Возможности использования информационных технологий в процессе обучения старших школьников

Размещено на http://www.allbest.ru/

Возможности использования информационных технологий в процессе обучения старших школьников



Содержание

Введение

Глава 1. Информационные технологии в школьном курсе информатики

1.1 Роль и место информационных технологий в курсе информатики

1.2 Практическая реализация линии информационно-коммуникационных технологий

Глава 2. Дидактические основы изучения информационных технологий

2.1 Дидактические и методические основы обучения

2.2 Задачи по моделированию как дидактические материалы на практических занятиях по линии информационных технологий

Заключение

Список литературы



Введение

Можно выделить тенденцию постепенного размежевания задач формирования компьютерной грамотности и задач изучения основ информатики, причем со временем такая тенденция будет, видимо, нарастать. Перед курсом основ информатики как общеобразовательным учебным предметом стоит комплекс учебно-воспитательных задач, выходящих за рамки прикладных задач формирования компьютерной грамотности. В условиях массового внедрения вычислительной техники в школу и применения компьютеров в обучении всем учебным дисциплинам, начиная с младших классов, умения, составляющие «компьютерную грамотность» школьников, приобретает характер общеучебных и формируются во всех школьных учебных предметах, а не только в курсе информатики. Формирование нового подхода к пониманию целей общения информатике связано с выделением общеобразовательной функций курса, его потенциальных возможностей в решении общих задач обучения, воспитания и развития школьников. Основная цель базового изучения основ информатики в школе - обеспечить прочное и сознательное овладение учащимися основами знаний о процессах преобразования, передачи и использования информации и на этой основе раскрыть учащимся значение информационных процессов в формировании современной научной картины мира, роль информационной технологии и вычислительной техники в развитии современного общества, привить им навыки сознательного и рационального использования компьютеров в своей учебной, а затем профессиональной деятельности [1-5].

Информатизация различных сторон общественной жизни должна строиться на строго научном подходе с использованием последних достижений теории и практики [6-10]. Научную основу информатизации составляет информатика.

Дидактические условия - это обстоятельства обучения, которые являются результатом отбора, конструирования и применения элементов содержания, форм, методов и средств обучения, способствующих эффективному решению поставленных задач.

Дидактическая единица - одна из предметных тем, подлежащих обязательному освещению в процессе подготовки специалистов, обучающихся по данной дисциплине (предмету).

Применительно к образовательной системе, включающей базовый процесс преобразования способностей и системы ценностей обучающегося и управленческую деятельность учителя по организации базового процесса, Л.Г. Петерсон выделила следующие условия успешного функционирования системы, сформулированные в виде дидактических условий [11-14]:

- Принцип деятельности - формирование личности ученика и продвижение его в развитии осуществляются не тогда, когда он воспринимает готовое знание, а в процессе его собственной деятельности, направленной на «открытие» им нового знания.

- Принцип целостного представления о мире означает, что у ребенка должно быть сформировано обобщенное, целостное представление о мире (природе - обществе - самом себе), о роли и месте каждой науки в системе наук.

- Принцип непрерывности означает функциональную связь между всеми структурными элементами базового процесса (то есть результат деятельности на каждом предыдущем этапе обеспечивает начало следующего этапа).

- Принцип творчества предполагает максимальную ориентацию на творческое начало в учебной деятельности школьников, приобретение ими собственного опыта творческой деятельности.

Современная школа не может, научит учеников работать со всеми существующими информационными технологиями, так как происходит очень быстрое их обновление. Не успевает, человек привыкнуть к одной информационной технологии она уже устаревает, и появляются новые.

Перед школой стоит задача формировать у учащихся алгоритмы или методики работы с базовыми информационными технологиями (текстовые редакторы, табличные процессоры, системы управления базами данных, поисковые системы и др.).

Актуальность работы - исследования вопросов формирования общего подхода к изучению того или иного класса ИТ при обучении информатике является актуальным и имеет большое значение для совершенствования методики обучения информационным технологиям.

Цель - выявить дидактические условия изучения и проведения практических занятий по линии информации и информационных процессов.

Объект исследования - процесс изучения информационных технологий в курсе информатики средней школы.

Предмет исследования - условия и методы практического освоения элементов информационных технологий.

Гипотеза исследования - обучение работе с информационными технологиями будет более успешной, если предварительно построить информационную модель задачи (модель с учетом информационных процессов происходящих при решении задач).

Для реализации гипотезы в квалификационной работе решаются следующие задачи:

изучить учебно-методическую литературу и научную литературу по теме исследования;

изучить возможности изучения информационных технологий; определить операционный - компетентностный подход к изучению

информационных технологий на основе информационных моделей задач; разработать практические задания ориентированные на изучение

информационные технологии;

Для решения задач исследования будут использованы методы сравнение, анализ, наблюдение, эксперимент.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключается в разработке и обосновании возможности изучения информационных технологий на основе информационных моделей задач.

Практическая значимость исследования заключается в том, что предлагаемая методика обучения нацелена на реализацию практикума по информационным технологиям.

Выпускная работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы.

В первой главе работы рассмотрены роль и содержание линии "Информационные технологий" в школьном курсе информатики. Во втором параграфе освещены реализация практических занятий по информационным технологиям на основе различных учебных пособий.

Вторая глава работы посвящена раскрытию понятий дидактических основ, дидактической единицы и дидактических материалов. Далее в главе сделан акцент на дидактических условиях развития операционно-технологического стиля мышления и ее реализация на основе решения задач с использованием информационных технологий.

