопувати програму даною мовою програмування).

Остання група питань, що складають загальноосвітні основи комп'ютерної грамотності і Інформаційної культури, пов'язана з вивченням структури і принципів дії комп'ютера та телекомунікаційних засобів, функціонального призначення основних пристроїв, що є складовими інформаційної системи. Тут виділяють наступні компоненти:

• структура інформаційної системи і функції її основних пристроїв;

• фізичні основи і принципи дії основних складових комп'ютера та телекомунікаційних засобів.

Але, як правило, в шкільному курсі багато з вчителів Інформатики другий компонент не розглядають через складність навчального матеріалу для учнів.

Поняття про архітектуру комп'ютера (з урахуванням диференційованого профільного підходу до навчання школярів) повинно знайти подальший розвиток і конкретизацію для школярів, які в майбутньому можуть обрати професію, пов'язану з питаннями системного програмування і конструюванням комп'ютерів.

Але для останніх необхідно розглядати і питання фізичної будови комп'ютера, враховуючи разом з тим, що вивчення фізичних основ будови елементів комп'ютера може природно увійти до змісту курсу фізики.

Таким чином, зміст курсу інформатики повинен відповідати виділеним п'яти змістовим лініям, що характеризують основи інформаційної культури.

Однак, характерний в цей час підхід до навчання інформатики в школі, що полягає в ранньому використанні комп'ютера і широкому доступі до комп'ютерної техніки, часто зводить зміст шкільного курсу інформатики або до навчання вмикати комп'ютер, відшукувати потрібний файл чи програму і запускати її на виконання, вивчення клавіатури тощо, і в кращому разі вивчення елементів деякої мови програмування. А такі важливі питання, як, наприклад, формальна постановка задачі, побудова її інформаційної чи математичної моделі, розробка і аналіз алгоритмів тощо, залишаються маловивченими. Учневі відводиться роль не розробника алгоритмів, а користувача. або, швидше, оператора за комп'ютером. У деяких учнів після перших успіхів в роботі з комп'ютером з'являється оманливе відчуття, що вони знають інформатику. Як наслідок часто виникає деякий протест при спробі розшириш знання розглядом таких, наприклад, питань, як налагодження і тестування алгоритмів, доведення їх правильності, застосування різних формальних систем для запису алгоритмів

Тому спочатку потрібно вирішити два питання: визначити інформатику як науку і детально обговорити її місце в системі інших наук.

Розгляд другого питання в окресленому колі задач, що вирішуються нри вивченні інформатики, демонструє і значні можливості застосувань знань з інформатики, їх вагомий прикладний характер, показує зв'язки інформатики з іншими науками. А це вирішує відразу дві проблеми: забезпечення вчителя безліччю задач і базою для розробки методів їх розв'язування, які можуть бути використані при навчанні інших шкільних предметів.

Сучасний курс інформатики містить наступні розділи:

• інформація та інформаційні процеси;

• інформаційні системи;

• операційні системи;

• основи роботи з дисками;

• прикладне програмне забезпечення навчального призначення;

• прикладне програмне забезпечення загального призначення: засоби підготовки презентацій, текстовий редактор, графічний редактор, електронні таблиці, бази даних та системи управління базами даних;

• глобальна мережа Інтернет;

• основи алгоритмізації та програмування.

Таким чином, часткова методика навчання інформатики в частині стосовно змісту навчання повинна містити відповідні розділи, пов'язані із змістом і методикою навчання зазначених вище питань [199, 209-210].

Крім того, змісті часткової методики навчання інформатики можна подати як множину елементів змісту навчального предмета.

За елемент змісту навчального предмета приймають тему конкретного розділу навчальної дисципліни, тобто деяку частину змісту, що охоплює групу взаємозв'язаних питань, засвоєння яких сприяє формуванню певних понять і уявлень, розуміння законів і положень, що дозволяють перейти до вивчення наступної теми курсу.

Таким чином, часткова методика в частині методів, засобів і форм навчання це зведення принципів пошуку раціональної і ефективної (в деякому розумінні) відповідності між елементами змісту навчання і відповідними їм методами, засобами і формами навчання.