информационный обучение моделирование



Глава 1. Информационные технологии в школьном курсе информатики

1.1 Роль и место информационных технологий в курсе информатики

Происходящие в современном обществе процессы, связанные с глобальной информатизацией, делают необходимой формирование системы непрерывного образования в области информатики. В конечном итоге эта система должна охватить все ступени образования: от начального школьного до высшего и послевузовского. Отдельные элементы этой системы уже в том или ином виде сложились и работают. Однако пока еще рано говорить о сформировавшейся системе в полном смысле этого слова, т.е. существующей как единое целое и целесообразно функционирующей.

Происходящий в настоящее время процесс обновления содержания образования, разработка нового варианта федеральной компоненты образовательного стандарта формируют содержание нового предмета -

«Информатика и информационные технологии», который будет изучаться со 2 по 11 класс. В проекте стандарта обращает на себя внимание усиленная технологизация курса [18-20].

На разных ступенях сквозного школьного курса информатики распределение приоритетов трех названных задач должно различаться. Так на пропедевтической ступени (2-7 классы) на первый план выдвигается задача развития учащихся. Здесь речь идет как о традиционном для информатики развитии алгоритмического мышления, так и о развитии системного мышления (т.е. умения систематизировать, упорядочивать, классифицировать, выбирать информацию по определенным признакам и т.п.). Прагматической задачей этого этапа является овладение учащимися основными навыками работы за компьютером. Мировоззренческая задача выражена слабее двух вышеназванных.

На базовой ступени все три задачи должны быть сбалансированы. Причем, на первое место выступает научно-мировоззренческая задача. Представления учеников об информации, информационных процессах, информационной картине мира должны формироваться в более строгом, научном виде, чем это делалось на младшей ступени.

Базовый курс информатики, представленный учебником и задачником- практикумом, содержит в себе основу для такой эволюции. В новой версии курса получат дальнейшее развитие следующие тематические линии, присутствующие в его содержании:

информационные основы процессов управления; системный анализ;

моделирование знаний и искусственный интеллект; информационное моделирование.

В результате изучения курса основ информатики и вычислительной техники учащиеся должны:

знать возможности и основные области применения информационно- вычислительной техники, принципы устройства и работы ЭВМ;

овладеть основными средствами представления информации, необходимыми для решения типовых учебных задач с помощью ЭВМ;

знать основные алгоритмические конструкции и уметь использовать их для построения алгоритмов;

знать основные виды и назначение программного обеспечения ЭВМ, определять возможность и эффективность использования программного обеспечения для решения типовых учебных задач;

уметь применять основные виды программного обеспечения ЭВМ для решения типовых учебных задач.

Формирование у учащихся начальных навыков применения информационной технологии для решения задач осуществляется поэтапно, от раздела к разделу, за счет последовательного проведения в курсе ряда содержательных линий, отражающих важнейшие понятия информатики и особенности информационной технологии.

Вопросы информатизации общества и отдельных его сторон изучаются в научной дисциплине информатика и во многом определяются ее уровнем.

В широком смысле информатика понимается как научная дисциплина, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также закономерность ее создания, преобразования, передачи и использования в различных сферах человеческой деятельности [БСЭ, т.10].

Сегодня, с появлением и бурным внедрением компьютеров, под информатикой понимают науку о законах и методах организации и переработки информации в естественных и искусственных системах с применением ЭВМ.

Методы информатики применяются для создания информационных систем и составляют основу для автоматизации производственных процессов, научных исследований, проектирования и т.д.

Под предметом информатики, как научной дисциплины, принято понимать технологию сбора, обработки и передачи информации.

Технология (от греч. teche-искусство, мастерство, и logos-учение) - это совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката, осуществляемых в процессе производства продукции.

Задача технологии, как науки, заключается в выявлении физических, химических, механических и др. закономерностей с целью определения и использования наиболее эффективных и экономичных производственных процессов.

Технологии, реализуемые в кибернетических системах, то есть в системах, в которых исследуется в основном информационный аспект, принято называть информационными, так как в качестве обрабатываемого « материала» в них выступает информация.

Под информационной технологией обычно понимают совокупность технологических элементов (устройств и/или методов) и процессов, используемых людьми для обработки информации [20].

Информационная технология в теоретическом плане является прикладной наукой, а в практическом - инженерной деятельностью по проектированию и созданию конкретных технологических систем обработки данных.

В научном плане источниками информационной технологии являются:

системотехника;

теория вычислительных систем; технологии программирования; теория баз данных;

эргономика;

дизайн и др. прикладные науки информационно- технологического профиля.

На становление современных информационных технологий существенное влияние оказали три фактора: широчайшее внедрение персональных компьютеров; появление и развитие высокоскоростных компьютерных сетей; становление мощной программной индустрии.

Взаимно переплетаясь и обогащаясь научными наработками в смежных сферах, эти компоненты породили новые направления в деле обработки информации и создали предпосылки для перехода к информационному обществу.

1.2 Практическая реализация линии информационно-коммуникационных технологий

Человечество занималось обработкой информации тысячи лет, а первые информационные технологии основывались на использовании счетов и книгопечатания. Ускорившееся за последние 40 лет развитие информационной технологии в первую очередь связано с появлением компьютеров. Успехи интегральной микроэлектроники обусловили ее проникновение почти во все стороны повседневной жизни, а также привели к многообразному переплетению различных ее отраслей. Узкий смысл термина « информационная технология » определился к концу 1970-х годов, когда его стали употреблять в связи с использованием современной электронной техники для обработки информации.

Информационная технологи охватывает всю вычислительную технику и технику связи и отчасти - бытовую электронику, телевизионное и радиовещание. Она находит применение в промышленности, управлении, торговле, образовании, медицине, науке и военной сфере.

В последние 10 лет довольно популярным стало понятие новая информационная технология. Наблюдаются различные подходы к трактовке этого термина.

Под новыми информационными технологиями понимают совокупность внедряемых («встраиваемых») в системы организационного управления принципиально новых методов, способов и средств обработки данных, представляющих собой целостные технологические системы и обеспечивающих целенаправленное создание обработки, передачу, хранение и отображение информационного продукта (данных, идей, знаний) с наименьшими затратами и в соответствии с закономерностями той социальной среды, где развивается эта информационная технология.

Новейшие информационные технологии - это специальные термин, характеризующий использование новейших для данного этапа развития достижений науки и техники в области информатизации. Понятие новая является относительным и может использоваться на определенном отрезке времени. Так называемую «новизну» информационной технологии придает использование принципиально новых методов и средств преобразования информации. Основными признаками НИТ на современном этапе являются : использование вычислительной техники, микроэлектроники, методов искусственного интеллекта, а также средств локальных и глобальных (территориальных) сетей. Практическая реализация линии информационно-коммуникационных технологий

Парадигма обучения информатике всё более смещается в сторону изучения информационных и коммуникационных технологий, что нашло отражение и в смене названия этого учебного предмета в школе. Вызвано это широким проникновением новых технологий во все стороны жизни общества и необходимостью практической подготовки учащихся к их применению в учебной и повседневной деятельности. Поэтому школьная информатика становится всё более дисциплиной технологического цикла [16, 20]. Об этой тенденции свидетельствует также то, что в новом образовательном стандарте в обязательном минимуме содержания на информационные технологии отводится две трети объёма, а в примерной программе - около 30 часов, что составляет треть всего курса информатики и ИКТ в основной школе. Примерная программа базового курса содержит около 20 практических работ по освоению ИКТ из всего предлагаемого перечня в 44 работы.

Вот перечень основных тем данной линии: Основные устройства ИКТ.

Запись средствами ИКТ информации об объектах и процессах окружающего мира.

Создание и обработка информационных объектов. Поиск информации.

Проектирование и моделирование.

Математические инструменты, динамические (электронные) таблицы. Организация информационной среды.

В учебнике Н.Д. Угриновича [30] для 9 класса по линии ИКТ представлены следующие две темы:

Хранение, поиск и сортировка информации. Коммуникационные технологии.

Из общего списка в 23 работы компьютерного практикума, около

половины предусмотрено по данным темам.

В учебнике И.Г. Семакина с соавторами [32-34] по базовому курсу для 7-9 классов на учебный материал по этой линии отведено около одной четверти из всего объёма и представлены следующие темы:

Передача информации в компьютерных сетях. Базы данных.

Табличные вычисления на компьютере.

В учебнике нового поколения С.А. Бешенкова с соавторами [35-37] изучению ИКТ также отводится значительное место, причем информационные технологии трактуются как способы выполнения информационных процессов. Такой подход к месту ИТК переводит информационные технологии в тот раздел курса информатики, который относится к теоретической информатике. Тем самым повышаются место и роль информационных технологий в содержании обучения по базовому курсу. Кроме того, во всех учебниках и задачниках материал построен так, что при изучении многих других тем базового курса школьники осваивают ИКТ в ходе выполнения практических работ и проектных заданий.

В пропедевтическом курсе информатики информационным технологиям также отводится довольно значительное место. Причем, намечается тенденция к увеличению объема учебного материала, отводимого на их изучение.

Ожидается, что отмеченные тенденции сохранятся и в дальнейшем, а также будет включаться материал по изучению новых аппаратных и программных средств ИКТ, таких как цифровые фотоаппараты и видеокамеры, машинный перевод текстов, программы создания мультимедийных объектов и др.

Требования к знаниям и умениям учащихся по линии информационно- коммуникационных технологий

Эти требования изложены в образовательном стандарте и включают в себя:

Знание и понимание учащимися назначения и функций информационных и коммуникационных технологий.

Умения:

создавать информационные объекты (тексты, списки, графики, диаграммы, электронные таблицы);

создавать рисунки, чертежи с использованием графических редакторов; осуществлять постейшую обработку цифровых изображений;

создавать записи в базе данных;

создавать презентации на основе шаблонов;

искать информацию в базах данных, компьютерных сетях, некомпьютерных источниках информации при выполнении заданий и проектов по различным учебным дисциплинам;

• пользоваться принтером, сканером, модемом, мультимедийным проектором, цифровой камерой, цифровым датчиком.

3) Использование приобретённых знаний и умений в практической деятельности и повседневной жизни для:

создания информационных объектов;

организации индивидуального информационного пространства; создания личных коллекций информационных объектов;

передачи информации по телекоммуникационным каналам в учебной и личной переписке.

Как видно из этого перечня, требования к уровню подготовки школьников по линии информационных технологий довольно широки. Представляется, что в настоящее время эти требования можно реализовать лишь частично, как из-за слабой оснащённости школ соответствующими аппаратными средствами, так и по причине недостаточного числа учебных часов на освоение базового курса. При этом следует учесть то обстоятельство, что освоение ИКТ происходит, в основном, на практических занятиях, а допускаемое время работы на компьютере для учащихся 7-9 классов составляет всего 20-25 минут в неделю. Таким образом, общее время работы учащихся за компьютером не должно превышать 14 астрономических часов в год, что явно мало для выработки требуемых умений, заложенных в образовательном стандарте, не говоря уже о формировании соответствующих навыков.



Глава 2. Дидактические основы изучения информационных технологий

2.1 Дидактические и методические основы обучения

Чем дидактика отличается от методики? Какова их роль в обучении? С одной стороны, дидактика и методика - это педагогические науки, с другой - они имеют разные функции по отношению к обучению1 [38].

Дидактика - составная часть педагогики, наука об обучении, исследующая законы, закономерности, принципы, цели, содержание, формы, методы, средства обучения. Объект дидактики - это обучение. Обучение - целенаправленный и организованный процесс взаимодействия учеников и учителей, направленный на решение учебных задач, в результате которого учащиеся овладевают знаниями, умениями, навыками, развивают личностные качества, формируют компетентности.

Дидактика -- отрасль педагогики, разрабатывающая теорию обучения. Предмет дидактики-- закономерности и принципы обучения, его цели,

научные основы содержания образования, методы, формы, средства обучения. Общая дидактика отвечает на вопросы: с какими целями, чему и как обучать учащихся по всем предметам и на всех уровнях. Существуют частные дидактики, или предметные методики. Они исследуют обучение по отдельным предметам или уровню образования (методика начального образования, дидактика высшей школы). Общая дидактика составляет теоретическую основу частных дидактик, базируясь в то же время на результатах их исследований.

Задачи дидактики состоят в том, чтобы описывать и объяснять процесс обучения и условия его реализации, а также разрабатывать более

совершенную организацию процесса обучения, новые обучающие системы, технологии.

Что такое дидактический материал? Дидактический материал-- особый тип наглядного учебного пособия, преимущественно карты, таблицы, наборы карточек с текстом, цифрами или рисунками, реактивы, растения, животные и т.д., раздаваемые учащимся для самостоятельной работы в классе и дома или демонстрируемые учителем перед всем классом. Дидактическим материалом называются также сборники задач и упражнений.

С одной стороны, методика является частной дидактикой, практическим «приложением» к общей дидактике и каждая методика обучения конкретному учебному предмету или группе предметов - отраслью дидактики. С другой стороны, методика - самостоятельная дисциплина, имеющая свой предмет исследования - обучение определенному предмету и воспитание средствами этого предмета как один из участков образовательной деятельности, отличный от предмета исследования дидактики, хотя методика и связана с дидактикой единством объекта, каким является деятельность обучения. Методика выделяет в этом объекте то, что специфично для обучения данному учебному предмету, дидактика же рассматривает в нем общие связи, характерные для обучения любому предмету.

Наука об учении и обучении -- дидактика -- это теоретическая основа любой прикладной педагогической науки. В этом отношении школьная информатика, лицом обращенная к своей теоретической колыбели, может выглядеть равной в семье школьных дисциплин, подчиненных своей матери

-- дидактике. Вместе с тем тенденции развития современного информационного общества, которое и сформировалось-то главным образом как следствие бурного развития информатики, делают положение информатики особым [39]. 2

Дидактика -- это самостоятельная (и, надо признать, более широкая, чем информатика) наука и, более того, наука из не родственного информатике направления. Связанная со структурой и развитием общества, она черпает свои задачи из потребностей общества и ориентирует свои результаты на формирование личностей, составляющих общество: если школьная информатика в основе своей -- естественнонаучная дисциплина, то дидактика -- наука общественная, социальная.

Дидактику принято считать если не консервативной, то уж, во всяком случае, одной из наименее динамичных научных дисциплин. И тем не менее в последнее время в этой науке все более заметны принципиальные обновления, отражающие изменения в обществе. Прежде всего это становление информационного общества, законы которого находятся в поле зрения информатики. Не случайно новые главы современной дидактики пишутся под влиянием феноменов, порождаемых информатикой и объясняемых ею. Можно сказать, что информатика берет на себя смелость показать и объяснить те феномены, которые пополняют современную дидактику.

Смелой была бы даже попытка назвать полный список скрепляющих дидактику и информатику сочленений. В изложении общей науки, какой является дидактика, неизбежны примеры из конкретных прикладных областей. И хотя такие иллюстрации, вообще говоря, могли бы быть почерпнуты из любой школьной учебной дисциплины, здесь по понятным причинам примеры берутся из педагогической практики информатики.

Учитель информатики, если он действительно -- Учитель, по- видимому, уже осознал эту роль. Одна из статей раздела посвящена описанию такого положения, не случайно сложившемуся в педагогике. Учитель должен не только понять свое особое положение в школе как социальную миссию, но также объяснить ее своим коллегам и отстоять. Однако и любой другой текст -- написанный, недописанный или еще не написанный -- учитель информатики должен воспринимать, размышляя о том собственном видении школьной информатики и ее широких межпредметных связей, которое делает его ответственным за главнейшую из задач современного информационного общества -- формирование и развитие личности, составляющей молодое поколение планеты.

Таким образом, необъятную тему отношений дидактики и информатики, по большому счету, можно считать открытой. И нынешнему поколению учителей информатики предстоит славная работа -- своим повседневным педагогическим трудом создавать новые и новые главы вечной науки дидактики.

В действительности во внутрипредметном, информатическом стандарте предусмотрена еще одна, не столько научно-дидактическая, а скорее, организационная классификация компонент структуры управления образованием -- федеральная, региональная и школьная. В рамках этой второй классификации многие принципиальные проблемы развития образования -- материальные ресурсы, стратегия подготовки кадров, методы принятия решений -- вынесены с научного уровня на уровень административный, что не может не приводить к болезненным коллизиям в системе образования. Например, вопрос о постановке курса раннего обучения информатике (пропедевтического курса) в конкретной школе отдан в сферу ответственности директора школы (а не в сферу научных, дидактических аргументаций раннего обучения информатике), что в условиях нормативно-подушевого финансирования школ заставляет директора школы (особенно сельской малокомплектной школы) принимать конъюнктурные, а не научно обоснованные решения.

Эти термины, используемые и воспринимаемые зачастую на бытовом уровне, имеют достаточно строгие определения в дидактике:

знание -- форма существования и систематизации результатов познавательной деятельности человека; знание -- это верное отражение действительности в сознании человека; существует несколько уровней знания: от простой констатации факта до научного объяснения познаваемого явления;

умение -- способность выполнять действия, приобретенная в результате обучения или жизненной практики; в дальнейших упражнениях умение может перейти в навык;

навык -- автоматизированное действие (см. умение), подконтрольное сознанию и выработанное путем упражнений; при длительном отсутствии упражнений навык постепенно утрачивается.

Задумывались ли вы о том, что объединяет в школьном классе детей одного возраста, когда они пришли на урок? Чем отличается школьный учебник от детективного романа? Можно ли провести урок по двум разным предметам одновременно? Следует ли школьников учить доказывать теоремы? Почему учителя задают домашние задания?..

Вопросы, вопросы, вопросы... С одной стороны, кажется, что все они -- об обучении. Но, с другой стороны, ни в одном из них даже не упоминается название учебного предмета. Правомерны ли такие “общие” вопросы?

Да, правомерны -- по той простой причине, что в широкой сфере человеческой деятельности, которая называется педагогикой, существует много важных вопросов (почему надо учить детей и надо ли учить взрослых? чему обучать и какими средствами? в какой форме и как проводить учебное занятие?..), возникающих у учителя именно потому, что он -- педагог, независимо от того, преподает ли он родной язык или информатику, историю или биологию. На эти (и подобные) вопросы призвана отвечать педагогическая наука дидактика (от гр. didaktikos -- поучающий), представляющая собою общую теорию обучения.

Дидактика -- это самостоятельная часть педагогики, изучающая содержание, закономерности, принципы и методы образования и обучения.

Как и всякая теоретическая дисциплина, дидактика имеет непосредственную связь с практикой: ответы на общие вопросы, ее волнующие, дают конкретные рекомендации каждому педагогу-практику -- от воспитателя дошкольного учреждения до вузовского преподавателя, вооружая его знаниями и умениями, необходимыми в повседневной педагогической работе.

Будучи общей, “межпредметной” или даже “надпредметной” наукой, дидактика востребованна и должна быть освоена каждым учителем-предметником. Она может быть каждым из них по-своему интерпретирована и обогащена примерами из конкретных предметных областей. В этом отношении информатика -- не исключение: в тех случаях, где образовательная область будет применяться как источник для генерации примеров, в нашем тексте используются иллюстрирующие ситуации именно из информатики. Впрочем, информатика по отношению к общей дидактике выступает не только в роли источника примеров: об особых отношениях этих двух научных дисциплин будет отдельно говориться далее.

Дидактика -- общественная, педагогическая наука. Она тесно увязана с жизнью человеческого общества: на каждом шаге любого исследовательского этапа в дидактике объектами являются люди -- обучающие и обучаемые. Как всякая научная дисциплина она, конечно, допускает и использует аппарат моделирования, но даже в тех случаях, когда в качестве объекта исследования применяются компьютеры, роботы и другие исполнители, речь может идти только об удобных средствах моделирования того или иного процесса, воспроизводящего некоторые выделенные отношения, характерные и существенные для человеческого общества.

Выступая в качестве самостоятельной научной дисциплины и выделяя в качестве своего предмета процесс обучения, дидактика в действительности составляет важнейшую часть воспитания и развития человеческой личности. Неудивительно, что дидактика, ориентирующаяся на формирование свободной и творческой личности, как и всякая социальная наука, сегодня еще недостаточно формализована. Такое совершенно естественное примечание требует отдельного напоминания для учителя информатики, математики или физики, привыкшего оценивать в качестве результатов более строгие и формализуемые категории.

В центре внимания дидактики стоят проблемы формирования современного общества. Используя принятую в дидактике терминологию, формирование общества состоит в образовательной деятельности. При этом, хотя в истории педагогики всегда целенаправленное руководство развитием личности именовалось “воспитанием”, сегодня принято (и даже утверждено законом -- см. “Закон Российской Федерации об образовании 1996 года”) считать образование состоящим из воспитания и обучения. При этом воспитанием в дидактике называют создание условий, стимулирование развития каждого ребенка и человека вообще, направленное на раскрытие и умножение его творческого потенциала, его адаптацию в обществе как свободной самостоятельной личности.

Образование рассматривается как “осуществляемый в общеобразовательных учреждениях или самостоятельно (самообразование) процесс овладения системой знаний, человеческой культурой в целом, процесс развития и становления личности, а также (второй смысл указанного понятия) и как результат этого процесса -- определяющий уровень овладения культурой (образованности), развитием личности в контексте культуры” ([9]).

Из этого определения вытекает следствие -- средствами образования выступают:

1) обучение, понимаемое как взаимодействие обучающего и обучаемого (учебный процесс),

2) самообразование,

3) воспитательный процесс, осуществляемый как в учебное, так и во внеучебное время.

Различение понятий “образование” и “обучение” (полагая, что обучение -- это воспитание и развитие личности в процессе учебной деятельности) учтено и в определении: предмет дидактики -- это воспитание и развитие личности в процессе разных видов учебной деятельности ([9]).

Обучение, с позиций дидактики, следует рассматривать как динамичные отношения учителя, ученика и изучаемого материала. Каждый элемент этой триады сложен сам по себе. Ученик -- это его чувства, мысли, способы действий в учебном процессе. Учитель -- это его замыслы, идеи, творческий потенциал. Такие личностные качества элементов схемы (см. рисунок), хотя и изучаются в психологии, все же остаются в поле зрения дидактики. Целиком к дидактике относятся общие закономерности содержания и структуры изучаемого материала. И все же на первый план дидактика выводит именно отношения между этими тремя различающимися объектами учебного процесса.

Общая структура обучения

Эта “классическая” схема упрощена до предела и, по существу, только именует участников процесса (называя их в единственном числе). Двусторонний характер обучения очевиден: это взаимосвязанные процессы преподавания (деятельность учителя) и учения (деятельность учащегося). Но все виды учебной деятельности всегда предметны и направлены на содержание предмета. Между тремя объектами обучения существуют три вида деятельностной связи: между преподаванием и учением, между учением и содержанием предмета, между преподаванием и содержанием. В реальности схема отношений существенно усложняется множественностью ее объектов и различной насыщенностью (интенсивностью воздействий) каналов-стрелок.

Дидактика и информатика

Дидактика экранируется от особенностей -- и от содержания, и даже от методики преподавания -- каждой школьной дисциплины. Разумеется, все составляющие учебного процесса -- цели, содержание, методы, средства, формы -- внимательно рассматриваются в теории обучения, тем не менее предметом такого рассмотрения являются инвариантные категории учебного процесса, характерные для каждой из школьных дисциплин. Когда важно подчеркнуть особенности методики того или иного предмета, пользуются одной из дисциплин (существующей для каждого предмета отдельно), которые называют частными предметными методиками. Так, методика проведения опытов с физическим маятником на занятиях в школьном кабинете физики -- это неотъемлемый элемент частной предметной методики, тогда как метод моделирования как способ отображения явления или процесса реальной действительности в педагогике -- это инвариант дидактики.

С этих позиций информатика, которая является полноправной школьной дисциплиной со всеми вытекающими отсюда следствиями, формировала свою частную предметную методику, представляющую и научно-теоретический, и практический интерес, однако в контексте обсуждения дидактических проблем и, в частности, предмета дидактики важно отметить то особое положение, которое занимает информатика среди других школьных предметов.

Такое особое положение информатики объясняется тремя важными с точки зрения дидактики причинами.

Первой из причин, определяющих особенное положение информатики в школе, следует назвать близость педагогических целей школьной информатики и дидактики в целом. Напомним, что сверхзадачей дидактики считается формирование общества, ее решение состоит в образовательной деятельности. Но формирование общества -- это, прежде всего, и главным образом формирование личностей, из которых составляется общество. И сразу же следует напомнить сверхзадачу школьной информатики, с которой она пришла в школу ([6]), -- формирование стиля мышления, адекватного требованиям современного информационного общества, у всего молодого поколения, вступающего в жизнь. Скептик скажет, что формирование стиля мышления молодого человека -- это задача, не тождественно совпадающая с формированием общества и даже личности как индивидуального члена общества. С этим можно согласиться, признавая тем не менее, что главная характеристика активной творческой личности определяется именно стилем ее мышления. Таким образом, близкие к дидактике цели поднимают информатику как дисциплину, отраженную в школьном предмете, над остальными предметами.

Впрочем, без дополнительной аргументации говорить о неравенстве предметов здесь было бы чересчур смело, поскольку каждый из школьных предметов по-своему вносит свой вклад в развитие молодого человека.

Надо ли удивляться такому “неравенству” школьных предметов? Конечно, нет. Ведь энергетическое (или, как часто говорили раньше, индустриальное) общество, предшествовавшее в технологической истории нынешнему информационному обществу, провозгласило основной социальной ценностью энергию. Обладание новыми источниками энергии и ее накопление определяло в таком обществе влиятельность сообществ и государств. Не случайно период расцвета энергетического общества совпадает с революцией в физике -- физике электрической и атомной энергии в конце XIX -- начале XX века. В этот период (c небольшим запозданием, требующим осознания революционных перемен в науке) дидактика сблизилась с физикой как дисциплиной, наиболее активно развивавшей в то время свое содержание и свою методику.

А в еще более раннюю эпоху, когда основным ценностным критерием в обществе были материальные ресурсы (и, следовательно, с этой точки зрения в эту эпоху общество заслуживало называться материальным), в системе образования на передовых социальных позициях размещалась элементарная математика и вырастающая из нее механика. По большому счету, в повседневной практике древних вавилонян пока еще не было динамических процессов как явлений, меняющих их социальный статус, но представления о количественных и пространственных статических отношениях, изучаемые элементарной математикой, были им необходимы.

Ясно поэтому, что современное общество, будучи информационным, сместило социальную оценку значимости ресурсов. В соответствии с социальным заказом общества в новейшее время наиболее значимым ресурсом становится информация -- категория, обладание которой ранжирует человеческие сообщества: наиболее влиятельными становятся те из них, кто обладает наиболее скоростными средствами обработки информации, наиболее эффективными способами передачи информации, наиболее емкими информационными фондами, хранящими информацию. Вот почему сегодня современная дидактика питается новыми идеями из дисциплины, предметом и содержанием которой являются информация и информационные процессы.

Вторая причина, в силу которой можно говорить о большой взаимозависимости дисциплины-предмета информатики и общей научной дисциплины -- дидактики, состоит в высокоразвитом внутридисциплинарном инструментарии (учебно-инструментальных средствах дисциплины, как сказали бы дидакты). Такой инструментарий формируется в информатике в виде учебных компьютерных программ и их систем.

Компьютерные программы учебного назначения обладают удивительными свойствами с точки зрения частной предметной методики информатики. С одной стороны, их надо относить к дидактическим инструментам, используемым в учебном процессе, то есть к средствам обучения. С другой стороны, зачастую школьники (чаще всего под руководством инициативных, тянущихся к творчеству учителей) самостоятельно создают такие программы на кружке или даже на уроке. И в таком случае дети-конструкторы не только демонстрируют освоение соответствующих умений и навыков в дисциплине, на уроках которой были построены эти программы, но и передают учебному заведению результат практического внедрения -- законченный товарный продукт, предназначаемый для использования в качестве дидактического инструмента.

Среди школьников, имеющих определенный уровень компьютерной компетентности и увлекающихся смежными областями деятельности и научными дисциплинами, много тех, кто конструирует учебные компьютерные программы не только по информатике, но и по любому другому предмету, который они понимают, знают, любят.

Каждая из учебных компьютерных программ (для которых недавно появился выразительный термин -- информационный образовательный ресурс, ИОР, а до последнего времени был в употреблении другой термин -- цифровой образовательный ресурс, ЦОР) -- это эффективная инновация в педагогике, это инструмент, проникающий на урок по любому школьному предмету. Сегодня учителей-предметников не надо уже агитировать за применение ИОРов на своих уроках. Важно то, что ИОР становится не только инструментом того учебного предмета, для целей которого он проектировался, но и замечательным звеном, связывающим любую школьную дисциплину с информатикой: ведь с ИОРом неизбежно приходят на урок по любому предмету термины, понятия, структуры и методы информатики.

Межпредметные связи, насыщаемые дидактическими инструментами информатического происхождения -- ИОРами, поднимаются на новый уровень, становятся органичными и эффективными. Реализуется вторая социальная (дидактическая!) задача, решаемая школьной информатикой: эта дисциплина целенаправленно служит совершенствованию частных предметных методик. Такое влияние информатики на межпредметные связи переводит методические механизмы и приемы школьной информатики в новую дидактическую категорию инновационного обучения.

Третья причина, размывающая традиционные границы между школьным предметом и “надпредметной” дидактикой, следует из широчайшего распространения средств информатизации в обществе, из производственных внеучебных приложений, так называемых новых информационных технологий. В параллель с внутридисциплинарным инструментарием информационные технологии следует отнести к инструментарию междисциплинарному. Компетентность в области информационных технологий сегодня звучит как требование общества к выпускнику школы. Не только в стандарте по информатике, но и по другим предметам отмечены умения и навыки школьника оперировать текстовыми редакторами, базами данных, электронными таблицами, презентациями. Без знания основ информатики овладение этими приложениями если и возможно, то уж, во всяком случае, исключительно на уровне начетничества, а никак не компетентного использования. А без непосредственного использования компьютера овладение информационными технологиям невозможно в принципе: ведь информационные технологии -- это запрограммированные на компьютере алгоритмы тех или иных видов умственной деятельности человека.

Таким образом, нынешнее состояние информационного общества заставляет школу включить освоение информационных технологий в обязательный минимум содержания основных образовательных программ общего образования (некоторые школы при дефиците специалистов только информационными технологиями и ограничивают обучение информатике). А если учесть, что большинство информационных технологий реально работают на совершенствование предметных методик, то возглавляемое информатикой проникновение информационных технологий в школу становится требованием современной дидактики. До недавнего времени в дидактике не было такого термина, в нынешних вузовских учебниках по курсу дидактики информационным учебным технологиям отводятся специальные главы.

Развитие операционно-технологического стиля мышления

Понятие программистского стиля мышления было предложено А.П. Ершовым [26]. Позднее он же предложил заменить название программистского стиля мышления на “операционный”, подчеркивая тем самым его конструктивность и умение подразделять (структурировать) описание сложного действия на составляющие его операции. Иными словами, в этом новом определении термина были зафиксированы две важные составляющие характеристики операционного стиля мышления -- алгоритмическая составляющая в описании информационного процесса и его пооперационная технологичность. Еще позднее термин “операционный стиль мышления” был вытеснен уточняющим понятием -- компетентность (информационная компетентность), главной чертой которой является переход к иной системе оценок качества обучения: при так называемом “знаниевом подходе” качество обучения измеряется количеством знаний, накопленных учеником в ходе обучения, тогда как компетентностный подход, не умаляя роль знаний, оценивает в качественной характеристике обучения в первую очередь умение использовать, внедрять в практику имеющиеся знания. Впрочем, внимательно посмотрев на перечень умений и навыков, включенных в операционный стиль мышления (см. ниже), нетрудно обратить внимание на то, что в ершовской трактовке операционный стиль мышления шире, чем и часто упоминаемое сегодня в дидактической литературе алгоритмическое мышление, и понятие информатической компетентности.

Итак, назовем некоторые из умений и навыков, составляющих операционный стиль мышления [26-29].

1. Умение планировать структуру действий, необходимых для достижения цели при помощи фиксированного набора средств.

Когда компьютерный пользователь описывает алгоритм задачи, он, представляя себе цель решения задачи -- конечный результат, конструирует программу (в широком смысле этого слова), т.е. план действий, являющийся последовательностью отдельных стандартных операций. Организуя структуру действий, пользователь должен спланировать не только действия как таковые, но и используемые в них информационные ресурсы.

2. Умение строить информационные модели для описания объектов и систем.

Хотя современные информационные и программные системы предоставляют пользователю значительные удобства для описания данных, всегда очень важно представлять, к каким классам объектов относятся описываемые величины, каковы их взаимосвязи в решаемой задаче. Имея такие представления, пользователь может найти наиболее эффективные реализации решений. В построении моделей важен навык формализованного описания объектов и связей. Столь же важно умение систематизировать информацию вообще и информационные модели, в частности.

Значение этого навыка постоянно растет в информатических приложениях (базы данных, электронные таблицы, редакторы…), основу которых составляют информационные модели. В информационной модели отражаются все существенные для решения поставленной задачи свойства объектов в их взаимодействии.

3. Умение организовать поиск информации, необходимой для решения поставленной задачи.

Решение задачи становится более эффективным только тогда, когда правильно определен объем информации, необходимой для ее решения, и правильно организован ее поиск. Навыки использования многообразных поисковых механизмов выходят за рамки собственно программирования. Огромные информационные фонды, доступные по глобальным сетям, делают исключительно важным умение правильно определить, какие именно сведения необходимы и по каким признакам можно организовать их поиск.

4. Дисциплина и структурирование языковых средств коммуникации. Эти важные качества человеческого мышления (и поведения) означают умение правильно, четко и однозначно сформулировать мысли в понятной собеседнику форме и правильно понять информационное сообщение.

Отсутствие такой дисциплины в общении людей компенсируется способностью человека к сопереживанию. Это позволяет правильно понять недосказанную или нечетко выраженную мысль. Компьютер, вообще говоря, не обладает такой способностью, и любая неточность в формулировке задания влечет искажение смысла и ошибку.

Программист должен работать с компьютером, учитывая уровень его обученности: с системами низшего уровня (обладающими незначительным программным обеспечением) приходится общаться на уровне описаний “микродействий” машинных операций; с более развитыми системами общение оказывается возможным с помощью укрупненных операций (функций и процедур); в системах, богато оснащенных программным обеспечением, программист может конструировать свою программу из модулей -- готовых программ. Впрочем, и пользователю, не являющемуся профессионалом в программировании, для эффективного общения с компьютером важно уметь “запроцедурить” часто используемые конструкции, чтобы далее пользоваться ими как элементарными командами.

5. Навык своевременного обращения к компьютеру при решении задач из разных предметных областей.

Если этот навык не выработан (не доведен до уровня привычки), то даже человек, осознающий актуальность отмеченных выше умений и навыков, может не догадаться обратиться к компьютеру, если такая задача прямо не сформулирована. Часто можно наблюдать, как пользователь, сидящий у экрана современного компьютера, тянется к карандашу и листочку бумаги (в лучшем случае -- к калькулятору), чтобы сделать тривиальные вычисления или промежуточные записи. Умение организовать взаимодействие с компьютером и его периферийными устройствами (клавиатура, мышь, сканер, цифровой ввод с камеры…).

Формирование перечисленных навыков у всех тех, кто соприкасается с вычислительной техникой, т.е. практически с подавляющим большинством людей на планете, представляется необходимым для обеспечения эффективного использования ресурсов современного информационного общества.

Особенности операционного стиля мышления первоначально связывались с необходимыми для профессионального программиста навыками и умениями, позволяющими представителям этой профессии (а также пользователям-непрофессионалам) активно использовать мощный инструмент нового времени -- компьютер. Привязываемые к одной (хотя и перспективной) специальности, эти навыки казались узконаправленными, технологическими. Впрочем, даже эта их оценка заставила говорить о важности такой психологической категории, как операционный стиль мышления, в связи с широким и постоянно растущим распространением компьютеров и их высокой, быстро растущей производительностью.

Но хотя тезис о необходимости изучения информатики в общеобразовательной школе верен (речь об этом пойдет ниже), аргументация этого тезиса лежит вне проблем профессиональной подготовки программистов. Действительно, роль перечисленных выше умений и навыков оказывается намного значительнее “технологических” знаний, которые позволяют поднять производительность компьютерной техники и эффективность ее использования (при всей экономической важности задачи). В философском, социальном и педагогическом аспектах каждый из них имеет самостоятельное (и очень важное) значение в системе умственных действий, необходимых современному образованному человеку.